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TrithorGmbH是一家位于德国Rheinbach的公司,它是高温超导(HTS)系统制造领域内的公司,它将其技术应用到新一代有色金属感应式加热器之中,缩短了加热时间,并且成倍提高了传统感应式加热器的效率。这些独特机械的关键要素是让加工件转动 – 哪家公司被选为技术合作伙伴?艾默生CT。
Trithor的HTS感应式加热器的功率型号可从0.25 MW一直到2MW,创新地将铝坯,紫铜坯和黄铜坯加热程序放在挤压、切割程序之前,从而让运行成本削减一半,因为这些材料几乎没有电损耗。
传统的交流感应式加热效率大约为45%,并且热量也会消耗在线圈与坯件上。Trithor的设计在两个方面有着自己的独到之处。电感线圈用的HTS材料制成,用小型机械固定式冷却器进行淬火到30°开氏温度(-250°C)后通直流电,几乎没有损耗。要进行电感加热时,坯件要在强力电磁场中旋转,转速由坯件的尺寸与材质决定。
旋转控制装置是两台132 kW Unidrive SP交流驱动装置,两头各有一台,驱动装置采用闭环控制并从1024ppr编码器处获得反馈信息。旋转动作会受到磁场所产生的反向力矩的限制,转速与扭矩都必须有**的同步化操作。这由安装在两个驱动装置中智能选配件中的软件来监控和控制。
Trithor的销售主管Jürgen Kellers博士说:“电机转速的同步是极为重要的,尤其是当坯件将要达到弹性状态时,
控制好转速就可以更好地控制坯件加热,并且随着部件深层加热技术的完善,我们可以获得径向温度更加均匀的加热效果。”接着他又说到:“还可以进行各种重复速度、时间与温度组合的准确设置,让用户控制生产不同质量的产品,这在以前是无法做到的。”
Trithor的HTS电感式加热器由于放弃了传统的加热模式,加热效率从45%提高到93%,例如,一台0.5MW铝电感加热器,每年就可节省180,000w电能,寿命长,保养维护工作少。同样地,工具更换也更快更安全。该机器可以配置双头加热舱以获得更大的生产率。
Unidrive SP交流变速驱动装置的功率可从0.75kW一直达到1.9 MW。UnidriveSP是世界先进的“方案平台”交流驱动装置,它可配置五种模式(开环与闭环、矢量、伺服与再生模式),可与大多数工业标准网络连接,可选配各种类型的交流电机(包括直线电机),并且接受14种位置反馈通讯协议。它可以用一系列选配模块对板载PLC进行扩容,在这个案例中,采用的是可编程模块。
“艾默生CT从一开始的研发阶段就参与其中,并且参与到许多项目之中。对于UnidriveSP驱动装置的灵活性与可编程能力,我们感到十分满意,这样的驱动装置适合于各种类型的电机,包括直接驱动应用中的异步直线电机,如我们先研制的Limodraw无接触拉管机。”
Trithor GmbH作为Zenergy Powerplc的子公司,研究高温超导材料技术,并在该领域获得了60多项专利。正在研发的产品包括用于再生能源的超导发电部件(让发电机更小)和用于电网的浪涌保护装置。工业分部正在研究用于金属加工行业的新式节能方案,可用于电感加热器与高力密度直线电机。HTS导线的电流密度是铜线的100倍,它将在许多领域发挥重要的节能作用,这样不仅可以降低能耗,可以减少CO2的排放。
蒸化机的作用是使色浆中的染料经汽蒸向纤维内部转移达到固色作用,它的效果直接影响到印花后的色泽和鲜艳度。
影响蒸化机效果的主要工艺参数是温度、湿度和蒸化时间,它们随着不同纤维、染料有一定的变化,蒸化工艺过程的织物成环是蒸化时间、质量、过程的安全可靠保证。
蒸化机一般采用可调的低张力喂布辊,大限度内保证了成环的整齐,具有可靠的织物布环输送装置;分离辊独立传动,从而满足出布功能,减少维修工作量。
欧姆龙整体解决方案及其优势:
在蒸化机控制系统中,我们采用了欧姆龙高性能小型PLCCP1H,通过4路模拟量输出模块连接同步控制器来控制欧姆龙3G3MV系列变频器。蒸化机烘房温度控制采用了欧姆龙公司的温控器E5EZ,通过CompoWay/F通信协议(速度112kbps)直接和CP1H的RS-485口通讯,PLC可以直接改变E5EZ的控制参数并实时监控。人机界面使用欧姆龙公司10.4”彩色触摸屏NT631C,进行参数和工作流程的监控。
PLC:CP1H
快速的处理器,执行基本指令只需0.1μs,特殊指令0.3μs以上
大支持320点开关量
XA型内藏4入2出模拟量功能,分辩率1/12000
标准搭载4轴高速计数器功能(单相100kHz/相位50kHz)和4轴100kHz高速脉冲输出
标准搭载USB并联端口
串行通讯端口可自由选择RS-232C、RS-485(2端口)
支持Hostbbbb、NTbbbb、Compobus/S、DeviceNet、Profibus-DP、Controllerbbbb、EtherNet、协议宏、Modbus-RTU等多种通讯方式及串行PLC连接功能(多9台)
支持CPM和CJ1系列PLC的扩展单元
丰富的指令用语,包括PID、浮点运算、三角函数等…
HMI:NT631C
采用32位RISC芯片,更加快速
用内存单元能实现在现场方便地传送画面
可更换背灯,实现了长寿命化
确保与IP65F相当的耐环境性
用多色显示图形,能更方便地观察几个数据
弹出窗口功能,有效利用画面
报警功能,即时掌握错误内容,改善机器运行状况
内存表数目是以前的2倍
标准配置有3种通信口,更容易使用
Inverter:3G3MV
矢量控制
支持RS-422/485通讯(MODBUS协议)
支持CompoBus/D(DeviceNet)现场总线
易操作(操作面板上提供频率给定旋钮)
提供PID调节和节能控制
多段速调节(大16种速度)
温控器:E5□Z
显示屏:双排四位彩色液晶显示。
控制用途:加热或者加热和冷却。
控制方法:ON/OFF或2自由度PID。
显示精度:±[0.5%PV或1°C大者>±1位。
控制输出:继电器输出、电压输出、电流输出、
报警输出:E5AZ/E5EZ:3点输出,可分别设定延时OFF。
传感器输入:热电偶、铂电阻、非接触式传感器信号输入、模拟信号输入
- 一直支持通过灵活的总线端子模块将相关的功能集成入自动化系统中。作为行业的PC 控制系统供应商,Beckhoff 采取下一个合乎逻辑的步骤,将安全 PLC 功能集成入 PC 中。此项新技术计划将于 2009年底推出。
TwinSAFE - 针对 Beckhoff 总线端子模块而创建的安全解决方案 -已在全球很多应用领域中得到应用。将 TwinSAFE 模块集成入电子端子模块紧凑的 12 mm外壳内,能够灵活集成并扩展安全功能,能够提供与标准安全系统完全不同的方案。
早在 20 世纪 80 年代,Beckhoff 就开始采用基于 PC 的技术开发控制系统。PC技术的快速发展和性能方面的巨大突破,直接根据设备控制性能加以调整,以提高设备效率。
通过在标准工控机上运行的安全PLC,标准逻辑器件的性能可用性现在也可提供用于安全逻辑器件。解决方案由集成在 TwinCAT系统中的软件构成。使用该软件可以安全处理安全功能。无需在 PC 内进行硬件扩展。这表示,每台 PC 都可被用作为一个安全PLC。
对于带安全 PLC 的工控机和分布式 TwinSAFE组件(安全输入/输出,安全相关的驱动,安全传感器)之间的通讯,使用的是 Safety over EtherCAT 协议。该协议在EtherCAT 技术组织(ETG)内部开放。由于它已经在先前的 TwinSAFE 组件中得到运用,可用一台高性能基于 PC的安全 PLC 对安全系统进行扩展,保持兼容性。
图片注释:
始终坚持使用基于 PC 的控制技术:集成有安全功能的 TwinCAT软件
1 引言
矿用隔爆兼本质安全型六回路电磁起动器简称矿用组合开关。矿用组合开关在含有爆炸性危险气体(甲烷)和煤尘的矿井环境,用于额定电压为1140V或660V供电线路的单台或多台(不超过六台)三相鼠笼式异步电动机起动停止进行控制和保护。矿用组合开关是性能可靠、抗干扰能力强、操作方便、人机界面良好的智能化矿用电机专用监控系统,矿用组合开关具有至少一组处于电源与负荷之间的主隔离开关组及一组辅助隔离开关组,每组主隔离开关组包括主隔离开关、真空接触器、漏电闭锁检测、电压互感器及电流互感器,辅助隔离开关组包括辅助隔离开关、电源变压器、滤波器、隔离变压器及电源模块,还具有数据处理模块、显示模块、控制模块及先导模块。智能矿用组合开关产品如图1所示。
2 系统解决方案
2.1 硬件配置
基于PLC系统的矿用组合开关控制系统硬件组成如表1所示。
表1 硬件组成
名称 | 厂家 | 型号 | 数量 |
PLC | 西门子 | S7-200 | 1 |
PLC | 台达 | DVP12SA11T | 1 |
人机 | 台达 | DOPA10THTD1 | 1 |
2.2 系统原理
(1)系统架构。系统由主辅两套PLC和台达触摸屏构成人机操作界面。台达10.4' 高亮度 TFTLCD触摸屏DOPA10THTD1的3组串行通讯端口,具有连接不同的通讯格式控制器能力,本案接入两台不同品牌的PLC,构成异构集成自动化系统,如图2所示。
(2)主控制器。组合开关保护与主控制系统采用德国西门子S7-200 系列PLC,实现系统监测监控,并完成漏电闭锁、过载、短路、断相、欠压和过压等保护功能,具有智能化程度高、性能稳定、动作可靠等优点。
(3)辅控制器。组合开关的防爆现场数据输入是本案采用双PLC架构的原因。由于防爆现场不允许安装非防爆电器,必须设计防爆人机单元。考虑智能组合开关的数据输入要求,选用4*4防爆矩阵键盘,如图3所示。
键盘的数据读入选用台达DVP12SA11T小型PLC,利用矩阵驱动原理的PLC键盘数据读入电路原理如图4所示。
2.3监控功能设计
(1)采用台达全中文液晶显示屏,配合台达小型PLC,实现对组合开关的工作状态、参数和故障类型显示和记忆,并可对具体参数进行修改调整,友好的用户界面,具有良好的人机对话功能,可大大提高判断故障和排除故障的效率。
(2)所有模拟信号全部处理为数字信号,具有抗干扰能力强、接线简捷、信息量大、控制可靠准确等特点。
(3)具有完备的自检、自诊断和故障模拟试验功能,可方便地检查保护和控制系统正常与否。
2.4 技术指标设计
该组合开关,充分考虑煤矿井下的工作环境,集机械制造、自动化、测控技术与仪器仪表、计算机应用科学技术等学科于一身,其主要技术指标如下:
(1)电压等级:1140/660V;频率为:50Hz
(2)总额定电流:800A、1200A,单台工作电流可达到400A
(3)电流整定范围:30-399A
(4)漏电闭锁保护:附加直流检测,1140V-40kΩ、660V-22kΩ。
(5)先导控制(本质安全控制):Igmax<10mA,Idmax<15mA。
(6)过载保护:反时限。
(7)短路保护:鉴幅式(7-10倍),机敏(3-5倍)。
(8)断相保护:负序检测,定时限;
(9)控制方式:单机单速、单机双速、双机双速、程序控制等多种控制方式。
四.传统组网方案和当前方案对比
方案比较 | 传统的组网方案 | 基于TCP/IP的组网方案 |
布线方式 | 布线繁琐,结构复杂 | 布线容易,结构简单,许多客房已经具备TCP/IP网络接口 |
传输稳定性 | 传输不稳定,容易产生485干扰 | 传输稳定 |
调试维护 | 调试维护复杂 | 调试维护简单 |
传输速度 | 传输速度慢 | 传输速度快 |
传输距离 | 大1200M | 不受限制 |
系统可扩容性 | 系统扩容比较麻烦 | 系统扩容比较简单 |
五东方数码产品C2000的性能特点
1. 功能:
C2000可以实现将串口数据传输直接转换成TCP/IP数据传输的功能,将采集设备从串口收到的数据打包后轻松放到网络上,再通过TCP/IP网络快速稳定的传送到控制台终端,传输性能快捷稳定,彻底摆脱串口对通信距离的限制。支持动态IP和静态IP,支持网关和代理服务器,参数可通过浏览器设置。
提供有四个232/485/422串口,八路DI,八路AI,六路DO和两个韦根接口.
2. 可靠性:
⑴东方数码产品C2000采用双看门狗电路设计,更安全的保障转换器的正常运行,使用起来更可靠;
⑵东方数码产品C2000的工耗小,如此低的功率使转换器运行时不会发热,从而使系统及周边设备不受任何影响,运行更稳定;
⑶东方数码主动向客户提供带自动收发功能的测试软件,并恳请用户将转换器通过电脑持续测试一段时间,承诺传输几十兆甚至几百兆数据不会发生数据丢失或错漏任何一个字节;
⑷东方数码对于产品C2000提供三个月免费换新,五年的质量保修服务。
3. 易用性:
⑴东方数码产品C2000具有虚拟串口驱动,用户的软件不必做任何修改就可以正常使用;
⑵东方数码对集成度要求较高的用户,提供通讯动态库和设置动态库,操作起来方法简单,使C2000更方便用户使用;
⑶东方数码还可以为用户提供多种开发工具下的程序源代码,从而更方便用户对产品的二次开发。