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信息技術的發展以及先進電子設備的產生催生了機電一體化時代的到來,所謂的機電一體化技術是把電工電子技術、機械技術、信息技術、微電子技術、接口技術、傳感器技術、信號變換技術等一系列技術結合,再綜合應用于實際的綜合技術,現代化自動生產設備可以說為機電一體化的設備。微型計算機在機電一體化系統的作用能夠總結成如下三點:第一,直接控制機械工業生產過程;第二,機械工業生產期間加強各物理參數的自動測試,進行測試結果的顯示記錄,在計算、存儲、分析判定并處理測量參數或指標;第三,進行機械生產過程的管理與監督。機電一體化系統里微電子控制機電設備怎樣進行適宜計算機選擇,怎樣設計硬件系統,怎樣組織軟件開發,怎樣對現有計算機系統等進行維護與使用是相當關鍵的,也是值得探索的
課題。
1微電子控制機電設備系統的組成和原理
在某微電子控制機電系統當中,主要是由PLC、管路壓力變送器、變頻器等多種設備組成的。在控制系統當中,管路壓力變送器主要是檢測控制輔助沖量、管路水壓、蒸發量等三個變量,接著將數據信號向PLC當中傳送,并且通過PLC進行分析和計算,將信號發送信號控制器,通過信號控制器來控制水泵運轉,在設計系統的過程中需要與實際情況合理的進行結合,并且對變頻器的輸出頻率進行確認,輸出頻率在整個系統設計過程中具有非常重要的意義,和系統的控制息息相關,在確定系統輸出頻率是需要綜合性的分析和考慮用水量以及揚程參數等。在整個系統當中控制流程的用水量變化,主要是通過壓力變送器向PLC傳送的通過PLC進行分析和計算,可以有效的調節循環泵的頻率,合理的分配能源,讓工作的效率提高,起到節約資源的
作用。
2微電子控制機電設備在工業中的具體應用
1)可編程序控制器(PLC)的應用。從PLC的角度進行分析,其主要優勢在于具有很強的控制能力,而且穩定性較高,機身體積相對較小,可以有效的和其他的配件進行組合。在工業生產的過程中,因為機電設備往往會占據一定的面積,如果想讓其廠房中的占比較高,就一定要注意讓廠房的空余面積加大,盡量讓控制器的數量減少,讓機電設備的數量增多,與此同時還需要注意PLC的節能性較高相比,其他的控制系統可以節約資源,讓工業生產的成本支出降低,讓企業的經濟效益增加,由于PLC設備可以有效的和其他設備之間進行組合,可以靈活方便的在廠房當中進行布設,讓一機多用??梢詫崿F讓廠房的設備結構進一步得到簡化,對設備維護中耗費的人力物力進行控制,減少人力輸出,可以將人力有效的分配到工業生產當中,讓生產資料的利用效率提高。PLC的另一大優勢在于可以通過現場總線和生產設備之間
進行連接,有效的監控工業生產,可以動態化的監控生產的全過程,確保在生產過程中,第一時間解決生產時產生的故障,避免由于機械故障而導致生產進度停滯,讓設備的維護開支得到控制,PLC的計算速度很快,可以輕松的對生產時的任何變動進行管理和控制,有效的防止由于設備變化控制器無法及時應對而產生的問題,PLC還可以進行相關的升級,伴隨當前經濟快速發展,就算生產線當中的產品產生了變動,只需要正確的調整,控制程序也可以符合新產品生產的具體需求。
相比于其他編程操作,PLC控制器在編程的過程中較為方便,員工通過短時間的訓練就可以熟練的掌握編程的技巧,在實際操作的過程中工作步驟相對較為簡單,可以很容易的掌握設備的維修安裝以及操作,由于PLC自帶程序編輯器只需要工作人員了解梯形語言,就可以對其進行熟練的掌握。對控制器的工作語言進行了解,當出現故障的時候可以及時的調整和處理控制器。
2)變頻器調速器的作用。變頻器工作狀態分作自動與手動兩類,手動工作狀態即在PLC結束工作后展開的人工操作行為,經電位器調節能對變頻器輸出頻率進行給定。自動工作狀態實質是PLC輸出信號為變頻器輸出頻率展開控制。和傳統調節閥控制方式相比,PLC控制可節電,更好進行水泵磨損控制,在延長設備壽命與實現系統自動化水平提升中發揮了重要作用。
第一,和傳統正弦波控制技術相比,因變頻器用到了電壓空間矢量控制技術,先進性和獨特性在性能上得到充分凸顯,同時因其特有的低速轉矩大、運行穩定性強、諧波成分小等特征,這對我國電網而言輸出電壓自動調整功能能充分進行優勢發揮。第二,變頻器具備外部端子、鍵盤電位器與多功能段子等一系列操作方式,功能完善,可輸入多種模擬信號(如電流、電壓、頻率等效范圍檢測,轉速追蹤等);并且變頻器可實現擺頻運行與程序運行等一系列模式。第三,因變頻器全系列元件應用的是西門子產品,有極強的保護性能,可靠穩定,能很好的避免過流、短路、過壓等問題,確保本機能正常運行。并且變頻器有良好的絕緣耐壓性,產品質量好,設定簡單等使得其有更強的適用性。
3)電路發揮的作用。在安裝PLC和變頻器的時候,保證電路的穩定是保障工作的必要。電路在安裝過程中,應該采取邊安裝邊測電的方式,這樣更能使電流穩定,這同樣屬于工作期間需引起重視的關鍵環節。在電路安裝完畢之后,不要急著通電,應該先再次檢查電路是否安裝正確,查看是否有少安裝或者多安裝的情況。另外,測量一下接觸元器件的連接點,這樣可以發現一些接觸不良的地方,若有漏電情況應該及時對此進行維修。電路在工業中也是起到了很大的作用,在安裝電路的時候,一定要小心謹慎,綜合考慮多方面因素,不要遺漏一些小問題,有時一些小問題也可能出大錯,保證電路的穩定才能更好地協調其他設備的安裝穩定。應認真復查電路,查看電路有無正確安裝,或存在設備多安裝或少安裝的現象,同時應認真檢測每個接觸元器件連接點,明確有無接觸不良或短路現象,若發生漏電務必要及時維修與處理。電路調試的具體流程總結如下:
第一,應認真查看明確電路整體狀況,了解電路面板線有無準確連接,有無看似連接實際并未連接的線,或易短路的線;是否存在兩條或多條線混淆的情況;此后,使用最小量程檔的萬用表對電路面板進行檢查,查看開路處和閉路處有無正確開路與閉路,地線是否漏接,電源連線連接的安全性等,同時需測量電源有無短路現象。測量期間可直接進行元器件連接點測量,如此可明確有無以上情況的同時又弄清楚是否存在接觸點不良現象。第二,電路調試過程的關鍵環節之一即硬件電路調試。調試期間務必要注意細小環節的把控,根據電路功能原理做好各個單元電路的調試,再作整體調試,后進行整個電路的調試。電路在工業生產里發揮的作用是相當大的,電路安裝過程里務必要綜合考量多方因素,認真謹慎,切不可遺漏或放過存在的小問題,確保電路穩定性得到保障。
【關鍵詞】微電子控制;機電設備;工業
中圖分類號:TM 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914x(2014)08-01-01
概述
在我國當前電子技術飛速發展的過程中,現代化的電子設備實際上已經被廣泛的應用在了各個不同的機械控制領域中。就目前來說,電子設備的發展速度極為迅速,并且保持著較高的增長速度。在這種情況下,促使了機電一體化技術的出現,機電一體化技術僅僅從技術層面上來說,該技術術語多學科類型的復雜交叉總額和技術。該技術中包含了電力電子、接口、信號、信息、自動控制、機械、微電子等方面的群體技術結合。但是隨著計算機的硬件微型化以及信息處理能力的提升,都促使處理功能得到了增強,并且使得微型計算機成為了機電控制系統的核心。下文主要針對電子控制機電設備在工業中的應用進行了全面詳細的你探討。
1系統組成及原理
本系統本身主要是利用PLC、變頻器、管路壓力變送器、多臺循環離心泵等幾個方面所組成,而這部分管路的水壓水屬于被控的變量值,蒸發量、給水量則是屬于兩個輔質的沖量,這三個變量在實際運行的過程中,主要是通過電動差壓中所存在的變送器來進行相應的檢測,之后再直接通過PLC輸出的計算機4-20mA的電流信號,從而達到水泵轉速的調節的目的。該系統在進行設計的過程中,首先要針對變頻器中所存在的輸出頻率,這主要是由于該參數最終的選擇,會直接對于整個電子控制系統的控制效果帶來直接影響,同時,應當要依據水泵的流量、揚程等方面的數據最大值、最小值來進行最終的確定。而系統所檢測到的用水量大小,能夠直接通過壓力變送器來反映到PLC之中,最后利用PLC進行循環泵分配,從而靈活的對于循環泵運行頻率進行調節,切實有效的滿足能源的合理分配要求。并且在該套系統之中,被主要控制的便是管路中的循環水壓力。管路循環水之中所存在的壓力,是直接隨著實用點的變化而變化,之后再通過壓力變送器來將相應的數據反饋到PLC之中來進行調節處理。
2可編程序控制器(PLC)的特點與應用
PLC是以微處理為主的工業控制器,它的主要功能有邏輯運算功能、定時控制、計數控制、步進控制、A/D與D/A轉換、數據處理等。PLC的主要待點是:
2.1體積小.省電,可以積木式組合,而且價格低衰。由于PLC吸取了微電子技術與計算機技術的最新成果,因此發展十分迅速。從單機自動化到整條生產線的自動化.乃至整個工廠的生產自動化,從柔性制造系統、工業機器人到大型分散型控制系統,PLC均擔當了重要角色。PLC與數控技術和工業機器人已成為機械工業自動化的三大支柱。
2.2可與工業現場信號直接連接?,F代PLC具有數字和模擬量輸入/輸出。除了適用于離散型開關量控制系統外.也能應用于連續的流程控制。
2.3控制程序可變.具有很好的柔性。在生產工藝流程改變或生產設備更新的情況下不必改變PLC的硬設備.呆需改變程序就可滿足要求。
2.4編程操作容易.便于安裝及維修。由于PLC使用編程器進行編程和監控,使用人員只需掌握梯形圖語言就可進行程序的編程和調試。而且PLC有完普的自診斷功能,可以很快查找出故障的原因.容易進行維修。
2.5具有高度的可靠性.適用于工業環境。PLC產品的平均故障間隔時間可達到5年以上.而且PLC不要求專用設施的機房,因此為工業現場的提供了方便。
應用程序開發可以在個人計算機上進行的。開發最終生成的可執行文件.可使用Microsoh embedded Visual c++開發環境提供的下載功能.通過串口下載給人機界面。工作時,PLC等工控設備運行它的控制程序.而人機界面則運行這個下載的可可執行文件。兩者通過串口進行通訊,但通訊的主動方為人機界面。人機界面依監控要求,向PLC等發送通訊命令,PLC則作相應的應答。人機界面從PLC上收到應答的數據后在控制面板上,以文字等的界面顯現出來供用戶觀察。還可把這些數據進行存貯、打印,甚至于向ERP等管理信息系統傳送。
如須對PLC或控制對象進行干預,也可在人機界面的控制面板上.向PLC發送命令或數據,以實現相應的控制。
3變頻器調速器特點:
3.1變頻器本身在性能的選擇上,采用了極為獨特的,具有先進電壓空間矢量控制的技術,該技術與傳統技術相比而言,有著較為明顯的優勢:諧波成分小、低速轉矩大、穩定性強、效率高,同時其自身還具備了相應的自動調節功能,能夠充分的滿足我國電網需求。
3.2在功能上,使用了鍵盤電位器、鍵盤、外部端子、多功能段子等多種不同操作形式的方式,利用多種不同的方式來對輸入的信號進行了相應的模擬。例如輸入電流、電壓、最大值等方面。
3.3 從可靠性上來說,該結構有著極為獨特的結構特性,整個系列的所有主體元件,群吧是使用的SIEMENS產品,這類型的產品自身有著較為良好的保護性能,即便是出現了過壓、短路、過流等方面的現象,都不會直接引發故障,其表面使用了較為先進的貼裝技術。在低溫狀態下,呈現出了良好的防護兇過,無論是壽命橫舉哀是先進性都較為良好。其中,鍵盤布局極為合理、簡潔、耐用,操作所產生的效率較高。
4變頻器的工作要求及狀態:
4.1變頻器上限
頻率為50Hz,下限頻率為l0Hz的工作范圍。42t加速時間為30秒.減速時間為20秒。43外部端子操作.接收DCO-l0V電壓信號進行無級調速。:變頻器調速器在制藥機械行業的應用是可二行的,不但實現自動化.而且節省的效果十分顯些著,對生產效率也得到提高,整個生產線所呈現出的生產效益,能夠最大限度的提升企業在市場上的競爭力。
4.2變頻設置和維護
變頻器本身主要是和外部電路進行連接之后,再進行輸入、輸出端子設置。手動和自動兩種工作狀態,手動工作狀態通過調節電位器來給定變擬器抽出栩率.這種工作狀態是在PLC因某種情況停用時進行操作的,自動工作狀態時由PLC的抽出信號進行控制。在實際應用中,此系統較傳統調節閥控制方,最突出的優點是同期節電率高達近20%并且水泵磨損嚴重的問題得到解決,維修率明顯降低.延長設備的使用壽命而且能更好地提高系統的自動化水平。
5結束語
綜上所述,機電一體化已經逐漸占據了工業發展過程中的主導地位,并且這也是我國工業生產發展的必然趨勢。計算機控制理論是屬于機電一體化的關鍵核心內容,這一技術實際上也應當要與微電子控制機電設備技術想結合,才能夠在各個不同的行業領域之中發揮出更大的權利,而以工業生產過程中所廣泛應用的相應電動機來作為被主要控制的對象,來構建出計算機控制綜合體系,如此以來,便能夠使得電子控制機電設備技術的發展,走上可持續的道路。
參考文獻
[1] 李剛,冷俊. 淺談我國數控技術的發展現狀及趨勢[J]. 科技資訊. 2009(01)
[關鍵詞]微電子控制;機電設備;工業
[DOI]1013939/jcnkizgsc201533046
工業機電設備在利用機電一體化系統時,微型計算機發揮著十分重要的作用,主要包括控制機械工業的生產過程、對物理參數進行測試和記錄、對測量參數進行計算與分析、監管機械工業生產過程等。計算機選擇、硬件系統設計、團建開發以及計算機系統維護等工作都是機電一體化系統正常運行的重要內容。
1機電一體化系統的構成以及運行原理
本系統的構成主要包括一臺可編程邏輯控制器(PLC)、一臺變頻器、一臺管路壓力變送器、多臺循環離心泵。其中電動差壓變送器對給水量、蒸發量以及管路水量這三個變量進行檢測,最后由可編程邏輯控制器(PLC)進行計算,并輸出4~20mA的電流信號,對變頻器進行控制,實現調節給水泵轉速的目的。
系統的設計需要全面考慮多方面因素,才能保證正常運行,由于變頻器的輸出頻率對整個系統的控制效果具有直接重要的決定作用,因此首先應對變頻器的輸出頻率進行確定,通過對水泵流量、揚程以及用水量的最大程度與最小程度進行確定,確定輸出頻率。在系統中,PLC可以通過壓力變送器將用水量的大小反映出來,再分配給循環離心泵,同時工作人員應對循環泵的頻率進行及時調節,以保障能源分配的合理性。管路循環水的壓力是本系統中的關鍵控制變量,使用點的多少會直接影響到管路循環水壓力的大小,壓力情況通過壓力變送器傳輸到PLC實現控制調節。
2可編程邏輯控制器的特征與應用情況
21特征
可編程邏輯控制器(PLC)作為工業控制器具有邏輯運算、計數控制、定時控制、步進控制、數據處理以及A/D與D/A轉換等功能,主要進行微處理。PLC具有體積小、省電、價格低廉、實現積木式組合等特征,同時吸取了計算機技術與微電子技術,其發展速度很快。PLC在機電設備單機自動化、生產線自動化控制、工業生產過程自動化中都具有重要作用,并且在柔性制造系統、工業機器人以及大型分散型控制系統中均發揮出不可忽視的優勢。當前PLC、工業機器人以及數字控制技術已經發展成為機械工業中自動化控制的三大關鍵技術。
當前,PLC已經實現了直接與工業現場信號進行連接的功能,其數字及模擬量輸入、輸出功能不僅在離散型開關量控制系統中發揮著重要作用,同時在連續的流量控制過程中也經常被應用。
PLC的控制程序可以按照需求進行調整和變化,柔性較好。當生產設備需要更新或生產工藝流程出現調整時,PLC的硬件設備不需要進行改變,只需要對其控制程序按要求進行調整即可,具有較強的應用性。
PLC的編程操作較為便捷,安裝及維修都十分方便。PLC的編程和監控是通過利用編程器實現的,因此,使用者在對控制程序進行調試和編程時只需掌握梯形圖語言就可以。同時,PLC的自診斷功能較好,在故障出現時能夠及時進行維修。
22應用情況
PLC應用程序的開發可以直接在個人計算機上進行并生成可執行文件,對Microsoft embedded Visual C++開發環境提供的下載功能可以進行直接使用。PLC在應用中運行控制程序,同時人機界面中會運行可執行文件。利用串口兩者可以實現通信,并且人機界面為主動方。PLC通過接收人機界面發送的監控要求,完成相應的操作,并將相應的控制數據反饋給人機界面,從而實現監控數據的存儲、打印以及傳輸至ERP管理系統等。
3變頻器調速器的作用
其一,相較于傳統的正弦波控制技術,由于變頻器采用電壓空間矢量控制技術,在性能上體現出更好的先進性與獨特性,并且具有低速轉矩大、諧波成分小以及運行穩定性更好等明顯特征,相對于我國電網來說其輸出電壓自動調整的功能發揮出很大優勢。其二,變頻器具有鍵盤電位器、外部端子以及多功能端子等多種操作方式,使其功能更加全面,能夠對多種模擬信號進行輸入,包括電壓、電流、頻率等效范圍檢測、轉速追蹤等。同時,變頻器還具有擺頻運行及程序運行等多種模式。其三,由于變頻器全系列主元件均采用西門子產品,保護性能更強,更具可靠性,能夠對短路、過流、過壓等問題進行預防,保證本機的正常運行。同時變頻器的絕緣耐壓性能較好,產品質量高,鍵盤布局合理、設定簡潔等特征使其應用性更強。
4變頻器的工作狀態
變頻器的工作狀態包括手動和自動兩種,其中手動工作狀態主要是在PLC停止工作時進行人工操作行為,通過調節電位器對變頻器的輸出頻率進行給定。自動工作狀態即由PLC的輸出信號對變頻器的輸出頻率進行控制。相較于傳統的調節閥控制方式,PLC控制具有節電、控制水泵磨損等優點,對延長設備壽命以及提高系統的自動化水平具有重要作用。
5調試電路
在進行電路調試時可以通過兩種方法進行,一是在全部電路安裝結束后進行統一調試,二是在電路安裝過程中進行調試,以電路原理框圖中的功能將復雜電路劃分為單元進行同步安裝和調試,在單元安裝與調試的基礎上逐漸擴大范圍,最后完成整機調試。下文主要對應用第二種調試方法的調試工作進行分析。
在調試電路的過程中,首先,應通過目測對電路面板進行仔細檢查,判斷電路連線、連橋等是否正確可靠,是否存在虛接、短路或混線等問題。其次,在初步的目測檢查后進行靜態檢查,利用萬用表的最小電阻量程檔對電路面板進行檢查,對開路、閉路、地線連接、電源連線以及電源到地情況進行檢查。在電路安裝結束后,應先以原理為依據為電路連線等各方面進行全面檢查,確定無誤后再通電。在電路測量中為了排查接觸不良等情況,應盡可能對元器件的連接點進行直接測量,在對電源電壓進行測量時應保證電壓情況正常,尤其是連接PLC以及調速變頻器電路上的電源電壓,必須保證是正確的。最后,對硬件電路進行調試,應綜合全面地將各種影響因素考慮進去,按照電路功能的原理要求進行調試,對硬件各部分單元電路進行仔細調試,最后進行整體調試。
參考文獻:
【關鍵詞】企業;運煤;配煤;設備;電氣自動化
1、膠帶輸送機
膠帶輸送機是供熱企業等使用的主要運輸煤原料的機電設備,它具有輸送連續、運行平穩、可靠、動力消耗較少、維護保養簡單,可能實現自動化控制等優點。斜輸送時傾角較小膠帶輸送機的傾角一般最大值為18°~22°。
1.1膠帶輸送機的主要結構分析
膠帶輸送機由輸送帶、駔動裝置、滾動、托輥和拉緊裝置等組成。
(1)輸送帶。輸送煤料的輸送帶上下膠層厚度分別為3.0mm及1.0mm,輸送焦炭的輸送帶上下厚度為6.0mm及1.5mm。
(2)驅動裝置。這是膠帶輸送機的動力部分,主要由電動機,聯軸器和減速機等組成。
(3)滾動。有傳動滾筒(傳動輪)和改向滾筒(改向輪)兩種。前者是動力傳遞的主要部件,輸送帶靠與它之間的磨損力運行。后者是輸送機的尾輪做拉緊和輸送帶改向而用。
(4)托輥。用以支撐輸送帶和帶上的物料,保持運行穩定。托輥按其形狀與作用不同一般分為:槽型托輥,平型托輥,調心托輥,緩沖托輥等。
(5)拉緊裝置。為確保輸送有其足夠的張力,使輸送帶和滾筒間產生一定的摩擦力,并限制輸送帶在各支撐間的垂度,使輸送機安全有序運轉而設置。其主要形式有螺旋式、車式和垂直式等拉緊裝置。
1.2膠帶輸送機的操作和維護技術
輸送帶通常要在空載的情況下啟動。開、停車都要按順序,停車后在輸送帶上不可留有被輸送的物料。輸送機的邊緣最容易磨損,主要的預防方法是避免輸送帶跑偏,槽型托輥安裝不正、傳動滾筒與尾部滾筒不平行,滾筒表面有黏結物、接頭不正、給料流不正等均可能造成輸送帶跑偏,出現跑偏現象要及時處理,減少磨損,延長輸送帶的使用壽命。在運行過程中,要使輸送帶保持適中的松緊程度。輸送機的傳動滾筒、托輥均要正確旋動。對各滾筒及托輥要經常清洗和換油。
近些年來,有的廠為確保膠帶輸送機的正常工作,安設有膠帶輸送機跑偏自動調整斷流打滑自動指示,流槽堵塞自動報警等裝置,效果很好,對于改進操作、進行機電設備維護有重要作用。
2、電磁分離裝置
在供熱工廠,所用的煤料有時在采煤運輸過程中必須有雜鐵和其它金屬式雜物混入,如果不進行剔除很有可能換壞機械設備,應使用電磁分離裝置剔除鐵等金屬。
2.1懸掛式分離器
這種分離器掛在輸送帶上面,它檢修方便,應用較廣;它的缺點是分離效果較差,不能把雜鐵全除去。滾筒式分離器安裝在膠帶輸送機的傳動筒內,分離效果好;而因檢修困難,并且一定要經常清掃輸送帶和滾筒上的煤粉。CF型懸吊固定式電磁分離器存在激磁功率較小、磁場強度不足造成不能吸出煤層深部鐵物的缺點。
2.2帶式電磁分離器
帶式電磁分離器一般以從主膠帶輸送機運送的煤料中吸取鐵磁性雜物它布置在輸送機的頭部或其它位置,其輸送帶由電動滾筒駔動,繞電磁鐵輸送,能自動連續的把吸附于輸送帶上的鐵物清除。
金屬探測器是用以檢測煤中的磁性金屬,使電磁分離器加大瞬時電流吸出磁性金屬,或發出信號從機械裝置截取鐵物,或在輸送機有大塊鐵物且電磁分離器不能把其吸出時,使輸送機停車以人工的方法撿出。通過這些方式避免磁性金屬送入粉碎機,防止損壞粉碎機。金屬探測器安裝于膠帶輸送機上,輸送帶通過環形或矩形的導線圈,在鐵物通過線圈時,導致線圈中等效電阻的變化,所以,輸出電壓降低,發出信號,操作執行機構,清除混在煤料中的鐵物。
3、自動配煤裝置
用人工檢測配煤的精確度調整配煤操作,其勞動強度很大,準確度也不高,配煤質量指標也不穩定,一些有煤做原料的工廠使用了按給定值自動控制各單種煤配入量的自動配煤系統。
將電子秤應用于一些供熱廠的配煤生產,效果非常顯著。稱量膠帶機和電子秤是一種自動控制裝置,以瞬時輸送量為控制對象,可控制在圓盤控制機或電磁振動給料器下面,除用以計量外,還能用于調節裝置控制給料機的轉速或振幅來調節下料量。
自動配煤的煤料根據要求的配入量,經配煤盤或電動機給到稱量小膠帶機上,鋪在其上的煤料經過稱量區時,由稱量托輥及秤框作用于質量傳感器上。在傳感器承受質量時,因彈性元件變形,便橋壁電阻失去平衡,橋路出現不平衡輸出電壓信號。速度傳感器是一個速度變換器,即靠變換器的滾輪與輸送帶直接摩擦而轉換成速度并把其線性地轉換成脈沖頻率信號,以模擬膠帶機的速度大小。與質量傳感器得出的質量信號相乘,模擬瞬時輸送量,并給出累計量;同時,產生供質量傳感器的拱橋電壓。
傳感器送出正比質量的毫伏信號,經毫伏變送器將信號放大并轉換成0-10m丫的電流信號,再經質量顯示儀表及比例積分單元,分別指示出瞬時量和積累量。在實際下料量與給定值,再經電流表出現偏差時,調節器給出偏差電流信號,經過轉換電壓信號,自動改變電磁調度異步電動機的轉速,改變配煤盤的工作轉速;以改變電磁振蕩器的振幅,使下料量調到給定值,進行閉環自動調節,實現自動配煤。
參考文獻
[1]張方慶等.工廠常用電氣設備運行與維護.北京:中國電力出版社,2009.2
[關鍵詞]縣級供電企業 變電設備 狀態檢修技術 缺陷 應用
中圖分類號:F426.61 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)26-0215-01
變電設備運行狀態檢修是近年來在變電設備維護技術發展中提出的新的管理理念和管理技術。隨著現代科學技術的不斷發展,合理地運用變電設備狀態檢修技術,可以有效地提高變電設備管理維護的效率和質量,是提高縣級供電企業整個電網運行穩定性的重要手段。
1、縣級供電企業中變電站實施狀態檢修的原則
變電站設備的狀態檢修應從實際出發,按照“該修的修,修必修好”的原則,并且結合變電站的具體情況進行具體分析,合理選取。在新建或改建項目中可以率先引入狀態檢修,把監測和診斷設備的安裝事先融入規劃設計之中,待取得成功的經驗后,再逐步推廣到下屬的變電站。至于那些故障率較低或非重要地區的變電站,為了預防事故發生而全部采用價格高昂的監測診斷系統,有時從經濟上考慮是不合算的,我們可針對發生故障率較高的關鍵部件進行監測,安裝實用且功能簡單的監測診斷設備。然后在探索設備使用壽命過程中,用科學的方法先逐漸延長變電站設備定期檢修的間隔,待變電站資金寬裕時,再試著對變電站設備采用狀態檢修。然而,對于那些數目多且重要性較低的部件和設備則壞了就更換,并不值得都進行狀態檢修。
2、縣級供電企業傳統變電設備檢修方式存在的缺陷
2.1變電站故障維修模式存在的缺陷。①變電站在正常運行過程中,一旦發生故障將會給企業和社會帶來巨大損失。因此,維修工作一定要在最短時間內完成。通常狀態下,為了搶占維修時間,很多故障維修都沒有按照相關規定進行,直接導致故障維修水平的下降,造成系統運行出現安全隱患。②變電站所有故障維修都是在系統已經出現故障后進行的,其被動性十分明顯,由于大部分故障都會一階段的潛伏期,如果沒有被及時發現,一旦引起故障發生都會造成嚴重后果。③由于供電企業無法在系統運行過程中判斷變電設備故障發生的準確狀況,則所有的設備零部件都需要儲備,以備在故障發生后可以第一時間完成維修,盡快恢復系統正常運行狀態。零部件儲備需要大量成本資金的投入,直接導致故障維修成本增加。
2.2變電站定期維護模式存在的缺陷。①任何變電設備的檢修都會對系統零部件進行拆卸,拆卸活動過于頻繁也是系統正常運行所存在的一個安全隱患。不僅維修人員的工作量提高了,有時會直接影響系統運行質量的降低。②定期維護即是要求無論系統運行狀態是否正常,達到檢驗時間后,都需要停止運行配合設備檢修,這從經濟角度分析是缺乏一定合理性的,會造成供電企業直接經濟利益的損失。③變電設備檢修會造成一部分電力系統無法正常運行,這給其他運行系統帶來超負荷壓力,導致不必要問題的出現。
3、縣級供電企業變電設備狀態檢修的主要技術
3.1設備的狀態預測技術。設備運行狀態的預報實際上就是設備狀態特征向量的一種預報,可以根據現場設備運行情況和實際需要來設定設備的報警閾值,就可以對設備運行狀態進行實時監測,并能預測一段時間內設備運行狀態的趨勢走向。變電設備的狀態預測模型很多,有基于灰色系統理論的狀態預測、基于BP神經網絡的狀態預測等?;诨疑到y理論的狀態預測用于短期預測,并機械磨損較理想,因而對斷路器等設備更為重要。相對于灰色系統理論的狀態預測,基于BP神經網絡的狀態預測具有良好的擬合精度,泛化能力和適用性強等優點,能很好的處理和挖掘信息數據,有效跟蹤環境的變化,且具有很強的容錯能力,在變電設備的狀態預測中有很好的使用價值。
3.2變電設備的狀態監測技術。變電設備的狀態監測主要有在線監測、離線監測、定期解體點檢三個方面。在線監測是通過變電所的分散控制系統、數字式電液調節器、信息管理系統等,在線監測和顯示各設備狀態的特征參數。離線監測是對變電設備定期不定期的通過振動監測儀、油液分析儀、超聲波檢漏儀等監測設備對變電設備運行參數進行提取。定期解體點檢是指在變電設備大修、小修、運行低谷、停運等情況下,按照一定的標準和工藝,對設備解體,檢測設備的使用情況,了解設備的變化。
3.3設備的故障診斷技術。故意的診斷主要在兩個方面得到體現。一種是綜合法診斷法,診斷前需要做大量的數據收集工作,包括在線監測系統提供的大量數據,如變壓器的絕緣情況、變壓器油色譜情況、變壓器運行的溫度、負荷情況,開關類設備檢測結果,對設備的離線采集數據,并歸納總結設備運行信息。將這些收集整理的數據與基于知識的專家系統知識庫進行匹配,最終診斷出結果。第二種是基于人工神經網絡的智能診斷,人工神經網絡智能診斷又分為多種,對于變電設備的故障診斷,較多的是基于知識的智能診斷系統。
4、縣級供電企業變電設備狀態檢修技術的應用
4.1變電設備狀態評價中的應用。通過應用信息化技術,科學地對所收集的信息進行分析,實現對變電設備狀態的客觀評價,可以有效地提高設備檢修維護的有效性。變電設備管理工作人員可以結合管理設備的特點和需求,構建一套輔助決策系統,通過輸入既有的設備技術評價指標,結合科學有效的評價方法,快速、準確地做出管理決策。設備典型故障樹分析就是現階段經常采用的評價方式。應用這種設備典型故障樹分析方法,結合對故障發生規律的總結,可以有效地實現定量與定性分析,為故障發生率的計算提供科學的依據。
4.2信息收集中的應用。在變電設備狀態檢修中,信息收集是整個工作的必要準備階段,也是確保后續檢修工作順利開展的關鍵。一般來說,狀態信息主要包括設備的原始資料信息、檢修資料信息、運行資料信息以及其他資料信息。設備原始資料信息主要包括出廠資料、設備臺賬、安裝報告、試運行報告等;檢修信息包括設備日常檢修、維護、故障、在線監測、帶電監測以及試驗報告等多種信息;運行資料信息記錄設備的運行狀況、故障信息、跳閘信息、動作信息、缺陷信息等多種運行期間所產生的信息;其他信息對一些同類設備等相關信息進行整合與匯總。設備的管理部門要做好變電設備的日常信息收集與維護,在設備發生狀態變化時,要對各種信息資料及時地進行更新,并且及時地進行收錄與匯總。
4.3在線監測中的應用?,F階段較為廣泛采用的監測系統,可以實現對變電設備的局部變電情況、油色譜、介質損耗等多方面進行實時監控,并且完成對數據的連續記錄和處理,自動進行報警。應用在線監測技術時,要合理地結合離線監測,實現對設備的全面檢查。通過日常對設備基礎狀態監測所獲取數據的收集,實現了后期設備的有效管理與操作,并且為后期設備檢修提供了科學的參考依據。在線監測技術的應用,保證了設備狀態監視的靈活性與持續性,可以在不停電的情況下對設備的狀態進行評估和信息處理。
5、結束語
變電設備狀態檢修技術在縣級供電企業中的應用,有效地強化了檢修過程的合理性,極大地提高了對變電設備的維護管理能力。并且通過科學的分析與評估,降低了設備檢修成本與可靠性。狀態檢修本身有一個相對嚴格的標準與制度,以提高設備運行的安全性和保證電網供電的可靠性為原則,以狀態評價的手段來開展設備管理維護工作。因此,變電設備實施狀態檢修是非常必要的。
參考文獻
[1] 李志武.電力設備狀態檢修實施策略研究[J].忻州師范學院學報,2009
[2] 姚世旭.論供電企業設備狀態檢修的應用[J].中國高新技術企業,2012
關鍵詞:電動機軟起動器;全壓起動;可編程控制器
0 引言
電力拖動和電力拖動系統是用電能來驅動和控制生產機械拖動,驅動、控制,它由三個部分組成:電動機,電動機的控制設備和保護設備,電動機與生產機械的傳動裝置。在電力拖動的運動環節中生產機械對電動機運轉的要求包含啟動;改變運動的速度(調速);改變運動的方向(正反轉)制動。 電力拖動系統的控制方式一般有:1. 繼電——接觸器式有觸點斷續控制 2. 連續控制,為了使控制系統具有良好的靜態特性和動態特性,常采用反饋控制系統。3. 可編程無觸點斷續控制;20世紀60年代出現了順序控制器,它能根據生產的需要靈活的改變程序,使控制系統具有較大的靈活性和通用性。1968年,美國通用汽車公司(GM)為了適用生產工藝不斷更新的需要,希望用電子化的新型控制器代替繼電器控制裝置,并對新型控制器提出了“編程簡單方便、可現場修改程序、維護方便、采用插件式結構、可靠性要高于繼電器控制裝置”等10項具體要求。1969年,美國數字設備公司(DEC)根據上述要求,研制出了世界上第一臺可編程控制器,并成功運用到美國通用汽車公司的生產線上。其后日本、德國等國家相繼研制出可編程控制器。早期的可編程控制器是為了取代繼電器控制系統,僅有邏輯運算、順序控制、計時、計數等功能, 因而稱為可編程邏輯控制器(PLC)。
可編程控制器(PLC)是集計算機技術和自動控制化技術于一體的新型控制系統。這一系統解決了工業控制系統中大量開關控制的問題,逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統。隨著PLC技術的進步,其應用領域更是不斷擴大,可采集存儲數據,還可對控制系統進行監控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。此外,隨著工廠網絡自動化的發展,PLC可實現通信及聯網功能,更有助于工業生產的控制過程的監控。如今,PLC技術已經被廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保以及文化娛樂等各行各業。233網校論文中心
電機電腦節電無觸點軟起動器是近年來在國內出現的新技術,具有節電效率高,軟起動特性好等特點。對于我公司這樣的大型企業,在動力設備中的應用,節能降耗的意義將十分重大。
1 電動機軟起動器的節電原理
在生產實際當中,一些電氣設備經常處于空載或輕載狀態下運行,輕載或空載的電動機在額定電壓的工作條件下,效率和功率因數均很低,造成電能大量浪費。衡量電動機節電性能的重要指標為電機空載或輕載時最低運行電壓的大小,即功率因數CosΦ的大小。為了說明電動機在不同負載的情況下運行,電壓U與功率因數CosΦ的關系,以Y132S-4型,5.5KW三相異步電動機為例。CosΦ的大小反應了負載的變化。軟起動器正是利用微機技術,用單片機作CPU,用可控硅作為執行元件,實時檢測電流和電壓滯后角,即功率因數Φ角,輸入給單片機,單片機根據最佳控制算法,輸出觸發脈沖,調整可控硅的導通角,即可調整可控硅的輸出電壓,使空載或輕載運行時降低電機的端電壓,可使電機的鐵損大大減小,同時也可減小電機定子銅損,從而減小電機空載或輕載時的輸入功率,也就減小了電機有功和無功損耗,提高了功率因數,實現了節電控制。
2 電動機軟起動技術
交流傳動技術的發展也是隨著電子技術和計算機技術的發展在工業上有了重要的應用,尤其是在鋼鐵工業中,使復雜的矢量控制技術得以實現,無論是大容量電機還是小容量電機現均可使同步電機或者異步電機實現可逆滑調速。也使交流傳動系統在軋鋼生產中得到廣泛的應用。
電動機傳統的起動方式有全壓起動和將壓起動,軟起動是一種完全區別于全壓和降壓起動的新的起動方式,是電子過程控制技術。所謂軟起動,是以斜坡控制方式起動,使電動機轉速平滑,逐步提高到額定轉速。按照電動機起動電流大小進行分類,全壓和降壓起動屬于大電流起動方式,軟起動屬于小電流起動方式。全壓起動,起動電流是額定電流的4-7倍,起動沖擊電流是起動電流的1.5-1.7倍;起動電流大,起動轉矩不相應增大,Ts=KtTn=K(0.9-1.3)Tn。
降壓起動,可部分減小起動電流,起動轉矩下降到額定電壓的K2倍。降壓起動是輕載起動,有起動沖擊電流、起動電流及二次沖擊電流;二次沖擊電流同樣對配電系統有麻煩。
全壓和降壓起動的大電流,致使電動機諧波磁勢增大,增大后的諧波磁勢又加劇了附加轉矩,附加轉矩是電機起動時產生震動和噪音的原因。
全壓和降壓起動,都要受單位時間內起動次數的限制。電動機本身的發熱主要建立在短時間大電流時。如通過6倍額定電流,溫升為8-15℃/S;起動裝置的自耦變壓器或交流接觸器起動引起堆積熱;如交流接觸器一般要求起動次數每分鐘不超過10次。而軟起動器可頻繁操作,具有電動機起動電流小,溫升低;軟起動器采用的無觸點電子元件,除大功率可控硅外,工作時溫升很低。
此外,軟起動器還具有多種保護功能,配合硬件電路,軟件設計有過載、斷相、欠壓、過壓等保護程序,動作可靠程度高。歸納起來,軟起動器很好的解決了全壓和降壓起動電流過大及其派生的許多問題。
3 軟起動器在動力設備上的應用
軟起動器箱內面板上設有兩個速率微動開關,分別對應四種起動速率:重載、次重載、次輕載、輕載,起動時間分別是90S、70S、65S、60S。使用時根據起動負載選相應的起動速率。引風機用電動機的起動:其起動轉矩與離心式水泵類似,阻轉矩都與轉速成正比,但是,風機與水泵的結構不同,風機的轉動慣量比水泵大的多,空氣的流動性比水小,如果風機不關風閥起動,將因空氣升能,管道阻力,摩擦阻力等因素,致使風機起動比水泵難,起動加速的時間較長,風機起動屬重載起動。
風機負載變化大,從風機特性曲線上可看出。一般風機功率計算的工作溫度參數200℃,只是取近似中間值。輸送的煙氣溫度越高,阻轉矩越小;反之,輸送的煙氣溫度越低,阻轉矩越大。風機在起動之初,要求關閉風閥,實際應用中則是將風閥固定住。所以在選用軟起動器時,要根據風機起動時電動機工作電流的大小,來選擇相匹配的軟起動器。風機的節電潛力在高爐溫區段。
關鍵詞:電動機軟起動器、全壓起動、可編程控制器
引言
電力拖動和電力拖動系統是用電能來驅動和控制生產機械拖動,驅動、控制,它由三個部分組成:電動機,電動機的控制設備和保護設備,電動機與生產機械的傳動裝置。在電力拖動的運動環節中生產機械對電動機運轉的要求包含啟動;改變運動的速度(調速);改變運動的方向(正反轉)制動。電力拖動系統的控制方式一般有:1. 繼電——接觸器式有觸點斷續控制 2. 連續控制,為了使控制系統具有良好的靜態特性和動態特性,常采用反饋控制系統。3. 可編程無觸點斷續控制;20世紀60年代出現了順序控制器,它能根據生產的需要靈活的改變程序,使控制系統具有較大的靈活性和通用性。1968年,美國通用汽車公司(GM)為了適用生產工藝不斷更新的需要,希望用電子化的新型控制器代替繼電器控制裝置,并對新型控制器提出了“編程簡單方便、可現場修改程序、維護方便、采用插件式結構、可靠性要高于繼電器控制裝置”等10項具體要求。1969年,美國數字設備公司(DEC)根據上述要求,研制出了世界上第一臺可編程控制器,并成功運用到美國通用汽車公司的生產線上。其后日本、德國等國家相繼研制出可編程控制器。早期的可編程控制器是為了取代繼電器控制系統,僅有邏輯運算、順序控制、計時、計數等功能, 因而稱為可編程邏輯控制器(PLC)。
可編程控制器(PLC)是集計算機技術和自動控制化技術于一體的新型控制系統。這一系統解決了工業控制系統中大量開關控制的問題,逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統。隨著PLC技術的進步,其應用領域更是不斷擴大,可采集存儲數據,還可對控制系統進行監控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。此外,隨著工廠網絡自動化的發展,PLC可實現通信及聯網功能,更有助于工業生產的控制過程的監控。如今,PLC技術已經被廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保以及文化娛樂等各行各業。
電機電腦節電無觸點軟起動器是近年來在國內出現的新技術,具有節電效率高,軟起動特性好等特點。對于我公司這樣的大型企業,在動力設備中的應用,節能降耗的意義將十分重大。
1 電動機軟起動器的節電原理
在生產實際當中,一些電氣設備經常處于空載或輕載狀態下運行,輕載或空載的電動機在額定電壓的工作條件下,效率和功率因數均很低,造成電能大量浪費。衡量電動機節電性能的重要指標為電機空載或輕載時最低運行電壓的大小,即功率因數CosΦ的大小。為了說明電動機在不同負載的情況下運行,電壓U與功率因數CosΦ的關系,以Y132S-4型,5.5KW三相異步電動機為例。CosΦ的大小反應了負載的變化。軟起動器正是利用微機技術,用單片機作CPU,用可控硅作為執行元件,實時檢測電流和電壓滯后角,即功率因數Φ角,輸入給單片機,單片機根據最佳控制算法,輸出觸發脈沖,調整可控硅的導通角,即可調整可控硅的輸出電壓,使空載或輕載運行時降低電機的端電壓,可使電機的鐵損大大減小,同時也可減小電機定子銅損,從而減小電機空載或輕載時的輸入功率,也就減小了電機有功和無功損耗,提高了功率因數,實現了節電控制。
2 電動機軟起動技術
交流傳動技術的發展也是隨著電子技術和計算機技術的發展在工業上有了重要的應用,尤其是在鋼鐵工業中,使復雜的矢量控制技術得以實現,無論是大容量電機還是小容量電機現均可使同步電機或者異步電機實現可逆滑調速。也使交流傳動系統在軋鋼生產中得到廣泛的應用。
電動機傳統的起動方式有全壓起動和將壓起動,軟起動是一種完全區別于全壓和降壓起動的新的起動方式,是電子過程控制技術。所謂軟起動,是以斜坡控制方式起動,使電動機轉速平滑,逐步提高到額定轉速。按照電動機起動電流大小進行分類,全壓和降壓起動屬于大電流起動方式,軟起動屬于小電流起動方式。全壓起動,起動電流是額定電流的4-7倍,起動沖擊電流是起動電流的1.5-1.7倍;起動電流大,起動轉矩不相應增大,Ts=KtTn=K(0.9-1.3)Tn。
降壓起動,可部分減小起動電流,起動轉矩下降到額定電壓的K2倍。降壓起動是輕載起動,有起動沖擊電流、起動電流及二次沖擊電流;二次沖擊電流同樣對配電系統有麻煩。
全壓和降壓起動的大電流,致使電動機諧波磁勢增大,增大后的諧波磁勢又加劇了附加轉矩,附加轉矩是電機起動時產生震動和噪音的原因。
全壓和降壓起動,都要受單位時間內起動次數的限制。電動機本身的發熱主要建立在短時間大電流時。如通過6倍額定電流,溫升為8-15℃/S;起動裝置的自耦變壓器或交流接觸器起動引起堆積熱;如交流接觸器一般要求起動次數每分鐘不超過10次。而軟起動器可頻繁操作,具有電動機起動電流小,溫升低;軟起動器采用的無觸點電子元件,除大功率可控硅外,工作時溫升很低。
此外,軟起動器還具有多種保護功能,配合硬件電路,軟件設計有過載、斷相、欠壓、過壓等保護程序,動作可靠程度高。歸納起來,軟起動器很好的解決了全壓和降壓起動電流過大及其派生的許多問題。
3 軟起動器在動力設備上的應用
軟起動器箱內面板上設有兩個速率微動開關,分別對應四種起動速率:重載、次重載、次輕載、輕載,起動時間分別是90S、70S、65S、60S。使用時根據起動負載選相應的起動速率。引風機用電動機的起動:其起動轉矩與離心式水泵類似,阻轉矩都與轉速成正比,但是,風機與水泵的結構不同,風機的轉動慣量比水泵大的多,空氣的流動性比水小,如果風機不關風閥起動,將因空氣升能,管道阻力,摩擦阻力等因素,致使風機起動比水泵難,起動加速的時間較長,風機起動屬重載起動。
風機負載變化大,從風機特性曲線上可看出。一般風機功率計算的工作溫度參數200℃,只是取近似中間值。輸送的煙氣溫度越高,阻轉矩越??;反之,輸送的煙氣溫度越低,阻轉矩越大。風機在起動之初,要求關閉風閥,實際應用中則是將風閥固定住。所以在選用軟起動器時,要根據風機起動時電動機工作電流的大小,來選擇相匹配的軟起動器。風機的節電潛力在高爐溫區段。