西门子模块6ES7222-1HD22-0XA0安装调试

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立窑螺茨风机变频改造
      1．工况分析
      我们厂罗茨鼓风机有两台，一台电机的功率为215KW、额定电压380V、额定电流415A；另一台为132KW、额定电压380V、额定电流250A。立窑罗茨风机在设计时一般考虑到*大生产量时需要的风量，且留有一定的裕量，一般在20％左右，以延长风机及电机的使用寿命。又在生产工艺过程中的不同阶段立窑所需供风量也不同，因此在生产时就常会出现风量过大，风压过高。目前操作工人一般根据生产工艺的不同阶段来调节进风量，调节风量的措施是在风机出风管上开一放风的风门，调节放风风门的开度即可调节供风量的大小，这样大量的多余风量被排入大气中，造成能源的浪费，且在放风过程中，噪声很大。
 
       2． 解决方案
       针对以上的工况，我认为可以采用以下的改造方案：
     （1）将原拖动系改造为变频调速拖动系统，两套变频调速拖动系统选用的变频器分别为菱科LK600P系列风机专型，两套系统原理一样。变频改造后的供风系统是在保留原降压启动控制系统的基础上增加一套变频调速系统与原控制系统并联，形成的双回路控制系统。其特点是双控制回路互为备用可靠性高，设备检修时不用停机，**了生产的连续进行。关闭放风门，通过改变电机的转速来改变系统供风量，从而达到节能降耗的目的。 
      （2）为方便窑面操作人员控制风量，将变频器设置为端子控制，控制信号引至窑面，在窑面装一操作面板，通过操作面板便可控制风机的启停、调节供风量，操作人员根据煅烧工况，可随意调节风量大小。操作面板上安装有一转速表，可指示风机电机转速。
        3． 改造后用户受益
    （1）改善生产工艺。改造后可根据生产的不同阶段平滑地调节供风量，使保证了产品的质量。
    （2）改善生产环境。由于变频器可任意调节风机电机转速，因此可按所需风量准确调节风量，无须旁路放风，大大降低因排风引起的噪音，减少水泥粉尘污染。
   （3）减少设备维护工作量。由于变频器具有软起动功能，电机启动时，无大电流冲击，延长设备使用寿命，维护工作量大为减少。
  （4）节能降耗。改造后节电效显著，根据原设备及生产工艺状况，节电率可达15%-40%，一般6～12个月可收回全部投资，投资回收，综合效益可观。
     4． 螺茨风机变频器参数设定
 
采用菱科LK600P系列变频器
      三．立窑卸料系统变频改造
     1 ．工况分析
     为使水泥烧结过程"三平衡"（即加料、供风、卸料三平衡）机立窑生产者普遍选用滑差电机作为盘塔式卸料装置的动力。该电机在同等条件下运行较普通Y系统列电机多耗电20%而且调整特性软，带载能力差，在粉尘严重的水泥行业滑差头故障频频，维修困难，以多耗20%的电能，换来调整特性软，是很不合适的。目前该厂有卸料机2台，功率为22KW,转速1460转/r，额定电流为45A的滑差调速电机，实际运行的转速为400转/r，滑差调速电机属典型的通过转差率来调速的，随着转速的降低，转差率增大，由此引起的内转子转差功率增加部分，全部转变为热能损耗，系统效率显著下降。

  工业锅炉是生产过程中的重要动力设备。在石油化工领域，它的主要作用是向各生产装置提供所需要的合格蒸汽，其控制质量的优劣不仅关系到锅炉自身运行的效果，而且还将直接影响到相关装置生产过程的稳定性。
下面介绍某电厂锅炉控制系统改造项目。

一、主要功能描述
热电分厂3#、4#锅炉控制系统的操作站为两台INbbb工控机、bbbbbbS 2000操作系统，组态软件为INTOUCH8.0，下位机PLC是S7-300。
针对原系统不同程度存在的一些问题，提出了改造的要求，归纳起来主要有以下三个方面的内容：
1 .更新操作站，实现双机冗余操作，具有在线热备份功能，解决Y2K问题。
2 .软件设计，增加报表打印、班组核算、流量计算、报警参数查询等功能。在保持原操作画面风格的情况下，重组监控画面，方便参数修改。泰阳3.压力等采集点和控制点。根据锅炉运行状况，能够随时进行手动、自动、串级三种控制方式的无扰动切换。
两台操作站中，一台作为主机，另一台作从机。当系统首次启动时，只有主机与PLC建立通讯，从机只有与PLC间的物理通讯链路，但不与PLC通讯，从机通过主机读取PLC的数据，操作人员在从机上发出的控制命令也经主机下达给PLC。正常情况下，操作人员无论在哪个操作站上都能够正常操作，当从机发现主机出现故障时，便启动与PLC通讯的程序，由从机变成主机，同时发出系统报警，从而实现双机实时数据库的冗余热备用。

二、软件设计说明
操作站组态
（1）报表打印
利用组态软件中的“历史报表”工具，可以方便地实现报表打印功能。
在“数据表”上可以设定报表打印的时间范围、时间间隔和时间输出的格式；点名是DB中的变量参数名，填写时必须和DB数据库中的变量相对应；格式是用来定义报表中数据长度和小数的位数，如5.2为5位字符长，小数点后有2位小数。
（2）班组核算
班组核算制是目前国内各企业普遍采用的一种经济管理方式。它是把实际生产中的有关参数取出来，然后按企业确定的核算公式进行计算，从而得到本班组一定时间内的经济效益。随着计算机控制系统的普遍应用，管控一体化的要求也日益增加，用数采系统得到的生产数据直接参与核算，不仅了繁琐的人工计算过程和工作强度，而且极大地提高了管理水平。下面着重介绍在该系统中实现班组核算的一般方法。
班组核算是根据送出的蒸汽数量、消耗的煤、油、水等数量，经过核算公式计算，得出一段时间内的经济效益及各岗位的费用支出，然后根据用户的要求定时打印班组核算表，并利用数据库DB把相关参数保存起来。极大地方便了企业对生产的监督。
三、PLC控制算法设计
锅炉设备是一个复杂的控制对象，主要输入变量是负荷、锅炉给水、燃料量、减温水、送风和引风等；主要输出变量是汽包水位、蒸汽压力、炉膛负压、过剩空气等。因输入变量与输出变量相互关联，如果蒸汽负荷发生变化，必将会引起汽包水位、蒸汽压力和过热蒸汽温度的变化。所以说锅炉是一个多输入、多输出且相互关联的控制对象，本控制系统将其分为送风系统、炉膛负压系统、磨煤热风系统、汽包水位系统、汽包压力和主汽温度系统几部分。
以汽包水位系统为例，受控变量是汽包水位，操纵变量是给水流量。它主要考虑汽包内部的物料平衡，使给水量适应锅炉的蒸发量，维持汽包中水位在工艺允许范围之内，这是保证锅炉、汽轮机安全运行的必要条件之一，是锅炉正常运行的重要指标。
1. 汽包水位的动态特性
a.蒸汽负荷（蒸汽流量）对水位的影响，即干扰通道的动态特性。主要是在蒸汽量突然增加时，产生水位现象。
b.给水流量对水位的影响，即控制通道的动态特性。当给水时，给水温度和汽包内的水温相差很大，所以给水量增加后，使汽包中汽泡含量减少，导致水位下降
c.锅炉排污、吹灰等对水位也有影响。 
        2. 控制方法
基于汽包水位的特性，我们采用串级控制系统。因本系统受控对象有较大滞后，主控制器采用PID控制。
a.减少干扰对主回路的影响，可由副回路控制器予以校正。
b.由于副回路的存在减少了相位滞后，从而改善了主回路的响应速度。
c.对控制阀特性的变化具有较好的鲁棒性。
d.副回路可以按照主回路的需求对对象实施精确控制.
实际PLC的控制程序采用主副回路进行串级控制，即主回路的输出做为副回路的设定值，经副回路输出作用于被控对象。也可以不用副回路只用主回路形成单回路调解，或手动操作完成。
本系统共有6个PID回路，除了炉膛负压和磨煤热风外均为主、副串级控制，程序的控制算法也是一样的，只有每个程序中的变量不同，每部分程序主要由两个PID回路构成，第一个为主回路，第二个为副回路。
四、 系统运行情况
该系统自动化程度较高，大大降低了操作者劳动强度，降低了成本，经过近2年的运行，用户给予了很高评价，认为利用力控®开发的上位机监控程序功能完善，综合性强，人机界面友好，实用性好。

● 硬件采用德维森可靠，紧凑的 PPC11 控制系统以针对一些特殊用户，或高速，高档的PPC22控制系统。用户操作界面可根据不同的使用情况选用6寸单色液晶显示屏或大屏幕真彩色人机界面（可定制），中英文图形显示，操作直观方便。
● 硬件系统的模块化设计，可的要求方便的实现功能扩充。
● 功能完善的射胶及塑化控制，可选择实现射胶速度，保压，背压以及螺杆速度的自适应闭环控制。其中射胶和保压可以分十段控制，螺杆速度分五段控制。
● 射胶过程中，系统由速度控制切换到保压控制时采用TPU控制技术，使该切换过程响应时间仅为几百微秒，有效的避免了压力过冲现象，保证了压力的平滑过渡。
● 德维森独特的液力传动控制技术，用户仅需设定一些基本的运动参数， 系统自动计算出*佳的运动控制曲线，运动快速平稳，定位精度高，大大缩短了加工循环时间。
● 德维森智能PID温控技术，用户无需设定烦琐的温控参数，系统自动优 化整定，温控精度高，且温控区可以任意扩展。
● 专业的品质统计管理系统，自动监控生产过程中的各种重要数据，方便用户进行质量管理。
● 配合德维森强大的内嵌式网络功能，可将单机设备方便的连接到生产过程网络，进行生产过程控制。
● 完善的曲线辅助监控和分析功能，用户可以根据需要对所有的温度控制区进行实时曲线监控，也可以选择对射胶，螺杆转动，开锁模，单元等各加工过程进行速度/时间，压力/时间，速度/位置，压力/ 位置的过程监控。