徐州西门子S7-300代理商

前言：

　　　包钢带钢厂璇流井水系统是为轧线供生产用水，整个水系统是循环运行的。为保证璇流井内水位保证基本平衡，通过5#泵（110KW）将水池内循环水再抽到外面，防止水溢出。由于原有系统采用软启动启动，不能调节转速，水位的控制依靠人为值守，来通过开阀和关阀来控制。否则在低液位会造成水泵抽真空而损伤泵体（气蚀）；高液位则会淹没水泵房造成停电事故。为此，我们设计变频恒液位控制系统，液位检测采用超声波液位器（百特公司），通过变频器内部PID构成液位闭环，实现液位的自动恒定控制。

1、变频恒液位控制系统构成
    系统水泵电机为110KW，四级，转速1480r/min。设计采用EV2000-4T1100P系列通用变频器作为水泵电机控制核心。液位检测采用百特工控公司生产FBSON-Y-05-N系列超声波物位检测仪，供电电源为AC220V，一体式安装。量程大可达到5米，实际检测水位高1.85米。系统原理图附图一至三。
   

　　　采用一台EC20-1006BRA作简单的继电连锁，除了和旧系统进行连锁（互锁），还有变频器的简单启动和停止及报警。本系统还另外装有一台EC20-1006BRA，通过串口与一台数传电台相通讯（MODBUS）,来实现和另外一个水泵房（净环泵房）实现连锁。当璇流井有高液位报警时，通过PLC及数传电台传送到净环泵房，由操作人员确定水泵的启动和停止（由于二者距离太远，且不适合电缆敷设，所以采用无线数传的方式）。 其中璇流井内PLC设置为主站，净环内PLC为从站。数传电台采用深圳科立讯生产的PT6080无线数传电台是利用先进的单片机技术,无线射频技术,数字处理技术设计的功率较大,体积较小的模块式半双工数传电台,采用SMT新工艺,选用高质量的元器件。抗干扰能力强，精致坚固，结构紧凑，安装方便。数话兼容，数传可优先。RS232、RS485及TTL多种接口可供选择，适应面宽。参见下面原理图：

2、变频恒液位控制参数及工作原理：

2.1 EV2000 通用技术规格： 
    

2.2为实现璇流井内恒液位控制，我们采用给定电位计作为液位给定，反馈采用超声波液位仪（变送输出4-20MA）。通过变频器内部的PID调节器做压力闭环调节。变频器参数设置如下：
FP.01=0      参数写保护选择，全部参数允许改写
F0.00=3      给定为VCI模拟给定
F0.03=1      端子运行
F0.04=0      转向为正向
F0.08=1      负载为风机类
F0.10=15     加速时间
F0.11=15     减速时间
F0.14=1      V/F曲线设定（2次幂，泵类负载特性）
F5.00=1      闭环运行有效
F5.01=1      给定为VCI
F5.02=1      反馈为CCI（注意要做调线改动）,超声波输出 
F5.09=20     小给定量对应反馈（4mA ,相对于20mA为20%）
F5.12=0.10   比例增益
F5.13=0.05   积分时间
FH.00=4      四极电机
FH.01=110    功率110KW
变频器内部PID控制框图：

2.3超声波参数设置
a、测量模式选择：距离测量

b、测量范围：0-185cm
c、响应速度选择：慢速
d、安全物位：保持
超声波工作电压220VAC，输出信号为4-20MA 
为可靠检测液位，使用超声波变送器必须使其响应速度较慢。这是因为过快的响应速度，会造成外界干扰信号的扰动，使液位信号变化太快，影响了正常的设备运行。降低速度，可以使信号综合平均后输出实际稳定电流信号。
3、实际运行效果
   经过现场一段时间的运行，变频恒液位运行效果非常好。当用电位计设定一个液位高度后，变频器以恒液位控制方式运行。当液位设定为70cm，实际检测璇流井内的液位基本在60-80cm之间恒定。当液位低于70cm，变频器频率降低，直到后停止在低运行频率（20HZ）。这是因为如果变频器运行频率过低，水泵的扬程不够，电机功率白白损耗掉，不利于节能运行。设置低运行频率，能够使水泵扬程达到要求（璇流井内循环水不会造成在低的运行功率下导致液位过低而水泵抽真空）。变频器的频率一般在生产的时候达到35-45HZ左右，这样的节能率是非常高的（40%左右），而且恒液位控制大大的降低了操作人员的劳动强度。当由于某种原因造成液位过高时，通过EC20 PLC和数传电台还可以为上级泵站提供信号，实现泵站水系统的连锁控制，保证了正常的生产供水要求，同时也大大地节约了电能（35%以上），为包钢节能降耗工程作了一个工程。

1.引言

　　电视节目制作特别是演播室的大型综合节目的制作，是一个复杂的技术工艺，包含了：编剧、导演、演员、音频、视频、舞美、灯光、道具等一系列，需要公司来精心设计建设。在现行的建筑设计中，电视演播厅的设计建设一般是分普通民用建筑设计施工（包括土建、通风空调、普通照明等）和电视工艺设计施工（包括音频、视频、灯光、舞美等），这在现实中使得普通民用通风空调等的自控没有考虑到电视演播工艺对通风空调的控制要求，从而影响了电视演播节目的制作。

2.问题的提出

　　电视演播制作是导演根据编剧情节，综合考虑音乐、灯光、道具以及各种舞美设施，艺术性的创造出各项内容的整合体，在演播制作过程中会不是的施放舞台烟雾、制作飘雪，吹泡泡、喷射彩带、施放烟花等。而这些舞美设备的使用效果会因为通风空调形成的气流而影响整体艺术效果。比如，编剧情节需要整个舞台较持久的形成一个云海效果，但实际施放的舞台烟雾将随空调通风气流很快的消散，无法达到较好的视频效果;同样，有的节目就是需要施放的烟雾迅速的消散。对此，这里提出利用PLC和变频技术把电视演播工艺和空调自控系统实现关联控制的方案。

3.问题的分析与解决方案

　　厦门广电中心1000平演播厅的空调是四组中央组合空调机组成，原有的空调自控系统采用清华同方（前身是清华人环）的人环RH自控系统，该RH自控系统只是实现了对这些空调机组的远程定时开关送风机、回风机，风阀自动调节以及温度自动调节的功能，并没有变频风机控制，所以为了满足舞美对空调通风气流的需要，必须对空调风机增加变频控制，只有变频控制风机才可以提供丰富的气流条件供导演在彩排或编排阶段选择确定佳舞美效果的风机变频运行工况。

　　电视演播过程中，灯光控制是一个非常重要的环节，直接决定了视频的质量，所以灯光艺术创作和控制是导演表现节目的重要的一个手段。现在的灯光控制已经实现了微机编程控制化，通过对灯的固定编码定位、颜色变化设定、亮度变化设定、投射角度设定，并实现时间控制。这些都在电视灯光的核心设备电脑调光台上得以编程自动实现，也就是说可以利用电脑调光台编程中设定触发PLC的舞美对空调通风的联动控制的信号源，把控制过程中涉及的每个PLC输入模块虚拟成调光台控制的舞台灯光并赋予相应的唯一编码。

　　具体设置多少点虚拟灯解码（这也决定了PLC的输入点数量），需要设置多少风机变频运行工况，这需要通过在一定时期的节目制作中与导演的舞台需要不断的磨合积累来不断充实，总之风机变频运行工况设定的越合理就可以更好的满足导演的舞美要求。

　　根据以上分析，后确定了以下控制方案，方案框图如图1所示。

图1. 风机控制系统结构图 
（双虚线框为新增联动控制部分）

　　该方案利用调光系统的解码器把电脑调光台的编程控制空调风机的指令解码送到PLC上，PLC经编程输出数字信号再经D/A转换器转换为4～20MA的电流信号，该电流信号作为各个风机变频器的外部触发信号变频调速运行风机，产生节目需要的空气气流为舞台艺术效果创造条件。原有的RH自控系统增加对变频器启动运行的控制，这样保证了变频器控制的风机在非节目需要时候的正常的全速运行。

4.编程要点介绍

　　由于该方案中风机实际是两种运行模式：一是PLC与RH系统组合控制满足节目的气流需要;二是RH系统独立控制满足日常（非节目制作时间）的空调运行。因此，对变频器的初态进行如下设定：启动就全速运行风机。

　　PLC编程建立如下的逻辑关系：将每个解码器的触发信号对应编程转换为可以被D/A转换器为相应的固定模拟量输出的输出组合，并在解码器触发信号保留的时间段持续，一旦解码器触发信号消失则立即对输出组合复位为可以被D/A转换器为相应的固定模拟量20MA电流输出的输出组合。这样就保证了调光台编程触发某个固定的解码器就可以得到相应的风机变频工况运行。

　　具体的编程以及参数设定比较简单，对照相应PLC和变频器的应用手册可以很容易的实现，这里不再详细介绍。

5.方案的进一步拓展

　　把上述的风机控制思路进一步拓展，可以实现通过电脑调光台的编程设定实现更多舞台辅助道具的控制，现实中的舞台效果道具如烟雾发生器、制雪机、泡泡机、彩带机、水幕、升降台、烟花启动装置等的动作执行完全是靠人工来实施的，人工操作也是经过多次排练才能磨合出佳动作时机以及动作时间。而实际上这些设备的动作完全是根据节目的情节，也就是说和灯光控制是联锁动作的，经过多次的排练掌握了情节找到了佳动作时机和动作时间后，就完全可以通过电脑调光台的编程，经PLC控制来自动实现。当然首先要对前述设备的启动装置进行手自动改造。这样，就可以实现电视演播工艺的自动化控制程度，使各项舞台艺术工具完美组合，创造出美仑美奂的电视综艺节目。这些拓展控制相对前述的风机变频控制更简单。整体方案框图如图2所示。

图2. 综合控制系统结构图 
（双虚线框为新增联动控制部分）

6.结束语

　　本方案采用变频技术控制风机主要目的不是为了节能，而是从电视演播工艺的更加合理有效的角度，提出了楼宇自控系统与电视演播工艺系统的联动的途径。经几次大型电视演播节目的制作和排练，不断的磨合调整编程参数的设定和组合，使电视演播制作水平得到了提高。