西门子(总代理)-常规型号

西门子S7-300 PLC在转炉汽化冷却系统中的应用

　　2.2 系统的配置与构成

　　系统采用两套西门子s7-300

　　plc，其中一套置于31m，另一套置于地面，31m处的plc控制汽包系统，地面的plc控制蓄热器系统。两套plc除了信号模板不同，其它模板选型都相同。

　　在监控系统的选择上，为了和西门子plc通讯的方便性以及本身功能的强大性，使用wincc监控软件实现重要的设备操作记录和重要数据的历史存档，并提供重要数据的声光报警，为整个生产中出现的故障进行及时预警，并提出相应的处理方法。

　　系统配置功能图如图2所示。

3 控制功能

　　3.1阀位控制

　　汽化冷却系统中基本上是电动阀，为了设备的安全，要进行联锁，包括按钮互锁、正反转输出互锁、正反转反馈运行互锁以及限位开关，必要时可通过画面解除限位联锁。

　　3.2 泵控制

　　给水泵、软水泵、循环泵：一运一备，互为备用，当工作泵（运行泵）出现故障时，马上启动备用泵。一旦备用泵启动，则另一个泵就作为备用泵备用。

　　3.3 仪表回路调节

　　除汽包水位调节外，其他3个调节都采用pid自动调节。

　　对于汽包水位给水调节，由于引起汽包水位变化的因素较多，如储水量、水位下汽包容积、锅炉负荷、燃烧工况、给水压力等，加上锅炉特有的虚假水位现象，简单的单回路控制难以满足对控制的要求，尤其是对于炼钢厂这样的工况变化频繁，变化幅度大，对于水位的控制来说仅仅使用传统的仪表控制是非常困难的，即使是使用了专用的进口多回路可编程调节仪表对水位进行控制，也仅能够在工况稳定的情况下满足控制的需要，而当工况产生突变时，仪表则根本无法对水位进行控制。为此，我们采用了先进的三冲量控制技术对水位进行动态调节。虽然影响因素较多，但其中主要是蒸汽流量和给水流量，其原理如图3所示。

　　我们采用前馈-串级控制系统，方框图见图4。其前馈为蒸汽流量，图4中：gc—调节器; gv—调节阀; go—控制对象;

　　fw—给水流量干扰; fd—蒸汽流量干扰;

　　加上汽包水位和给水流量的串级控制，当负荷稳定时，蒸汽流量和给水流量基本不变，由液位主控回路反馈闭环控制。当负荷变化较大时，蒸汽流量突然变化，其测量值不经调节器直接加到加法器，控制加水阀，所以滞后小，超前作用强，避免了虚假液位带来的误动作。

　　控制方式：当水位低于-100mm时，主调节阀开度在100，当水位上升到-50mm时，开度在60，以后每当水位上升20mm，开度就依次关闭10，当水位上升至-10mm时，开度保持在40，一旦水位上升到50mm，则开度保持在20，当水位升至100，则开度为0，若判断水位还在上升，则停止给水泵。

　2.2 变频器的选型及参数设置
　　 基于价格等方面因素的考虑，本次电梯调速控制的设计选用的是VS-616G5 型通用变频器,选择有PG矢量控制作为曳引鼠笼式电动机的控制方式。
　　PLC通过向安川616G5变频器发出电梯上行输出和电梯下行输出信号，从而控制曳引电动机的转动方向，决定电梯的上/下行运动；PLC通过向安川616G5变频器发出电梯高速运行和电梯低速运行信号，从而间接控制曳引电动机的转动速度，决定电梯的高速/低速运动。电动机通过脉冲发生器(编码器)和PG卡将速度信号及时反馈给安川616G5变频器，从而形成速度闭环控制。接线图如图2所示。

图2变频器拖动部分线路图

由于本控制系统选择的是有PG矢量控制，因此在运行之前，需要变频器对电机单体进行自学习，否则变频器将不能正常工作。其具体做法是先将电机铭牌上面记载的额定电压、额定电流、额定频率、额定转数、PG卡脉冲数及电机极数输入至变频器，然后启动变频器，使电机空载运转，Zui后这些数值通过自学习，自动地计算后写入到变频器的电机参数中。因此对于这些参数，没有必要去人工进行设置。VS-616G5通用型变频器设置如表2所示。

3 控制系统的软件设计
　　 硬件系统设计完成以后，为了实现优化控制，还需要用西门子STEP 7专业编程软件对双电梯联动控制程序进行设计。由于电梯控制系统实际上是一个人机交互式的控制系统，因此单纯采用顺序控制或逻辑控制是不能够满足要求的，而应该在设计中采用随机逻辑控制方式。同时，由于梯形图之间的相互关联性很强，程序设计比较复杂，因此在双电梯联动控制系统的软件部分时，主要采用模块化的编程思想来进行设计。
　　 根据电梯的运行规律,设置了有/无司机、检修、优先服务、消防等四种工作方式。其编制的程序主要遵循以下控制规律:
　　两台电梯都遵守集选规则，即将呼叫信号先进行登记，对与电梯运行同向的呼叫信号逐一应答，当同向指令和召唤应答完毕后电梯可以自动换向。
　　除此以外，电梯并联运行还遵循的相应的调度原则：正常情况下，当电梯使用以后，二号电梯作为忙梯会首先自动上升至第三层待命，一号电梯则作为基站电梯在第一层楼待命。当某层站有门厅呼叫信号时，则“忙梯”立即启动并定向运行去接该层站的乘客。
　　当两台电梯因轿厢内指令而到达基站后关门待命时，则应按照有效利用的原则，执行相互交替程序段。原先充当忙梯的电梯现在即作为基站电梯来使用，而原先作为基站电梯使用的电梯此时即成为忙梯。不论是一号电梯还是二号电梯均停留在Zui后停靠的层站待命。
　　当忙梯正在上行时，若其上方出现任何方向的门厅呼叫信号或是其下方出现向下的门厅呼叫信号，则均由忙梯在一周行程中去完成，而基站电梯不予应答运行。但是，若在忙梯的下方出现向上的门厅呼叫信号，则由基站电梯来应答信号而发车运行接客。
　　当忙梯正在下行时，若其下方出现任何方向的门厅呼叫信号，则均由忙梯在一周行程中去完成，而基站电梯不予应答运行。但是，若在忙梯的上方出现任何向上或是向下的门厅呼叫信号，则由基站电梯来应答信号而发车运行接客。
　　 当其中一台电梯由于故障而停止运行，另一台电梯则自动承担全部的运行任务，遵循单台电梯的运行规则。
　　无论是作为一号电梯还是二号电梯,由于轿内呼叫信号而使电梯定向的,电梯都必须启动运行。电梯停用以后，不论当前处在哪一层，都会自动下降至底层。
　　
　　4 结论
　　实践证明，PLC双电梯联动控制系统完全能够运用于两台电梯的联动控制，具有较好的兼容性，并且可以达到稳定可靠的性能。该系统很容易实现实现多台,具有广阔的应用前景。