西门子模块6ES7223-1BF22-0XA8货期较快
罗克韦尔自动化公司在北京石景山白来水厂的全方位白动化解决方案具有中火控制，易于维护，可靠性高以及水处理测量jingque度高等特点，可节省30%的维护成本。
背景
北京石景山自来水公司座落于中国北京，土要为石景山地区约二十万居民面积达12.5平方公里的区域提供清洁用水。自来水来源于地下，然后通过长达78公里的配水网送达水处理厂进行加工处理以达到政府规定的清洁用水要求。该厂每天要输出5万吨自来水以满足古城路，八角，鲁谷地区和金鼎开发区等地区的用水要求，因此对于年营业额达4百万美元的石景山公司来说，引进一个自动化程度很高的水处理系统就成为一种迫切需要了。
挑战
过去，由于水处理的数据判读都是通过人工操作的，因此它们经常不够jingque，也不够系统化以提供详尽的数据报告。对于北京石景山自来水公司这样大规模的自来水处理厂来说，要达到市政府和地区政府在1 998年制定的用水标准，必须采用的技术以确保饮用水的高质量。时问对于北京石景山自来水公司而言也是个重要因素，因为系统改造的调试期限只有10天。在这短短的十天时问内里，系统改造要实现中央和集成控制，达到高可靠性，易于维护，具有扩展能力和开放式体系结构等特点。此外，还必须提高压力泵的性能，因为当启动和停止操作时会使水对压力泵及进水管造成附加压力，从而减少设备的可用时问。
解决方案
为提高整个水处理厂的自动化控制水平，罗克韦尔自动化公司的工程师和系统集成公司员工密切合作，为自来水处理厂提供了一整套自动化控制解决方案。在这个解决方案中，罗克韦尔自动化提供了重要的技术咨询，包括就地控制和遥控的双重化热备实现方案。新的自动化平台纳入了罗克韦尔自动化公司的可编程逻辑控制器(PLCs)，1336个驱动器，一个SCADA系统，联网能力，以及逻辑接口和人机接口软件。
新系统还安装了智能化电动机控制器(Smart Motor Con-trot(SMC)Dialog PlusController)以减少在抽水系统中的涌浪带来的损害，提高设备的可用时问。这一解决方案减少了30%的维护成本。系统可在手动和自动模式对配网和井泵进行控制，并采用了比例积分和微分控制(Proportional Integral andDerivative (PID))策略以及自整定功能以控制出水压力。
新的体系结构也包括故障分析和报警功能，可以为整个控制平台提供完全数据报告。由于在就地控制台和中央控制室安装了RSView32和活动显示服务器(ActiveDisplay Server (ADS))，因此系统还可以实现远程监控。由于这两个监控系统的安装，水处理过程可以在工作当中动态地显示出来，以便作业人员进行操作，同时，管理层人员也能够通过活动显示服务器观察到系统的动态情况，这使得车问土任和总工程师只要键入一个安全密码，就可以实现即时沟通，共同对生产过程进行探讨、了解和检查，从而根据具体情况作出相应的调整。
RSView32和活动显示服务器提高了管理所需的对车问生产情况的了解水平，创造了一个更加现代化的信息通畅的控制平台，精减了作业人员。RSView32还能够记录所有生产数据，为生产研究和制作其它管理报告提供了方便。
石景山自来水公司的经理王宝禄(音译)先生对这个新的现代化生产方式表示非常满意。他说:“罗克韦尔自动化公司一向以质量优异著称，我们厂采用罗克韦尔自动化公司的解决方案后已运行了一年时问，没有出现任何产品质量方面的问题。罗克韦尔自动化公司的解决方案是可靠的，它的软硬件为我们厂提供了很高的稳定性。这是一个非常好的解决方案。”
成果
由于罗克韦尔自动化公司的这一全方位自动化控制方案的高效率和适用性，石景山自来水公司已实现了该行业所需的高效率和低成本。自1998年投产以来，该厂已节省了大量人力和能源消耗。象石景山水厂这样每天要处理5万吨水的自来水公司通常都需要70名作业人员，但石景山水厂只有31名。按中国的平均工资水平计算，改造后水厂每年节省资金117,000美元，即每人节省资金近3千美元。能源成本也有所降低。在进行全自动控制改造之前，能源消耗平均为0.45kWh/丁，现在这一数字已降低到0.38kWh/T，每年节省能源1277500kW h/T.
1 引言
斗轮堆取料机是大型散装物料装卸机械，供电方式一般采用电缆卷筒或滑铝集电器，电压等级为AC380V 50Hz、三相四线制;如有条件采用高压电缆卷筒，电压等级为AC6kV 50Hz、三相三线向机上供电。在采用电缆卷筒或滑铝集电器，电压等级为AC380V 50Hz、三相四线供电系统中，其驱动机构中的斗轮与悬臂皮带机的驱动电机选用三相鼠笼异步电动机，功率较大，起动方式采用直接起动或自耦变压器减压起动，存在很多不足之处。采用直接起动，起动电流大，一般为电动机额定电流的4～8倍，造成供电电压显著下降，影响同一电源其它电气设备的正常运行;采用自耦变压器降压起动，起动过程中会出现二次冲击转矩和电流，不能带载起动，控制线路复杂，维护不便。采用软起动器起动，无冲击电流，可恒流起动，可自由地无级调压至佳起动电流。
2 软起动器特性
(1) 使电动机起动电流以恒定的斜率平稳上升至设定值，对电网无冲击电流。
(2) 电动机在起动过程中保持恒流。确保电动机平稳起动，且不受电网电压的影响。这是由于在晶闸管移相触发电路中引入电动机电流反馈的缘故。当电网电压波动时，控制电路能自动改变晶闸管的导通角，从而使起动电流保持在原设定值。
(3) 起动电流上升速率可调，从而减轻电动机起动时转矩对负载的冲击。
(4) 起动时间可调。
3 软起动器控制
以DQL1000/1500.35型斗轮堆取料机为例，笔者选用CMC—S22系列电子式软起动器，对斗轮、悬臂皮带驱动机构电动机进行软起动控制，斗轮机构驱动电机P=90kW、IN=164A，悬臂皮带机驱动电机P=90kW、IN=164A。供电系统采用滑铝集电器供电，上机电压为AC380V 50Hz、三相四线制。
悬臂皮带机控制如附图所示:电动机主回路由断路器9QM2，正反转控制接触器9KM2、9KM3，旁路运行接触器9KM4，热继电器9EH1、半导体保护熔断器FU1-3，软起动器CMC-S组成（斗轮驱动电机单向运行其控制原理与悬臂皮带机控制相同）。
控制信号由PLC继电器输出模块直接输出PK1、PK2，软起动器复位信号PK4;软起动器故障报警由端子5、6送出一无源常开点以及控制电源断路器9QM2，热继电器9EH1，控制电源保护断路器9QF1的辅助触点均送入PLC输入模块。控制及系统保护由PLC程序完成。
软起动器设置:
(1) 斜坡时间5s
(2) 起始电压60%UN
(3) 限流1.5～3IN
(4) 停车时间10s
(5) 设定控制功能为自由停车，起动加速检测
附图 皮带机驱动电机主回路及控制回路
PLC输出点PK1或PK2闭合，软起动器对悬臂皮带机驱动电动机进行软起动，当起动过程结束后，SIKOTART 3RW22中的晶闸管元件处于全导通状态。旁路接触器通过SIKOTART 3RW22内的“motor runuing”继电器接点闭合，在起动周期结束后2s内，旁路接触器必须闭合，否则，SIKOTART 3RW22将进入全导通运行方式。如果旁路接触器异常，这时将发出一个故障信号。
4 几种起动方式性能比较
如附表所示
附表 几种起动方式性能比较
5 结束语
采用CMC-S22系列电子式软起动器，对斗轮、悬臂皮带驱动机构电动机进行软起动控制，起动平稳、对供电系统无冲击，控制系统工作稳定。
设备的加工要求：
要求在一个塑料桶的双面上贴上厂家的标签和里面所装的物品的参数。首先人工把一个生产好的塑料桶放到传送带上，传送带是由一个普通的电机驱动，传送带上有一个两侧可以调整的导轨槽，塑料桶就放在导轨槽上运行。在传送带的两侧各有一个靠液化气进行加热的装置，在塑料桶过来以后对其 A 、 B 两侧进行加热，传送带把桶往前运送，当一个光电传感器检测上以后，传送给控制器，由控制器发送一个命令给传送带上部的扶稳冲气装置，这个装置带着一个气管落到塑料桶的桶口上，并且往桶里面冲气，使桶形成一个外凸的圆弧形状。在这个过程中，传送带一直运行，上面的扶稳冲气装置通过一个同步带由一个电机驱动，这个电机的运动由控制器控制，这里要求这个电机从加速度到恒速到减速度停止时，这个时候的的运行速度必须和传送带的运行速度严格要求一致，否则这个桶就会偏到或者在机械装置上刮蹭了。在这个动作的同时，需要开始贴标，这是有三个电机和机械装置一起组合完成，其中的一个电机负责送标，另外一个电机否则收标，还有一个电机驱动贴标头负责把标贴到塑料桶上，标在贴之前，必须进行加热才能往塑料桶上贴住，这个贴标的速度也必须严格要求和传送带的速度一致，否则会造成贴的标变形。面贴完了以后，另外一面开始贴，其过程和这一面是一样。贴完毕以后，再通过一个吹气装置把桶的外面的杂物吹掉。然后一个加热装置把标的表面加热，使其更光滑明亮，由传送带送出去，由人工筛选把贴好的桶装起来。在换不同的桶时，可以通过触摸屏调整标的大小和标贴在桶边的距离等等参数。
工作流程图
技术分析：
这个设备主要有三点的配合是关键：，扶稳和冲气装置的驱动的运行速度和贴标时的速度必须与传送带的速度一致，考虑用一个编码器采集传送带的速度送给控制器，由控制器的同步功能来实现其要求。第二，贴标时和桶的切入点必须调整合适，通过计算在启动贴标电机运行之前加一个延时。第三，必须要把温度、气压、机械、电气部分的驱动结合在一起调整。温度是采用温度控制仪进行控制。这个必须根据不同的塑料桶的材料和不同的现场情况调整。
设备的电器部分配置：
1）运动控制器
需要采用一个八轴半或者是两个四轴半的数字运动控制器，所谓半个轴就是一个编码器的输入通道，四个轴分别控制四个电机，做扶稳冲气装置、贴标装置的三个的运动控制，两侧就需要八个轴，可以把两侧分开处理，所以也可以采用两个四轴半的数字运动控制器。同时总共还需要有 16 个输入点和 3~6 个输出点，后从各个方面考虑，选用两个英国 TRIO 的数字运动控制器 MC206 来分别控制两侧的贴标；该控制器的通讯口具有 ModBus 协议，可以直接接触摸屏。另外，该控制器既可以控制步进电机，也可以控制伺服电机，或者是两者的任意结合。而且，该控制器除了控制轴所用的编码器接收通道以外还专门带一个编码器的输入口。
2）触摸屏
采用 HITECH 的触摸屏 PWS6600-S ，随时可以在触摸屏上根据不同的塑料桶来修改相应贴标的相关参数，其操作界面如下：
3）电机
对于供标和收标以及扶稳冲气装置的驱动部分采用德国 BERGER LAHR 的步进电机和驱动器 VRDM368/LHA / D921 四套和 VRDM397/LHA /WD3-007 两套，驱动贴标头采用 Panasonic 新的 A4 的交流伺服电机和驱动器 MSMD012P1U/MADDT1205003 两套加上两套 Parker BT80 的电动缸一起驱动
4）主传送带的驱动控制
在传送带的控制方面，采用变频器 + 变频电机（ 5.5Kw ）的结合来控制，这样。可以做到传送带的速度可以根据贴标的需要进行调整。
5）传送带上所用的编码器
采用每转输出脉冲数为 2500 的雷诺德的编码器，型号为 GEL260
加工过程中的运动控制过程
先启动传送带运动，由加在传送带负载侧的编码器采集传送带的速度，把这个编码器的信号接入两个控制器的编码器接口，由传送带的速度利用控制器的同步功能来控制扶稳冲气装置和贴标的速度。，然后把加热装置点火和加热，让其达到所要贴标的佳效果，可以用一个桶经过加热和吹风以后，在没有到检测桶的位置把桶拿下来，放入水里面，让水浸过所贴需要贴标的位置，可以根据水在桶的两侧附着的水来判断温度是否达到其要求，如果水在桶上的水不均匀，说明温度还没有调好。把所要贴的两侧对应的标纸放到相应的托盘上，并且让检测标纸上的一个标号对应一个光电传感器的位置，控制器得到这个信号就停止找标，否则会一直找寻这个信号，当一切准备好以后，放一个桶在传送带上，传送带带着桶沿着导轨前进，首先经过加热、吹风等处理，当传感器在检测到桶到位信号以后，给到控制器，控制器就给扶稳冲气和贴标装置发出命令，然其跟随传送带同步的速度开始按其工艺要求进行贴标，贴完 A 侧后，立即贴 B 侧，其原理跟 A 侧是一样，当贴完一个桶后，经过后面的表面加热吹风处理后。这个桶就算贴完了。根据这个贴出来的标的位置来调整相应的位置，然后再试贴一个，一直到所需要达到的标准的位置时就可以开始成批量的开始生产了。
电气控制框图
一、 变频控制系统
离心脱水机属于大惯性、近似的恒转矩负载，必须在选用交流变频器的基础上配置制动单元和制动电阻才能满足系统的要求，选用HOLIP-A变频器，其接线主回路和控制回路如图示：
在变频器的外围线路中，主要有3个部分：
1、 流母线P、N端接制动单元P、N端，然后再由制动单元的P、PB端外接控制电阻BR。
2、 制回路输入端子中，FOR为正向低速信号，REV为正向高速，SPL为反向低速。
3、 控制回路输出端子中，FB和FC为变频器的故障指示，外接故障灯，AM和ACM外接0—10V的直流数显仪（频率或转速指示）。
二、制动特性
使用脱水机的制动特性必须包含制动单元和制动电阻。
制动单元的安装和接线必须注意：安装环境的温度、湿度、腐蚀情况、通风状况等必须符合说明书要求，与变频器连接时，尽量选用不同颜色的导线，防止P/N接反，否则将烧毁制动单元并损坏变频器。P、N配线需选用600V耐压等级电导线，配线长度应尽量短，如长度超过5m,需采用双绞线。
1、 动单元的动作：
制动单元在系统中的连接位置如图示：
制动单元功率开关的动作过程：
①当电机在减速时电机以发电状态运行，产生再生能量。电机处于发电状态时，其产生的三相交流电被逆变部分的六个续流二极管组成的全桥整流，使变频器内直流中间环节的直流电压升高。
②直流电压达到使制动单元开（ON）的状态，制动单元的功率开关管导通，电流流过制动电阻。
③制动电阻放出热量，吸收了再生能量，电机的转速降低，直流侧的电压变低。
④直流侧的电压降低到使制动单元关断（OFF）的值，制动单元的功率开关管关
这时没有电流流过制动电阻。
⑤电机继续减速运转，直流电压再次升高。
⑥以上当直流侧的电压高到使制动单元重新工作时，制动单元重复以上开关（ON/OFF）过程，平衡直流电压，使系统正常运行。当再生能量大时，再生制动单元的开关（ON/OFF）频率增高，使制动转矩增大，单位时间里电能转换为热能的量增大。
1、制动电阻的选择：在制动单元的工作中，直流母线的电压升降取决于常数RC，R为制动电阻的阻值，C为变频器电解电容的容量，由充放电曲线知，RC越小，母线电压的放电速度越快，在变频器中C保持一定的情况下，R越小，母线电压的放电速度越快。通常求制动电阻的阻值R=Uc2/[0.1047*(Tb-0.2Tm)N]Ω
式中：Uc 制动单元动作电压值，一般为710V/660
Tb 制动转矩
Tm 电动机额定转矩
本系统制动电阻采用1.5KW/40Ω的标称规格，可以适应自动脱水机的正常制动，考虑到连线分布，电阻器本身阻值的分布性以及电阻的温度分布等因素。在选定电阻时要留有余量，一般情况下选1.2倍较合适，即阻值R为1.2倍R（计算位）。
三、变频器参数
CD012=200 CD013=180 CD033=1 CD034=1 CD043=3 CD121=180 CD123=180 CD140=4 CD142=10
1、过压失速防止功能：
变频器在减速运行过程中，由于负载惯性的影响，可能会出现电
机转速的实际下降率低于输出频率的下降率，此时电机会回馈电能给变频器，造成变频器直流母线电压升高，到660V时制动单元动作，由于制动单元存在一定的使用率，如果高惯量的影响持续的话， 就会出现直流母线电压持续升高，使用过压失速保护功能，就能在减速运行中自动比较过压失速点与实际的直流母线电压，若后者超过了前者，就让变频器输出功率停止下降，直到再次检测到后者低于前者时，才让变频器实施减速运行。
2、加减速时间：
由于负载惯性的影响，必须将电机转速的加减速时间设定为合理的数值。如果时间过短，就会出现变频器过流、过压等故障。如果时间过长，设备的运行功率就会大大降低。
四、结束语
离心脱水机已得到成功的市场应用，其优良的运行性能完善的保护措施进一步提高了离心脱水机整机设备的性能，在HOLIP-A变频器11KW以下内部已经带有了制动单元，它们降低了用户投资，节省了机柜空间，增加了此型号变频器的市场竞争力。
1引言
常用步进有3、4、5、6相4种，运行方式每相依次通电的称单拍，每相邻两相依次通电的称双拍，每单、双相依次通电的称倍拍。对5、6相步进电动机还有其它通电方式，步进电动机的通电方式取决于环形分配器，它是一个能够把单相脉冲信号分配成步进电动机要求的多相控制信号的专用电路。目前，仅三相环形分配器有专用集成块，且性能价格比较低。一般使用的环形分配器是用计数器、触发器等逻辑电路，结构复杂、通用性差。本文给出的环形分配器适用于各种步进电动机及任意分配方式。
2电路的设计思想
对3～6相步进电动机，通电状态可用六位二进制数表示，称为状态字，连续不断地输出状态字就可控制步进电动机的运行。状态字序列是周期循环的，其周期（一个循环中状态字的个数）及每个状态字均取决于步进电动机的相数和分配方式，而相邻状态字之间的时间则控制着步进电动机的运行频率和转速。表1给出了各种相数的步进电动机的常用分配方式，由此可得表2所示各种分配方式的状态字序列。值得注意的是，各种分配方式的状态字周期分别是3、4、5、6、8、10、12，它们的小公倍数为120，以120为汁数周期则可把各种分配方式统一起来。通用型环形分配器正是据此由选择字（与分配方式对应）选择相应的周期为120拍的状态字序列的电路。
3电路原理
通用环形分配器的电路实现如附图所示。两片4516与门电路配合级连成120进制加减计数器。加计数时，u/d为高电平，从00h到77h计数器的clr端一直为低电平；下一拍计到78h时，clr变高，立即使计数器清零，开始下一个120拍计数周期。减计数时，u/d为低电平，计数器减到零时，借位端变低电平，通过反相器使置数端pe有效，置入78h，开始下一个减计数周期。注意两种情况下00h和78h都是在一拍内翻转的。
图中，2k存贮器2716存放着各种分配方式下的状态字。4位拨动开关提供高4位地址（即选择字），把存贮空间分成16个区。每个区128字节，对应一种分配方式。各种分配方式对应的地址区间及选择字如表2所示。例如：对单三拍方式，其选择字为0000b．地址区间为000h—07fh，三掐状态字重复40次存放在前120个单元中。虽然只需存贮120字节即可规定一种分配方式，但实际应用中好把l28字节存满，使后8个单元中的状态与开始8个单元中的状态相同，这样做可以使两个计数周期之间过渡平滑。存贮器的低7位地址由120进制计数器产生，每计一个敬，存贮器就会输出一个相应于计数值和选择字的状态字。计数器连续不断地计数，就可产生出各种分配方式下的状态字序列，而分配方式的决于选择字。另外，clr端接的小的作用是消除计数翻转时产生的尖峰干扰。
4结语
存贮器固化的状态字数据可以用单板机编程产生。120进制计数器也可用pal或gai。电路实现。试验表明，通用环形分配器工作可靠，性能稳定，存贮空间及分配方式也可根据需要灵活安排。
