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時(shí)間:2023-02-27 11:21:05
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泡沫成分如圖1所示,泡沫系統(tǒng)流體原理如圖2所示。泡沫由泡沫原液、水和空氣3部分組成。在泡沫系統(tǒng)運(yùn)行中,操作手通過(guò)改變泡沫各成分的比例來(lái)滿足不同土質(zhì)的改良需求,以達(dá)到最佳的改良效果。泡沫系統(tǒng)由泡沫原液泵、泡沫混合液泵、泡沫原液箱、泡沫混合液箱、泡沫水管路、泡沫混合液管路、空氣管路、泡沫發(fā)生器和電氣系統(tǒng)等部件組成。泡沫電氣系統(tǒng)包括電氣硬件和軟件,系統(tǒng)主要包括控制元件、電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)、PLC控制部分和上位機(jī)。其中,電控執(zhí)行機(jī)構(gòu)是泡沫各管路的動(dòng)力來(lái)源;PLC控制部分是整個(gè)系統(tǒng)的中樞神經(jīng),可為設(shè)備提供必要的連鎖與警示;上位機(jī)是操作手的操作平臺(tái),負(fù)責(zé)將操作手的各種操作指令傳達(dá)給PLC,并將PLC采集到的信息反饋給操作手作為操作依據(jù)。
2電氣硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1泡沫系統(tǒng)的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)泡沫系統(tǒng)采用三相380VAC電源進(jìn)行供電,電源的分配如圖3所示。設(shè)備利用控制變壓器將部分380VAC變?yōu)?20VAC,供接觸器、溫控器和散熱風(fēng)扇使用。泡沫原液泵和泡沫混合液泵的功率分別為075kW和3kW,為了精確控制泡沫原液和混合液的流量,2種泵均采用變頻器控制。設(shè)備選用了西門子6SE6440-2UD21-1AA1380V-11kW和6SE6440-2UD24-0BA1380V-4kW2種變頻器。泡沫原液泵和混合液泵選用變頻電機(jī),電機(jī)風(fēng)扇獨(dú)立供電,由GV2M06C進(jìn)行短路及過(guò)載保護(hù),直流接觸器LP1K0910BD控制其通斷?;旌弦簲嚢杵饔?臺(tái)075kW的三相電機(jī)直接驅(qū)動(dòng),由電機(jī)斷路器GV2-M07C進(jìn)行短路和過(guò)載保護(hù),接觸器LC1-D09M7C控制其通斷。泡沫混合液經(jīng)過(guò)攪拌器的攪拌后混合將更加均勻,發(fā)泡效果將更加理想。三相動(dòng)力線同時(shí)給控制線路供電,使用DRT-960-24將三相電源轉(zhuǎn)換為24V直流電,為PLC、傳感器、電磁閥等的控制提供電力來(lái)源。
2.2泡沫系統(tǒng)PLC硬件設(shè)計(jì)根據(jù)泡沫系統(tǒng)的控制特點(diǎn)和盾構(gòu)機(jī)的PLC網(wǎng)絡(luò)要求,系統(tǒng)采用三菱PLCQ02U進(jìn)行本地的數(shù)據(jù)采集、邏輯運(yùn)算以及數(shù)據(jù)輸出,采用三菱H網(wǎng)絡(luò)與盾構(gòu)機(jī)其他PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交流,利用以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與泡沫系統(tǒng)上位機(jī)進(jìn)行信息交換。在進(jìn)行PLC硬件配置時(shí),各功能模塊可以根據(jù)用戶習(xí)慣任意搭配順序,使其應(yīng)用更加靈活方便[4-5]。系統(tǒng)采用了1塊16點(diǎn)的數(shù)字量輸入模塊、1塊16點(diǎn)的數(shù)字量輸出模塊、1塊8通道的模擬量輸入模塊和1塊4通道的模擬量輸出模塊作為本地控制柜的輸入輸出模塊[6]。數(shù)字量輸入模塊主要用于采集斷路器和變頻器的反饋信息,數(shù)字量輸出模塊主要用于控制接觸器和中間繼電器,模擬量輸入模塊用來(lái)采集傳感器的反饋信號(hào),模擬量輸出模塊用來(lái)控制變頻器的運(yùn)行頻率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)螺桿泵的調(diào)試。系統(tǒng)選用以太網(wǎng)模塊QJ71E71-100同上位機(jī)通訊,選用H網(wǎng)模塊QJ71BR11跟盾構(gòu)機(jī)其他PLC通訊。
2.3泡沫系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)上位機(jī)選用研祥工業(yè)電腦PPC-1561,在工業(yè)電腦上安裝三菱OPC軟件[7],從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)電腦與PLC的數(shù)據(jù)交換。上位機(jī)操作界面分為泡沫控制和泡沫參數(shù)設(shè)置2個(gè)操作區(qū)域。泡沫控制區(qū)域可選擇需要操作的泡沫管路及控制方式,同時(shí),控制泡沫系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止。泡沫參數(shù)設(shè)置區(qū)域可對(duì)泡沫運(yùn)行時(shí)的各控制參數(shù)(如泡沫原液比、發(fā)泡率等)進(jìn)行設(shè)置。上位機(jī)設(shè)有報(bào)警界面,當(dāng)泡沫系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),該界面可顯示出相應(yīng)的故障信息,方便操作司機(jī)進(jìn)行故障排除。
3控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.1泡沫系統(tǒng)控制流程泡沫系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提是建立在斷路器及變頻器正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上。當(dāng)泡沫系統(tǒng)各硬件一切正常后,首先進(jìn)行泡沫各系統(tǒng)公用參數(shù)的設(shè)置,然后選擇控制方式并設(shè)置與控制方式相匹配的控制參數(shù),最后選擇需要注入的泡沫管路并按下啟動(dòng)按鈕。泡沫系統(tǒng)分為手動(dòng)控制、半自動(dòng)控制和自動(dòng)控制3種控制方式。手動(dòng)控制就是操作手可以根據(jù)需要對(duì)各管路的泡沫混合液流量和空氣流量進(jìn)行自主調(diào)節(jié)。半自動(dòng)控制是泡沫系統(tǒng)運(yùn)行后,PLC根據(jù)各路設(shè)定的泡沫混合液流量和發(fā)泡比控制泡沫系統(tǒng)的注入。自動(dòng)控制在掘進(jìn)時(shí)才能運(yùn)行,PLC根據(jù)推進(jìn)速度自動(dòng)控制泡沫系統(tǒng)的注入。泡沫系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行時(shí),PLC首先檢測(cè)泡沫混合液箱的液位開(kāi)關(guān),當(dāng)出現(xiàn)低液位報(bào)警時(shí),泡沫水管氣動(dòng)閥打開(kāi)且泡沫原液泵運(yùn)行。在泡沫水管路上安裝流量計(jì),PLC根據(jù)水的流量和上位機(jī)設(shè)置值進(jìn)行泡沫原液流量計(jì)算,然后通過(guò)控制泡沫原液泵的變頻器進(jìn)而控制泡沫原液流量,使泡沫混合液按設(shè)定的混合比進(jìn)行混合。在泡沫原液泵運(yùn)行的同時(shí),位于泡沫混合液箱的攪拌器開(kāi)始工作,將泡沫混合液充分?jǐn)嚢?。?dāng)混合液箱高液位開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí),泡沫原液泵停止且泡沫水管氣動(dòng)閥關(guān)閉,同時(shí)PLC開(kāi)始計(jì)時(shí),5min后泡沫混合液箱攪拌器停止工作。當(dāng)泡沫混合液箱液位正常且泡沫注入開(kāi)始按鈕被按下后,泡沫混合液泵運(yùn)行,同時(shí)空氣管路的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥也開(kāi)始工作。PLC根據(jù)不同的控制模式計(jì)算泡沫混合液的流量值,然后對(duì)泡沫混合液變頻器進(jìn)行調(diào)節(jié),進(jìn)而控制泡沫混合液的流量;與此同時(shí),PLC將空氣流量的檢測(cè)值和計(jì)算值進(jìn)行比較,進(jìn)而控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的打開(kāi)和關(guān)閉。在電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的運(yùn)算控制中引用PID控制,從而得到更加穩(wěn)定的空氣流量。在泡沫混合液管路中安裝壓力傳感器,當(dāng)壓力檢測(cè)值高于設(shè)定值時(shí),泡沫系統(tǒng)停止工作且進(jìn)行系統(tǒng)報(bào)警,操作手根據(jù)具體情況進(jìn)行相應(yīng)處理。
3.2程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)采用梯形圖設(shè)計(jì),利用三菱GXDeveloper軟件進(jìn)行PLC編程。梯形圖編程簡(jiǎn)單明了,具有良好的可讀性和可維護(hù)性。梯形圖的編程設(shè)計(jì)入門簡(jiǎn)單,對(duì)操作人員進(jìn)行簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可進(jìn)行常規(guī)操作,方便操作人員對(duì)系統(tǒng)故障的診斷和排除[8-10]。在程序設(shè)計(jì)中,利用工業(yè)電腦采集到的啟停信號(hào)及相關(guān)的控制選擇信息配合控制回路中反饋的安全信號(hào)做出條件判斷。當(dāng)滿足運(yùn)行條件時(shí),給出正常的運(yùn)行提示,同時(shí)進(jìn)行泡沫注入的控制輸出;當(dāng)不滿足運(yùn)行條件時(shí),將無(wú)法進(jìn)行泡沫注入操作,同時(shí)報(bào)警程序運(yùn)行,并在工業(yè)電腦上給出故障提示,故障清除后報(bào)警信息才能消失。滿足運(yùn)行條件后,PLC首先采集工業(yè)電腦輸入的控制信息,利用不同模式下泡沫系統(tǒng)的計(jì)算公式計(jì)算泡沫各成分的流量值;然后,通過(guò)調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率調(diào)節(jié)泡沫原液泵及泡沫混合液泵的流量,達(dá)到泡沫各成分精確控制的目的。為了更好地調(diào)節(jié)泡沫系統(tǒng),在泡沫各管路中設(shè)置流量計(jì),實(shí)時(shí)監(jiān)控泡沫各成分流量值,并將流量反饋信號(hào)與其流量計(jì)算值進(jìn)行比較,實(shí)時(shí)校驗(yàn),進(jìn)一步提高泡沫系統(tǒng)的控制精度。
(1)金型鑄造廠冷卻電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);(2)高爐車間往復(fù)運(yùn)料車電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);(3)吉化污水處理廠1號(hào)排水泵電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn);(4)整流車間水冷自動(dòng)投切控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
1.2常用機(jī)床電氣控制線路的故障診斷與檢修:
(1)‘巨達(dá)機(jī)械廠23040搖臂鉆床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(2)恒達(dá)機(jī)械廠x62w萬(wàn)能銑床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(3)‘巨達(dá)機(jī)械廠20/5t橋式起重機(jī)控制線路的故障診斷與檢修。
2課外項(xiàng)目選取
2.1電動(dòng)機(jī)典型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
(1)物流傳輸線自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì);(2)一汽輕型噴涂車間攪動(dòng)泵電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。常用機(jī)床電氣控制線路的故障診斷與檢修:(1)‘巨達(dá)機(jī)械廠M7120平面磨床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(2)恒達(dá)機(jī)械廠23040搖臂鉆床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(3)‘巨達(dá)機(jī)械廠電動(dòng)葫蘆電氣控制線路的故障診斷與檢修。
2.2知識(shí)處理項(xiàng)目(1一4)技能點(diǎn)
電路的設(shè)計(jì);電路的布局;電路的裝接;電路的調(diào)試。知識(shí)點(diǎn):器件的識(shí)別;器件的檢查;器件的選取;自鎖電路;聯(lián)鎖電路;互鎖電路;時(shí)間控制;降壓起動(dòng);順序控制。項(xiàng)目(5一7)技能點(diǎn):機(jī)床操作;機(jī)床電氣故障維修;起重機(jī)操作;起重機(jī)電氣故障維修。知識(shí)點(diǎn):機(jī)床電路識(shí)讀;機(jī)床控制電路分析;機(jī)床電路故障分析;起重機(jī)電路識(shí)讀;起重機(jī)控制電路分析;起重機(jī)電路故障分析。
3實(shí)施過(guò)程(例:龍山機(jī)械廠工業(yè)風(fēng)機(jī)電氣控制線路的設(shè)計(jì))
3.1教師(甲方)活動(dòng)提出工作任務(wù)。
3.2學(xué)生(乙方)活動(dòng)
(1)按計(jì)劃方案設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)電氣控制原理圖;(2)根據(jù)被控系統(tǒng)的電路參數(shù)選擇低壓電器元件型號(hào)及導(dǎo)線規(guī)格;(3)列出冷卻系統(tǒng)電氣控制線路元器件清單;(4)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝條件及控制要求設(shè)計(jì)控制柜柜體;(5)根據(jù)已設(shè)計(jì)的柜體尺寸來(lái)設(shè)計(jì)電氣元件布置圖;(6)根據(jù)電器元件布置圖設(shè)計(jì)電氣安裝接線圖。
3.3教師(甲方)活動(dòng)
教師巡回指導(dǎo)并提問(wèn)。54甲方提高制冷速度,需要提高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,給出新的生產(chǎn)任務(wù)書(shū)。55乙方根據(jù)任務(wù)書(shū)中電動(dòng)機(jī)參數(shù)的改變重新選取電器元件的型號(hào)及導(dǎo)線規(guī)格。
4考核方案
對(duì)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中的表現(xiàn)進(jìn)行跟蹤記錄,注重能力考核;教學(xué)考核方法和企業(yè)作效能考核方法相結(jié)合;教師考核與學(xué)生評(píng)價(jià)相結(jié)合;技能考核和綜合素質(zhì)考核相結(jié)合。
2除渣系統(tǒng)
除渣系統(tǒng)一般由斜鏈除渣機(jī)、水平板鏈除渣機(jī)及渣斗鄂式閥門組成。以上除渣系統(tǒng)控制柜,也應(yīng)該與水系統(tǒng)配電柜設(shè)置設(shè)在同一配電間內(nèi)比較合理,這樣便于管理。除渣系統(tǒng)需要采用連鎖控制,啟動(dòng)順序?yàn)椋盒辨湷鼨C(jī)水平板鏈除渣機(jī)。停止相反。渣斗鄂式閥門不參與連鎖控制。除渣系統(tǒng)中斜鏈除渣機(jī)、水平板鏈除渣機(jī)設(shè)就地控制、集中控制、本控制柜控制以及手動(dòng)、自動(dòng)連鎖順序控制。就地控制優(yōu)先。渣斗鄂式閥門設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng),現(xiàn)場(chǎng)就地控制。斜鏈除渣機(jī)、水平板鏈除渣機(jī)采用變頻器調(diào)速控制,以達(dá)到節(jié)能效果。由于除渣系統(tǒng)在整個(gè)采暖期需要連續(xù)運(yùn)行,根據(jù)除渣量需要變頻調(diào)速,所以就地控制中需要設(shè)置調(diào)速開(kāi)關(guān),達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)控制除渣機(jī)運(yùn)行速度。鍋爐系統(tǒng)、輸煤系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)按要求設(shè)置連鎖控制,均可根據(jù)程序按逆流方向延時(shí)啟動(dòng),程序停車時(shí),順流方向延時(shí)停車。當(dāng)運(yùn)行過(guò)程中,任一設(shè)備故障停車時(shí),按順流方向設(shè)備前的各設(shè)備立即停車,該設(shè)備之后的設(shè)備延時(shí)停車。集中控制是指在熱源廠設(shè)置一個(gè)集中控制室,水系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)、除渣系統(tǒng)需要集中控制的所有電機(jī),在集中控制室就可以實(shí)行集中連鎖控制。集中控制包括電氣連鎖實(shí)現(xiàn)集中控制和采用DCS計(jì)算機(jī)控制兩種。中、小型熱源廠一般采用電氣連鎖實(shí)現(xiàn)集中控制;大型及部分中型熱源廠一般都采用DCS計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)集中控制。熱源廠當(dāng)年全部投入運(yùn)行,就可以采用DCS計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)集中控制。如果當(dāng)年不能夠全部投入運(yùn)行,需要分批投入,就需要先采用電氣連鎖實(shí)現(xiàn)集中控制,待全部投入再利用DCS計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)集中控制。這種分批投入運(yùn)行的方式會(huì)增加投資費(fèi)用。
3電纜敷設(shè)方式
隨著熱源廠建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大,熱力系統(tǒng)管道也越來(lái)越多、越來(lái)越粗,給電纜敷設(shè)造成許多困難。水泵間墻上水管道比較多,電纜沿橋架敷設(shè)非常容易與水管道撞車,給施工、運(yùn)行及以后電氣維護(hù)造成困難,宜采用電纜沿電纜溝敷設(shè);鍋爐間管道較少,宜采用電纜沿電纜橋架敷設(shè)方式;風(fēng)機(jī)間兩側(cè)墻上管道較少,前后墻上管道較多,故風(fēng)機(jī)間宜采用電纜沿電纜溝和電纜橋架相結(jié)合的敷設(shè)方式;上煤廊和除渣廊,均宜采用電纜沿電纜橋架敷設(shè)。建筑為鋼結(jié)構(gòu)的熱源廠,柱跨度較大,大跨度電纜橋架也不容易固定,宜全部采用電纜沿電纜溝敷設(shè)。電纜橋架不宜選用槽式電纜橋架,雖然槽式電纜橋架美觀、干凈,但散熱效果不好,施工安裝也不方便。宜選用梯形電纜橋架,散熱效果好,也便于施工安裝。
2自動(dòng)控制
當(dāng)將鼓風(fēng)機(jī)控制方式轉(zhuǎn)到自動(dòng)控制方式時(shí),鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后,鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率根據(jù)調(diào)節(jié)池的液位變化自動(dòng)調(diào)整變頻器的運(yùn)行頻率;調(diào)節(jié)池液位達(dá)到高液位時(shí),鼓風(fēng)機(jī)在工頻下運(yùn)行,當(dāng)調(diào)節(jié)池液位達(dá)到高液位以前,鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率隨液位的變化而變化;為了保證3臺(tái)變頻控制的鼓風(fēng)機(jī)同時(shí)自動(dòng)控制運(yùn)行頻率一致,在液位顯示控制儀表輸出的4~20mA信號(hào)加裝一拖二模擬信號(hào)隔離器,通過(guò)一拖二模擬信號(hào)隔離器將頻率信號(hào)分別傳輸給每臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)變頻器;從而保證了三臺(tái)風(fēng)機(jī)變頻器的運(yùn)行頻率的一致,保證生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。系統(tǒng)圖及控制箱原理圖如圖2所示。
3變頻器的選型和技術(shù)特性
目前市場(chǎng)上變頻器的種類較多,考慮到變頻器的性價(jià)比及公司內(nèi)部備品備件問(wèn)題,我公司選用AB生產(chǎn)的PowerFlex750系列的PowerFlex753變頻器,其功能強(qiáng)大,易于使用、靈活且適用于各種工業(yè)應(yīng)用特點(diǎn),維修方便。變頻器具體參數(shù)為6脈沖,帶直流端子;機(jī)柜為IP20,NEMA/UL,變頻器功率為160kW,額定電壓為400VAC;選用風(fēng)機(jī)水泵類變頻器;變頻器的具體型號(hào)為:20F1NC302。變頻器控制柜距離風(fēng)機(jī)距離為60m,小于100米,因此沒(méi)有選用出線電抗器。
4安裝調(diào)試
為了保證公司生產(chǎn)穩(wěn)定,3臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)分開(kāi)單獨(dú)改造,一臺(tái)機(jī)組改造成功以后,再著手進(jìn)行另1臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)改造,即保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定,又使鼓風(fēng)機(jī)變頻改造工作連續(xù)進(jìn)行,安裝調(diào)試一次成功。
2教學(xué)方法
教學(xué)程序即課堂教學(xué)的組織方法,而教學(xué)方法即老師在上課過(guò)程中,所采取的具體的授課方式。我們改革了傳統(tǒng)的教學(xué)方法,實(shí)施了教師與學(xué)生互動(dòng)的交互性與靈活性的實(shí)踐的教學(xué)方法,目的是突出學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)中的主體地位,調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)積極性,喚起學(xué)生對(duì)知識(shí)、能力的渴望與追求,具體的實(shí)施的教學(xué)方法如下:(l)理論與實(shí)踐并軌教學(xué)法。即改革過(guò)去大班上課為小班上課,現(xiàn)在每個(gè)小班的人數(shù)為30人左右,把兩個(gè)大班分成三個(gè)小班,把課堂搬進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,采用理論與實(shí)踐并軌的教學(xué)法,使學(xué)生真正掌握這門課的精髓。通過(guò)幾年的實(shí)踐,效果明顯。(2)分層遞進(jìn)式教學(xué)法。就是使學(xué)生由單元到系統(tǒng),由簡(jiǎn)單到復(fù)雜,由淺入深、循循漸進(jìn)地進(jìn)行了實(shí)踐教學(xué)。教師只提出設(shè)計(jì)要求,啟發(fā)思路,學(xué)生自主設(shè)計(jì),獨(dú)立思考。(3)課外延伸式教學(xué)法。如果學(xué)生在課內(nèi)時(shí)間沒(méi)有按要求完成實(shí)踐內(nèi)容,必須在課余時(shí)間完成,才算整個(gè)課內(nèi)實(shí)踐內(nèi)容完成,否則不能驗(yàn)收與簽到。(4)巡回指導(dǎo)法。教師巡回指導(dǎo),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí),針對(duì)教學(xué)內(nèi)容,具體問(wèn)題具體分析,給予適時(shí)的啟發(fā)與指導(dǎo)。(5)競(jìng)賽激勵(lì)式教學(xué)法。在各個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程當(dāng)中,利用分組進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)和競(jìng)賽,把比賽成績(jī)作為單元考核的一部分,記入最終的學(xué)期總評(píng)成績(jī),目的是引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)新實(shí)踐,激勵(lì)學(xué)生勤于思考、勇于探索,團(tuán)結(jié)協(xié)作。(隊(duì)總結(jié)鞏固法。根據(jù)各組任務(wù)的完成情況,分別歸納總結(jié)其注意事項(xiàng),進(jìn)一步提高學(xué)生對(duì)實(shí)際問(wèn)題處理的方法和技巧。(7)層次分組法。教師將學(xué)生分組,按知識(shí)水平、操作技能將學(xué)生分為A、B、C三個(gè)層,然后組成2或3人為一組的協(xié)作小組,各組中分別包含A、B、C三個(gè)層的學(xué)生,這樣可相互幫助,互相合作,集大家智慧去完成不同層次的任務(wù)。(8)層次指導(dǎo)法。即根據(jù)具體的項(xiàng)目任務(wù)的不同,老師指導(dǎo)學(xué)生的方法分為全指導(dǎo)法、半指導(dǎo)法和零指導(dǎo)法。全指導(dǎo)法即布置第一個(gè)項(xiàng)目任務(wù)的時(shí)候,即在任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下,由老師來(lái)啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生去完成任務(wù),使學(xué)生明確了plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟,學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)的過(guò)程。在下面的項(xiàng)目任務(wù)中,教師采取半指導(dǎo)法,學(xué)生嘗試著獨(dú)立來(lái)完成項(xiàng)目任務(wù),其充分發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性,使學(xué)生主動(dòng)去觸摸知識(shí),探索知識(shí),極大的調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)的積極性。在最后的項(xiàng)目研究報(bào)告中,采取零指導(dǎo)的方法,即整個(gè)項(xiàng)目任務(wù)包括項(xiàng)目決策、項(xiàng)目計(jì)劃、項(xiàng)目的實(shí)施以及項(xiàng)目的最終檢查等,全由學(xué)生通過(guò)小組討論、交流來(lái)獨(dú)立完成,其充分體現(xiàn)了教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的原則,在實(shí)施過(guò)程中,完全體現(xiàn)了講”、“做”、“練”一體化中學(xué)生的“做”和練的過(guò)程。
3教學(xué)手段
課程的教學(xué)要想獲得最佳的教學(xué)效果,教學(xué)實(shí)施過(guò)程中還要輔以現(xiàn)代化的教學(xué)手段,在良好的教學(xué)程序設(shè)計(jì)下和恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法的實(shí)施的前提下,再輔以現(xiàn)代化的教學(xué)手段來(lái)輔助教學(xué),會(huì)使教學(xué)效果更上一層樓。本課程教學(xué)實(shí)施過(guò)程主要通過(guò)以下幾個(gè)教學(xué)手段來(lái)實(shí)現(xiàn):(l)多媒體課件的制作。采用信息技術(shù)教學(xué)手段,制作多媒體教學(xué)課件,以Flas的形式進(jìn)行演示PLC系統(tǒng)的控制過(guò)程,圖文并茂,提綱掣領(lǐng),易于理解,有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的研究性和探索性學(xué)習(xí)的積極性。(2)數(shù)字化資源。我們自主開(kāi)發(fā)了現(xiàn)代電氣控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺(tái),該網(wǎng)站包括教學(xué)指導(dǎo)、教學(xué)資源、課程標(biāo)準(zhǔn)、授課計(jì)劃、教案、學(xué)習(xí)資源庫(kù)、參考文獻(xiàn)、授課錄像等??梢院屠蠋熯M(jìn)行在線的交流與探討,所有的教學(xué)資源可在網(wǎng)上瀏覽和下載,任何學(xué)生在任何時(shí)候、任何地方都能借助網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)。(3)虛擬仿真教學(xué)。本課程在教學(xué)中采用了大量的虛擬仿真技術(shù),利用三菱PLC仿真教學(xué)軟件,學(xué)生可以在機(jī)房、宿舍、教室等地方進(jìn)行三菱PLC指令的學(xué)習(xí),加快了學(xué)習(xí)的進(jìn)度,提高了學(xué)習(xí)的效率。(4)一體化實(shí)訓(xùn)室。我們把課堂建搬進(jìn)實(shí)訓(xùn)室,利用實(shí)訓(xùn)室的多媒體教學(xué)設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源和實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備,使學(xué)生真正做到邊學(xué)、邊做、邊練。(5)技能比賽。通過(guò)組織學(xué)生科技創(chuàng)新、維修電工大賽、PLC技術(shù)大賽、機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)大賽等系列活動(dòng),豐富了學(xué)生課余生活,培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力。
4考核方案設(shè)計(jì)
模塊化教學(xué)區(qū)別于傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)的一個(gè)重要的特點(diǎn)就是完全廢除傳統(tǒng)的筆試考試模式,采取單元式評(píng)價(jià)與綜合評(píng)價(jià)相結(jié)合的過(guò)程評(píng)價(jià),建立了課程評(píng)價(jià)體系。《現(xiàn)代電氣控制技術(shù)》課程以學(xué)習(xí)情境的工作任務(wù)為單元,從以「幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià):(l)各個(gè)項(xiàng)目的完成情況。占學(xué)期總評(píng)成績(jī)的25%,每個(gè)項(xiàng)目都有自己的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),主要從系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的態(tài)度、創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)文件的整理等方面及操作的合理性、安全性、軟件設(shè)計(jì)、安裝工藝、調(diào)試、解決問(wèn)題的能力、調(diào)試結(jié)果等方面進(jìn)行考核。(2)平時(shí)成績(jī)考核。占學(xué)期總評(píng)成績(jī)的25ty0,通過(guò)課后作業(yè)、課堂討論、課堂提問(wèn)、課堂紀(jì)律的遵守情況及實(shí)訓(xùn)室規(guī)則遵守情況來(lái)考核。(3)項(xiàng)目研究報(bào)告完成情況考核。占學(xué)期總評(píng)成績(jī)的20%,主要從書(shū)寫是否認(rèn)真、項(xiàng)目報(bào)告格式是否正確、是否獨(dú)立完成、內(nèi)容是否有錯(cuò)誤等方面進(jìn)行考核。(4)答辯。占學(xué)期總評(píng)成績(jī)的30%,根據(jù)提交上來(lái)的研究報(bào)告,從回答內(nèi)容是否準(zhǔn)確、流利,有無(wú)錯(cuò)漏等方面考核。
很多有經(jīng)驗(yàn)的編程者實(shí)際操作時(shí),程序也不是信手沾來(lái)的。PLC雖然很多人按照國(guó)際管理已經(jīng)稱為PC了,但是其邏輯分析功能仍然是學(xué)習(xí)的主導(dǎo)。什么是邏輯?邏輯就是一種不能有錯(cuò)誤的逐步推斷。以下面兩個(gè)實(shí)例分析程序設(shè)計(jì)要求和邏輯建立。很簡(jiǎn)單,程序是一種邏輯,算法。因此,邏輯需要也可以紙面建立,如下工步序號(hào)所示。
3程序的分塊分段處理
所謂程序的分塊、分段編輯和執(zhí)行處理,就是我們?cè)诰庉嫵绦虻臅r(shí)候有意將程序分成一塊一塊的單獨(dú)編輯后匯總;校驗(yàn)運(yùn)行程序的時(shí)候我們也分段觀察不同輸入下的輸出。S7-200系列PLC主要?jiǎng)澐殖绦虻姆椒ㄊ牵海?)主子程序:適應(yīng)比較大段的分塊程序;(2)順控程序:適應(yīng)條件轉(zhuǎn)換多,但是每塊不大的程序設(shè)計(jì);(3)跳轉(zhuǎn)、FOR、NEXT等條件指令。本文僅論述順控程序的一些潛在要求。所謂順控程序,就是通過(guò)SCR和S位控制的塊程序的開(kāi)頭,SCRE結(jié)尾,SCRT跳出的不宜太長(zhǎng)的指令塊。但是,S7-200系列PLC在使用時(shí)有一些潛在的要求需要使用者注意。(1)程序劃塊是以S0.0開(kāi)頭的,一旦進(jìn)入某一塊程序時(shí),塊外的程序仍在一個(gè)掃描周期內(nèi)循環(huán)執(zhí)行。(2)進(jìn)入塊后,跳出的唯一方式是將所有的S位置零。如果跳到一個(gè)并不存在的塊內(nèi)。如S31.7是空塊,則除了系統(tǒng)重啟沒(méi)有返回PLC程序的其他方法了。(3)此外S指令順控程序最需要注意的就是對(duì)于輸出的控制。置位和復(fù)位指令是可以帶出塊的。而且復(fù)位指令的優(yōu)先級(jí)高于普通的線圈輸出。那么,在一個(gè)塊內(nèi)如果PLC程序使用了復(fù)位指令,下一個(gè)塊內(nèi)重新使該位上電就不能使用普通的線圈輸出指令,而必須是置位指令。
2張拉力控制
張拉力是由第二牽引輪與第一牽引輪之間的轉(zhuǎn)速差形成的,第二牽引輪的轉(zhuǎn)速略大于第一牽引輪的轉(zhuǎn)速。根據(jù)鋼絲繩的直徑、結(jié)構(gòu)等不同,轉(zhuǎn)速差也有一定的差別。為形成轉(zhuǎn)速差,9/630在線預(yù)張拉成繩機(jī)采用的控制方式:第一牽引輪電機(jī)速度控制,第二牽引輪電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制。根據(jù)張拉力檢測(cè)傳感器測(cè)量數(shù)據(jù),直接控制第二牽引輪電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生轉(zhuǎn)速差,使2個(gè)牽引輪之間的鋼絲繩張拉力達(dá)到設(shè)定值,張拉力控制原理如圖3所示。隨著張拉力實(shí)際值不斷增加,當(dāng)設(shè)定值與實(shí)際值差值≤3kN時(shí),增量式控制的累加結(jié)果固定,張拉力的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換為PID控制進(jìn)行微調(diào),第二牽引輪轉(zhuǎn)矩給定值為累加結(jié)果和PID輸出的和值,調(diào)節(jié)后使張拉力平穩(wěn)達(dá)到設(shè)定值,不超調(diào),并且保證運(yùn)行中張拉力變化在工藝要求的±2kN以內(nèi)。
3電氣控制系統(tǒng)
3.1控制系統(tǒng)構(gòu)成
9/630在線預(yù)張拉成繩機(jī)的電氣系統(tǒng)采用PLC、現(xiàn)場(chǎng)總線控制,其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D4所示。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)由1個(gè)PLC主站、1個(gè)PLC現(xiàn)場(chǎng)IO站、人機(jī)界面及4臺(tái)變頻器聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成,各個(gè)通訊站點(diǎn)通過(guò)Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線最高傳輸速率能達(dá)到12Mbps,但由于此系統(tǒng)通訊距離較長(zhǎng)、現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電干擾源較多,為了保證通訊正??煽?,系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線的通訊速率選定為1.5Mbps[3]。
3.2主要元器件功能
PLC選用西門子S7-300系列,CPU為313C-2DP,該CPU集成Profibus-DP通訊接口,作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主站。由于現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)與配電室距離較遠(yuǎn),網(wǎng)絡(luò)中配置現(xiàn)場(chǎng)IO站,現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)、傳感器信號(hào)、操作控制等信號(hào)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)IO站傳入PLC主站進(jìn)行邏輯運(yùn)算以及數(shù)據(jù)處理,處理結(jié)果通過(guò)Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)送指令到各個(gè)變頻器控制相應(yīng)的運(yùn)行狀態(tài)[4]。人機(jī)界面安裝在現(xiàn)場(chǎng)操作臺(tái)上,其接入Profibus-DP現(xiàn)場(chǎng)總線,顯示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、各運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)值,便于操作人員清楚了解設(shè)備狀況及工藝參數(shù),并且通過(guò)人機(jī)界面,操作人員隨時(shí)對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行設(shè)置??刂葡到y(tǒng)中,張拉力檢測(cè)輪上的傳感器決定著張拉力控制的效果及精度,設(shè)計(jì)選型上采用軸銷式壓力傳感器,其型號(hào)為ZX-2T,輸出0~20mA模擬量信號(hào),傳感器信號(hào)通過(guò)PLC現(xiàn)場(chǎng)IO站的模擬量模塊采集張拉力信號(hào)到PLC,PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算控制鋼絲繩張拉力達(dá)到設(shè)定數(shù)值。9/630在線預(yù)張拉成繩機(jī)的運(yùn)行要求動(dòng)態(tài)響應(yīng)好、力矩精度高,所以在變頻器的選型上要求較高,為此變頻器選用施耐德公司ATV71系列變頻器[5]。主機(jī)電機(jī)為速度控制模式,電機(jī)端部的旋轉(zhuǎn)編碼器反饋信號(hào)接入變頻器,形成速度閉環(huán)控制,使電機(jī)的速度精度達(dá)到額定速度的±0.01%,保證運(yùn)行時(shí)速度平穩(wěn)。第二牽引輪電機(jī)為轉(zhuǎn)矩控制模式,同樣安裝旋轉(zhuǎn)編碼器,反饋信號(hào)接入變頻器形成速度閉環(huán)控制,使轉(zhuǎn)矩的控制精度達(dá)到±5%,有效地保證運(yùn)行時(shí)的張拉力精確、平穩(wěn)。收線機(jī)卷繞控制采用電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制模式,電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼器反饋信號(hào)接入變頻器形成速度閉環(huán)控制,提高轉(zhuǎn)矩精度,通過(guò)PLC進(jìn)行卷徑等計(jì)算,實(shí)現(xiàn)恒張力收線[6]。
3.3共直流母線應(yīng)用
成繩機(jī)運(yùn)行時(shí)需要改變運(yùn)轉(zhuǎn)速度。由于主機(jī)存在很大的慣性,在其降速過(guò)程中,能量回饋到變頻器直流母線,直流母線電壓升高,達(dá)到一定數(shù)值后,制動(dòng)單元?jiǎng)幼?,回饋能量消耗在制?dòng)電阻上;又由于直流母線電壓波動(dòng),導(dǎo)致直流母線上的電容頻繁充放電,電容使用壽命受到很大影響,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致電容爆炸、變頻器損壞。為此,9/630在線預(yù)張拉成繩機(jī)采用了變頻器共直流母線技術(shù),如圖5所示。實(shí)現(xiàn)把焊絲緊壓在測(cè)速輪上的同時(shí),完成斷線檢測(cè)功能。當(dāng)斷線時(shí)此裝置會(huì)壓下1個(gè)線徑的移動(dòng)量產(chǎn)生位移,位移觸動(dòng)接近開(kāi)關(guān)會(huì)產(chǎn)生信號(hào)進(jìn)行反饋。
3.4放線機(jī)設(shè)計(jì)
放線機(jī)驅(qū)動(dòng)部分采用交流變頻電機(jī)通過(guò)一級(jí)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)工字輪旋轉(zhuǎn),完成放線功能。放線主傳動(dòng)為一級(jí)皮帶傳動(dòng),按恒線速8m/s,埋弧焊絲一般采用h800工字輪,確定速比i=2.8,小皮帶輪直徑D1=140mm,大皮帶輪直徑D2=392mm。設(shè)定加減速時(shí)間為10s,根據(jù)8m/s恒線速和速比,進(jìn)行電機(jī)選型,最終確定選用6極11kW電機(jī)作為放線電機(jī)。按公式f=Pn/60計(jì)算出最高轉(zhuǎn)速時(shí)電機(jī)運(yùn)行頻率為48Hz,最低為24.6Hz,電機(jī)處于恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行狀態(tài),其中P=3為6極電機(jī)極對(duì)數(shù)。
3.5電控系統(tǒng)
整機(jī)電氣系統(tǒng)由可編程控制器、交流變頻器、人機(jī)界面、通訊等控制完成。收線機(jī)整機(jī)線速度可調(diào),可保證恒線速8m/s高速運(yùn)行。放線機(jī)為恒張力放線。在層繞過(guò)程中,放線機(jī)由滿輪到空輪,直徑由大變小,張力大小根據(jù)放線工字輪輪徑大小自動(dòng)調(diào)整。同時(shí)通過(guò)卷徑計(jì)算,實(shí)現(xiàn)線速度跟蹤,以保證焊絲張力基本恒定。
從設(shè)計(jì)角度而言,DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)具有系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放化等特點(diǎn),系統(tǒng)通信方式是以局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠而又高效的信息傳輸。按照發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)的實(shí)際功能需求,對(duì)DCS系統(tǒng)功能進(jìn)行相應(yīng)擴(kuò)充及優(yōu)化,由于是按照模塊化設(shè)計(jì)方案執(zhí)行,因此能夠相當(dāng)快捷的把計(jì)算機(jī)添加到系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中,或者是進(jìn)行一些計(jì)算機(jī)的刪除,在這個(gè)過(guò)程中對(duì)其他計(jì)算機(jī)的運(yùn)行情況不存在不良影響。DCS系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí),對(duì)于組態(tài)軟件而言,其軟件和硬件組件能夠利用不同的流程應(yīng)用對(duì)象的方式實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)現(xiàn)方式是對(duì)測(cè)量信號(hào)、控制信號(hào)以及其對(duì)應(yīng)連接關(guān)系進(jìn)行確定,基于控制算法庫(kù)對(duì)控制規(guī)律進(jìn)行選擇,還有就是按照?qǐng)D形庫(kù)對(duì)基礎(chǔ)圖形監(jiān)控畫(huà)面進(jìn)行調(diào)用,因此整個(gè)控制系統(tǒng)的構(gòu)成相對(duì)簡(jiǎn)單和靈活,具有很高的可行性。
1.2DCS系統(tǒng)的可靠性特征
由于DCS系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí),每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都具有分散系統(tǒng)控制的功能,并且可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn),因此要求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯(cuò)設(shè)計(jì)方案。這種方案哪怕是其中一臺(tái)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題,也無(wú)法對(duì)DCS系統(tǒng)整體功能產(chǎn)生直接影響。而且由于在DCS系統(tǒng)中,每一立的計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)相對(duì)單一,因此從功能實(shí)現(xiàn)方式分析,對(duì)結(jié)構(gòu)、軟件固定的計(jì)算機(jī)設(shè)備進(jìn)行選擇,從而對(duì)計(jì)算機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定可靠性的提高起到一定的促進(jìn)作用。
1.3控制功能齊全的特征
具有較多的控制算法,把批處理控制、順序控制還有連續(xù)控制進(jìn)行了集合,不僅實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)、前饋與串級(jí)的控制,還實(shí)現(xiàn)了解耦與預(yù)測(cè)控制,還能引入要求的特殊控制算法。DCS系統(tǒng)構(gòu)成方式具有非常好的靈活性。處于底層的過(guò)程控制級(jí)往往存在著分散的數(shù)據(jù)采集站、現(xiàn)場(chǎng)控制站等就地實(shí)現(xiàn)控制與數(shù)據(jù)采集功能,再經(jīng)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)計(jì)算機(jī),生產(chǎn)監(jiān)控級(jí)接受來(lái)源于過(guò)程控制級(jí)的數(shù)據(jù)并對(duì)其實(shí)施對(duì)應(yīng)的集中操作管理。
1.4完全集控運(yùn)行
DCS系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全部電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和操作,和機(jī)組控制組成一個(gè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng),幫助運(yùn)行人員能夠在任何一臺(tái)DCS終端上實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)整個(gè)機(jī)組進(jìn)行監(jiān)控和管理,使得單元機(jī)組具備了監(jiān)控集控運(yùn)行的功能。
1.5提升電氣控制穩(wěn)定可靠性
對(duì)于DCS系統(tǒng)來(lái)說(shuō),其本身的穩(wěn)定可靠性非常明顯,其不僅取代了原本繼電器,還取代了固態(tài)邏輯,主要因?yàn)檫\(yùn)用了配置冗余這一手段,這樣便減少了操作終端,更重要的控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠性顯著地提升。除此之外,其內(nèi)部里面擁有許多聯(lián)動(dòng)邏輯,明顯減少了人為失誤,主要由于對(duì)操作閉鎖及操作準(zhǔn)許檢查邏輯進(jìn)行設(shè)置。
2、電廠電氣系統(tǒng)納入DCS監(jiān)控的范圍
按照電氣控制具有的特征以及單元機(jī)組運(yùn)行過(guò)程的特性,需要把發(fā)電機(jī)變壓器組這一電氣系統(tǒng)控制納入DCS監(jiān)控,也要把電源這一電氣系統(tǒng)的控制納入。由升壓站至電廠側(cè)的主廠房里面存在的廠用電快切系統(tǒng)及自動(dòng)同期系統(tǒng)、發(fā)變組系統(tǒng)、高壓?jiǎn)潆娫聪到y(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)組、直流系統(tǒng)及UPS系統(tǒng)這些電氣系統(tǒng)都要納入DCS監(jiān)控之中。
3、發(fā)電廠DCS控制方式
把DCS系統(tǒng)應(yīng)用到發(fā)電廠之中的電氣控制系統(tǒng)里面的時(shí)候,需要遵循以下原則:把之前計(jì)算機(jī)數(shù)字化設(shè)備當(dāng)成前提,發(fā)揮電氣控制的全部功能。發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)中最普通的故障錄波設(shè)備、發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)設(shè)備而言,對(duì)應(yīng)的工作情況、動(dòng)作狀況等都以數(shù)字化處理為基礎(chǔ),利用通訊方式將信息傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)中??刂葡到y(tǒng)和DCS系統(tǒng)要獨(dú)立運(yùn)行,這一點(diǎn)也非常重要,對(duì)于保障發(fā)電廠電氣系統(tǒng)運(yùn)行安全有直接影響。DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時(shí),電氣系統(tǒng)輸入信息和輸出指令等都是以通訊的方式呈現(xiàn),一方面能夠保障系統(tǒng)的獨(dú)立安全的運(yùn)行,另一方面還可以節(jié)約在DCS系統(tǒng)的電線、電纜等設(shè)備投資。最重要的是輸入DCS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息將應(yīng)用于機(jī)組綜合控制及全廠信息系統(tǒng)。當(dāng)運(yùn)行后一段時(shí)間后,達(dá)到相關(guān)負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)后,可以利用自動(dòng)或人為的方式。機(jī)組停機(jī)時(shí),主控回路傳遞對(duì)應(yīng)的控制操作指令,對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行操作,使其切換到關(guān)閉狀態(tài)。其存在以下幾項(xiàng)特征:促使專門控制裝置的優(yōu)點(diǎn)與數(shù)字化裝置的通訊優(yōu)點(diǎn)得以發(fā)揮,不僅促使系統(tǒng)總體構(gòu)成的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性明顯提升,也促使它的可靠性變得更高;信息集中就是這種形式的分散控制。對(duì)于此類分散控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō),其經(jīng)常需要涉及到各種廠商的不同設(shè)備,熱工控制以及電氣控制都存在較為清楚的界面,能夠根據(jù)之前的專業(yè)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試與維修;此時(shí)只要對(duì)通訊問(wèn)題進(jìn)行良好地處理,通常之下,組成的整體控制系統(tǒng)依然屬于真正的分散控制系統(tǒng);能夠讓之前闡述的電氣控制進(jìn)入DCS之中.
4、DCS系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)
4.1分配電氣控制功能方面
從分配電氣控制系統(tǒng)的功能而言,發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中,對(duì)應(yīng)的工作參數(shù)及控制邏輯關(guān)系都要先經(jīng)過(guò)科學(xué)計(jì)算和調(diào)試,而且系統(tǒng)運(yùn)行模式一旦形成就進(jìn)入恒定狀態(tài),不能輕易變動(dòng),如果要對(duì)控制系統(tǒng)邏輯關(guān)系進(jìn)行調(diào)整,需要經(jīng)過(guò)工程師站進(jìn)行代碼傳輸,恰好DCS系統(tǒng)不支持代碼在線傳輸,因此這個(gè)過(guò)程有可能帶動(dòng)控制系統(tǒng)內(nèi)部其他程序出現(xiàn)誤操作,所以需要注意電氣控制功能分配的問(wèn)題。
4.2裝置時(shí)鐘配合方面
針對(duì)裝置時(shí)鐘配合方面而言,發(fā)電廠電氣控制系統(tǒng)引入DCS系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的集中控制,相互獨(dú)立而且布局分散的終端處理器共同聯(lián)合工作,從而促進(jìn)控制任務(wù)順利完成。
4.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)的配合問(wèn)題
配合對(duì)DCS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要,和后期的運(yùn)行狀態(tài)存在關(guān)聯(lián),進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,務(wù)必綜合考慮問(wèn)題。之前進(jìn)行的設(shè)計(jì),大都為電氣專業(yè)對(duì)清單實(shí)施簡(jiǎn)單地列舉,然后安排熱控專業(yè)的實(shí)施裝置,系統(tǒng)具體運(yùn)用的時(shí)候,此類設(shè)計(jì)方式不能充分地發(fā)揮很好的性能,相當(dāng)不利于系統(tǒng)運(yùn)行。因此為讓系統(tǒng)可以良好地適應(yīng)實(shí)際性能的發(fā)揮,進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,需要安排至少兩個(gè)專業(yè)一起進(jìn)行,應(yīng)認(rèn)真地分析系統(tǒng)規(guī)模、容量與功能的分配,認(rèn)真地計(jì)算實(shí)際上進(jìn)入DCS的量,對(duì)于其在實(shí)際運(yùn)行中所要表現(xiàn)出來(lái)的功能,以及軟硬件的配置等,均應(yīng)實(shí)施有效的論證,確保系統(tǒng)能夠高效順利地運(yùn)行。
4.4系統(tǒng)調(diào)試問(wèn)題
當(dāng)DCS系統(tǒng)用于電氣控制系統(tǒng)之中之后,需要進(jìn)行和之前不一樣的系統(tǒng)調(diào)試工作。在之前,進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試工作的時(shí)候,需要分開(kāi)進(jìn)行熱控系統(tǒng)調(diào)試與電氣系統(tǒng)的調(diào)試,對(duì)應(yīng)專業(yè)的人員相當(dāng)熟悉自己所學(xué)的專業(yè),進(jìn)行調(diào)試會(huì)有好的效果。當(dāng)進(jìn)入到DCS系統(tǒng)里面后,熱控調(diào)試工作者不能完全了解電氣系統(tǒng),同時(shí)電氣人員也不完全了解DCS系統(tǒng),進(jìn)而導(dǎo)致調(diào)試功能的缺失。因此為確保系統(tǒng)順利地運(yùn)行,要于調(diào)試環(huán)節(jié),有效地安排人員,確保整個(gè)的優(yōu)化,確保整個(gè)系統(tǒng)可以順利穩(wěn)定地運(yùn)行。
2影響電氣工程質(zhì)量的因素
首先,影響電氣工程質(zhì)量的因素有很多。電氣工程是一項(xiàng)復(fù)雜而且綜合的工程項(xiàng)目,涉及了很多知識(shí)技術(shù),例如原材料的選購(gòu)以及比例調(diào)配也會(huì)對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生影響,參與電氣工程的工作人員很多,他們的素質(zhì)和施工技能也會(huì)對(duì)質(zhì)量控制產(chǎn)生影響;一項(xiàng)電氣工程需要很長(zhǎng)的施工時(shí)間,工程的周期和進(jìn)度安排也對(duì)質(zhì)量控制產(chǎn)生影響;此外,施工工藝、工序、設(shè)備、施工地區(qū)的氣候條件也會(huì)對(duì)質(zhì)量控制產(chǎn)生影響,這些都充分表明影響質(zhì)量控制的因素有很多。其次,施工時(shí)工程質(zhì)量一般是不可控的。有很多因素影響工程質(zhì)量,比如原料、設(shè)備、氣候、施工周期等,而這些因素是不斷變化的,不同原材料質(zhì)量存在著差別,設(shè)備工作狀態(tài)會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變,氣候條件也在隨時(shí)變化,工作人員的工作狀態(tài)有好有壞等等。但同時(shí),電氣工程設(shè)計(jì)中需要考慮到電氣安全距離,像這類直接涉及人員生命安全的施工要素在工作中必須嚴(yán)格把關(guān),不能因其他方面的改變就隨意更改。這需要我們隨時(shí)關(guān)注工程建設(shè)施工的細(xì)節(jié),對(duì)一系列重要參數(shù)做到嚴(yán)謹(jǐn)。電氣工程不同于其他工程,其涵蓋了土建、電力、線路走廊等多方面工程要素。電氣工程在建成后,還要隨著電力調(diào)度的要求進(jìn)行調(diào)整,而不是像橋梁、公路等市政工程一樣一成不變。因此,影響電氣工程質(zhì)量的因素還包括工程后期的電力輸送計(jì)劃、輸電線路走廊的地理?xiàng)l件、電網(wǎng)事故處理等一系列需要在設(shè)計(jì)階段就要考慮到的問(wèn)題,這些問(wèn)題的處理態(tài)度直接決定了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
3電氣工程質(zhì)量控制需要注意的問(wèn)題
電氣工程在質(zhì)量控制方面涉及到了很多內(nèi)容,而影響電氣工程質(zhì)量的因素很多。因此,在電氣工程質(zhì)量控制中要注意要點(diǎn)問(wèn)題,降低質(zhì)量控制的誤差,提高電氣工程的質(zhì)量。合理協(xié)調(diào)質(zhì)量控制和進(jìn)度控制的關(guān)系。在電氣工程質(zhì)量控制中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量控制和進(jìn)度控制的矛盾。如過(guò)分重視質(zhì)量就會(huì)減慢施工進(jìn)度,如過(guò)分重視電氣工程施工進(jìn)度就會(huì)降低施工質(zhì)量。因此,電氣工程的實(shí)際施工中需要協(xié)調(diào)好兩者關(guān)系,同時(shí)確保施工質(zhì)量和施工進(jìn)度。目前我國(guó)工程施工中常常容易出現(xiàn)趕工期、保進(jìn)度等揠苗助長(zhǎng)的現(xiàn)象,雖然最終工程也能通過(guò)質(zhì)量驗(yàn)收,但是為后續(xù)進(jìn)度埋下了質(zhì)量隱患。一般電氣工程中常見(jiàn)的變電站、換流站等工程,常常還含有附屬接地極工程,接地極工程施工質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定了當(dāng)?shù)氐牡卣?、水利狀態(tài),同時(shí)也影響埋地管線如通信、供水、石油等其他行業(yè)的安全。對(duì)于此類與其他行業(yè)互相交叉的工程,保證施工質(zhì)量在一定程度上要優(yōu)于施工進(jìn)度。協(xié)調(diào)好質(zhì)量控制和成本控制的關(guān)系。在電氣工程的質(zhì)量控制中也要處理好質(zhì)量控制和成本控制的關(guān)系。首先,要控制電氣工程的質(zhì)量,就要檢查工程中的每一項(xiàng),確保每一項(xiàng)合格之后才能獲得簽證,承包商在獲得簽證之后才能取得建設(shè)方需要支付的款項(xiàng)。然后加強(qiáng)控制電氣工程質(zhì)量,就要提高施工技術(shù),提高建筑材料的質(zhì)量,這樣就會(huì)增加成本。因此,在對(duì)電氣工程進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí),要和建設(shè)方協(xié)調(diào)好,確保較高的施工技術(shù)和建筑材料質(zhì)量,并確保成本不會(huì)過(guò)分提高。容量控制與冗余核算是電氣工程質(zhì)量控制時(shí)尤其要注意的方面。由于工程內(nèi)電氣設(shè)備均有限壓限流等技術(shù)要求,電氣設(shè)備有著自身故有的容量限制,在限制被突破后還需要一定的冗余來(lái)維持電網(wǎng)穩(wěn)定。因此,在質(zhì)量控制中如何有效的協(xié)調(diào)好基礎(chǔ)容量與冗余容量的關(guān)系,做到既能保證有足夠冗余又能不浪費(fèi)冗余,合理又合算,是當(dāng)前電氣工程質(zhì)量控制中亟待解決的問(wèn)題。工程技術(shù)人員在對(duì)電氣施工圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),首先要考慮其是否適合業(yè)務(wù)的使用需求,同時(shí)還應(yīng)該確保有關(guān)建筑設(shè)備能在正常供電、通訊的基礎(chǔ)上,與國(guó)家目前的設(shè)計(jì)規(guī)范、環(huán)保部門所制定的標(biāo)準(zhǔn)等相符。設(shè)計(jì)圖中的各個(gè)站房、電系統(tǒng)等,都應(yīng)作為審查的重要對(duì)象。工程技術(shù)人員應(yīng)該協(xié)同設(shè)計(jì)方,共同修訂和完善圖紙,使其在滿足用戶所需使用功能的基礎(chǔ)上,與當(dāng)?shù)刂鞴懿块T及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。設(shè)計(jì)方對(duì)有關(guān)電氣施工圖進(jìn)行修改和完善后,項(xiàng)目經(jīng)理還要組織專業(yè)協(xié)調(diào)會(huì)審,對(duì)有關(guān)專業(yè)中的錯(cuò)誤以及漏洞采取措施,確保施工順利進(jìn)行。
汽車電子領(lǐng)域最具吸引力且成長(zhǎng)最快的部分為車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)(CarInfotainmentSystem),如今汽車娛樂(lè)部分主要分為三大類:音頻(如CD),視頻(如DVD),以及Navigation和Telematics,并將會(huì)形成多媒體中心整合所有娛樂(lè)系統(tǒng),而此三項(xiàng)另一個(gè)重要部分則是與外部的連結(jié)。另外就市場(chǎng)成長(zhǎng)來(lái)看,后座影音娛樂(lè)系統(tǒng)(RearseatVideoEntertainment)于2005年大約500萬(wàn)臺(tái)成長(zhǎng)率達(dá)30,北美大約近270萬(wàn)臺(tái),車載電視市場(chǎng)于2005年達(dá)170萬(wàn)臺(tái)成長(zhǎng)率達(dá)24。因此消費(fèi)者對(duì)車內(nèi)信息溝通與影音娛樂(lè)的需求是驅(qū)動(dòng)這一產(chǎn)業(yè)快速成長(zhǎng)的重要因素。
以DVD為基礎(chǔ)的多聲道環(huán)繞立體聲后座娛樂(lè)系統(tǒng)、免提無(wú)線電話、駕駛員信息系統(tǒng)(路況信息、交通信息)、衛(wèi)星導(dǎo)航、高品質(zhì)音頻播放系統(tǒng)等等逐漸被應(yīng)用在汽車內(nèi)。具備上述這些功能的車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)也成為汽車半導(dǎo)體提供商競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)所在。
富士通微電子助力前行
作為半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)廠商,富士通微電子在汽車電子領(lǐng)域的投入可謂是不遺余力,特別是在車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)控制芯片的開(kāi)發(fā)和研究方面,富士通微電子一直是業(yè)內(nèi)的翹楚。如圖像控制器(GDC)就是富士通在該領(lǐng)域的一大強(qiáng)項(xiàng),在全球已占據(jù)了領(lǐng)先的市場(chǎng)份額。富士通的GDC可以充分滿足目前汽車娛樂(lè)信息系統(tǒng)由簡(jiǎn)單的車載音響向豐富多彩的多媒體影響娛樂(lè)轉(zhuǎn)變的需求。
近日,富士通微電子推出了業(yè)內(nèi)首個(gè)集成了1394控制器的IDB-1394(智能傳輸系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線-1394)控制器-MB88387。IDB-1394作為一個(gè)汽車多媒體網(wǎng)絡(luò),已經(jīng)成為了眾人矚目的焦點(diǎn),富士通微電子開(kāi)發(fā)的MB88387,利用了AV協(xié)議和數(shù)字傳輸內(nèi)容保護(hù)(DTCP),該產(chǎn)品可以支持汽車后視顯示器中的DVD視頻和數(shù)字電視視頻的多路傳輸,尤其適合于汽車后座娛樂(lè)系統(tǒng)。
新的MB88387符合IEEE1394b高性能串行總線標(biāo)準(zhǔn)(IEEEStd1394b-2002),擁有兩個(gè)內(nèi)置的線纜端口,可支持S100、S200和S400的傳輸速度。MB88387用于汽車音頻-視頻多媒體娛樂(lè)系統(tǒng),它把主機(jī)、DVD播放器、導(dǎo)航、攝像頭、功放,以及它器件的視頻和音頻信號(hào)連接到汽車顯示器。該控制器支持用來(lái)平滑播放音頻和視頻流的IEC61883A/V協(xié)議。
該產(chǎn)品在一塊芯片上結(jié)合了物理(PHY)層、鏈路(LINK)層、AV協(xié)議和數(shù)字傳輸內(nèi)容保護(hù)(DTCP),因而可以在最大程度上減少功耗和裝配區(qū)域。另外,產(chǎn)品配備了兩個(gè)供MPEG2-傳輸流(TransportStream)使用的接口,兩者均不受限于用于命令傳輸?shù)南到y(tǒng)總線接口,因而可以同時(shí)支持DVD視頻和數(shù)字電視視頻的傳輸。本產(chǎn)品還配備了一個(gè)音頻接口,可支持串行數(shù)字音頻(I2S)以及線性編碼(PCM)音頻和DVD音頻的傳輸。