西门子模块6GK7243-1GX00-0XE0大量库存
引言
莱钢中型厂加热炉采用连铸坯，实现了坯料的热装、冷装及热缓冲工艺，其中热装比例达80%。加热炉采用步进式加热炉，加热能力130t/h，年设计加热量52万吨。使用燃料为高、焦炉混合煤气，分6段加热,加热到1250℃出炉。
2系统配置
(1) 系统硬件组成
系统由1台控制器和1台工作站构成。控制器采用日本东芝公司MCS1000系统，该控制器有控制回路32路，控制点数1200余点。工作站采用东芝FA3100工控机。该控制器可接4个操作员接口站，工作站通过光纤连接到控制器上。控制器通过以太网和网关连接到远程过程级计算机。该系统配置图如图1所示。
(2) 系统软件
控制器采用日本东芝基于分散控制系统DCS的集总式控制系统TOSDIC-CIE1000，它是一种开放性的可灵活改变规模的控制系统，采用ENGINGEERINGTOOL为控制软件。操作员接口站由OIS1000系统构成，采用INbbbLUTION公司生产的基于bbbbbbS操作系统的FIXDMACS5.65为监控软件。该监控系统具有人机交互、通讯、显示及存储、打印等功能，主要用于数据、图形显示，机组状态监控，机组数据输入，信息存储等各种有关操作的功能画面。操作的功能画面主要有两类，一是显示操作画面:本画面一方面显示数据，显示方式为数字、曲线、棒图、历史趋势等。另一方面，具有功能软开关、软按钮等供操作人员进行操作。二是工艺流程画面:显示设备的工艺布置、工艺流程及相应的检测数据。OIS1000标准屏幕管理流程如图2所示。
3 系统控制功能
3.1 炉温控制
加热炉被分成上下预热、上下加热、上下均热6个温度控制区。区温度由DCS中的单回路PID控制器控制。分为C(级联)、A(自动)和M(手动)3种控制方式。其中C方式为计算机即程序加热方式，由CPU即加热炉过程级控制。A方式中操作人员可从CRT设置SV(温度设定点变量)来自动烧钢。M方式从CRT操纵MV(操纵变量)来手
图1 硬件配置图
动拖动liuliang阀门的开口度以调节炉温。温度控制器输出通过比例控制结构级联以确定助燃空气liuliang控制器和燃气liuliang控制器的设定点。每个区都配备有一对热电偶，DCS会自动选择温度较高的热电偶或有源的热电偶。
为了防止上区和下区相互干扰，提供了主/从控制方式。上区温度控制优先于下区温度控制，下区的温度由上区按操作员设定的主/从比控制。主/从控制只有在选择“主/从控制”时才开始。
3.2 区助燃空气和燃气liuliang控制
燃烧控制由燃气liuliang控制和助燃空气liuliang控制组成。2个liuliang控制均由区温度控制器控制输出。燃气liuliang和助燃
图2 OIS1000标准屏幕管理流程
空气liuliang受“双交叉限幅燃烧”控制，即便在瞬间条件下也能使空气燃气比保持在一定的范围内。助燃空气liuliang借助测量孔板测量，通过差压变送器，并用助燃空气总管的温度和压力加以补偿。燃气liuliang借助liuliang孔板测量，通过差压变送器，用燃气总管的温度和压力补偿。空气/燃气比按依据烧嘴特性和燃烧负荷及燃气热量值的空/燃比曲线自动补偿。
双交叉限幅燃烧法通过根据炉温控制器的输出来控制燃气和空气liuliang比而具有使燃/空比保持在一适当范围的功能，而每个liuliang设定值都有依据实际liuliang确定的上下限。采用这种控制，能在任何瞬间以及稳定条件下高精度保持燃烧系统的多余空气liuliang。双交叉限幅控制原理如图3所示。
3.3 炉压前馈控制
炉压控制用来保持一个恒定的炉膛压力,由DCS中的PID控制器控制。炉压在均热区测量并借助于用汽缸致动的烟道闸板进行控制。为了在出料门开关期间炉压保持在一定的范围内，炉压控制器输出用前馈修正系数补偿。除了防止炉压随燃烧负荷改变而改变外，把总的燃烧气liuliang当作计算炉压控制器输出的前馈修正系数的基准值。前馈控制通过稀释闸板打开或助燃空气liuliang改变时进行补偿。补偿值由下面公式确定。
dD=[K1*(Dn-Dn-1)]闸板+[K1*(Dn-Dn-1)]空气liuliang
K1:常数 Dn:干扰量n Dn-1:干扰量n-1
当出料炉门被打开时,闸板锁定操纵控制变量MV被记忆(MV1),PID随即被锁定,MV2供给了闸板制动器,MV2用公式MV2=MV1-X%定义,X%从CRT上设定。当出料门关闭时。在T1(由软件定时器设定)时间到前，仍向闸板制动器提供MV1。
3.4 空气换热器上游侧废气温度控制
为了防止换热器温度超出预设定温度,通过向废气管道鼓入冷气体来控制空气换热器上游侧废气温度。上游侧废
图3 双交叉限幅控制原理图
气温度用一个热电偶来测量，其信号送往DCS中的PID控制器。控制器用一个信号控制位于稀释空气鼓风机入口的两只控制阀的位置。鼓风机起/停信号送至电气系统。
3.5 气体换热器下游侧废气温度控制
气体换热器下游侧废气温度控制通过控制助燃空气的空气换热器旁通liuliang保持在低温度上,以便在较低的温度下防止2台换热器受酸的腐蚀。控制器通过控制助燃空气进气管与助燃空气换热器出口管之间的调节阀(旁通阀)的位置来调节温度。
3.6 热空气泄露控制
为了使换热器温度保持在安全水平上并防止助燃空气温度过高,通过向大气泄放热空气来tigao通过换热器的空气liuliang。温度由位于助燃空气主总管的热电偶测量，其信号送往DCS中的一个温度PID控制器(TIC-3020)。要求有一个防止助燃空气鼓风机喘振的小liuliang。放泄liuliang由位于放泄阀管道上的孔板测量，其信号在经过压力和温度补偿后送往DCS中的liuliangPID控制器(FIC-3030)。TIC-3020与FIC-3030之间的高选信号将控制位于热空气排放系统中的放泄阀(TCV-3020)。在燃气总管的切断阀关断的情况下，TCV-3020由小于T1(助燃空气)和T2(气体换热器下游处的排气温度)的TIC-3020，FIC-3030及TIC-2081中的高选信号控制。TI，T2:由操作员预设定温度。
3.7 燃烧安全和切断系统
由于加热炉使用的气体为混合煤气，为了保证人和设备安全,燃烧控制在出现下列情况之一时要自动停炉或自动锁定。煤气切断后自动进行氮气吹扫。在操作台发出报警闪光和声响。
(1) 自动停炉的因素
a) 电源“故障”
b) 仪表压缩空气动力压力“低”
c) 助燃空气压力“低”
d) 气压力“低”
e) 冷却水压力“低”
f) 通过操作员“事故停炉”
(2) 其它报警信号
操作中出现下列报警时,下面的一些控制如燃烧控制,氮气压力控制,炉膛压力控制及换热器进口侧废气温度控制均继续。报警在屏幕上显示。
a) 氮气压力“低”
b) 助燃空气温度“高”
c) 空气换热器上游温度“高”
d) 冷却水温度“高”
e) 炉膛温度“高”
f) 气体换热器下游侧燃气温度“高”
该燃烧自动控制系统投入运行以来，性能可靠，运行稳定。加热炉燃烧平稳，炉温控制精度达1%，钢坯温度均匀稳定，钢坯黑印表面和中心温度≤30℃，氧化铁皮烧损≤1.1%,热耗以钢坯热上料产量130t/h时为例只有665kj/kg,基本杜绝了钢坯过烧发生粘钢和钢温过低造成轧机负荷过大等事故的发生，为后道轧制工序提供了合格的钢坯。
在环保事业飞速发展，地球上的可用水资源日趋减少的，人类对水资源的保护和合理利用已成了一个非常重要的课题。用controX(开物)2000通用监控软件做水处理工程，使得对水资源的合理利用和保护变得简单而自然。
整个工艺流程分为八个控制子系统：
1）加氯系统：分为原水加氯和滤后水加氯两部分，分别根据原水余氯，liuliang和滤后水余氯,对加氯机进行控制及调节
2）加药系统：根据原水浊度，liuliang和加药liuliang控制加药变频泵进行调节以达到合乎标准的参数
3）配药系统：把原液和水按照一定的程序配成一定比例的溶液
4）排泥系统：控制排泥机对沉淀池进行排泥
5）滤池系统：控制滤池反冲洗和滤池恒水位调节
6）回用水系统：控制回用水泵调节回用水液位，控制排泥机，刮泥机和污泥泵对回用水池进行排泥，刮泥
7）给水系统：控制给水变频泵调节出厂清水压力
8）污水系统：控制污水泵调节水位高低V
1、在各下位子系统节点上运行controX(开物)2000软件的运行版，控制系统硬件由各种单回路，多回路调节器，远程I/O，现场开关，指示灯等组成。上位监控站与下位操作站通过RS-485组成MODBUS。两台热备冗余监控站以EtherNet连成局域网，并接入管理中心网络，实现数据共享。监控平台具有WEB浏览功能，可通过IE浏览被监测对象。
2、可进行实时数据采集，实时工艺流程动画模拟监控、报警处理、报表处理、数据统计、事件纪录、在线故障诊断报警、登录优先级控制及与第三方软件通过DDE、ODBC、SQL、OPC等进行动态数据连接和数据交换等大量工作。
3、可进行现场控制，数据采集，PID回路调节，可对每台现场设备进行手动/遥控方式切换，以备中央控制系统及设备故障，维修时进行人工干预与调试。
★网络传输正常时，系统告警响应时间，数据响应时间，命令执行时间不超过1秒。
★故障报警准确率为
★整个系统全网系统时钟保持同步，时钟误差小于0.5秒
★所有监测采集原始数据存储时间不小于3个月，告警数据存储时间不小于1年
★网络系统采用客户机/服务器结构
★所有系统用户根据权限可以共享信息：监测数据，统计数据，图文
★系统平均故障时间MTBF>100000小时
★系统具有自诊断功能，对数据紊乱，通信干扰等可自动恢复，对通信中断,软硬件故障等能及时诊断并告警。
★系统采用双冗余结构，在发生故障时可自行切换。系统自身故障不会影响被监测系统和设备的正常运行
★系统具有内部安全管理机制，能防止非法用户的访问。
★在系统断电，复电后可自启动运行。
★上位监控平台具有强大的开放性和容错能力，软件系统在运行时可提供详细的在线帮助。开物软件采用分布式的模块化结构，对将来系统的扩容和升级没有任何困难可言。
一．变频器使用的目的：
对制冷机内的压缩机采用变频控制（压缩机能力可变控制），可以使制冷机对于冷冻负载的变动始终以接近设计条件的高效率进行运行。这就是将变频器应用于冷冻压缩机的主要目的。变频器控制制冷机的主要优点如下
1）节能相应于冷却负载的变化改变压缩机转速，使其始终运行在佳点。从而减少所需动力。
2）恒温采用连续的容量控制可使冷藏品温度变化很小。对于临时的冷却负载增加，也可以依靠迦速来减小冷藏品的温度变化。
3）冷冻能力的改善密闭式电机直接连接的压缩机在50hz地区的能力只有60hz地区的80%，而变频器控制则可以做到与电源频率无关，始终保持一定的能力。
二．设备组成
图1是变频器控制黄河啤酒厂1号制冷机的例子。在该例中，变频器选用艾默生型号为TD2000-4T2000G的00KW变频器，制冷机为大连冷冻机厂生产，电机功率为190KW。PID调节是由变频器自带的内置PID调节器完成的。在根据负载变化控制制冷机转速的方法中，我们的目的是想控制制冷机吸入口的温度，由于现场温度的采样比较困难，而吸入口的温度与压力又有着一定的对应关系，且在现场管道上安装压力变送器更容些，在本系统中，我们采用压力传感器检测压缩机的吸入压，只要变频器控制该压力维持恒定不变，则吸入口的温度也维持恒定不变。考虑到制冷机工作时的安全要求，我们将该制冷机原有的温度保护、油压保护等通过中继接入变频器，保证有温度保护或油压保护动作时，变频器能立即自动停机，防止机械设备的损坏。该制冷机原为两地控制，采用变频后我们仍保持原有的两地控制，这样，对操作人员来说，更易于操作。
三．运行模式
制冷机基本上是恒转矩特性，只要使变频器输出电压与频率成比例就行了。制冷机结合实际机的使用范围广，一般都与电机的设计条件不完全一致。在运行条件上电压也需要改变，终仍需要实验确定佳/F模式。为了改善加速时的效率可以改用变频器专用电机，但作为变频器故障时的备用，变频专用电机很难直接用工频电源进行运行。改用变频电机的费用会大幅增加，我们仍采用原有的电机及机械设备，只是将原有的自耦降压启动改为由变频器控制的压力闭环系统。
在闭环系统的构成中，艾默生变频器可定义两种典型的输入输出特性，即正作用和反作用，这两种特性可灵活应用在不同反馈特性的控制系统中。在本系统中，采用反作用特性，反馈增益极性为负极性。也即当吸入口压力增大时，变频器的输出频率也随之增大，当吸入口压力减小时，输出频率也随之减小。
为了防止变频器输出频率低时，制冷机散热差及总体效率的降低，在变频器上设定低运行频率为30Hz。
四．节能效果
压缩机负载基本上是恒转矩负载，对恒转矩负载，电机的输出功率P的一般表达式为
P∝T*N
表达式中，T：负载转矩N：电机转速
这就是说，是恒转矩负载，采用变频器等使电机速度下降，电机的输出功率将减小。变频器输入功率
PIN可用下式表示：
PIN=P/（ηINV*ηm）
表达式中，PIN：变频器输入功率ηINV：变频器效率ηm：电机的效率
由上式，假设总效率（ηINV*ηm）对于电机的转速为一定。则显然电机转速下降将引起电机输出功率P减小
，与其成比例的变频器输入功率PIN也减小，即消耗电能降低。如图2所示，为使电机转速下降而使变频器输出频率降低，则总效率也降低。但因频率降低的幅度大于总效率降低的幅度，与原先的控制方式相比，仍有显著的节能效果。电磁调速电机、鼠笼电机的定子电压控制等从前的调速电机，转速下降时，总效率将大幅度降低，基本上得不到低速时的节能效果。采用变频器取代这些从前的调速方式，可以充分的节能。
变频器方式由于除电力变换损耗外还有约5%的损耗，这个损耗基本与变频器功率无关，电机功率越大，这个损耗所点的比例也越小，节能效果越显著。变频器方式具有耐夏季短时高峰负载（依靠增速）和精细温度控制等优点。
五．注意事项
以下叙述采用变频器控制冷冻机时主要应注意的问题。
1）往复式压缩机在额定转速以下减速时，活塞环等的油膜厚度减小，可能造成汽缸等部件的异常磨损。特别是对于离心供油、溅喷式供油方式，减速会引起供油量极端减少，更应注意润滑。
2）在5-10HP级的半密闭型压缩机的场合，由于上述润滑问题以及低负载时的电机效率、绕组温度上升、防震装置的谐振频率等问题，限制了其低频率约为30HZ。
3）在往复式的场合，考虑到振动、噪音、阀门耐久性等问题，高频率的实际上限为额定频率的。
4）使用氟利昂系列制冷闪电战的冷冻装置在容量控制运行时，将面临蒸发器的油回归问题。一般在容量控制运行中，有必要定期进行回油运行。