武鋼硅鋼廠是武忠幻灼吖こ討?，鬼t殖Э昭夠臼?0年代國內首家從日本引進的具有當時世界先進水平的大型空壓設備，它采用活塞式空壓機進行空氣壓縮，其制造工藝極其復雜，設備非常昂貴，同時它為全廠提供壓縮空氣，其地位又非常重要。但經過多年的長期運行，電氣設備老化嚴重，各種能耗非常之大，工作條件極其惡劣，繼電器損壞較多且無備品，空壓機頻繁起停，嚴重影響空壓機的使用壽命。因此在1996年5月利用中修(12d)時間，對原系統(tǒng)進行了改造，采用當今計算機控制技術和變頻技術，引入PLC閉環(huán)控制和變頻控制，提高了控制系統(tǒng)精度，并使該空壓機站的控制系統(tǒng)達到先進水平。 1　控制系統(tǒng)方案的確定及配置 1.1　方案的確定 　　(1)原空壓機站存在的問題 　　.原系統(tǒng)采用開環(huán)控制，不能保證控制精度。 　　.當輸出壓力大于0.7MPa時，自動打開泄載閥，使異步電動機空轉，嚴重浪費能源。 　　.繼電器損壞較多且無備品，嚴重威脅生產。 　　.輸出壓力的調節(jié)是靠人為調節(jié)開度的大小來實現(xiàn)的，勞動強度大，調節(jié)速度慢，波動大，不穩(wěn)定，精度低。 　　.異步電動機易頻繁起動、停止，影響電機的使用壽命。工作條件惡劣，噪聲大。 　　(2)工藝提出的新要求 　　.空壓機出口壓力必須控制在±0.05MPa內。 　　.在輸出壓力大于0.7MPa時，自動關閉泄荷閥。 　　.為了使新老系統(tǒng)雙重化運行，在設計時要考慮新老系統(tǒng)的切換控制。 　　.增加油壓、水位、空氣壓力的綜合報警功能。 　　(3)現(xiàn)場的實際工作情況和全廠備品備件的統(tǒng)一考慮。 　　(4)確定方案 　　由于硅鋼廠空壓機站改造是國內首次在這個領域的改造，無借鑒經驗可循，如何滿足特殊的硅鋼工藝要求及解決現(xiàn)存問題是這次改造的關鍵。我們提出改造方案為電氣控制部分和壓力閉環(huán)均采用PLC控制，電機采用變頻器控制。這套方案不僅用PLC取代繼電器，提高控制系統(tǒng)可靠性，而且壓力閉環(huán)的引入，也提高控制系統(tǒng)的控制精度；電機用變頻器控制，延長了電機的使用壽命，還降低了能耗，因此實現(xiàn)了低投資高產出的目標。 1.2　系統(tǒng)配置 　　改造后系統(tǒng)由FRN132P7-4變頻器、1151GP型壓力變送器、MODICON984-120PLC組成，如圖1所示。 600)this.width=600" 2　空壓機站變頻系統(tǒng)的工作原理及特點 2.1　磁通控制式正弦波PWM控制的逆變器工作原理 　　磁通控制式正弦波PWM逆變器的結構與GTR-SPWM逆變器的結構完全相震動給料器同，不同的是GTR導通和截止的工作模式不同。 　　在實際工作中，為了不使一橋臂的上下管同時導通而發(fā)生逆變器的短路，需要設置延時電路。然而延時時間的存在，給逆變器帶來新的問題，使逆變器產生誤差電壓。這種誤差電壓特別是在低速運行或切換頻率較高時，對逆變器影響更大，致使導步電動機在低速時存在轉矩脈動，旋轉不均勻，甚至在某些特定頻率區(qū)域引起電流的不穩(wěn)定，造成系統(tǒng)振蕩。為此，采用磁通控制式正弦波PWM控制方式。它不是按照調制正弦波和載波的交點來控制GTR的開通和關斷，而是始終使異步電動機的磁通接近正弦波，旋轉磁場的軌跡是圓形來決定GTR的導通規(guī)律，從而可以補償誤差電壓造成的影響，在很低的頻率下，保證異步電動機在低速時旋轉均勻，從而擴大了變頻調速系統(tǒng)的調速范圍，抑制了異步電動機的振動和噪聲。圓形旋轉磁場的實現(xiàn)，是通過檢測磁通，控制環(huán)節(jié)隨時判斷實際磁通超過誤差范圍與否，來改變GTR的工作模式，從而保證旋轉磁場的軌跡呈圓形。 2.2　FRN132P7-4富士變頻器的組成及其特點 　　富士變頻器主要由以下幾個部分組成：主電路、保護電路、計算機數(shù)字控制電路、數(shù)字顯示和故障診斷電路、數(shù)字與模擬輸入、輸出電路等組成。它的特點是：轉矩脈動??；電磁噪音低；具有數(shù)字顯示和故障診斷。 3　控制系統(tǒng)軟件的實現(xiàn) 　　控制程序框圖如圖2所示?？諌簷C站控制系統(tǒng)分為手動和自動兩種工作方式。當系統(tǒng)準備條件就緒時(無故障、冷卻水壓力＞0.2MPa，卸荷閥關閉、潤滑油壓力＞0.15MPa)，即可啟動運行。在運行過程中，輸出的空氣壓力控制在0.6～0.7MPa范圍內。若輸出的空氣壓力大于0.7MPa時，計算機發(fā)出報警且自動關閉卸荷閥，使空氣壓力下降，當空氣壓力下降到0.6MPa時，系統(tǒng)就自動啟動升壓；若輸出的空氣壓力低于0.6MPa且頻率小于等于23Hz時，系統(tǒng)故障停車并切換到老系統(tǒng)工作。 600)this.width=600" 　　空壓機站控制系統(tǒng)的閉環(huán)是利用軟件中的PID2功能塊來實現(xiàn)。定義PID2中的一個期望的控制點，稱為設定點(SP)，相對于SP而得到的測量值稱為過程變量(PV)。SP與PV的差值即偏差(E)。它將偏差(E)饋送到控制算法中就產生操作變量(MV)，來調整被控過程使PV＝SP，使偏差(E)＝0。在現(xiàn)場的實際調試過程中，筆者是通過現(xiàn)場一次壓力儀表(0～10V)采集現(xiàn)場的壓力。將壓力信號再送到PLC的模擬量輸入模塊30001的點上，通過一個減法器，使30001上的內容送入寄存器40113，再通過PID2功能塊與寄存器40101的設定值進行比較給煤機，進行PI運算，使偏差(E)＝0。寄存器40102再通過一個減法器將信號送到寄存器40500，由寄存器4雙層振動篩0500輸出0～10V的電錳鋼雙輥破碎機壓，控制變頻器的GXS型高效細粒原煤分級篩正常工作。

 篩分給料機四輥破碎機破碎機生產線不銹鋼輸送機TD、D型斗式提升輸送機;