主控制单元

主控制单元（共7篇）

主控制单元 篇1

通过合理的优化控制策略可以使机组的煤耗更低,实现节能减排,而且机组的蒸汽品质对煤耗的影响很大,创建资源节约型社会,要求我们更加注重资源的节约,可见,优化发展对我们火电企业的可持续发展举足轻重。

锅炉的主蒸汽温度(过热汽温和再热汽温)对机组的安全和经济运行起着重要作用,考虑到电厂的经济效益一般都会将主汽温度控制在一定的范围之内,过高或过低都会对锅炉造成很大影响。鉴于锅炉再热汽温和过热汽温是非线性, 大滞后,强稱合的时变系统,对它的控制影响因素多,控制难度大。而且,锅炉的过热器和再热器长时间超温超压运行会造成锅炉受热面损坏而导致锅炉停机事故,引起不必要的经济损失;而锅炉的蒸汽品质直接影响着全厂的热效率和下游设备的安全运行,其控制系统是锅炉重要的控制系统之一[1,2]。

1 工艺介绍

由于锅炉的构造不同,其静态特性和动态特性也有所区别,所以其主汽温度自动控制系统也不尽相同,为了满足锅炉主蒸汽品质的控制。大型机组一般采用中间再热方式,所以主汽温度控制不仅包括过热蒸汽温度控制系统,而且还有再热蒸汽温度控制系统。

由锅炉生产原理可知,其主汽温度控制的手段有两种:一是在蒸汽管道上设置减温器,一是改变烟气侧传热量。其中在蒸汽管道上设置减温器又有两种方式,包括喷水减温和面式减温。根据锅炉对调节品质的动态要求,结合他们的安装位置,喷水减温器的性能优于面式减温器,且喷水减温器的调节范围较大,设备布置简单,所以其得到更多电厂的青睐。

2 控制系统设计

根据上面的介绍,我们这里采用二级喷水减温控制方式来调节主蒸汽温度。过热器设计成两级喷水减温方式,不仅可以减少过热蒸汽的纯迟延,改善过热蒸汽的品质外,而且第一级喷水减温器还具有防止屏式过热器超温、确保机组安全经济运行的作用。过热器一、二级喷水减温的控制目标是在机组不同负荷下维持锅炉二级减温器入口和二级过热器出口的蒸汽温度。

2.1 一级减温控制系统

该系统是在一个串级双回路控制系统的基础上,引入前馈信号和防超温保护回路而形成喷水减温控制系统[4]。

将二级减温器入口温度作为主回路的被控量,根据实测值与其给定值的比较,形成二级减温器入口蒸汽温度的偏差信号。其主回路给定值由机组负荷信号(主蒸汽流量信号代表机组负荷信号)经折线函数f (x) 产生,其理解为:给定值和负荷是一一对应的。操作员可以对此给定值给予正负偏置。由PID1对主回路进行控制,将二级减温器入口处蒸汽温度偏差信号送至主回路控制器,经过PID1运算后,将其输出送回至副回路。

副回路将一级减温器的出口蒸汽温度作为被控量。其温度的测量值送入副回路与其给定值进行比较,形成一级减温器出口蒸汽温度的偏差信号。副回路的给定值是由主回路控制器输出与前馈信号迭加而成。副回路采用PID2调节器,它接受一级减温器出口蒸汽温度的偏差信号。

将机组负荷、送风量、喷燃器火嘴倾角等外干扰信号作为前馈量。这些前馈扰动信号对过热蒸汽温度的变化比较敏感,所以将其因为前馈量,可以提前预测过热蒸汽温度的趋势,做到预测控制,从而改善过热蒸汽温度控制的品质。

由于控制对象的动态特性随机组负荷的改变而改变,为了使控制品质可以在较大的负荷变化范围内得以保证,在机组的主蒸汽温度控制中,可以将计算机分散系统和先进控制算法充分的结合,可以设定为根据负荷不同自动调整PID参数的自整定调节器,从而满足对主汽温度控制的要求。

2.2 二级减温控制系统

二级主蒸汽减温控制系统与一级主蒸汽减温控制系统的原理基本相同,也是一个串级双回路控制系统,不同的是:偏差信号不尽相同,前馈信号也不尽相同。因此本文仅对不同之处作以解释。

二级减温控制系统主回路的被控量为二级过热器出口的蒸汽温度,经与主回路的给定值比较,形成偏差信号。前馈信号与主回路控制器的输出迭加形成副回路的给定值

二级过热器蒸汽温度控制是锅炉出口蒸汽温度的最后一道控制手段,为了保证下游设备的安全经济运行,一般电厂要求尽可能提高出口蒸汽温度的调节品质。所以,采用基于焓值计算作为二级减温控制主回路的前馈信号。前馈信号不仅有主蒸汽压力和温度的给定值函数,还有主蒸汽流量(代表的机组负荷)以及送风量、燃烧器火嘴摆动倾角等[5]。

3 总结

本文通过在二级减温中设计串级双回路控制系统,并且引入防超温保护回路和前馈信号而形成喷水减温控制系统,使主汽温度的控制更加稳定,很好的使用符合的变化。对非线性,强稱合,大滞后的时变系统有着良好的控制效果[6]。

参考文献

[1]张宝瑞.火电厂锅炉主汽温度控制研究[J].科技风,2011(21).

[2]赵建军.100MW机组计算机监控系统改造方案设计与应用[D].北京:华北电力大学,2008.

[3]刘志伟,张惠君,等.火电厂锅炉主汽温度控制策略[J].科技传播,2012(1).

[4]张瑾哲.600MW机组协调控制系统优化策略的研究[D].北京:华北电力大学,2012.

[5]何显富,万岩.火电厂锅炉主汽温度变化原因及控制方法分析[J].科技创新与应用,2013(31).

[6]王国玉.主汽温系统模糊自适应预测函数控制[J].中国机电工程学报,2003,23(10):230-235.

言语实践为经单元主题为纬 篇2

长期以来,由于《语文课程标准》淡化了“训练”,强化了“感悟”,老师们因此不敢言训练,不敢加强训练。一些教师对在阅读教学中要加强哪些方面的训练也不甚了然,主题单元整体教学也由此产生了偏移,出现了三“重”三“轻”的现象,即:重思想教育,轻言语实践,将语文课异化成了思想品德课;重主题探索,轻能力训练,将语文课异化成了科学课、历史课或其他知识课;重内容理解,轻方法迁移,将“学会”窄化为“读懂”。

如何走出以上误区,还主题单元整体教学一个清明?笔者就多年的教学实践研究,总结出一条颇具实践指导意义的观点——单元主题教学的“经纬论”。

一、概念定义

经纬论:小学语文的单元整体教学以教材为依托,“言语”为轴心,能力实践为经,单元主题为纬。经线循序上升,纬线平行渗透,构建网络式言语实践体系。如图1。

二、概念解读

1. 解读“轴心”

《语文课程标准》强调,“语文是实践性很强的课程”。我们再对“语文本质”进行追问,知道“语文就是言语”,“语文课就是言语课”,由此得到简略公式:语文=言语行动+言语结果。语文课必须紧扣“言语”进行“言语实践”,这一轴心不可偏离。这是语文教学的最基本定位。

2. 解读“平行渗透”

从绝对角度来说,对每一言语材料的主题解读都可能是多元的,正所谓“有一千名读者就有一千个哈姆雷特”。因此,主题纬线的“平行渗透”只是一个相对概念,当言语材料被人为划分到某个主题单元后,它便与同单元的其他学习材料共同承载了一个主题。众多的单元主题之间由此有了明确的分界,相互独立也互相呼应,构成教学主体多元的人文精神发展体系。

3. 解读“循序上升”

学生的言语实践能力发展水平不是一成不变的,它具有成长性,应随学段和年龄增长而提高。学生语文能力的进步与提升,既体现在教材中一个单元内的言语实践过程中,更贯穿在整个语文学习的全程之中。

4. 解读“网络式言语实践体系”

“言语轴心”不偏离,“语文能力之经”“单元主题之纬”交叉渗透,构成了以教材为基本依托、言语实践为基本活动方式的语文课堂网状言语实践体系。

三、实例评说

以上论述看起来艰深,实际上简单。先看看一位教师设计的人教课标版教材五年级上册第六单元教学“经纬图”(见图2)。

从图中不难看出,“父母之爱”的主题纬线自始至终贯穿在整个单元的教学之中,但只作为暗线穿插。对单元内的每一份言语材料而言,言语能力实践训练点(经线)的落实并非面面俱到,它们各自只承担着其中的一两个点。但将整个单元教学完成后,学生的各条能力线又都得到了延伸和发展。

延伸开去,主题单元整体教学究竟应该怎样做,才能真正务实而有效呢?

1. 教材方面:

厘清能力体系,全盘把握经线脉络,清晰建构主题单元教学“言语”本位,“主轴”地位不动摇。

语文能力经线由听、说、读、写、资料搜集等语文能力成长线构成。各个年段对此有何不同要求?每一位语文教师都必须对语文学科体系的能力训练点有清晰的认知。因《语文课程标准》中已有详细说明,这里就不再赘述。老师们可以做一个检测表进行一次自我梳理。

语文学科体系“经纬论”之经线发展轨迹自测表

具体到某册某个主题单元,语文能力之经线体系应如何落实?参考图2中的例子,结合笔者在《阅读教学:言语活动承载训练》一文中曾给过的“大胆取舍,精选训练点”的建议,相信老师们都能做到合理分布训练点,点点落实,最终使主题单元整体教学实现经线的有效发展。

2. 学生方面:

关注“生命个体”,准确定位学习目标,主题纬线旨在“渗透”,能力经线重在“成长”。

教材选编的每一篇课文既是文化载体,又是语言训练的凭借。从关注学生的角度说,人文关怀和学科能力训练都应得到重视。前者滋养学生人格生命,后者形成学生语文技能。因此,在进行主题单元整体教学时,应首先处理好人文性目标和工具性目标的微妙关系,对单元主题既不能置之不理,也不能奉若神明。主题纬线要在言语训练活动中加以渗透。一旦人文主题超过了言语训练的目标比重,语文课就被异化为品德课了。

3. 课堂方面:

以“学习活动”为轴心,科学建构学习过程,主题纬线润物无声,能力经线彰明显著。

在主题单元整体教学中,要以丰富多彩的言语学习活动构建有效课堂。语言文字的学习与运用,要避免虚脱、悬空、漂浮。语文学习应有教师的训:启发、引导、示范等;更要有学生的练:由不会到会,由笨拙到纯熟,由浅显到深刻,由内化到自动化运用,等等。这些过程,就是学习活动。学习活动的组织一定要“有情、有趣、有效”。以阅读教学为例。阅读教学课围绕言语实践活动,就可以在“七件事”中选择性地做好“几件事”。这“七件事”是:设法读精彩,词句理解与运用,说话(口语交际)训练,写的感悟与读写结合,学习(阅读)方法的训练,思维训练,积累词句。面对一组教材,或教材中的某篇课文(例子),该怎样组合巧妙地做好这“几件事”,自然有选择、组合、统筹、应变等方面的教学艺术了,最终要追求的功效就是“实”。

高炉主卷扬电气控制系统改造 篇3

1. 编码器不稳定的解决措施

高炉主卷扬上料车原位置计数器为增量型编码器, 抗干扰性能差, 系统不够稳定, 使料车位置长期不能正常显示。为此将其更换为精确度高, 稳定性好的Kuobler绝对值编码器和与之相匹配的通信模块140 prosoft PTQ-PDPMV1F/W, 保证了主卷扬计数的稳定性。改造过程如下。

(1) 用PTQ厂商提供的软件简单设置PTQ的IP地址、网关和子网掩码, 用MODBUS建立通信, 并下载到PTQ模块内。

(2) 用PTQ模块自己的IP地址, 可将上位机与PTQ通过以太网建立连接, 将两个绝对值编码器的两个变量和与之相对应的接口程序通过以太网下载到PTQ模块, 完成设置。

(3) 安装厂商附带的软件prosoft configuration builder到上位机。打开接口程序project (此接口程序为自己所做, 内有IP地址、网关、子网掩码等) 。打开PTQ-PDPMV1, 右击Ethernet configuration选择Download根据提示将以上内容通过MODBUS端口下载到PTQ模块内。关掉prosoft configuraticn builder软件, 然后再打开此软件, 让系统重新识别PTQ模块。将PTQ模块通过网线连接到上位机, 将配置好的程序 (内有两编码器采集数值的变量和相应的程序) 下载到PTQ。点击project选择module再选择Downlode from PC to device, 将程序下载到PTQ模块。如果PTQ在以后使用中损坏, 可用此方法设置安装PTQ模块, 然后更换即可。

改造后上料车位置显示准确, 对设置过卷、超速、断轴、倒滑等保护灵敏可靠, 提高了料车运行的安全性、可靠性、稳定性。

2. PLC及断路器优化

原高炉主卷扬电气控制系统分为手动、自动两种操作方式, 自动时全部由PLC根据其对各控制条件的判断自动控制主卷扬运行;手动时由工人按按钮操作, 但料车运行按钮的触点进入PLC, 仍然由PLC控制主卷扬的运行。因此, 一旦PLC出现故障, 手动操作也不能使料车运行, 造成主卷扬系统瘫痪而无法上料。原高炉主卷扬主电源供电方式为:6kV高压电源经过变压器降压, 再经断路器、双投开关、两台数字可控硅直流装置及直流电机供电, 如果断路器发生故障, 主卷扬上料车便不能运行。

针对以上两个缺陷对主卷扬电气控制系统进行改造。首先, 将手动操作线路进行了改造, 手动操作时不再经由PLC模板而直接控制直流装置。另外, 增设一断路器, 由两个断路器给两个直流装置分别供电, 互为备用。改造后, 系统运行的可靠性得到增强, 效果显著, 达到预期目的。

3.高炉主卷扬液压站电磁阀改造

高炉主卷扬机的液压抱闸控制系统采用的交直流电磁阀, 都因长期通电, 阀温高达85℃左右, 夏季温度曾超过120℃, 电磁阀频繁烧坏, 严重影响了液压系统的正常工作。采取过更换电磁阀型和强制风冷等措施, 效果不佳。为解决此问题, 提出了以降低电磁阀线圈电压和电流的方法来降低其发热量。PY-NB01型电磁节能控制模块具有自动调节电磁阀线圈电压和电流的功能, 即能保证电磁阀的维持吸力, 又能降低电磁阀线圈的发热量。将此节能模块接入电路后, 经过6个月的试运行, 电磁阀线圈发热量极低, 实测与室温相同, 而且控制方式不变。

通过改造, 高炉主卷扬系统电磁阀发热问题得到解决, 提高了电磁阀的使用寿命, 降低了设备故障率。

参考文献

[1]李进军.高炉主卷扬直流控制系统[J].宝钢科技, 2012 (2) :46.

煤矿主通风机噪声控制对策 篇4

1 风机噪声产生机理

风机在一定工况下运转时, 产生的噪声, 主要包括空气动力性噪声和机械性噪声两大部分, 其中空气动力性噪声是风机的主要噪声, 它分成旋转噪声和涡流噪声。旋转噪声是由旋转的叶片周期地打击空气质点引起空气的压力脉动所产生的。其频率就是叶片每秒钟打击空气质点的次数, 因此它与叶片数和转速有关。旋转噪声的强度大致与圆周速度的5~6次方成比例。涡流噪声是风机旋转时, 高速气流在叶片界面和叶顶间隙处分离时产生的涡流分离使气体产生的压缩和稀疏, 以声波的形式传播所形成的。

其频率取决于叶片与气流的相对速度。因叶片各截面上的圆周速度随半径大小而变化, 气流绕过叶片时各点相对速度必然亦不一样, 同时叶片各点厚度也不同。故从圆心到最大半径速度呈连续变化。因此风扇旋转所产生的涡流噪声呈明显的连续谱。风机的气动噪声就是旋转噪声与涡流噪声相互叠加的结果。风机的机械噪声主要有机壳辐射噪声和驱动电机的电磁声。要对风机的噪声进行有效控制, 首先应控制其噪声源, 然而, 对于噪声高达110d B (A) 以上的煤矿主通风机, 要使风机出风口噪声有大幅度的降低, 通过优化风机结构控制噪声源, 从而达到大的降噪效果是很难实现的。因此必须考虑从传播路径上来控制噪声。由于煤矿主通风机的噪声的辐射部位主要是出气口和机壳。因此, 在传播路径上对风机实施噪声控制时, 应同时考虑出气口和机壳的辐射噪声。

2 传播路径上风机噪声控制的方法

其一, 在风机出气口管道上安装消声器。在风机噪声中, 进、出气口辐射的空气动力性噪声强度最大, 所以, 首先应将这部分噪声降下来。在局扇进、出气口安装消声器是抑制其噪声的最有效措施。由于煤矿主风机在使用时为抽出式通风, 噪声的主要辐射部位在风机的出口, 所以一般在出气口安装各类消声器。目前应用的消声器种类繁多, 主要有:阻性消声器、抗性消声器、微穿孔板消声器和复合式消声器。各类消声器在消声降噪上的特性和对风机气动特性的影响是各个不相同的。目前对煤矿主风机实施降噪时, 通常采用阻性消声器, 阻性消声器主要吸收中高频噪声, 而且降噪效果好。如可以在风机出口扩散弯道上设置消声导流片, 消声导流片内部充满了吸声材料, 具有较好的吸声效果, 同时, 由于消声导流片一般设置在水平风道与扩散塔的转弯处, 可以减少出口气流与扩散塔冲击造成的动压损失, 提高风机工作效率。与气流平行布置的消声导流片数量应适当, 一般不能使风道的通流面积减少过多, 否则会降低风机工作效率。另外, 还可以在水平风道 (离风机出口2m外) 内布置吸声砖, 吸声砖沿风道布置长度一般为3~4m, 为保证通流面积, 应适当增大水平风道的截面积。

其二, 风机机组加装隔声罩。煤矿主风机机壳、电动机、基础振动等部位辐射的噪声也是主要噪声源, 需要采取综合治理措施, 最常用也是最有效的措施是加装风机机组隔声罩。采用加装隔声罩措施就是将整个风机机组用密闭的隔声罩围包起来。隔声是利用隔声结构将噪声隔挡, 减弱噪声的传递。隔声罩是按隔声原理设制的, 它由隔声层阻尼村料、吸声层和护面层组成。这样使隔声罩具有隔声和吸声双重降噪效果, 可大大提高减噪效果。风机加装隔声罩, 主要的困难在于解决机组的温升和冷却问题。风机机组加装隔声罩后, 风机运转和电动机所散发的热量积蓄在罩内, 使温度升高。这对电动机的运行极为不利, 过高的温度会降低电机的绝缘性能和工作效率, 严重时甚至烧毁电机。目前国内外采取的冷却措施均以风冷方法为最普遍。在风机机壳表面涂阻尼材料也有利减振降噪, 阻尼材料具有损耗振动机械能的能力, 将阻尼材料喷刷在机壳表面作成自由层, 当结构发生振动辐射噪声时阻尼层发生变形, 依靠阻尼材料的内摩擦耗能, 将机械能转化为热能, 消散于周围环境中, 可达到降噪目的。

其三, 采取改造风机房的综合治理措施。如果有专门的风机机房, 则可结合现场情况采取将风机房改造成隔声间的降噪方法, 即把风机机组封闭在风机房内使其噪声传不出去, 这样机房内的噪声虽大, 但外界噪声则小多了。密封的风机房上要安装进气口消声器, 以供风机吸气和电动机、机壳等散热之需要。在冷却风机出气管路上也可再装一个消声器以减弱风机出气噪声。若要降低隔声间内的噪声, 可在房间内表面采取吸气处理或悬挂消声体;对风机机壳和输气管采取阻尼措施, 涂贴包裹吸声材料;为隔绝风机基础振动, 减弱固体声的传递, 可在风机下安装减振器或设计专门的隔振基础。许多实例证明, 采取改造风机房的噪声综合治理措施, 结果是令人满意的。

3 结论

主控制单元 篇5

1 系统的构成

整个系统分为上位机和下位机两个部分。上位机采用工业控制计算机, 配有打印机及不间断电源, 通过组态软件来完成现场数据的实时采集、显示、存储、打印和报警等功能。下位机通过PLC实现对风机的控制和风机数据的实时监测。矿井主通风机控制系统系统构成如图1所示:

PLC控制柜主要是用来实现风机启动、停机及两台风机切换过程中风门及其他辅助设备的自动控制。为确保通风机安全可靠的运行, 系统设计了两套通风机控制方案。一套是由操作台控制, 即操作台上设有相应按钮, 操作人员根据现场需求选择开关, 对应继电器吸合来控制风机运行状态, 此时通风机风量调节需要操作人员旋转电位器来实现;另一套是通过上位机来控制, 操作人员只需给定相应的参数, 通风机便可以按预先设定好的参数自动运行。

PLC采集柜的主要作用是采集各路传感器的信号以实现主通风机运行状态的实时监测, 并设以相应的保护。采集主要参数有:1#、2#、3#、4#电机三相绕组温度和前后轴承温度、风机水平和垂直振幅、风机运行实时风速、负压和瓦斯浓度, 这些信息从采集模块送入PLC内部, 然后通过工业以太网传输至上位机, 在监控画面上实时显示出来。其中电机绕组、轴承温度过高和风机振幅过大会影响风机正常运行, 系统设计了温度、振幅超限报警。报警时, 当前风机会立即停止运行并自动启动备用风机。超限设计如下:电机绕组温度不高于90℃, 轴承温度不高于120℃, 风机振幅不大于0.05mm。

操作台主要是用来提供人机交流的信息, 通过人机界面可以对矿井主通风机进行启动控制, 还可以实时的看到风机运行中电机各参数的显示, 及时的掌握风机的整个运行情况。

2 PLC的系统配置

西门子S7-300PLC主要是由电源模块、CPU模块、模拟量输入模块和通信模块四个部分组成。本文PLC设计的模块排列表见表1所示:

本系统主要选择了2块5A的电源模块PS307, 该模块将120/230V交流电压转换为24V直流电压, 本系统模块的输入电流为2 A~1A, 输出电流为5A, 并且具有防短路、开路保护和安全隔离等特点。

本系统选用的数字量输入模块是SM321, 该模块有32点输入, 16组电隔离, 输入的额定电压为24VDC, 携带硬件中断和诊断中断;而数字量输出模块是SM322, 该模块有32点输出, 8组电隔离, 其输出电流为1A, 额定负载电压为220VAC, 携带诊断中断。

本系统主要选择了SM3328路模拟量输出模块和2块SM331模拟量输入模块。SM331模拟量输入点数为8, 有4个通道组, 并且每个通道组可以任意的测量, 测量的类型也可编程。其中有2个通道可以监视可编程限制值, 当超过限制值时, 可编程过程将会中断, 并且同时可以电隔离负载电压和CPU。

本系统选用了2块标准型CPU315, 2块以太网通讯模块CP343, 2 块模块其中一块作为备用, 这样在模块临时故障时可以启动备用模块, 使系统更加安全可靠的运行。

3 矿井主通风机控制系统的软件设计

本文采用了西门子公司的STEP7编程软件, 使用梯形图语言进行编写, 而PLC的设计结构则采用了模块化的设计, 便于维护和扩展。本系统主要完成了对矿井主通风机的启停控制、数据采集处理、故障报警处理等。风机的启停控制分为两种模式, 即手动模式和自动模式。手动模式是PLC的控制功能被限制, 必须由专业人员手动直接操作;而自动模式则是由操作台发出指令, 再由PLC通过内部的逻辑程序来实现对风机的控制。矿井主通风机柜上的转换开关可以切换控制的模式, 两种模式之间有互锁的关系。由于在监控系统中, PLC的输入量只能识别数字量, 而各个传感器输出的则是模拟量, 所以我们需要通过STEP7的标准功能模块把这些模拟量转换成一一对应的数字量, 然后经过PLC传输到上位机, 使各个参数在显示屏上显示出来。为了保证矿井生产的安全可靠运行, 故障报警处理也显得尤为重要。如果检测的各种参数值超过了预先设定好的报警值时, PLC就会启动报警程序报警, 故障诊断子程序将会启动, 判断传感器是否好坏, 这样便于操作人员及时的维护和检修。

系统的控制方式有就地控制和远程控制两种。在就地控制中, 我们可以进行手动、自动、检修3种控制方式;远程控制主要通过网络连接来实现, 用于地面的监控室或其他控制站点, 可进行自动、检修控制。风机的控制方式如图2所示:

3.1 手工工作方式

先手动启动1号风机, 2号风机选为备用。通过现场采集传感器采集温度、风量及风速, 根据设定值及实际值来调节电机到达适当的转速;当需要风量下降到一定程度时, 根据需要情况手动调节变频器输出频率使电机达到适当的转速, 以满足用风量的要求。当检测测得的温度、风量、风速等参数值异常时, 首先会报警, 然后人工配合风机参数判断故障所在, 如果故障不能排除, 则人工调整到2号备用风机, 开始检修1号风机。

3.2 全自动工作方式

1) 根据测得的风速值计算出风机的风量, 然后根据风量值调整电机转速, 以达到自动调节风量的目的。

2) 自动监测风机的运行状态, 如果有异常将会先报警, 若在规定的时间内不能排除故障, 系统将自动进入风机切换程序。

3.3 检修工作方式

1) 操作人员根据风机操作规程分步进行操作, 在计算机系统的监测下, 在非闭锁的情况下, 单独对风机的相关设备进行启动、停止操作。

2) 检修完成后, 必须使系统内所有设备恢复到待运行状态, 操作计算机系统对其进行自诊断, 系统检测通过, 该系统进入备用状态。

4 结论

本文设计了以西门子S7-300PLC为控制核心的矿井主通风机控制系统, 不但实现了通风机的自动运行, 而且能够实时监测风机的各项参数, 大大提高了通风机运行的稳定性和可靠性。变频技术的使用, 节能效果显著, 取得了较好的经济效益。

参考文献

[1]何波.基于PLC的矿井局部通风变频控制系统的设计[J].煤炭技术, 2011.

矿井主提升机电气控制系统设计 篇6

目前国内的矿井提升机有交流绕线式异步电动机转子串电阻调速、直流可逆调速、交流变频调速三种传动方式。矿井作业中最重要的生产设备矿井提升机属于高能耗设备。该设备工作结构复杂, 设备型号和技术参数已不符合现代矿井安全生产要求, 且操作时存在一定的危险性, 取而代之的将会是节能环保、安全高效的全数字化生产模式。变频器调速式矿井提升机能够实现启动时软启动和软停车, 可以有效缓冲对电网的冲击;可根据负载的工作需要自动调整输出功率, 有助于降低能耗。另外, 它可以在平稳、高效运行的基础上平滑连续地调速。由此可见, 在矿用提升机专业领域, 变频器也能得到很好的运用。

1 研究内容

通过对电控系统进行局部的修改、完善, 基于可靠性系统工程的原理综合评价现有提升电控系统, 积极推进新技术、新设备在矿井作业过程中的应用, 通过技术改造促进产品更新换代。基于矿井的生产条件, 通过无触点的PLC逻辑控制系统监控TKD-A继电器-接触器部分, 刷新系统的安全级别, 充分运用PLC的功能提高控制性能, 以减小系统内外部的干扰。本设计利用PLC和变频器相结合的控制系统代替原有的转子串电阻调速部分以及对安全回路的部分进行改造。

2 提升机工作原理

矿井提升机的工作原理:单绳缠绕式单滚筒提升机的提升钢丝绳的一端固定在滚筒的一侧, 并缠绕在滚筒上, 钢丝绳的另一端由滚筒上方引出, 绕过天轮与提升容器相连接, 当提升机的滚筒向不同方向转动时, 提升容器相应地作上升或下降运动, 以完成提升任务。工作原理详见图1。

1:卷筒2:钢丝绳3:天轮4:提升容器5:平衡尾绳

3 主提升机电气控制系统硬件设计

3.1 提升机主回路部分设计

主回路由高压供电线路、电动机定子线路和转子线路构成。 (1) 高压供电线路。地面变电所送来的二路6KV电源, 一路工作, 一路备用。高压电源经隔离开关QS控制, 通过高压油断路器QF向提升电动机供电。电流互感器TA1、TA2以不完全星形联结方式连接过电流脱扣线圈AGQ1、AGQ2和三相电流继电器KAC。脱扣线圈AGQ1、AGQ2用于电动机过电流时, 使断路器QF跳闸断电;三相电流继电器KAC用于电动机转子回路电阻切除时的电流控制。电压互感器TV二次侧接有电压表V1和失电压脱扣线圈VSQ。当电网电压低于规定值时, VSQ动作使断路器QF跳闸。失电压脱口线圈VSQ同时受高压装置栅栏门闭锁开关SL和司机脚踏紧急停车开关SF控制。 (2) 电动机定子线路。电动机正常运行时由线路接触器KMX和换向接触器KMZ、KMf的主触头控制;动力制动时, 通过控制电路切断交流电源, 并由接触器KMB主触头接通直流电源进行动力制动。直流电源由KZG型晶闸管可控整流电路提供。整流电路中的电压继电器Ksy用于交流侧的失电压保护, 其触点串接在安全回路中。 (3) 电动机转子回路。电动机转子绕组外接八段附加电阻, 其中两段预备级, 六段加速级, 分别由接触器1KM~8KM控制, 以改变电动机的起动和动力制动特性, 从而满足主提升机工作图的要求。

3.2 变频调速系统的设计

矿井交流提升机TKD电控系统的调速部分采用转子回路串电阻分段控制。该设备陈旧、技术落后, 无法保证系统安全平稳的运行。矿业单位必须加大设备研发和改进力度, 推进矿用提升机系统性能升级。将变频技术与PLC控制技术相结合的变频调速技术应用在提升机控制系统中, 可以实现提升机控制系统升级改造, 从而有效提高系统的稳定性和安全系数。

可编程控制器系一种面向用户和控制过程的通用工业自动控制装置。它基于微处理器, 将计算机技术、数字通信技术、自动控制技术、半导体集成技术整合为一个完整的系统。该系统操作流程简单, 其技术性能稳定可靠, 且与当前的工业环境相适应, 这使得该系统快速成为了现代工业控制的三大支柱 (PLC、机器人和CAD/CAM) 之一。PLC具有程序设计简单、通用性强、抗干扰能力强、可靠性高的技术特点, PLC控制技术代表着当前程序控制的先进水平, PLC装置已成为自动化系统的基本装置。

4 主提升机电气控制系统软件设计

4.1 PLC编程软件的概述

本文拟用一款可兼容三菱各种型号PLC的、有离线仿真功能的编程软件GX Developer进行分析研究。

进入GXDeveloper初始界面后, 在【工程】下拉菜单中, 单击“工程”菜单项, 选择创建一个新工程。在【创建新工程】中填写PLC系列、PLC类型以及程序类型。本设计采用的PLC系列为FXCPU, PLC类型为FX2N (C) , 程序类型为SFC, 单击确定后, 即可进入梯形图编程界面, 开始编程。

程序编写完成后, 下一步就可进行变换和调试了。如果变换没有错误, 就可以进行梯形图逻辑测试启动。在变换过程中, 如果出现错误要进行修改时, 我们既可以在梯形图编程下修改, 也可在助记符方式下修改。

4.2 控制程序流程图

系统控制流程详见图2。PLC控制主程序除了系统初始化、故障自诊断和安全保护以外, 还具有调速控制功能。

系统启动后PLC开始初始化, 基于设计要求对高速计数单元HSC0、HSC1执行定义工作模式、写控制字、写设定值、清零、设置定时中断、连接中断、进入计数功能模块等操作。初始化后进行故障自诊断, 提示提升机初始位置、提升信号、工作手柄和运行模式, 提升下放驱动变频器来对绞车的运行参数进行控制。接收到开车信号后, PLC转入S形速度给定控制。在系统运行过程中, PLC可以接收外部传感器、故障或开关的控制信号, 系统自动转入相应的中断处理程序, 执行过载、过卷、超速保护、松绳等操作, 同时实时监控变频器故障、提升机位置及速度。如果系统突发故障, 会立即转入故障处理程序, 并执行抱闸停车保护, 或进行预警。

5 结束语

本次设计的目的是运用先进的可编程控制器控制提升机电控系统的运行。采用PLC后, 克服了原继电器系统的不足, 系统安全可靠, 性价比提高。变频调速系统在提升机控制中显示出其控制性能优良、操作简便、运行效率高、维护工作量小等诸多优点, 是矿用提升机传动的发展方向。同时还实现了软起动、软停车, 减少了机械冲击, 使运行更加平稳可靠, 适应范围广, 节能效果更加明显。

摘要：本文基于矿井交流提升机安全可靠运行的工作要求, 对矿井交流提升机电控系统进行研究设计, 简单介绍了国内矿井提升机的工作原理。详述了提升机电控系统的硬件设计和软件设计。

关键词：矿井交流主提升机,继电器-接触器控制系统,变频器,PLC

参考文献

[1]乔磊明.矿井交流提升机电控系统研究[D].辽宁工程技术大学, 2007.

[2]李金金.基于PLC控制的变频调速在矿井提升机中的应用[D].太原理工大学, 2007.

主控制单元 篇7

工程屋盖钢结构的结构形式为预应力拉索—桁架拱式结构。每榀预应力拱架拱身由符合建筑造型的倒三角管桁架构成, 共有10榀人字型屋架。屋架上部为倒三角形截面钢管桁架, 下部设有预应力拉索 (强度1670MPa, Ф5×151钢丝索体) , 支座跨度为66.4m。每榀预应力拱式桁架支座柱距8.1m。10榀人字型屋架依次为HJ1, HJ2, HJ3, HJ4, HJ4, HJ4, HJ4, HJ3, HJ2, HJ1, 支座高度分别为:19.3m (HJ1) , 19.1m (HJ2, HJ3) , 20.6m (HJ4)

结构采用空间管桁架, 外型依照建筑外型曲线, 下部又采用预应力拉索, 再加上节间间距大, 整个体育馆结构比较复杂, 对方案的确定制作安装提出高的要求。

2 方案确定

结合综合因素, 由于建筑自身结构原因, 桁架不能直接吊装至对应轴线安装到位。如采用搭设满堂脚手架, 高空散装的方式不能保证桁架弦管焊接质量, 同时存在桁架组装过程中成型控制难的问题。

在保证安全、质量前提下, 通过立拼工装、支座处水平搁置滑移工装、中间局部承重脚手架等多个专项方案的设计, 经专家论证, 选定现场立式拼装工装上组装焊接, 拼装成型, 大型吊装设备多机台吊, 吊装桁架至边沿轴线预先架设滑移轨道, 高空滑移这一系列组合而成的高空整榀滑移法。

3 主桁架安装主要步骤

桁架拼装—桁架吊装—就位—拆除吊点—滑移—单元结构安装—滑移—下降—就位—支座安装及焊接。

4 桁架成品质量检验监理控制要点

监理工程师应严格按质量控制监理流程检查钢管、预应力拉索、焊接材料、高强螺栓、涂装材料等质量合格证明文件、中文标志及检验报告, 其品种、规格、性能等应符合设计要求。并对进场各种规格钢管原材料、焊接材料、高强螺栓、防火涂料、防腐涂料进行现场见证取样送检复验, 验收合格后方可进行拼装。

5 现场总拼装

在特制钢胎架上将散件组拼成整体;拼装时对三根主管 (弦杆) 及相互之间的支撑 (腹杆) 在拼装平台上利用组装胎架进行装配;组装胎架按主管位置固定在装配平台上, 再利用汽车吊装已接好的主管放置在其对应位置定定位块, 调节调整板, 确保主管之间的相对位置;在胎架上对主管的各节点的中心线进行划线;装配支管并定位焊, 对支管接头定位焊时, 不得少于3点;多支管与弦杆交汇直接焊接节点应按杆件轴线相交于一点, 支管作为被搭接管, 且其所有隐蔽部位必须先与主管周焊接;总拼后严格控制拉索耳板孔的中心距离。

6 现场总拼装监理控制要点

拼装过程中标高及焊缝质量是控制要点。根据监测方案复核胎架上各门架标高, 桁架主管的各节点标高, 桁架中间下方脚手架平台标高, 并记录。

钢桁架现场组装, 杆件轴线交点错位的允许偏差不得大于3.0mm;焊缝长度及高度、连接型式应符合设计要求。

检查焊工合格证及其认可范围、有效期, 并且必须在其考试合格项目及其认可范围内施焊。

焊接过程旁站监理, 检查构件的几何尺寸, 连接板零件的位置、角度, 焊缝的坡口, 节点的摩擦面, 附件的数量及规格。每榀桁架焊接完毕, 在施工单位自检合格后, 由经审核符合要求的具有资质的检测机构对焊缝内部缺陷超声波探伤检测, 一级焊缝检测为100%, 二级焊缝检测提高为20%。经检查验收合格后, 方可进行主桁架吊装。

7 滑移工装和滑移方式

滑移工装由H型钢拼设而成。滑移工装在桁架吊装之前应固定在桁架上, 随桁架一起安装到位。桁架滑移主要通过滑移工装在滑移轨道上移动来实现, 考虑桁架自身结构原因, 为保证滑移稳定性, 单榀桁架滑移时铺设四条滑移轨道, 支座2条, 桁架中间下方脚手架平台上铺设2条。

滑移过程中, 滑移工装和滑移轨道之间铺设直径32mm圆钢, 将滑动摩擦变为滚动摩擦, 减少滑移阻力, 圆钢铺设间距小于60cm。滑移牵引力主要靠10t手拉葫芦提供, 滑移过程中应保持桁架两边滑移速率的一致性, 桁架在滑移过程中与水平轴线的夹角不能超过3°, 滑移速率不大于1m/min。

本工程中滑移轨道的铺设是一个施工重点, 对桁架滑移的稳定性和安全性起关键性作用。

滑移轨道采用经检测合格未曾使用过的300×300×10×15的H型钢铺设, 滑轨在混凝土独立柱间加设支撑。滑移轨道铺设过程中, 考虑混凝土独立柱柱顶标高不一致, 最高处相对标高为20.6m, 最低处相对标高为19.1m, 轨道铺设分两次进行, 先将滑移轨道统一铺设到20.6m标高, 将中间四榀滑移就位, 然后将滑移轨道标高降至19.3m, 完成剩余桁架滑移。

桁架滑移就位后, 先利用一定数量的50t千斤顶作为临时支撑, 支撑住桁架, 然后拆除桁架下方的滑移工装和滑移轨道, 再利用千斤顶将桁架逐步降低至预定标高。桁架降落过程中, 应保持两端同时沉降, 同时单次沉降不超过5cm, 以保证桁架整体结构的稳定性。

将滑移施工划分为两个滑移区, 以滑移区二为例, 说明施工程序如下:

(1) 搭设地面拼装胎架, 在地面胎架上拼装人字型桁架。

(2) 搭设与安装滑移支架和两端滑移轨道, 安放滑移台车和跨中临时支座工装, 不装拉索, 采用两台150t吊机, 双机抬吊一榀人字型桁架至滑移起点处就位。

(3) 滑移区按照本施工方案图要求的滑轨标高分成两个滑移区, 滑区1比滑区2低1.3m。两个滑移区可以同时施工。滑移区内采用两榀一滑。每个滑移区的最后一榀桁架吊装至滑移起点处后, 采用单榀滑移至设计位置, 然后拆除支架, 安装拉索, 进行张拉。

(4) 在滑移区2内, 第一榀人字型桁架滑移一个柱距 (即8100mm) 距离, 吊装下一榀人字型桁架至滑移起点处, 安装好两榀之间的次桁架, 然后两榀同时滑出, 待上一榀刚刚滑出支架时, 暂停滑移, 安装此榀拉索, 张拉至设计吨位继续滑移。同样另一榀滑出支架时, 暂停滑移, 安装拉索, 完毕, 一并滑移至设计位置。同时, 地面拼装好屋架可以吊装至滑移起点就位。待4榀HJ4滑移完成后, 降低支架高度1.3m, 安装滑道后, 施工HJ1、HJ2、HJ3。

8 吊装滑移监理控制要点

(1) 审核滑移吊装专项方案、应急预案、监测方案, 应符合规范及强制性标准;

(2) 桁架吊装前, 进行安全防护设施的逐项检查和验收, 验收合格后, 方允许进行吊装;

(3) 检查吊车起重能力, 要求所有吊车工具定期进行检查, 核查吊车检测检验报告;

(4) 对吊装用吊具、吊索进行计算, 并在进场施工前进行试拉试验;

(5) 核查起重工上岗证, 要求操作人员严格按照吊装方案进行操作;

(6) 禁止与吊装作业无关人员进入吊装禁区;

(7) 在整个吊装过程利用测量仪器对构件实施监控, 以支撑点的标高定位控制主桁架的安装精度, 以主桁架的标高定位控制次桁架的安装精度, 以次桁架的标高定位控制屋面系统的安装精度;