IC697BEM711

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3.3 远程监控 控制系统通过电话线或宽带网，与专家系统连接，对系统进行运行监控、参数修改、数据采集等，使系统不断完善和软件版本升级，让用户得到的服务。远程监控的目的是用户可以通过PSTN（公共交换传输网）对冷冻站进行异地远程监控。同时也可以实现远程调试、远程适时监控和在线维护等，从而大大减轻工程人员的工作强度，降低工程成本. 3.4 系统扩展控制 控制系统设计界面友好，PLC和触摸屏均可扩展，内容可扩展、参数也可修改，通过485通讯接口或通信协议实现BAS与冰储冷自控系统一体化，节约投资、方便管理。系统集中控制，减少了动力柜占地面积，又使动力柜型号统一、式样相同、大小一致。系统扩展控制如下： a） 污水泵自动控制； b） 风、排风控制；c） 活水泵稳压控制；d） 防水泵定时运行、检测、报警； e） 淋水泵稳压控制； f） 筑物夜间轮廓照明自动控制；g） 低配计量、开关状态检测、报警。 4 结语 通过PLC在冰蓄冷空调系统的推广运用，验证了PLC系统的可靠性特点，保证了系统的运行和有效节能，同时也为楼宇设备控制系统的控制器选型提供了新的思路。相信在不久的将来，越来越多的PLC系统在冰蓄冷空调系统的运用中日趋成熟，在楼宇设备控制系统中也将会大显身手。PLC应用于华北油田联合站锅炉自动控制系统上运行稳定,取得了令人满意的效果。成功的实现了甲方的要求,并且非常顺利的实现了本公司的技术构想。 　　一、工程简介： 　　1、 项目情况： 　　甲方：华北油田联合站的锅炉房原有自动控制系统发生故障，全部瘫痪。 　　乙方：华北油田鑫科自控有限公司，负责恢复甲方锅炉房自动控制系统。 　　要求：可以更换原有控制器，但功能上实现或优于原有控制系统全部功能。实现该项目中测点监测、调节功能及自动控制。 　　2、工程目的：实现甲方的工程要求。同时测评型PLC 的性能与其他公司的PLC 相比，优缺点、以及稳定性。为下一步大量使用PLC作为辅助系统工程时提供实际经验。 　　 　　3、设计依据：本项目自控设计根据用户提供设计思路、资料，设计。 　　4、系统功能：系统可满足生产监视、工程控制、操作画面、参数报警、数据记录等功能要求。 　　5、系统要求： 　　1、可以实时监视各模拟参数，包括：各温度显示、频率显示。 　　2、可以控制各电机、阀门启停。 　　3、可以根据气温变化调节参考温度。 　　4、自动状态下，可以定时启停电机、阀门。 　　5、一次泵，一台发生故障，可以自动启动另一台。 　　6、可以进行数据记录，以后查阅。 　　7、对故障报警，进行单独记录，以后查阅。 　　8、能够实现手动、自动对变频泵的频率控制。 　　9、两台蓄热泵，每台泵工作一天，休息一天。如果，正在使用的蓄热泵发生故障，自动启动另一台泵。 　　6、系统配置： 　　 　　 　　二、使用体会： 　　通过实际使用的型PLC，对的产品有了更深刻的体会， 　　型PLC在众多性能上优于其他我公司以前使用过的PLC 。 　　 　　1、模拟量信号采集，明显优于其他PLC。 　　（1）以前，用其他厂家PLC 采集信号之后，数据进入PLC主机，要经过多步换算，才可以得到要使用的数据。的PLC 设计理念，明显优于其他厂家。各个AD模块的各个AD通道采集的信号，在AD模块自行运算之后，再把数据传送到PLC主机内。这样不但操作方便，而且速度明显快于其它产品。 　　（2）以前，使用其他厂家PLC时，我经常造成模拟量模块浪费。因为：模拟量模块可以接受多种信号（如：4～20MA、0～5V、0～10V）。切换这几种信号，要通过模拟量模块上的拨码开关设置。这种设置方式，只能对整个模块进行设置。无法对模块上的某个通道进行单独控制。有时，实际工程中有几个模拟量都是4～20MA的，偏偏有一个信号是0～10V的，这样就得白白加一个模块。的 4AD模块，可以单独设置模块中的每一个通道。这样模拟量配置灵活，十分方便，降低成本。 　　2、可在线修改逻辑功能，大大方便了实际生产的调试应用需要。修改调试时不影响生产的正常运行以前，在实际工程中，经常出现一些小的数据、小的设置需要修改。为更改这些小地方，停产不好，不停产又不行，真是很麻烦。公司的完全避免了这些问题, 使用起来确实非常方便。 　　3、模拟数字的内部运算，明显快于其他PLC 　　在本次工程中，应用了大量的模拟量运算，速度明显优于以前我使用过的其他公司的PLC。 　　4、通讯口设计较为方便。 　　通讯口1，可以直接连接 RS232 和RS485大大方便了我公司使用。使用起来感觉很方便。另外，通讯口的设置也很简洁明了。根本不用专门去学习。 　　5、运行、监视、停止转换开关，设计方便。比其他PLC 更加方便监视PLC内部运行状态。 　　6、点数多，扩展性很好。能够支持512点的I/O点，特殊模块可以加到8个。比我以前使用的PLC，无论是I/O点，还是模拟量都要多。为我公司明年较大工程的实施提供了的选择余地。 　　7、编程软件较为方便、小巧、功能。使用、携带很方便。通过使用，我觉得很好用。 　　8、PID功能设置的确方便，很容易操作。上位机也很容易直接更改PID的参数值。不象我以前使用的PLC，PID里的P、I值上位机很难直接更改。在系统调试的时候，很麻烦。在PID功能设计的理念上优于其他PLC。（一）基频以下、频率协调控制时的机械特性 　　由式（2-3）的机械特性方程式可以看出，对于同一组转矩Te和转速n（或转差率s）的要求，电压U1和频率ω1可以有多种配合。在U1和ω1的不同配合下机械特性也是不一样的，因此，可以有不同方式的电压、频率协调控制。 　　 （1）恒压频比控制（U1/ω1=c） 　　为了近似地保持气隙磁通фm不变，以便充分利用电机铁心，发挥电机产生转矩的能力，在基频以下须采用恒压频比控制。这时，同步转速自然要随频率变化。 　　 式中n0—同步转速（r/min） 　　 　　因此，带负载时的转速降落?n为 　　 　　 式中?n—转速降落（r/min） 　　 　　在式（2-3）所表示的机械特性的近似直线段上，可以导出 　　 　　 由此可见，当U1/ω1为恒值时，对于同一转矩Te，sω1是基本不变的，因而?n也是基本不变的。这就是说，在恒压频比条件下改变频率时，机械特性基本上是平行下移的，如图2-4所示。它们和他励直流电机变压调速时特性的变化情况相似，所不同的是，当转矩增大到大值以后，转速再降低，特性就折回来了。而且频率低时大转矩越小。 　　U1 /ω1 =c，大转矩随角频率ω1的变化关系为 　　 　　 (2-6) 　　图2-4 恒压频比控制时变频调速的机械特性 　　 　　可见Temax是随着ω1的降低而减小的。频率很低时，Temax太小，将限制调速系统的带载能力。采用定子压降补偿，适当地提高电压U1可以增强带载能力。 　　 （2）恒Eg/ω1控制 　　图2-5给出了异步电机的稳态等效电路，图中几处感应电动势的意义如下： 　　Eg—气隙磁通在定子每相绕组中的感应电动势； 　　Es—定子全磁通的感应电动势； 　　Er—转子全磁通的感应电动势（折合到定子边）。 　　 　　图2-5 异步电机稳态等效电路和感应电动势 　　 　　如果在电压、频率协调控制中，恰当地提高电压U1的份量，使它在克服定子阻抗压降以后，能维持Eg/ω1为恒值（基频以下），则由式（2-2）可知，无论频率高低，每极磁通фm均为常值，由图2-5可以得到 　　 　　 　　将它代入电磁转矩基本关系式，得 　　 　　 (2-7) 　　这就是恒Eg/ω1时的机械特性方程式 　　利用与前相似的分析方法，当s很小时，可忽略式（2-7）分母中含s2项，则有 　　 （2-8） 　　这表明机械特性的这一段近似为一条直线。当s接近1时，可忽略式（2-7）分母中的R2’2项，则有 　　 　　（2-9） 　　对比式（2-3）和式（2-7）可以看出，恒Eg/ω1，特性分母中含s的参数要小于恒U1/ω1特性中的同类项，也就是说，s值要更大一些才能使该项占有显著的份量，从而不能被忽略，因此恒Eg/ω1特性的线形段范围更宽。图2-6给出了不同控制方式的机械特性。 　　将式（2-7）对s求导，并令dTe/ds=0，可得Eg/ω1，控制特性在大转矩时的转差率 　　 　　（2-10） 　　和大转矩 　2-6 不同电压、频率协调控制方式时的机械特性 　　Ⅰ-恒控制U1/ω1控制 Ⅱ-恒控制Eg/ω1控制 Ⅲ-恒控制Er/ω1控制 　　可见，当Eg/ω1为恒值时，Temax恒定不变。可见恒Eg/ω1控制的稳态性能是优于恒U1/ω1控制的，它正是恒U1/ω1控制的，它正是恒U1/ω1控制中补偿定子压降所追求的目标。 　　 （3）恒控制Er/ω1控制 　　如果把电压、频率协调控制中的电压U1进一步再提高一些，把转子漏抗上的压降也抵消掉，便得到Er/ω1控制，由图2-5可得到 　　 　　（2-11） 　　代人电磁转矩基本关系式，得 　　由于分母中没有s, 这时的机械特性Te=f（s）完全是一条直线，如图2-6所示，显然，恒Er/ω1控制的稳态性能好，可以获得和直流电机一样的线性机械特性。这正是交流变频调速所要求得性能。按照式（2-2）电动势和磁通得关系，可以看出，当频率恒定时，电动势与磁通成正比。气隙磁通的感应电动势Eg对应于气隙磁通幅值фm，那么，转子全磁通的感应电动势Er就应该对应于转子全磁通幅值фm 　　 Er=4.44f1N1фrm （2-12） 　　由此可见，只要能够按照转子全磁通幅值фm=恒值进行控制，就可获得恒Er/ω1控制。这正是矢量控制系统的目标。 　　 （二）基频以上变频调速时的机械特性 　　（2-13） 　　在基频f1N以上变频调速时，由于电压U1=U1N不变，式（2-3）的机械特性方程式可写成 　　 　　 　　大转矩表达式为 　　（2-14） 　　同步转速仍为 ，由此可见，当角频率ω1提高时，同步转速随之提高， 　　大转矩减小，机械特性上移，如图2-7所示。由于频率提高而电压不变，气隙磁通必然减小，导致转矩的减小，但转速升高了，可以认为输出功率基本不变。所以，基频以上变频调速属于弱磁恒功率调速。 图2-7 基频以上变频调速的机械特性 　　 　　2.2 矢量控制的基本思想 　　交流电动机矢量控制原理是1971年由F.Blaschke提出的，其基本思想是设法模拟直流电动机的控制特点来进行交流电动机的控制，使之能够象直流电机调速系统一样具有良好的动、静态性能。直流电机调速性能好的根本原因是由于其磁通和转矩能很容易通过调节励磁电流和电枢电流分别得到控制。以他励直流电动机为例，其电磁转矩表达式如下式所示： 　　 Te=CmФIa （2-15） 　　式中Te为电磁转矩；Cm为转矩系数；Ф为磁通； 　　Ia为电枢电流。由于电枢电流Ia所产生的电枢磁 　　通和励磁磁通Ф是相互垂直的，如图2-8所示， 　　再加上的补偿以后，电枢反应对主磁场祛磁 　　的实际影响是很小的。因此，可以认为，Ф和Ia 　　是互不相关的独立变量，磁通Ф只与励磁电流If 　　有关。如果保持If不变，即Ф不变，则Te与Ia 　　成正比，调节和控制电枢电流Ia也就直接调节和 　　控制了电磁转矩Te，从而使转矩控制具有良好的 　　动态性能。 图2-8 直流电机磁势图 　　异步电动机与直流电机不同，异步电动机的电磁转矩表达式如下式所示： 　　 Te=CmФIrcosφr （2-16） 　　式中Ф为气隙磁通，Ir为转子电流；φr为转子电流Ir滞后转子电势的电角度； 　　Cm为异步感应电动机转矩系数。由于转子阻抗角 ，异步电动机的转 　　矩不仅与转子电流Ir和气隙磁通Ф有关，而且与转速（转差率s）有关，Ir和Ф两个量既不成直角，又不是两个独立变量，因此不能以简单的方法进行磁通和转矩的单独控制，因此，要在动态中准确地控制转矩显然比较困难。要解决这个问题，一种办法是从根本上上改造交流电机，改变其产生转矩的规律，迄今为止，在这方面的研究成效尚少。另一种办法是在普通的三相交流电动机上设法模拟直流电机控制转矩的规律，通过电机统一理论和坐标变换理论，把交流电动机的定子电流分解成磁场定向坐标的磁场电流分量和与之相垂直的坐标转矩电流分量，把固定坐标系变换为旋转坐标系解耦后，交流量的控制变为直流量的控制便等同于直流电动机。

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