力控系统

力控系统（精选9篇）

力控系统 篇1

卡琳娜循环余热发电系统(Kalina Cycle)是一种利用氨和水的混合物作为工作介质的新颖、高效的动力循环系统,利用工质相变过程非等温和改变混合物成分浓度的方法,使得循环在整体上更好地与热源、冷源相匹配,从而提高热源利用率,改善循环性能[1],已被证明在很多领域比传统动力循环更具优越性[2]。该系统对数据监控和系统运行,尤其是高速运转的汽轮机的保护有着非常高的要求。

力控组态软件是一款可以进行数据采集与过程控制的专用软件[3,4,5],DCS系统是随着工业生产不断发展而成的一种分布式控制系统,是当今自动化领域技术发展的热点之一[6,7,8]。笔者基于力控组态软件设计了卡琳娜循环集散测控系统,将数据与界面结合,实现对现场数据的实时分析,使现场控制更准确高效。

1 卡琳娜循环系统测点的设计①

卡琳娜循环余热发电系统的工作流程[9,10]如图1所示。具有一定质量分数的氨-水基液(8)接收蒸发器吸收热源的热量变为高温溶液(9),高温溶液(9)在分离器被分离成富氨蒸气(1)和富水溶液(10),富氨蒸气(1)进入汽轮机做功,汽轮机带动发电机工作,从汽轮机出来的乏气(2)和从高温回热器中出来的经节流降压后的富水溶液(11)在混合器中混合成一定质量分数的氨-水基液(3),氨-水基液先经过低温回热器降温为基液(4),再经过冷凝器冷凝成基液(5),基液(5)经工质泵变为更高压的基液(6)再进入低温回热器中预热为基液(7),由低温回热器出来的基液(7)进入高温回热器进一步预热成为基液(8),最终进入蒸发器,完成一个循环。

采用控制变量法对各点参数的变化关系进行分析,系统中所需测量的变量有:蒸发器进出口温度、压力,膨胀机入口和出口温度、压力,冷凝器进出口温度、压力,工质泵出口温度、压力,热源进出口温度,冷源进出口温度,热源流量,冷却水流量,基液质量流量,基液氨浓度和汽轮机转速。

2 监控系统的搭建

监控系统通过分析后将反馈信号给系统中的电动调节阀或变频器,实现控制分离器的液位控制和控制点的温度控制。状态监测系统直观地显示出卡琳娜循环实验系统工作参数及其运行状况,并将监控参数实时显示在可视化界面上。此外,由于汽轮机以超高转速运行,所以在汽轮机负载失灵的情况下,保护显得格外重要,而系统会在转速超过设定值的瞬间,控制旁通液动阀瞬间打开,以降低汽轮机转速,实现对整个系统的保护。

现场总线是一种全分散、双向、互联的通信网络,用于现场仪表与控制系统之间的通信。本测控系统上位机从传感器输入模拟信号,转换为数字信号后,再通过组态软件实现对循环系统各部件的参数采集监控和运行部件的实时控制保护。

如图2所示,卡琳娜循环余热发电系统的流程界面是依据系统流程和示范工程现场具体安装情况综合制作而成的,在界面中加入数据部分,使操作人员更为方便、快捷地了解现场实时运行参数,并能及时反馈进行调节。利用开发软件的图形界面系统对流程进行模拟和仿真,使界面具有立体感,可以与现场设备相对应。

为了方便及时地对所有数据进行汇总并分析,将所有实时数据汇集到一个应用界面(图3)上,这样就可以直观地观测每一个点的实时数据,并进行控制。

在测控系统中,为了将数据和结论以报表形式保存,在上位机软件中设置了数据间隔10s自动记录的功能,为避免繁杂而重复的数据出现在报表中,可以人工选择保存时间段和时间间隔,确保报表数据简洁并且实用。历史数据显示界面如图4所示。

数据查询界面如图5所示,方便查询记录时间段内指定时间间隔的数据情况。还可以将查询条件下的数据保存成文档,并导出到计算机,数据导出界面如图6所示。

综上所述,基于力控组态软件实现的功能有:可视化流程界面显示、测试数据实时监控、历史数据记录和导出、自动生成Excel文件并保存到计算机以便查看分析。

3 结束语

以氨-水溶液为循环工质的卡琳娜循环余热发电系统是一套复杂的实验系统,它对各个部件的实验参数监控和运行保护有较高的要求。笔者基于力控组态软件工具对监控系统进行设计,通过选择合适的测试点、传感设备和仪表,实现了对系统流程的实时监控、系统保护等多项功能,获得了可视化流程监控界面,能够对各项参数进行全面监测,并具有完善的数据处理分析功能。对于温度、压力及流量等数据的测量精度高,界面直观方便、操作简单且自动化程度高。

摘要：为监控卡琳娜循环余热发电系统运行中的各项参数,并保护超高转速运行的汽轮机正常工作,设计了基于力控组态软件的监测系统,实现循环系统的实时监控和保护。

关键词：参数监测,卡琳娜循环余热发电系统,力控组态软件

参考文献

[1]张颖,何茂刚,贾真,等.Kalina循环的热力学第一定律分析[J].动力工程,2007,27(2):218~222.

[2]陈效儒.介绍一种热力循环(Kalina)循环[J].上海电力,1995,8(3):18~19.

[3]刘素娟.基于力控软件的锅炉变频补水控制系统[J].化工自动化及仪表,2015,42(5):582~584.

[4]王丽艳.基于组态技术的蒸汽锅炉控制系统[J].电子设计工程,2014,22(1):88~90.

[5]甘明,魏天星,廖全飞.组态软件与SQL数据库在橡胶配料控制系统的应用[J].化工自动化及仪表,2012,39(5):647~649.

[6]付扬.集散控制系统组态软件的设计与实现[J].基础自动化,2001,8(2):57~58.

[7]陈其松,陈孝威.基于CAN和传统集散控制系统的Ethernet[J].自动化与仪表,2007,(2):49~52.

[8]王楠,贠卫国,王冰.DCS在2×660MW机组脱硫控制系统中的应用与分析[J].化工自动化及仪表,2015,42(7):818~822,837.

[9]任慧琴,李惟毅,张军朋.低基液氨质量分数对卡琳娜循环系统(kcs-34)理论循环效率的影响[J].机械工程学报,2012,48(24):152~157.

[10]李惟毅,梁娜,孟金英,等.基液氨浓度对卡琳娜循环不同目标参数的影响[J].化工进展,2015,34(4):957~964.

力控系统 篇2

油田的现场为十几个计量间，而且每个计量间离中心控制室都很远（最远有10公里），每天都要对油的温度进行多次采样，人力物力都很大。同时又不能根据现场的实际情况及时对输送的油温进行调整，特别是冬天室外温度低，如果油的温度过低没有及时发现而将管线冻裂，影响实际生产。因此，我公司设计远程数采系统，可以对现场进行实时检测，当出现温度超限等问题及时解决，系统中采集出来并将数据传输到监控中心系统主机上，通过图形画面显示输出。该系统具有趋势、报警、查询等功能，使操作人员在控制室内了解全部计量间区域的生产情况，进行调度管理，也为今后建立全公司综合信息管理，实现无纸办公和决策信息支持打下基础。计量间可以增加红外线装置，当有人非正常进入计量间时，红外线装置就会自动向控制内发出报警信号，通知控制内人员有人进入计量间，起到安全保护的作用。

二、系统设计功能

1、数据采集功能

生产过程中需要对现场的数据进行采集，及时准确的反映现场的情况，我们将采用北京三维力控的工业控制组态软件力控中的HMI/SCADA—pLerine®为监控平台，对实时过程数据进行采集。现场的每个计量间中安装一个数采控制单元，数采控制单元作用是把现场温度信号进行放大、处理等工作，之后把计量间的数据打成数据包传送到控制中心；数据传送是通过数字电台方式传送的，数字电台通过RS233串口与控制中心计算机串口和现场数采控制单元相连接，使控制中心和各个计量间以TCP/IP协议通讯（如下图所示）。控制中心通过数字电台实时轮寻接收各个计量间电台发送的数据包，并把现场温度数据在控制中心计算机中形成历史，便于对当月或当年的温度平稳度进行查询，在当地硬盘保留一年以上的历史数据，可根据硬盘的容量和实际需要具体确定。

2、生产数据实时显示、运算、存储功能

(1)采用图形界面，可根据用户的需要创建总貌图、流程图、工框图、趋势曲线图、仪表棒图、报警画面，实时显示现场生产数据。各画面之间可方便的进行切换。

(2)对现场数据进行运算处理，根据用户的需要对现场原始生产数据进行统计计算，并通过各种形式实时显示。

(3)现场生产数据的定时存储，可根据用户的需要每间隔一定时间对现场生产数据进行存储。可保存十年以上的历史数据和报警信息。

3、查询功能

形成实时数据库可方便的进行分类查询

(1)单元数据查询

(2)实时生产数据查询、监测

(3)各类历史数据查询

(4)生产实时趋势、历史趋势查询

4、报表打印功能

系统配备打印机，可根据用户的具体要求自动生成和打印各种报表，例如：

(1)生产日报

(2)生产情况班报

(3)事故报表

以便数据管理部门或决策者分析能源使用情况，并提供数据管理决策的依据。并且报表格式、数据构成、采样间隔等参数都可随时更改。

5、报警功能

具有声音、图像等多种报警手段，并提供历史报警查询。

6、数据压缩处理

要传送的报警数据首先要经过数据压缩处理，以降低网络负荷，提高对通讯带宽的利用率。数据压缩采用优化压缩算法，以获取较高的压缩比和较快的压缩速度。

7、数据校验处理

为保证报警数据传送的可靠性，对传送的报文数据要进行数据校验处理。在发送端对报文数据加入校验码，在接收端对数据及校验码进行检验，对误码进行纠错处理有效地解决线路干扰严重、误码率较高的问题。

8、通讯状态检测与监视

为提高通讯可靠性，远程通讯服务程序要具备通讯状态检测与监视功能，实时诊断通讯状态和链路连接情况。

9、链路自动恢复处理

当通讯链路出现中断现象时，远程通讯服务程序要具备链路自动恢复功能，并保证在发生链路中断时发送的报文不被丢失。

现过程控制信息提供给管理数据库。通用大型关系数据库需要支持ODBC协议标准。

10、该系统具有良好的开放性，其规模也可以自由伸缩，系统可以随时扩容。

三、网络拓扑示意图如下所示

四、力控pLerine™简介

开发系统

力控®提供了一个高度集成化、可视化的开发环境。极为友好的界面风格使您“上手”非常容易。

* 图库

集成化的开发环境、增强的图形功能，丰富的图形元素及超级子图精灵图库集，提供子图精灵开发工具，用户可以方便地生成自己的图库；力控®优化设计的图库，提供了丰富的子图和“子图精灵”，任意拖拽不变形，使您的工程画面精益求精。

* 内部组件

视频组件：进行视频的捕捉和回放；

温控曲线组件：可以进行温度的自动升温和保温控制；

浏览器组件：可以作为标准的浏览器客户端；

标准WINDOWS组件：支持标准的文本框、单选框、列表框等组件；

增强的报警组件：集成的报警管理和查询；

X—Y曲线组件：可以自由的进行曲线分析和查询；

幻灯片组件：灵活的幻灯片播放，可进行自由控制；

自由曲线组件：方便的绘制各种曲线和动画连接；

万能报表组件：类EXCEL的报表工具，方便您完成管理报表；

立体棒图组件：直方图的分析工具；

历史追忆组件：可以追忆带毫秒标签的数据，方便事故查询；

手机短信组件：简单的手机短信发送组件；

报表组件

1、历史报表:

方便快速的历史报表生成工具，能进行日报、月报、季报、年报的生成，对数据存储的时间范围、间隔、起始时间可进行任意指定，并可以根据存储的时间进行查询历史数据，组态时在力控的绘画菜单内进行历史报表的选取。

2、内嵌多功能报表：

灵活的报表生成方式，可以任意设置报表格式，实现各种运算、数据转换、统计分析、报表打印等。既可以制作实时报表，也可以制作历史报表。可以在报表上同时显示实时数据和任意时刻的历史数据，并加以统计处理，例如取行平均、列平均，统计出最大最小值。内嵌多功能报表提供了相应的报表函数，可以制作各种报表模板，实现多次使用，以免重复工作，组态时在力控的子图内。

3、内置数据表：

内置数据表是力控开发人员总结关系数据库的特点开发出的内置实时关系数据表，利用报表模板可以将力控实时数据库的变量和报表字段进行任意绑定，可以对任意的数据进行插入、删除、遍历、存盘，内置的报表过滤器可以任意设定不同情况下的查询条件，根据查询条件对所查出的记录进行选取来参与数据处理。

动作脚本

力控系统 篇3

近年来, 在先进的化工过程工业领域, 使用过程仿真培训系统培训化工过程操作人员得到了很大的推广。仿真培训系统的开发主要集中在大规模连续运行的石化和化工过程操作培训仿真器的开发。通常, 大中型化工过程多采用分散式 (Distributed Control System, DCS) 系统仿真器来培训操作人员。由于小型精细化工生产过程多采用数字化智能化仪表控制或工业PC机控制, 若采用分散式DCS仿真培训系统, 制作复杂、成本高, 并不适宜。

本文采用的IPC仿真模式 (Industrial Personal Computer and Intelligent Process Controller, 简称IPC) , 比较适合采用智能数字仪表控制或工业PC机控制的小型精细化工过程的仿真培训。所谓IPC仿真模式, 就是单台PC机仿真模式, 此类仿真器将操作界面、教师监控功能和动态仿真模型集成在同一台个人PC机上, 能运行中小型化工过程或单元级仿真软件, 特别适合小型精细化工过程的仿真培训, 用于该化工过程开车前培训, 辅助生产运行及改造。本系统主要用于一套中小规模的甜菜制糖生产线中的蒸发工段的仿真培训, 属于单元级培训, 采用IPC仿真模式进行开发比较适宜。本文研究并实现的IPC模式过程仿真培训系统开发技术, 为过程仿真培训系统开发技术领域的研究带来了便利。

2 过程仿真培训系统的开发

2.1 实现方案与原理

采用IPC仿真模式, 仿真系统的硬件平台可以选择个人PC机或工业PC机, 所以该精细化工过程仿真培训系统的开发主要在于软件的开发。该仿真培训系统软件开发的总体技术方案见图1。

一个工业自动化检测和控制常用的组态软件Force Control, 被用作为开发该仿真器GUI的平台。Force Control具有全面的HMI开发能力, 强大的SCADA功能和用户可以完全定制的图表显示和记录功能。依靠Force Control强大的彩色图形绘制、过程参数动态显示、命令按钮操作、动态数据输入输出和命令语言编程功能, 可以开发出该新型IPC模式仿真器的GUI。利用机理建模法, 在MATLAB中建立过程对象模型。监控组态软件和MATLAB对象模型之间的实时动态数据通信采用动态数据交换 (DDE) 通信方式。培训人员通过点击组态软件中的命令按钮和有关图形控件把操作指令输入组态软件, 组态软件把这些输入指令存入数据库, 数据经D D E传至MATLAB中的被控对象模型, 仿真结果经DDE再传给组态软件的数据库, 由组态软件显示记录。在组态软件的仿真图形界面中设置事故设定、时标设定、快门设定和成绩评定等命令按钮, 可实现完善的仿真操作培训功能。

2.2 被控对象模型的建立

甜菜糖厂的制糖生产过程主要由加热工段、蒸发工段和结晶工段组成, 再配以其他的辅助处理过程。本仿真培训系统研究的是甜菜制糖生产中的蒸发工段的工艺及其相应的蒸发器仿真情况。蒸发工段采用三效压力蒸发系统, 本系统中对三效制糖蒸发器的建模采用机理建模法。

在MATLAB中, 使用MATLAB语言将蒸发器的数学模型编写成S-函数, 然后将已定义的S-函数与Simulink中的自定义模块连接, 则生成Simulink环境下的蒸发器的仿真模块, 该蒸发器模块与实现DDE通信的模块共同构成了本系统的仿真模型。

2.3 组态软件力控与MATLAB之间的DDE实时数据通信

在Windows环境下, DDE是应用程序之间实时动态数据交换的有效方法, 当系统中数据量较少时, 使用DDE传送数据较实用。本文采用IPC仿真模式, 开发小型精细化工仿真培训系统, 数据量在符合仿真操作培训的前提下, 采用DDE方式, 可以较好实现数据动态通信。DDE应用程序分为4类:客户程序、服务器程序、客户/服务器程序、监视器。在本文的仿真培训器中, 监控组态软件力控与MATLAB对象模型的实时通信以EXCEL作为中介, 采用DDE通信方式来实现动态数据交换, MATLAB应用程序和力控应用程序作为客户程序, EXCEL应用程序作为客户服务器程序。其中, MATLAB与EXCEL之间的DDE通信的软件设计是在MATL AB的Simulin k中使用MATLAB语言编写灵活的S函数来实现, 以M文件形式存在。MATLAB自带一些DDE通信函数, 直接调用即可;力控与EXCEL的DDE通信是将力控数据库作为客户端访问D D E服务器程序E X C E L, 力控数据库把DDE服务器当作一个I/O设备。数据库中的点参数通过I/O数据连接与DDE服务器程序进行数据交换。

2.4 操作员成绩评定模型

分析操作员培训效果的评定模型必须准确、客观。它必须同时考虑被培训操作人员的操作顺序、操作质量和操作安全。基于操作员在IPC模式过程仿真器上的操作记录, 评定操作员成绩的模型如下:

其中:S—被培训人员的总分, SS—操作步骤得分, SQ—操作质量得分, SA—操作安全得分;SSi、SQi和SAi—被培训人员第i步操作步骤、操作质量和操作安全得分;WS、WQ和WA—评定操作步骤、操作质量和操作安全的加权因子;n—总操作步数。成绩评定功能是通过力控的应用程序动作中的脚本程序实现的, 脚本代码略。

2.5 图形用户界面的开发与命令语言编程

用组态软件Force Control开发仿真培训软件的图形用户界面, 包括仿真工艺流程图、手动阀调节画面、PID调节画面及其参数整定画面、报警画面、成绩评定画面、快门设定画面、历史曲线显示画面、曲线选择画面、时标设定画面、实时曲线显示画面和事故设定画面等, 并编制了这些显示画面中各图素相对应的命令语言。在仿真工艺流程图中, 设置了开车、暂停、事故、成绩、曲线、报警、快门、时标、停车等仿真培训操作命令按钮, 编制了与这些命令按钮相对应的命令语言, 用于显示相应的操作画面、输入操作命令和参数等。

2.5.1 工艺流程图

仿真培训系统的流程图绘制是根据三效制糖生产线的实际蒸发工艺, 使用力控ForceControl6.0监控组态软件提供的图库以及自制的图形构件完成, 主要包括:蒸发罐和物料罐;开关阀和调节器;控制按钮;各式管路。

如工艺流程图2所示, 蒸发工段由三个蒸发罐、一个物料罐、一台离心泵、管线、调节器及阀门等组成。加热蒸汽经调节阀v1控制进入一效蒸发罐, 一效蒸发罐产生的二次蒸汽 (又称汁汽) 的流量经调节阀v8控制进入二效蒸发罐, 二效蒸发罐产生的二次蒸汽的流量经调节阀v14控制进入三效蒸发罐, 三效蒸发罐产生的二次蒸汽传送至工厂的其他用热设备。三个蒸发罐的压力依次由调节器PIC101、PIC102、PIC103控制, 它们的输出信号依次连接至v1、v8和v14。加热工段生产的糖汁经调节阀v2控制进入物料罐, 其液位由调节器LIC104控制, 它的输出信号连接至v2。糖汁经三个蒸发罐的蒸发后, 生成糖浆送至结晶工段。其中, 三个蒸发罐的液位依次由调节器LIC101、LIC102、LIC103控制, 它们的输出信号依次连接至v7、v13和v19。

2.5.2 监控组态设计

仿真培训系统监控组态部分的设计是使用力控组态软件提供的变量字典、动画连接和命令语言等功能开发完成, 主要包括:进行I/O设备组态;创建实时数据库并组态各种变量参数;建立动画连接;编写动作脚本。

2.5.3 系统的控制方案

本系统共有7个控制点, 分别实现对三个蒸发罐的压力和液位进行控制, 以及对物料罐的液位进行控制, 具体控制情况如下:

*PIC101控制1效蒸发罐的压力, 采用PID单回路调节, 正作用。

*PIC102控制2效蒸发罐的压力, 采用PID单回路调节, 正作用。

*PIC103控制3效蒸发罐的压力, 采用PID单回路调节, 正作用。

*LCI101控制1效蒸发罐的液位, 采用PID单回路调节, 正作用。

*LCI102控制2效蒸发罐的液位, 采用PID单回路调节, 正作用。

*LCI103控制3效蒸发罐的液位, 采用PID单回路调节, 正作用。

*LCI104控制物料罐的液位, 采用PID单回路调节, 正作用。

3 结论

本文利用仿真技术, 在对设备工艺和控制综合分析并构建模型的基础上, 采用单机智能控制仿真模式, 以监控组态软件为人机交互操作界面, 以M AT L AB/Simulink编制数学模型软件, 通过DDE方式实现组态软件与模型软件的动态通信, 来研制三效制糖蒸发器生产过程设备的仿真培训系统, 效果良好。对三效制糖蒸发工段的模拟和过程设备的系统仿真, 不但解决了工厂的开停车及正常操作工况的培训, 同时也为过程的优化和改造提供了有力工具。以上研究表明, 本文研究并实现的IPC模式过程仿真培训系统开发技术, 对于过程仿真培训系统开发技术领域的研究带来了便利。

摘要：从三效制糖蒸发器生产设备和工艺控制的全过程出发, 利用仿真技术系统地实现了设备和过程的动态行为, 真实地模仿了实际生产的操作。介绍了一种基于单台计算机的智能控制 (Industrial Personal Computer and Intelligent Process Controller, 简称IPC) 仿真培训系统, 以力控组态软件Force Control作为图形用户界面 (GUI) 开发平台, 采用MATLAB构造实际被控对象模型, 并通过DDE技术实现力控组态软件与MATLAB之间的实时数据通信, 该方法适用于开发小型精细化工过程操作培训仿真器, 给仿真培训系统的开发研究带来了便利。

关键词：组态软件,MATLAB,IPC,DDE

参考文献

[1]吴重光.过程系统仿真技术[M].中国石油化工出版社, 1998:109-113.

[2]徐剑琴.基于力控、EXCEL和MATALB实时控制仿真系统的实现[J].机床与液压, 2007 (7) .

[3]胡锦辉, 胡大斌.基于DDE技术的监控软件及其实现.微计算机信息[J].2004, 11:70-71.

力控项目围墙施工方案 篇4

第一章 工程概况

本工程为力控新建围墙工程，其中有砖砌铁艺围墙试验段100m，编制依据为施工图纸及相关规范要求。砖砌铁艺围墙柱基础采用300厚 3:7灰土垫层，独立柱截面为370×370，±0.0以上柱高2.4m,柱与柱之间基础连接为钢梁搭接，钢梁上砌筑700mm高后砌墙，围墙每50m设伸缩缝，间距4m设砖柱，柱间设铁艺栏杆围栏，施工方为渭南市卤阳湖劳动管理中心。

第二章 施工准备

1．测量放线，依据设计图纸的轴线位置及标高，确定本工程的位置。

2．组织学习、熟悉施工图纸、领会设计意图，做好设计交底和图纸会审工作。3．对施工技术人员和操作工人组织培训学习，进行分级交底。

4．编制施工进度控制实施细则，分解工程进度控制目标，明确各自职责，确保工期。

5．编制工程质量实施细则，确定质量控制点，分解施工质量目标，建立施工质量保证体系，对特殊部位如测量放线等编制作业指导书。

第三章 主要项目施工方法及技术措施

一．基础工程 1．施工工艺

场地平整→定位放线→基槽开挖→人工清基→3:7灰土夯实→砌筑砖基础→预埋线管→安装工字钢→基坑素土回填→砌筑独立柱及预埋铁件→砌筑后砌墙→混凝土压顶→安装镀锌方管围栏→勾缝、水泥砂浆抹面→刷外墙漆→装饰灯安装→验收。

其中：土方开挖工序如下：

定位测量——埋设轴线引桩——撒出开挖线——人工挖土——地基验槽——地基异常处理——进入下道工序。2．施工要点

1）土方开挖过程中土量，在现场附近就近堆放，以用于回填。

2）开挖过程中，测量人员随时抄平，在坑壁上钉上标高控制桩，以便随时掌握开挖深度，防止超挖。3）挖土时，应提前探明地下管线的分布情况，做好妥善处理。

4）土方施工中，应注意施工机械的安全使用，进场前进行检修。开挖时挖掘机工作范围内不准进行其他作业，装土时，汽车驾驶员应离开驾驶室，车箱内有人时严禁装土。②本工程为3:7灰土。

待基础轴线尺寸，基底标高经验收合格办完隐检手续后，测放人员及时标定300mm厚3:7灰土的标高控制线。砖基础砌筑前先检查垫层的尺寸及形状是否正确。③土方回填

基础工程完工后，经质检站验收合格后，再进行土方回填.1）工艺流程

基层清理→检验土质→分层铺土、耙平→夯打密实→检验密实度→修整找平→验收。2）施工方法

填土前应将基槽底垃圾等杂物清理干净。基础回填前，必须清理到基础底面标高，将回落的松散垃圾、砂浆、石子等杂物清除干净。检验回填土内有无杂物，粒径是否符合规定，含水量是否在控制的范围内。如含水量偏高，可采用翻松、晾晒和均匀掺入干土等措施；如遇回填土的含水量偏低，可采用预先洒水润湿等措施。

填土全部完成后，应进行表面拉线找平，对超过设计标高的地方，及时依线铲平，低于设计标高的地方补土夯实。

3）质量标准。

（1）回填的土料，必须符合设计或施工规范的规定，分层厚度及含水量符合设计或施工规范的规定。（2）砖基础

砖基础施工前，弹出砖基础的中线和边线，上铺一层水泥砂浆，对基础墙体部位有局部不平整的地方进行找平，然后铺砖砌墙。也可将砖基础砌筑完成后，再回填土，保持砖基础砌筑阶段原砼表面的洁净，使砌筑质量得到更进一步保证。三．主体结构工程 1．墙柱工程

本工程砌筑材料：

墙柱用砖：±0.0以下采用MU10烧结实心砖，±0.0以上采用MU7.5烧结实心砖。砌筑材料：±0.0以下采用M10水泥砂浆，±0.0以上采用M7.5水泥砂浆。（1）砌筑工程所用材料必须先试验后使用，严禁用不合格的材料。

（2）砌筑砂浆：砂浆品种，标号必须符合设计要求，黄砂不得含有杂物，采用自来水，黄砂杂质含量控制在低于3％的范围以内。

（3）施工准备，砌筑前砖或砌块必须用水湿透，但不能过湿或湿润不匀现场。

（4）砌筑前必须先将基层表面的砂浆杂物清理干净，并浇水湿润，同时应试摆；砌筑前，应按图纸设计要求预留洞口管道及预埋件。

（5）应严格按砖砌工程施工规范操作，根据层高、窗台及窗顶高度计算出该层砖的皮数，灰缝厚度等数据，在施工部位弹出墙身轴线，立好皮数杆，控制好灰缝厚度，以控制砌筑高度，并用七分砖或小规格砌块配合整砖砌筑转角和墙端部，以达错缝的目的。

（6）砌体接槎时，必须将接槎处的表面清理干净、浇水湿润，并应填实砂浆，保持灰缝平直。

（7）补砌墙体时，应检查拉结筋的锈蚀情况，如锈蚀较重的，必须用钢丝刷等工具除锈后，方可砌筑隐蔽。（8）按规范要求做砂浆试块，并按期试验。（9）内、外脚手架采用移动式临时脚手架。施工要点：

安装铁艺围墙前一定要确保砼支座成形，预埋件位置是否正确，成品铁艺在运输中也要注意，勿强压变形及歪曲，在安装时安放位置在轴线上，且需固定稳固。2.模板工程

采用木模板，模板应有足够的强度和刚度，模板进厂后应按规格型号分类堆放整齐，堆放高度不超过1.5m。模板使用前应清理整平，并刷脱模剂，拆模后要及时堆放到指定地点。

模板安装时如不赶模数，配以少量木模，木模表面要刨光，钢、木模之间要连接牢固、平整，防止混凝土施工完毕后现凸凹现象。

模板安装好后要进行投点找正，保证模板位置的准确及垂直度和表面平整度，确定无问题要及时地进行固定（采取拉顶的方法来保证）。

模板拆模时间，侧模混凝土强度能保证构件不变形，棱角完整时方可拆除，预留孔洞的内模，在混凝土强度能保证构件和孔洞表面不发生坍陷和裂缝后，方可拆除；承生模板的拆模时间要严格规范要求控制。3.混凝土工程 3.1混凝土供应

现场设置一台JGZ350型砼搅拌机进行搅拌，并用机动翻斗车运至浇筑地点。3.2砼的浇筑、振捣

基础砼均一次性浇筑，不设施工缝。施工过程中，要注意浇筑速度、厚度。

振捣砼时，每一振点的振捣延续时间，应使砼表面呈现浮浆和无气泡产生。当采用插入式振捣器时，应避免碰撞钢筋、模板等；振捣器插入下层砼内的深度应不小于50mm。采用表面振动器时，其移动间距应保证振动器的平板能覆盖已振实部分的边缘。

在下雨天浇筑施工时，砼浇完毕后要有遮盖措施，以防雨水冲走泥浆影响砼质量。3.3砼的养护和试验

砼浇筑完毕后，应在12小时以内对砼加以覆盖和浇水；砼的浇水养护的时间，对采用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的砼，不得少于7d，对掺用外加剂或有抗渗性要求的砼，不得少于14d；浇水次数应能保持砼处于润湿状态；砼的养护用水应与拌制用水相同。3.4砼的运输和浇筑

基础浇筑砼用机动翻斗车运至现场。拌好的砼运到现场时，应及时浇灌，避免出现施工缝。4.养护

用塑料布覆盖潮湿养护，部分喷洒养护液。5.架子工程

5.1为确保施工互不干扰，要求外脚手架满足施工要求 5.2材料要求

脚手架使用ø48mm，壁厚3.5mm钢管，有严重锈蚀、弯曲、压扁或裂纹的钢管严禁使用；

扣件必须使用合格的玛钢扣件，且取得产吕合格证，当扣件夹紧钢管时，开口处的最小距离应不小于5mm； 木脚手板应用松木或杉木制作，厚度不宜小于50mm，脚手板两端应采用直径为4mm的镀锌钢丝各箍两道。5.3外架的拆除

A．拆除顺序应逐层由上而下进行，严禁上下同时作业；

B．所有连墙件应随脚手架逐层拆除，严禁先将连墙件整层或数层拆除后再拆脚手架； C．当脚手架拆至下部最后一根长钢管的高度（约6.5米），应先在适当位置搭设临时抛撑加固，后拆连墙件； 5.4脚手架允许偏差

随时校正杆件的垂直和水平偏差，以免偏差过大。A．立杆的垂直偏差、全高偏斜不大于100mm； B．同一排大横杆的水平偏差不在感动50mm。6.砌体工程 6.1砌砖施工 材料要求：

A．砖：品种、强度等级必须符合设计要求，并有出厂合格证或试验单。B．水泥：水泥品种与标号应根据砌体部位所下环境选择。C．砂子：中砂。作业条件：

A．按设计弹出围墙轴线。

B．按标高立好皮数杆，皮数杆的间距以20m为标准。砌筑要点：

A．砖浇水：粘土砖必须在砌筑前一天浇水湿润，以水浸入砖四边50mm为宜，含水率为12%。B．砂浆搅拌：砂浆配合比应采用重量化，计量精度水泥为±2%，砂、灰膏控制在±5%以内。宜用机械搅拌，搅拌时间不少于1.5分钟。C．砂浆：应满足下列要求：

D．经过标准养护28小时硬化后应达到设计规定的强度。

E、砂浆在运输和使用时，不得产生泌水、分层、离析等现象，要保证砂浆组分的均匀性。作业条件：

A．现场存放的砖场地应夯实，平整，不积水，码放应整齐。装运过程轻拿轻放，避免损坏，应尽量减少二次倒运。

B．根据墙体尺寸和砌块规格，妥善安排砌排砌筑平面排列设计，尽可能地减少现场切割量。

C、外墙角处，砌块应分皮咬嗟，交错搭砌。

D．砌体的水平灰缝厚度一般为8-12mm；垂直灰缝宽度一般为8-12mm。7.工字钢安装

工字钢规格需符合设计图纸要求，进场前出示相关检验报告，合格证书，通知甲方相关人员现场验收。

安装时需有测量人员，保证位置安装准确。高程需设计吻合。8.镀锌铁艺焊接安装

进场前提供合格检验报告，料到场抽查是否与设计规格相一致。是否有破损。

安装前划出墙柱中线，与预埋件焊接牢固，打磨接茬位置。垂直度及平整度需符合设计及规格要求。

四、油漆工程

铁艺围墙一定要做好防腐防锈工程。所以在油漆及电焊工施工时一定要对每个死角和缝隙都要谨慎处理。刷白色烤漆两道。刷漆前必须将漆搅拌均匀（以防在存放期中颜料沉淀），并调到适当粘度，一般以经验判断：即用毛刷沾漆提起后，每分针自然流滴30－50滴/分为宜。少沾多刷，从上而下，从左至右、先里后外，先斜后直、先难后易、纵横涂刷。最后一遍涂刷时还应注意：对于垂直的表面应由上而下进行；对于水平表面应按光线照射方向进行。

第四章 镀锌方管栏杆安装工程主要施工方法

第一节 进场质量检验

1、栏杆进场后，组织建设单位相关人员进行验收，查验合格证等证件，检查几何尺寸是否准确，对不符合质量要求的产品严禁入场。

2、检查沥青漆的涂刷质量，是否有漏刷或喷刷遍数不符合要求。第二节 安装方法

清理压顶上面的杂物，校验尺寸，将铸铁围栏安装在压顶上面固定牢固，用细石混凝土灌缝。

第五章 工期计划与工期保证措施

第一节 工期计划安排

铁艺围墙计划定于

年

月

日开始，于

年

月

日结束，计划工期

天。第二节 工期保证总体措施 1．组织措施：

A．有力的指挥体系：

由具有丰富施工经验的项目经理负责本工程的施工管理，同时配足专业施工技术管理人员组建坚强有力的项目部，明确职责，严格岗位责任，各司其职，各负其责，既保证项目经理的领导权威性，又注意发挥各职能部门的主观能动性，齐心协力做好工作。B．优秀的施工队伍：

信誉好、素质高的劳务分保队伍是保证工程按期完成的基本条件之一，选择考察认定的从事过类似工程施工，素质高、信誉好、作风硬的进行本工程的施工，确保工程按计划进行。2．物质措施：

A．采用先进的水平运输机械：现场投入3台机动翻斗车车，负责现场材料水平运输。以加快施工进度。

B．应急措施，考虑在先：利用消防水池和地下井蓄水，确保突然停水时施工的正常运转。提高材料紧缺时的储备串换能力，保证现场材料的及时供应。

第六章 质量保证措施

1．物资检验规定

对所有进场的原材料、半成品组织检查验收，建立台帐。

对需要做复试的原材料，如：水泥、钢材、钢筋、砂石料、各种附加剂、焊条、焊剂、防水材料等，必须按照规定及时取样试验，并将试验报告向监理报验。2．过程检验及报验规定

严格执行国家现行规范、标准及企业的各项规定，严格按照设计要求组织施工。每个分项工程（工序）开工之前，分严格按工艺标准要求对操作班组进行技术、质量交底。

工程施工实行“三检制”，应认真抓好班组的自检工作，设立专职质检员，督促班组的自检及填写自检记录。3．分部分项（工序）工程完成后，组织自检和工序间的交接检查，不合格的分项或工序，不经返修合格不得进行下道工序的施工。

分项工程或工序达到合格后填好报验单报监理和主任工程师复查验收，报验单附自检、交接检记录、隐蔽记录、预检记录、质量评定等资料。

严格按照“三检制”组织检查各道工序的施工质量。做到检查上道工序，保证本道工序，服务下道工序。真正做到严格控制工序质量，不合格的工序不移交。

4．质检人员必须严格控制施工过程中的质量，在施工过程中严格把关，不得隐瞒施工中的质量问题，并督促操作者及时整改。

第八章

文明施工保证措施

1．文明施工创建标准和争创目标

本工程安全文明管理目标：以文明施工管理确保文明施工秩序。按照赤水市建筑工程施工现场“文明工地”评定标准进行管理。力争本工程再创《施工现场文明工地》。根据有关文明工地建设标准，我们具体做到：无重大工伤事故；施工现场人行畅通，施工区域与非施工区域严格分隔；现场设置文明施工牌，管理人员佩卡上岗；生活设施清洁文明。2.现场设施规定 2.1卫生管理

（1）不带泥沙出场，并做到沿途不遗不撒。

（2）施工现场经常保持整洁卫生。道路平整、坚实、畅通，并有排水设施。（3）食堂有专人主管卫生工作，严格执行食品卫生法等有关制度。（4）饮用水保证开水供应，饮水器具卫生。（5）现场的厕所有专人保洁。2.2污染控制（1）大气污染

施工垃圾搭设封闭临时专用垃圾道或采用容器吊运,严禁随意凌空抛散,垃圾及时清运,适量洒水,减少扬尘。水泥等粉细散装材料，采取室内（或封闭）存放或 严密遮盖，卸运时采取有效措施，减少扬尘。现场的临时道路地面做硬化处理，防止道路扬尘。在现场设置搅拌设备时，安设挡尘装置。（2）水污染

1)进行混凝土、砂浆等搅拌作业的现场，设置沉淀池，使清洗机械和运输车的废水经沉淀后排入市政污水管线或回收用于洒水降尘。

2)控制施工产生的污水流向，防止漫沿，并在合理的位置设置沉淀池，经沉淀后排入污水管线，严禁流出施工区域，污染环境。

3)现场存放油料的库房进行防渗漏处理，储存和使用都采取措施，防止跑、冒、滴、漏，污染水体。（3）噪声污染

1)施工现场遵照《中华人民共和国建筑施工场界噪声限值》（GB12523-90）制定降噪的相应制度和措施。2)进行强噪声、大震动作业时，严格控制作业时间。必须昼夜连续作业的，采取降噪减震措施，作好周围群众工作，并报有关环保单位备案后施工 2.3场容场貌管理

（1）按照要求实行封闭施工，施工区域围栏围护，大门设置门卫，闲杂人员一律不得入内。

（2）施工现场的场容管理，实施划区域分块包干，责任区域挂牌示意，生活区管理规定挂牌昭示全体。（3）制定施工现场生活卫生管理、检查、评比考核制度。（4）安全生产作业工作上墙，做到七牌一图（工程项目基本情况、工程项目责任人员姓名牌、安全六大纪律牌、安全生产计数牌、十项安全技术措施、防火须知牌、卫生须知牌和工地施工总平面图）。（5）现场布置安全生产标语和警示牌，做到无违章。（6）施工区、办公区、生活区挂标志牌，危险区设置安全警示标志。在主要施工道路口设置交通指示牌。（7）确保周围环境清洁卫生，做到无污水外溢，围栏外无渣土、无材料、无垃圾堆放。

（8）环境整洁，水沟通畅，生活垃圾每天用编织袋袋装外运，生活区域定期喷洒药水，灭菌除害。2.4临时道路管理

（1）进出车辆门前派专人负责指挥。（2）现场施工道路畅通。

（3）做好排水设施，场地及道路不积水。

（4）开工前做好临时便道，临时施工便道路面高于自然地面，道路外侧设置排水沟。2.5材料堆放管理

（1）各种设备、材料尽量远离操作区域，并不许堆放过高，防止倒塌下落伤人。（2）进场材料严格按场布图指定位置进行规范堆放。

（3）现场材料员认真做好材料进场的验收工作(包括数量、质量、质保书)，并且做好记录(包括车号、车次、运输单位等)。

（4）水泥仓库有管理规定和制度，水泥堆放十包一垛，过目成数，挂牌管理。水泥发放凭限额领料单，限额发放。仓库管理人员认真做好水泥收、发、存流水明细帐。

（5）材料堆放按场布图严格堆放，杜绝乱堆、乱放、混放，特别是杜绝把材料堆靠在围栏、广告牌后，以防受力造成倒塌等意外事故的发生。2.6施工人员的管理

办公室、厕所等的搭建标准、要求按有关规定执行。

制定“办公室、厕所等卫生管理制度”，使施工现场做到整洁、卫生。办公室通风、明亮，设有盥洗设施，由专人负责管理。

施工现场设茶水供应点，茶具有消du设施，确保冬天有热开水，夏天有凉开水供应。为确保现场施工员工身体健康，现场设立医疗点。

2.7治安管理措施教育，提高广大职工群众保卫工程建设和遵纪守法的自觉性。经常开展以防火、防爆、防盗为中心的安全检查，堵塞漏洞，业主在社会治安、综合治理、交通管理、环境保护等方面的管理规定。并与各专业施工单位层层签订治安责任协议书。

建立专门的保卫机构，统一领导治安保卫工作。大门口设立门卫，严格执行出入制度。所有人员进入现场须佩带胸卡，非本工程人员进入大门须登记，通过门卫联系，待明确接待人员后才能进入。工作人员不得在工地内酗酒或酒后进工地工作，不得携带违禁品进入，以维护财产和人员安全。材料车辆进单位装卸完毕后，立即驶离现场，停放指定停车场。

对施工现场的贵重物资、重要器材和大型设备加强管理，严格有关制度，设置防护设施和报警设备，防止物资被哄抢、盗窃或破坏。

广泛展开法制宣传和“四防”发现隐患及时采取预防措施，防止发生问题。

加强对外包队伍的管理，设专人负责对外包队伍进行法制、规章制度教育，对参加施工的民工进行审查、登记造册，领取暂住证，发工作证，方可上岗工作。对可疑人员进行调查了解。2.8、防止扰民措施

合理进行现场的布置，并增加必要的环保措施及环境防护，以减少对周边环境产生危害。协助业主对周边环境进行协调，确保工程正常运行。成立公关协调部门，加强与社区居委及警署的合作。

对工程可能发生的扰民及民扰问题承担总承包管理职责，全面负责协调各方面工作。开工前到环保监察站进行受监登记，随时接受环保监测。

在进场施工前，和当地政府、居委会取得联系，邀请周边单位及居民代表参加座谈会、新闻发布会等，通报工程的概况、性质及建设意义，并积极听取周边单位及居民的意见及建议，尽量采用合理的施工方案减少对周边环境的影响。并对工程施工影响求得周边单位及居民的支持与谅解。

对受施工的噪声、强光、灰尘影响的单位及居民采取相应的必要的弥补措施。同时采取行之有效的预防措施减少这些危害，以尽可能地保护周边单位及居民的利益。在项目体制上建立有关处理协调领导小组。文明标化管理小组设专人处理扰民及民扰问题，做到及时发现问题、解决问题。

力控系统 篇5

近年来多媒体技术和数字通信技术的发展为图像远程传输的实现创造了必要的技术基础，特别是光纤与3G等通信技术的普遍使用，实现了在SCADA系统中的遥视功能。远程图像监控作为新型的信息交流手段，不仅使上级调度或监控中心的运行人员能直接监视生产现场的各种设备和各个角落，监视并记录设备及运行的安全情况，更加深入地分析问题、处理事故，提高SCADA系统的安全性和可靠性，而且还能为事后分析提供有关图像资料，可使主管领导加强安全生产监督和管理，及时了解现场实况，实施更加科学的生产调度和决策，大大提高调度管理水平，更加有效地处理突发事件。

结合当前先进的IT技术，基于SOA架构、结合.NET平台技术的力控eForceCon监控组态软件支持B/S和C/S混合模式，实现了与视频监控、多媒体无缝集成，实现了数据和视频的有机结合，支持SCADA画面与视频画面联动，可以与数字视频技术基于服务器端与客户端方式的开放融合。通过网络设备可以将图像进行远程传输，实现图像的远程监视、远程控制等功能。力控eForceCon视频监控系统可以提供强大的图像处理功能，调节图像的亮度和对比度等，即使是在很低照明度的情况下，也能得到高质量的被监控对象的图像，并且可以将图像保存成通用格式，在专业图像处理软件中进一步处理。

下面以海康威视的视频组件功能进行详细介绍。

1 图像预览

通过摄像头获取视频信号显示在监控系统中，能够实现视频画面的多画面显示 (1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81) ，也能全屏显示指定通道内指定摄像头的视频图像。可以固定分辨率也可以选择自定义通过拖拉组件随意选择大小。如果没有设置成只显示视频画面，则在视频画面的右侧显示已连接的设备列表和操作按钮，可以选择设置初始运行程序时读入设备列表，在运行时就可以看到默认连接的设备，同时可通过网络发布对视频监控画面，发布在Web上，用户可以通过网络访问监控画面。如图1所示。

2 云台控制

对于云台可以进行控制操作，向上下左右4个方向转动，并可以设置预制轨迹使其自行运动。单击相应的图标来调整云台，可以控制方向、光圈、聚焦、变焦、雨刷和灯光以及云台的自动扫描。控制云台转动时，可以调节控制速度。云台控制界面如图2所示。

3 报警

报警类型可分为移动侦测报警、视频信号丢失报警、遮挡报警和信号量报警等。移动侦测报警可设置移动侦测参数，除了可配置侦测区域外还可以配置布防时间、报警处理方式以及灵敏度等。遮挡报警可配置遮挡报警参数，可查看已设置的遮盖报警区域，同时可设置遮盖区域，即按住键盘的“Ctrl”键拖动鼠标设置遮挡区域，在已设置区域被遮挡后立即产生报警。

报警查询方式可分为“布防”和“监听”两种方式。两种报警方式都可以接收到设备上传的移动侦测报警、视频信号丢失报警、遮挡报警和信号量报警等信息。

当设备的报警方式设置为“布防”时，对选定的设备进行布防、撤防，布防后力控eForceCon主动连接设备，读取设备产生报警信息，撤防后将不再主动连接设备并不再读取设备产生报警信息。

当设备的报警方式设置为“监听”时，力控eForceCon可设置监听端口，在设定的端口上监听并接收设备主动上传的报警信息，可以任意查看视频设备的报警信息。

报警的处理方式有监视器上警告、声音警告、上传中心、触发报警输出、发送邮件五种方式。可通过设置报警类型选择相应的报警处理方式。同时可在力控eForceCon中自定义报警响应及结束动作，将指定的信息及时地反映给监控用户。

4 实时录像和抓图

在视频播放过程中可以实时录像和抓图，可以播放/停止所有视频。在控件的属性页可设置录像及抓图的保存路径。

可对如图3所示的“录像计划”进行设置，如录像时间、预录时间、录像延时等。单击“设置”按钮，进入定时录像计划设置界面。可以设置定时录像的时间段，并可以选择录像类型。如果选择全天录像，则只能设置录像类型。如果设置录像方式为移动侦测或报警录像，则还要对移动侦测和报警的布防进行设置。

5 语音对讲、转发

语音对讲能实现PC机与设备间音频的发送和接收。语音转发功能实现将待编码后发送的音频数据转发给设备。

6 日志

通过设置查询日志的类型、开始时间和结束时间，就可以查询到操作的日志信息，可选择全部的信息日志或者只显示报警信息日志，并可查看相应操作发生的时间、是否成功、具体操作以及错误信息的错误号。

7 丰富的参数配置

力控系统 篇6

关键词：液压实验台,力控6.0组态,实验监控

液压传动技术的发展和实践教学都迫切期望液压实验台能实现自动采集并显示实验参数,能实时观察液压回路在电气控制系统的控制下液体流动的动态画面,实现可视化监控教学,并且在做完实验后能自动打印获取实验结果报告。为实现上述要求,本文在研究基于PLC及力控6.0工业监控组态软件的液压实验台监测系统方面进行了尝试。

1 数据采集系统设计

1.1 转速信号的采集

为准确检测液压泵的转速,采用镜面反射型光电传感器采集电机转速信号简捷实用。其输出形式为直流PNP型三线常闭,可直接与FX2N PLC连接。将此光电开关产生的脉冲信号连接到FX2N PLC高速输入端子X0,通过软件记数及功能指令处理,即可实现转速信号采集。

1.2 压力信号采集

压力传感器是本实验台采集液压压力信号的重要元件,精度要求高,使用数量多。压力变送器发出的标准电压信号经过FX-4A D模块模拟输入端口与PL C相连接,测试系统压力变化时压力变送器的电压变化量,根据压力变化量的大小和变送器的线性关系确定所对应的系统压力。

1.3 流量信号采集

流量的测量是液压测试技术中难度较大的测试。变送器输出为4~20 mA标准信号,两个压力接口为M20×1.5螺纹连接,直接安装在测量管道上或通过引压管连接。

1.4 扭矩(负荷)信号采集

在液压泵的性能试验中,需要测定液压泵的总效率,即液压泵的输出功率与输入功率的比值。可用平衡电机装置的方法测定电动机的扭矩(M),再用公式N输入=9550M/n(W)计算得到功率。采用平衡电机装置的方法测试电动机转动时平衡杠杆偏转时的不平衡力即荷重G,调节L1/L2的长度比值,即可改变荷重传感器的荷重比。

2 力控工业监控组态系统硬件设计

2.1 力控监控组态系统硬件结构

本系统硬件配置采用PC机为上位机,PLC为下位机,数据采集通过PLC完成。其结构框图如图1所示。

2.2 力控软件通信及参数设置

构成基于RS-485串行通信的分布式控制系统采用以下硬件构成方案:计算机RS-232C接口经RS-232C串行通信线连接R S-2 32 C/R S-4 85转换模块,转换模块经FX2N-485-BD连接FX2N PLC设备,再配以上位机监控软件力控6.0,便可以从计算机串行口采集现场设备的数据。

2.3 AD转换模块的参数设置

系统选用了4通道12位的FX-4AD模拟量输入模块。为了保证输入模拟量的正确采集,并与最终显示的数字量达到匹配,模块内部设有32个数据缓冲区BFM#0~#31,其中BFM#0可设置4个通道的输入信号类型及范围,BFM#9~#12分别用于存放4个通道的转换后获得的数字量,BFM#23可设置零点值,即数字量输出等于零时对应的模拟电压输入值,#24可设置增益,即数字量输出等于1000时对应的模拟输入值,可推出输入模拟电压VI与输出数字量D的关系为:

其中:Z为零点值;G为增益。

可以通过调整零点值和增益来获得满意的VI-D曲线,使系统数据显示值逼近真实值。

3 液压实验台组态应用软件设计

3.1 监测系统组成

液压实验台监控系统的平台选用Windows XP操作系统,应用软件的人机界面和数据库由ForceControl 6.0监控组态软件开发。力控组态软件支持三菱FX2N及其它A/D转换模块。进入力控6.0开发界面,建立液压实验台监控工程项目,即可进行新项目的开发。

对于液压回路的压力、温度、流量的测量和控制,通过压力、流量、温度传感器转变为模拟量后通过扩展模块FX-4AD的模拟量输入端口输入PLC,PLC一方面可以通过RS232接口向上位计算机传输,通过相应软件进行分析处理,也可以直接通过PLC中的程序分析判断而向模拟量输出端口输出控制信号形成闭环控制。

3.2 可视化监测界面设计

在进行了定义I/O设备、创建实时数据库DB、制作动画连接—人机界面设计后,在开发环境Draw中,可以通过制作动画连接使图形在画面上随PLC数据的变化而活动起来。本工程动画连接使对象按照变量的值改变其大小、颜色、位置等。油泵电机在工作时是红色,停止时变成绿色。液压控制阀在换向时阀体进行移动,形象反映该阀的工作变化状态。液压油缸活塞在条件满足时可以在画面上按既定方向移动。

3.3 编写动作脚本并进行程序调试运行

为使制作画面能按照一定的逻辑关系与变量形象的联系运动起来,使得动画效果达到理想的要求,有必要要对变量进行动作脚本编程。在导航菜单栏工程项目下点击“动作”,下拉有“应用程序动作”,双击“应用程序动作”进入脚本编辑器。在编写脚本后,进行程序调试、运行,直至满意。

4 结论

本课题结合应用PLC控制和工业监控组态技术、数据采集、串行通信技术等,改变了传统的液压实验台的操作模式,实现了液压实验的自动化、智能化和可视化,同时也提高了系统整体的可靠性、稳定性和方便性,为液压传动技术实验提供了一种更合适、更新颖的设备。

参考文献

[1]宋小春,张运刚,郭武强.从入门到精通—工业组态技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2008,1.

力控系统 篇7

带式输送机是化工、煤炭、冶金等行业广泛使用的输送设备, 常用于输送容重为0.5×103kg/m3～2.5×103kg/m3的各种块状、粉状物料, 也可用于输送成件物品, 通常工作在具有噪声和粉尘污染严重的恶劣环境下。带式输送机在运行过程中经常发生故障, 影响输送系统的稳定、可靠运行。为了尽早地发现和排除带式输送机的故障, 要对带式输送机运行状态进行在线监测。在传统的监控系统中, 监控软件通常是由VB、VC++等语言编写而成的, 这不仅要求工程技术人员具有较高的编程水平, 而且要投入大量的开发时间, 从而使系统的开发效率和可维护性受到限制;此外系统界面简单且实现的功能较少, 远不能满足现代自动化监控系统的要求。随着工业自动化水平的不断提高, 国内几家软件公司相继推出了适应工业自动化发展需求的监控组态软件, 如组态王、力控等。力控是北京三维力控公司推出的一款监控组态软件, 该软件集动画显示、流程控制、数据采集、设备控制与输出、网络数据传输、工程报表、数据与曲线等诸多强大功能于一身, 并支持国内外众多数据采集与输出设备, 因而广泛应用于工业自动化控制领域。

本文介绍带式输送机运行状态在线监测系统的设计, 并着重介绍力控在该系统中的应用。

1带式输送机及其常见故障

1.1 带式输送机的基本组成

带式输送机的总体结构示意图见图1。其主要部件包括输送带、传动滚筒、尾部滚筒、改向滚筒、拉紧装置、托辊以及头架、尾架、中间架、支腿等。

1—头罩;2—传动滚筒;3—头架;4—输送带;5—上托辊;6—支腿;7—中间架;8—下托辊;9—缓冲托辊;10—导料拦板;11—改向滚筒;12—尾部滚筒;13—拉紧装置;14—尾架

1.2 带式输送机在运行过程中的常见故障

(1) 输送带打滑。

带式输送机的输送带经常由于带松、负载过大或输送带卡阻等原因而发生打滑现象, 在打滑过程中因摩擦而产生大量的热。在易燃易爆环境下, 容易导致火灾和爆炸事故。如果不能及时监测出输送带打滑并采取有效措施, 可能会造成严重的后果。

(2) 输送带断裂。

输送带是带式输送机中重要且比较昂贵的部件, 尤其是钢丝绳芯输送带。如果使用不当, 则较易断裂。输送带断裂的直接原因是物料的撞击与磨损、金属物卡阻输送带和输送带严重跑偏而被卡刮撕裂等。

(3) 输送带跑偏。

输送带跑偏是带式输送机最常见的故障之一。转载处物料的落料位置偏斜和冲击、输送带张紧装置和承载托辊的安装使用不当或输送距离长等均易造成输送带跑偏现象。严重的输送带跑偏会造成输送带撕裂、物料损失和停产、停运等生产事故。

2带式输送机运行状态监测系统的设计

该系统能够实时监测带式输送机的运行状态。实时显示输送带当前的运行速度、温度、输送量和物料的累计重量等;同时能够对输送带的过速、欠速、打滑、跑偏和超温等异常状态作出实时处理。该系统的硬件组成包括ics-30系列皮带秤、JCPP-I型跑偏开关、温度传感器及信号调理电路、研华PCL-818L数据采集卡和PC机等, 其组成原理框图见图2。在该系统中, 将各检测装置采集到的信号送到数据采集卡PCL-818L中, 对数据采集卡PCL-818L的各通道与力控数据库的对应变量进行链接, 由力控进行统一管理, 给出系统各部分运行参数、运行趋势、报表和报警事件等。当有异常现象发生时, 该系统能够根据带式输送机的运行要求, 做出相应的动作, 自动切断电机控制回路, 使输送带停止运转。

2.1 ics-30系列皮带秤

ics-30系列皮带秤由称重桥架 (包括称重传感器) 、测速系统 (包括速度传感器) 及积算器3大部分组成。其基本工作原理为:①称重传感器支承的桥架和称重托辊检测皮带上的物料重量, 产生一个正比于皮带载荷的电输出信号;②速度传感器直接连接在尾部滚筒或大径的测速滚筒上, 产生一系列脉冲信号, 每个速度代表一个皮带长度, 脉冲的长度正比于皮带速度, 当皮带打滑或断裂时, 尾部滚筒的转速就会发生超速或欠速现象, 通过监测尾部滚筒的转速变化就可以及时、准确地了解输送带是否发生打滑或断裂, 当尾部滚筒转速超过或低于某个预先设定的值时, 设备能自动停机或发出警报, 这样就可以有效地预防各种事故的发生;③积算器将皮带速度和皮带负荷两种信号用积分方法进行积算, 并转换成选定的工程单位, 在显示器上分别显示出当前输送量和累计输送量。

2.2 JCPP-I型跑偏开关

跑偏开关是通过检测带式输送机在运行过程中输送带的偏移状态来发出信号, 实现输送带跑偏后自动报警和自动停机功能, 以防止输送带偏移倾斜使物料撒落。输送带跑偏产生的横向位移会使立辊偏转, 由立辊所偏转的角度来确定开关输出几级信号。当输送带轻微跑偏使立辊偏转的角度≥12o时, 开关输出一级报警信号;当输送带严重跑偏使立辊偏转角度≥30o时, 开关输出二级停机信号。跑偏开关成对地安装在传动滚筒和尾部滚筒间的3个位置上, 一般长度为100m的输送带安装3对为宜。

2.3 PCL-818L数据采集卡

PCL-818L数据采集卡是一款高性能多功能的数据采集卡, 它基于PC的ASI总线结构。该板卡提供16路单端或8路差分模拟量输入, 16路数字量输入输出, 12位A/D转换器, 可达到100kHz的采样速率。16路模拟量输入电压范围:双极性±0.625V～±10V;单极性0V～10V。每个输入通道的增益可编程, 16路数字量输入输出与TTL电平兼容。在该系统中, 利用PCL-818L数据采集卡的4个模拟量输入端来分别实现对输送带当前速度、当前温度、当前输送量和物料累计重量等4个模拟信号的采集;利用6个数字量输入点来分别实现对1#跑偏开关、2#跑偏开关、3#跑偏开关的一级报警信号和二级报警信号的采集;用1个数字量输出点来控制带式输送机的驱动电机控制回路继电器。

3力控及监测界面设计

3.1 力控的特点

力控是目前国内较为流行的通用组态软件之一, 它具有较好的图形界面功能, 可以方便地构造自己的数据采集系统。其数据库点易与数据采集卡PCL-818L的通道进行数据链接, 具有接收数据、发送数据的功能, 还具有生成实时曲线、历史曲线、报表及报表打印、报警等功能, 此外, 组态画面能真实反映实时状态等。

3.2 监测界面的设计

硬件设计完毕后进行监测界面的设计, 对力控数据库点与PCL-818L的数据通道进行链接。各检测装置提供的各路电压、电流信号, 由PCL-818L数据采集卡转换为二进制整数存放在卡上的寄存器中, 力控从中读取数据后, 需经标度转换, 将其还原为各路信号的实时值。该系统的主监测界面见图3, 其内容如下:

(1) 跑偏状态:

由1#跑偏开关状态、2#跑偏开关状态、3#跑偏开关状态组成, 每个位号的跑偏开关状态分为正常、一级报警和二级报警3种状态。每个跑偏开关又分左跑偏报警和右跑偏报警。当正常时, 指示灯都为绿色;当一级报警时, 报警指示灯为黄色;当二级报警时, 报警指示灯为红色。

(2) 带速:

由带速当前值的实时显示和过欠速指示灯两部分组成。过欠速指示灯由高高限、高限、低限和低低限4个指示灯组成。当带速正常时, 所有指示灯均为绿色;当带速超过高限设定值而小于高高限设定值时, 高限指示灯为红色, 其它均为绿色;当带速超过高高限设定值时, 高高限指示灯为红色, 其它均为绿色;当皮带打滑, 带速低于低限设定值而高于低低限设定值时, 低限指示灯为红色, 其它均为绿色;当皮带断裂而带速低于低低限设定值时, 低低限指示灯为红色, 其它均为绿色。

(3) 温度:

包括温度当前值的实时显示和指示灯两部分。指示灯由高高限和高限两个指示灯组成。当温度正常时, 两个指示灯均为绿色;当温度超过高限设定值而低于高高限设定值时, 高限指示灯为红色, 高高限指示灯为绿色;当温度超过高高限设定值时, 高高限指示灯为红色, 高限指示灯为绿色。

(4) 输送量:

包括输送量当前值的实时显示和指示灯两部分。指示灯由高高限和高限两个指示灯组成。当输送量正常时, 两个指示灯均为绿色;当输送量超过高限设定值而低于高高限设定值时, 高限指示灯为红色, 高高限指示灯为绿色;当输送量超过高高限设定值时, 高高限指示灯为红色, 高限指示灯为绿色。

(5) 累计重量:

实时显示当前物料的累计重量。

(6) 参数设置:

对带式输送机的运行极限参数进行设置。

(7) 实时曲线:

实时曲线是由带速、输送量、温度等实时值随时间变化而分别绘出的变量-时间关系曲线图。使用实时曲线可以查看输送带运行速度、输送量、温度等在当前时刻的状态, 而且实时曲线也可以保存一小段时间的数据趋势, 这样使用它就可以了解当前设备的运行状况。实时曲线可以自动卷动, 可以快速反映变量随时间的变化。实时曲线包括输送带运行速度趋势曲线、输送量趋势曲线和温度趋势曲线等。

(8) 历史曲线:

历史曲线是保存在实时数据库中的历史数据随历史时间变化而绘出的二维曲线图。历史曲线也可以自动卷动, 以x轴为时间轴, y轴为变量轴。通过历史曲线可查看过去某个时间段输送带的运行速度、输送量、温度等的趋势曲线。历史曲线包括输送带运行速度历史曲线、输送量历史曲线和温度历史曲线等。

(9) 历史报表:

历史报表提供了一种浏览和打印历史数据和统计数据的工具。对历史报表可进行手工和自动打印。历史报表从数据库中按照一定的采样方式获取一个或多个点的历史数据, 以表格的形式显示出来。通过历史报表可查询某个时间段内带式输送机某时刻输送带的运行速度、输送量、温度、累计重量等运行状态参数。

(10) 报警记录:

当带式输送机运行状态发生异常时, 通过报警来通知操作人员控制过程和系统的情况。当带速、输送量、温度等超限或过速、打滑、跑偏等异常状态发生时, 在报警窗口显示并记录越限时间、变量名、报警级别、当前值和界限值。当新报警出现时, 报警窗口自动滚动, 窗口总是显示最后出现的报警。

4结束语

该系统能非常直观地显示带式输送机实时运行状况, 并可根据异常状况的程度自动做出处理和发出相应的报警。本系统的开发可以使工人在主控室中通过计算机监控设备的运行, 改善了工人的工作环境, 还能及时发现设备故障。此外, 系统结构简单, 便于管理, 易于扩展。

参考文献

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[3]曾庆波.监控组态软件及其应用技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2005.

[4]张钺.新型带式输送机设计手册[M].北京:冶金工业出版社, 2001.

[5]运输机械设计选用手册编辑委员会.运输机械设计选用手册[M].北京:化学工业出版社, 1999.

[6]梁庚煌.运输机械手册[M].北京:化学工业出版社, 1983.

[7]刘影.PCL-818L数据采集卡的应用[J].现代制造技术与装备, 2006 (4) :72-73.

[8]杨帆, 宗润宽.PCL-818L数据采集卡在数据采集系统中的应用[J].仪器仪表与分析监测, 2003 (1) :14-15.

力控系统 篇8

目前, 我国正处于工业快速发展阶段, 对工业现场所应用的设备要求也就很高, 而在工业现场中, PLC以其适用性强、体积小, 重量轻, 能耗低、维护方便, 容易改造、稳定性高等优点在生产控制中得到广泛应用。由于PLC应用对象一般都是大型生产流水线或大型生产设备, 整个设备布局较大较广, 在设备调试或日常运行期间, 很难对程序的执行结果进行监控, 遇到零部件损坏也不能第一时间进行分析判断。如果把被控对象用计算机进行模拟仿真, 并先期进行程序调试, 就可以很直观的展示整个设备运行情况及程序设计中存在的不足, 避免了实际调试中的危险及设备损耗, 整个调试过程将变得比较形象, 还可以根据客户要求, 不断进行功能的调整, 使产品更完善, 更具竞争力。“组态软件”就是用软件提供的工具、方法在计算机上观察控制的过程及结果, 完成用软件来模拟设备 (被控对象) 的工作, 形成监控。“组态软件”能监控PLC的内部各种存储器及参数数据并通过计算机串口与PLC之间进行信息交换及处理, 将各种参数以变量值的形式传输出, 供上位机使用、处理。

而通常把控制、管理、监控作为新型工业自动控制系统划分的三个层次。控制层多以PLC为主;监控层的软件采用工业组态软件 (力控、MCGS等等) 实现完成数据分析处理、流程控制、报警和安全机制、现场数据采集、监控数据曲线和报表输出、企业监控网络及动画显示等功能。

1 多种液体自动混合系统的工作流程

1.1 工艺过程分析

如图1所示, 是一个液体混合装置的工作示意图, 是将三种液体按一定的比例进行充分的混合后, 再根据生产要求, 加热到一定的温度, 用于下一生产要求。

2 监控系统设计

2.1 动画图形设计

1) 液体混合控制加热设备窗口, 是一幅模拟生产过程并实施远程监控及远程控制的动画窗口, 是该工程首先显示的图形启动窗口。“管道”通过“流动块构件”实现;“传感元件、液体混合容器、加热装置、搅拌装置、电磁阀”由“对象元件管理库”调入。

2) 定义数据变量

3) 控制流程的实现

要实现对该装置的有效控制, 需通过选用“模拟设备”对构件的属性进行设置, 通过选用“循环策略中的脚本程序策略块”功能构件, 对控制对象进行编程。

4) 输入输出设备

输入信号:传感原件的接通与断开;输出负载:加热装置的开启与停止、搅拌电机的启动与停止、电磁阀的开启与关闭。

5) 动画连接

力控软件实现动画连结的步骤是先设置相应的动画属性再将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接。在模拟调试过程中, 图形对象的状态特征和外观, 由数据对象分析控制, 从而实现图形的动作效果[1,2,3,4,5]。

6) 仿真界面显示情况

画面显示多种液体混合加热装置的具体位置;画面显示多种液体混合加热装置液体的变化情况[6,7,8,9,10], 以验证PLC及一些执行原件运行是否正确[11,12];画面显示多种液体流动情况;画面配合PLC发出的开关信号仿真多种液体混合加热装置画面的形式并对比PLC程序执行的结果, 显示多种液体混合装置搅拌情况及加热情况是否正常, 整个画面连贯、完整, 画面效果仿真度高, 形象逼真。

7) 仿真装置可实现的功能

该仿真多种液体混合装置的界面分两部分, 一部分是多种液体混合装置的内部图, 一部分是多种液体混合装置的外部图, PLC程序没有任何的附加限制, 不同用户所编写的PLC程序, 实现的多种液体混合装置运行方式也不同, 即多种液体混合装置的运行方式只受用户的控制要求而改变, 而不受仿真控件的限制。仿真程序仿真的多种液体混合装置[13]可以满足PLC实验对控制对象的所有要求, 整个系统柔性度很高。

2.2 设备连接

模拟系统外部结构如图2:

2.3 PLC虚拟控制系统框图

如图3所示:

3 结语

该方案结构简单, 计算机作为上位机, 运行力控组态软件, 是远程监控与远程控制的平台;可编程序控制器作为系统控制核心, 在程序的控制下按照要求正常运行。计算机机与可编程序控制器通过串口进行数据交换及信息处理。

摘要：以多种液体混合加热装置控制为例, 重点介绍了PLC和组态软件之间的数据联系。通过该方法, 可以在控制室利用现场1/O接口传递信息, 实现对工业现场的自动控制。

力控系统 篇9

100 kV/100 A高压脉冲电源是为国家大科学工程超导托卡马克核聚变实验装置 (EAST) 研制的一套高压大功率脉冲电源。此电源采用Pulse Step Modulation[1]技术, 用104个相同的1 100 V/100 A输出的电源模块串联而成, 其额定输出为:100 kV/100 A, 最大工作脉宽1 000 s。由于该电源负载为回旋管, 而回旋管在打火时要求电源系统注入能量小于8 J, 因此, 在负载打火时, 电源必须在5 μs内关断。又由于电流要求在20 μs内上升到100 A, 因此, 该电源又要具有快速开通能力。通过对各种方案的比较, 采用实时操作系统QNX对各个电源模块进行控制, 采用基于WINDOWS操作系统的组态软件力控6.0, 实现对所有电源模块的监控。整个系统具有结构简单、安全可靠等优点。

2 监控系统结构

2.1 监控系统硬件

控制系统网络框图如图1所示, 远控PC机和现场PC机都采用安装实时操作系统QNX的CPCI计算机, 现场PC机和远控PC机通过TCP/IP网络通讯[2,3], 现场PC机配置高速模拟量采集卡MIC-3714和数字量输入输出卡CPCI-7249。系统工作过程为:首先远控PC机把预设电压输出波形通过TCP/IP网络传输给现场PC机, 然后现场PC机通过接收预设波形, 并计算出每个时间点的输出电压值, 最后通过DO卡的输出, 控制模块导通的数目进而得到输出电压。A/D采集卡采集输出电压值和电流值, 采集电压值用于反馈控制, 采集电流值用于电源模块的保护, 当输出电流大于180 A时, 程序应立即切断所有电源模块。监控计算机采用基于WINDOWS操作系统的力控6.0组态软件, 通过光纤交换机与各电源模块的控制板进行网络通讯, 得到各电源模块的实时状态。同时各电源模块的控制板把该模块状态通过TCP/IP网络传输给现场PC机, 现场PC机通过对各电源模块的状态分析, 关闭有故障的电源模块。

该监控系统主要包括:远控PC机、现场PC机、监控PC机、光纤转换箱、光纤交换机和基于DSP和CPLD的电源模块控制板[4]。其中, 远控PC机的主要任务是设定模块的总电压输出波形, 并采集电源模块的总电压输出电压波形, 进行比较。现场PC机根据远控PC机预设波形, 实现模块的输出。由于模块存在高压, 所以模块与外界的通讯都采用光纤实现。

2.2 监控系统软件

2.2.1 远程控制软件

由于该电源模块要求电流上升的时间要小于等于20 μs, 关断时间小于等于5 μs, 因此, 控制系统的实时性要求较高。经过对各种操作系统的比较, 最终选择具有微内核和高可靠性的实时操作系统QNX。

当系统运行时, 首先, 远控PC机发送预设波形给现场PC机, 然后现场PC机根据接收波形, 计算出导通模块的数目, 通过DO卡控制模块的通断, 最后根据AD采集的电压、电流信号, 调整输出电压, 使输出波形与预设波形吻合。当检测到模块输出电流大于200 A时, 应立即切除所有模块;当检测到在200 ms内, 电流大于120 A次数达5次时, 认为电源存在故障, 切除所有模块。同时, 现场PC机把采集的电压波形通过TCP/IP网络传送给远控PC机, 与预设波形比较。控制流程图如图2所示。

2.2.2 远程监控软件

为了保证电源模块安全可靠地运行, 需要实时监控每个电源模块的状态, 并通过TCP/IP光纤网络传送给上位机。每个电源模块需要监控的模拟信号包括:模块输入电压V1、模块输出电压V2和模块输出电流值。每个模块监控的数字信号包括:熔丝状态、真空接触器状态、晶闸管状态、风扇状态、温度、过流、过压和欠压。

监控网络采用TCP/IP光纤通讯, 采集8路开关量 (熔丝状态、真空接触器状态、晶闸管状态、风扇状态、温度、过流、过压和欠压) 和3路模拟量 (模块输入电压、模块输出电压和模块输出电流) 。上位机通过监控网络设定电压比较值 (Vref1、Vref2) , 设定完成后采集比较值发送给上位机。真空接触器的分合由上位机控制, 当真空接触器闭合1 min后IGBT方可动作;如果真空接触器断开, 则封锁IGBT和晶闸管的驱动信号。当上位机发出采集命令, 下位机接收到命令后发送本模块的状态给上位机, 即8个数字量和3个模拟量。如果上位机没有发出停止采集命令, 则下位机始终重复发送本模块状态给上位机, 上位机显示实时显示各模块的状态信息, 包括数据包上传时间。控制板根据上位机的要求, 对控制板的状态自检测, 并把检测结果上传, 包括电源模块各状态是否正常以及当前设定的电流参考值等。

通过对各种监控软件的比较, 最终选择力控6.0组态软件, 该软件具有开发环境友好、实时性强、功能强大等优点, 监控界面如图3所示。

3 模拟调试

用一台CPCI工控机、一台普通工控机、15个电源模块, 对系统进行模拟调试。测试仪器采用泰克公司的20 kV高压肽头和安捷伦公司的DSO5014A示波器。用一台PC机网口, 通过网线与研华公司的EKI-1526相连, 然后经过光电转换, 通过多模光纤与控制板相连。另一台PC机通过光纤转换箱与控制板相连, 用于控制IGBT的通断。

图4为主控计算机连续投切15个电源模块时, 测得的输出总电压和总电流波形。图中, 波形1表示输出电压波形, 采用泰克公司的20 kV高压肽头测得, 电压缩放比为1∶1 000, 因此, 15个电源模块输出的最高电压为15 kV;波形2为电源模块总电流波形, 电压缩放比为1∶20, 因此, 15个电源模块输出的最大电流为100 A。从图中我们可以看出, 在电源模块的连续投切过程中, 模块投切间隔均匀。

图5为从主控计算机发出同时投入15个电源模块, 然后运行53 ms, 最后同时切除的电压电流波形。

图中波形1为输出电压波形, 从图中可以看出, 15个电源模块的投切比较一致。在波形的平顶有一个阶跃, 这是由于模块内部过流信号的设置差异造成的。从图中可以看出, 15个模块同时投入时, 由于过充, 输出电压达到了18 kV, 而过充电流也达到118 A左右, 模块内部设置过流值为120 A;波形2为电源模块的输出电流波形, 从图中可以看出, 该电流波形与电压波形完全匹配。

图6为从主控计算机发出关断IGBT信号到模块输出电压降低到零的延迟时间波形。图中波形1为电源模块在关断时, 电压输出波形, 从图中可以看出, 电源模块从16 kV到零的时间约为3 μs, 由于主控计算机信号通过光纤传输, 并且距离只有40 m远, 因此光信号的延迟时间不会超过1 μs, 所以电源模块的关断时间完全满足小于5 μs的设计要求;波形2为输出电流波形, 从图中可以看出, 电流的关断时间约为15 μs, 这是由于负载为电感性负载造成的。

4 结束语

本文的创新点是:通过实时操作系统QNX与光信号相结合, 来实现电源模块的投切, 进而得到设定的电压值。考虑到模块的安全运行, 采用光纤TCP/IP网络采集各电源模块的状态, 实现了电源模块的实时监控。考虑到模块输出的最高电压达100 kV, 因此, 包括主控计算机和监控计算机在内的所有与模块的通讯, 都采用光纤实现, 提高了整个系统的可靠性和安全性。通过对15个电源模块的模拟调试, 可以看出, 基于QNX和力控6.0的100 kV/100 A高压脉冲电源监控系统是切实可行的。

参考文献

[1]SCHWARZ U E.Gigitized High Power Modulation[C]//14thSymposium on Fusion Technology.Avignon, 1986.

[2]吴翼平.现代光纤通信技术[M].北京:国防工业出版社, 2004.

[3]雷肇枥.光纤通信原理[M].成都:电子科技大学出版社, 1997.