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西门子6SL3060-4AW00-0AA0

产品简介:西门子6SL3060-4AW00-0AA0
混压调节
   混压调节在实际中既影响热值、又影响加压机后压力。所以,混压调节不好,则热值调节、加压机后压力调节都无从谈起。本回路为一串级随动调节系统,在控制回路中建立数学模型,煤气混合压力的设定值随着高、焦气源的压力波动而自动计算设定,同时又加以上下限幅,使工艺操作变得更加合理。从热值的稳定方面来看,机前混压能够随高、焦煤气压力波动而适时适度地调整,保

更新时间:2022-12-06
浏览次数:273
厂商性质:代理商
详情介绍
品牌Siemens/西门子应用领域化工,电子,电气
产地德国品牌西门子

西门子6SL3060-4AW00-0AA0

 1 系统概要
   改造后的系统构成复杂,仅调节阀就有九个,此外还要增加变频器,由计算机控制切换调节3台风机转速;增加热值仪,串级调节高焦配比。采用西门子S7—300PLC和研华IPC 610工控机构成DCS系统。S7—300PLC作为下位机来实现所有信号的采集、运算、调节,其特点是:模块化、无排风结构、易于实现分散、运行可靠、性价比高。CP5611卡为S7—300PLC与工控机的通讯接口卡,具有RS485接口和87.5kbps的通信速率,传输距离可达50m,使用中继器可达9100m。
  
  2 控制原理
  本系统含四个调节回路:
  2.1热值调节
  热值是用户气源的主要质量指标之一。
  冷轧煤气7昆合加压站以高炉煤气为主气,它不可控制,取决于用户用量;焦炉煤气为辅气,要求控制其两道阀门,使高、焦配比约4:1。
  2.1.1“高焦限幅"辅热值
   本回路为一串级、交叉限幅调节系统。以热值调节为主环,焦炉煤气流量调节为副环,加入了高焦煤气流量单交叉限幅。焦炉煤气流量的设定值不单单取决于热值调节器输出信号,而且受到高炉煤气流量的瞬时值的限制,即按高、焦理论配比值求出应配焦炉煤气流量值,乘以1.05和0.95作为输出信号的上、下限幅值。
   该控制思想一则使焦炉煤气流量调节器的调节量不至于过大,从而使高焦配比值在小范围内波动;二则使主环调节器不至于产生调节饱和,加快了滞后较大的主环的动态响应,改善了系统的调节品质。
  对热值仪信号故障也有保护性,在实际的运行中,我们发现工人有时忘记了给热值仪过滤器排水,使煤气人口压力太低,燃烧不够,造成仪表信号显示偏低很多,即使焦炉煤气阀开到最大,也不可能把热值调至“正常",但此时热值调节器输出信号受到高炉煤气流量的交叉限幅,故在此三个信号中,最终以上限值为焦炉煤气流量调节器的设定值,从而使焦炉煤气流量调节阀被约束在了一定的阀位,最终使混合煤气热值波动稳定在一定范围内。
  2.1.2“双阀同控"避“瓶颈"
   原设计一阀自动、另一阀手动,实际上两阀都在手动方式,因而常常顾此失彼,致使南、北阀位相差太大;若采用两路单独的调节器,二阀阀位更加混乱,当系统工况变化较大时,其中一阀就会成为调节的“瓶颈";若采用双调节器进行调节,二阀各自进行动作,虽能使系统在某一阀位组合状态下稳定,但有可能造成二阀阀位相差太大,同样可导致“瓶颈"的现象。
   对此采用单台调节器串调双阀的控制方案,即在计算机中设置一台软调节器,其输出信号给到2台手操器,同时带动2台电动蝶阀。为防止二阀同时动作造成超调,将2台手操器内的死区设置的有所差别,当调节器输出要求的阀位信号与实际阀位反馈信号出现偏差时,死区小的手操器(电动调节阀)首先动作,若偏差不大时,就能纠正过来;当调节量不够时,偏差增大,死区大的手操器(电动调节阀)也动作,加大调节力度,使系统迅速回到稳定状态上。当系统出现较大偏差时,常会出现同时超出二者死区范围的现象,则二阀一同动作,使偏差迅速减小到一定范围,此时大死区的电动调节阀停止动作,剩余的小偏差靠死区小的调节阀来进一步精调到位。
  2.2混压调节
   混压调节在实际中既影响热值、又影响加压机后压力。所以,混压调节不好,则热值调节、加压机后压力调节都无从谈起。本回路为一串级随动调节系统,在控制回路中建立数学模型,煤气混合压力的设定值随着高、焦气源的压力波动而自动计算设定,同时又加以上下限幅,使工艺操作变得更加合理。从热值的稳定方面来看,机前混压能够随高、焦煤气压力波动而适时适度地调整,保证了焦炉煤气能够按所需的量顺利配人;从加压机后压力的稳定方面来看,机前压力变化范围不至于太宽,减少了对加压机后出口压力调节的干扰。
   混压调节就是控制高炉煤气的两道阀门。为了避免“瓶颈",同样如上所述,也采用了一台软调节器控制2台电动调节阀的方式,减少对机后出口压力调节的干扰。
  2.3加压机后压力(变频)调节
   加压机后压力是用户气源的主要质量指标之一,本回路为一定值单回路调节系统。其设定值为3.5kPa,当加压机后出口压力升高/降低时,增大/减小变频器的输出频率。从而改变加压机的转速,以“变"求“稳"。在计算机和变频器上都设置了运行频率,从而保证出口压不至于太低,也保证了自带油泵能够给出足够的油压油量,以免烧坏轴瓦。这两个频率运行下限是保证加压机设备安全、用户正常生产的两道防线。
  2.4加压机后压力(泄放)调节
   这是加压机后压力调节的另一手段。本回路为一定值单回路调节系统,其设定值为14kPa,当加压机后出口压力升高/降低时,增大/减小泄压阀的开度,以“泄"求“稳"。
  2.4.1变频、泄放“双管齐下"稳压力
   通常,泄放调节器的设定值高于变频调节器的设定值,一般情况下,变频器负责系统全部的调节,而泄放阀处于关闭的“休闲"状态。当用户突然大减量,造成出口压骤然升高,变频的调节速度不足以使出口压迅速降下来时(即出口压超过14kPa),泄放回路立即参与调节。泄放回路比例带、积分时间都设得很小,因而,动作很快,与变频“双管齐下",可使压力迅速降下来,保证了用户气源压力稳定,避免了以前类似情况下加压机进入喘振的可能,保障了设备安全。在调节过程中,绝不会出现既保持加压机转速较高,又使泄放开启一定高度的“稳定平衡"状态。
  
  综上所述,本系统在控制思想和软件编制上有如下的特点:
  (1)小偏差小动作、大偏差大动作,既加决了响应速度,又提高了调节精度。
  (2)两阀在调节过程中,"不会造成“瓶颈"现象。阀位死区大的南阀阀位“阶段"性地跟踪死区小的北阀阀位。当偏差产生时,北阀“有错必纠",南阀对北阀在调节中所累计的阀位变化不会坐视不管,而是“该出手时就出手",大力度地“调一把"(当北阀阀位调到一定开度时效果就不显著了,此时取决于南阀的开度)。
  (3)死机情况下、变频器仍然能保证运行。无论主机从机中任一掉电,或二者都掉电,变频器都运行在其保护下限频率上,加压机不会停机,保证了用户的正常生产。
  (4)简单可靠易“倒机"。通过软件的巧妙设计,使加压机的切换变得非常简单:将变频器输出频率下调为零、此时原运行的加压机处于停止状态,电流很小,可拉掉其刀开关,并马上再合上另一台备用加压机的刀开关,因变频器末停,3—4分钟即可调频加速到工作状态。当然二者切换期间,需关照冷轧关小烧嘴。
  控制系统在WIN98环境下运行,组态软件为STEP7V5.0及Kingview5.0。系统利用组态软件Kingview5.0的驱动程序与下位S7—300PLC进行数据通讯,包括数据采集和发送数据/指令;下位S7·300PLC则通过MPI卡与上位计算机交换数据,每一个驱动程序都是一个公共对象,这种方式使通讯程序和组态软件构成一个完整的系统,保证了系统高效率地运行。
  
  3 系统画面
  系统画面分为两大类:操作员画面、工程师画面。
  操作员画面:向操作人员提供了各种数据、曲线、功能键,显示内容丰富鲜明、操作简捷可靠。工程师画面:工程师在调节中进行参数修改和设定的重要环境,也是自控系统的核心

西门子6SL3060-4AW00-0AA0

 1. 筛板冲孔装置及其控制系统
  
    矿用振动筛筛板(冲孔板)在冲孔加工时,大都是操作工先在钢板上标出孔的位置,然后再由人工进料用冲床冲出。这种加工方式劳动强度大、工作效率低、加工精度难以保证。为此我们研制了自动冲孔系统。 筛板冲孔装置由冲床、 横向工作台、纵向工作台、接近开关,交流接触器,中间继电器,S7-200TD200等。产品制造流程是:手工上料,按自动运行按钮,横向步进电机和纵向步进电机分别启动完成工件的横、纵向进给,从而冲床完成工件的加工,最后横向工作台和纵向工作台回到原始位置。除了具有自动完成横、纵向进给,此装置还具有点动进给功能。 此装置以德国西门子(SIEMENS)公司S7-200系列PLC对冲压机进料系统中的两个步进电机进行控制,实现横向和纵向的自动进给。并使用TD200对工艺参数进行设定和显示。为降低成本,本系统使用了一个步进电机驱动器来驱动两个步进电机。TD200是专门为S7-200系列PLC配备的操作员界面,它是一种连接简单,操作方便,功能强大的实用性人机界面解决方案,它通过一根TD/CPU电缆和PLC实现互连,它具有如下功能:
  
    (1 显示从S7-200CPU中读取的信息;
  
    (2 可以调整选定的程序变量;
  
    (3 提供为具有实时时钟的CPU设置时间和日期的能力;
  
    (4 提供强制、非强制I/O点的能力;
  
    (5 提供八个可供用户定义的设定和显示功能。
  
    TD200在系统中的使用使PLC功能更丰富,PLC与用户的接口界面更友好,PLC的可操作性大大提高。
  
  2. 系统控制工作原理
  
    本系统控制原理如图1所示。各部分的功能分别介绍如下:
  

  图1.系统控制原理图
  
  Fig.1 system control principle
  
    1)步进电机驱动器控制原理
  
    驱动器的控制功能主要通过四个输入点完成。
  
    (1)公共端接地。
  
    (2)脉冲信号输出:每来一个脉冲,驱动步进电机运行一个步距角。
  
    (3)方向信号输入:控制步进电机的两个转向,高电平正转,低电平反转。
  
    (4)脱机信号输入:该端接受PLC控制信号,低电平时,步进电机相电流被切断,转子处于自由状态(脱机状态)。高电平或悬空时,转子处于锁定状态。
  
    2)步进电机DJ1DJ2的功能:DJ1用于纵向进料控制,DJ2用于横向进料控制。
  
    3)其他部件的功能
  
    (1)接近开关JJK1用于安全措施,它确保在冲床的冲头提起回到原位后进料台才送料,以免原料将冲头卡住。接近开关JJK2JJK3分别是纵向工作台和横向工作台的限位开关。
  
    (2B1是自动运行按钮;SB2是手动工作台前行按钮;SB3是手动工作台后行按钮;SB4是手动工作台左行按钮;SB5是手动工作台右行按钮;SB6是系统停止按钮。
  
  3. PLC控制程序
  
    PLC控制程序用梯形图进行编程,完成自动和手动两种运行方式的控制。此PLC控制程序由一个主程序和两个子程序组成,一个子程序完成自动运行,一个子程序完成手动运行。其控制程序(部分)如图2所示:
  


  


  
  图2. 控制程序图
  
  Fig.2 control program
  
    在自动方式下,横向步进电机首先运行完成第一行孔的加工,然后,纵向步进电机使原料纵向进给;横向步进电机再次完成第二行孔的加工。按此顺序完成整个筛板的冲孔加工。最后工作台回原点,以准备下一个筛板的加工。在手动方式下,可以分别完成工作台前进、后退、左行、右行的操作


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