西门子模块6ES7221-1BF22-0XA8物优价廉

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　   1引言
　　励磁装置是指同步发电机的励磁系统中除励磁电源以外的对励磁电流能起控制和调节作用的电气调控装置，随着现在用电负荷的加大，人们对于中小型发电机的需求量越来越大，对于发电机输出电压的稳定性等方面的性能要求也越来越高，以和利时可编程控制器为核心的WPL-8000型发电机励磁装置，适用于十万千瓦以下的同步发电机组的调相、调压和无功自动调节。
　

　　2 励磁系统原理
　　励磁系统是电站设备中不可缺少的部分。励磁系统包括励磁电源和励磁装置。励磁电源包括直流励磁机、交流励磁机、励磁变压器及整流器，励磁装置包括电压调节器、灭磁、保护和监视装置等。励磁装置的使用，是当电力系统正常工作的情况下，维持同步发电机机端电压于稳定给定的水平上，同时，还具有强行增磁、减磁和灭磁功能。
　

　　励磁系统就是调节和控制励磁电流的设备，励磁电流与发电机有密切的关系，发电机可以通过励磁电流调节发电机的端电压。当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满足用户对电能质量的要求，发电机的端电压应基本保持不变，实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。
　

　　励磁方式为获得励磁电流的方法。目前主要采用的励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；另一类是用整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统，也称为自励方式。自励式励磁可分为自并励和自复励两种方式。
　

　　自并励励磁方式：自并励系统(见图1)通过接在发电机出口的励磁变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁。

图1自并励原理图

　　自并励方式的优点：结构简单、可靠性高、造价低、维护量小；没有励磁机，励磁变压器放置自由，缩短了机组长度；直接用可控硅控制转子电流、电压，可获得很快的励磁电压响应速度。 自并励方式的缺点：自并励系统强励能力差；短路电流的迅速衰减，带时限的继电保护有可能出现拒动，使继电保护配合较复杂。
 　

　　自复励励磁方式：自复励系统(见图2)除设有励磁变压器外，还设有串联在发电机定子回路的电流互感器。这种励磁方式可以从励磁变压器和串联变压器同时获得电源，解决了发电机近机端短路时的强励问题。

图2自复励原理图

　　
　　自复励系统存在以下缺点：
　　1、串联变压器运行噪声很大。
　　2、串联变压器的电抗使整流柜的可控硅换相角和可控硅的关断尖峰电压增大。
　　3、增加了串联变压器，设备和接线都变得复杂了，维护工作量。

　　3 励磁装置实现
　　WPL-8000型发电机励磁装置硬件部分包含：触摸屏、LM3108 CPU模块、LM3310模/数转换模块、LM3320数/模转换模块、脉冲形成与放大板、信号处理模块等。

图3 控制程序组成框图

　　软件部分包含：控制程序和触摸屏监视画面。其中控制程序包括：主程序、初始化程序、运行控制子程序、显示子程序、模拟量处理子程序、功率计算子程序、调节计算子程序、中断服务子程序、通讯子程序等部分。控制程序组成框图如图3所示。

　　其中控制子程序包含自动（恒压）、手动（恒流）及恒功率因数三种运行方式。机组正常运行时，运行方式的切换可按人工预置方式进行，也可在线进行手动切换。当机组从带负荷状态进入空载运行时，调节器将自动返回到恒压运行方式。

　　WPL-8000型发电机励磁装置在调节过程中，很重要一点是要把发电机和装置本身的状态信号采集给PLC，然后通过PLC模拟量处理子程序来完成。这些信号包括：
　　发电机电压转换信号Uf1：发电机无功测量信号转换成调差信号，供PLC作恒压调节反馈信号。
　　系统电压转换信号Uf2：系统二次电压转换成直流信号，供PLC作自动跟踪电压信号。
　　无功转换信号UQ：采用无功变送器将发电机二次B相电压和B相电流转换成正比发电机无功功率的直流信号UQ，供PLC作低励限制的Q值信号。
　　有功转换信号UP：转换与上面一样，供PLC作低励限制的P值信号。
　　功率因素信号Uφ：UP和UQ经PLC运算获得COSφ值的信号。
　　励磁电流转换信号UIL：采用电流变送器将转子电流转换成直流信号，送PLC作为恒流、限流环节的反馈信号UIL。
　　励磁电压转换信号UL：采用电压变送器将转子电压转换成波形不失真的信号，PLC对该信号进行计算处理，达到检测整流桥工况的目的。
　　同步信号：取自机端整流变的副边，真实的跟踪同步，经同步变压器转换成满足1%残压时能同步的信号。
　　开关量输入信号：指令信号：开、停机信号，增减磁信号，投入运行信号；位置信号：油开关位置，灭磁开关位置，通道切换继电器位置信号；故障信号：快熔断信号、风机停信号、PT断线信号。
　

　　系统通过触摸屏来修改、显示机组参数、现场工况和故障信息。几个主要的触摸屏画面如下所示：
　　1、主菜单画面：主要是完成系统功能画面的选择。可以进入参数显示、参数设置、功能设置、操作信息等画面。

　　2、参数显示画面，显示电流、电压、频率等参数。

　　3、功能设置画面。

　　4、操作说明画面。

　　4系统优点
　　功能软件化：充分发挥PLC的软、硬件功能，实现了大部分限制和保护功能，完成各种控制、调节功能。系统采用高集成度的移相触发集成电路克服了以往由分立元件组成的移相触发电路的烦琐、维护困难、可靠性差的缺陷。系统既可通过常规电量变送器、继电器操作方式和计算机监控系统联接，也可通过串行通讯与计算机监控系统联接。

　　操作简单：PLC控制系统设计了就地、远方两套操作方式，无论是在现场还是在中控室，均能实现对励磁系统的控制。通过触摸屏可以即时显示机组参数、调节器工况和故障信息，并可通过触摸屏实现控制参数的修改。

　　5结论
　　WPL-8000型发电机双微机励磁装置采用可编程控制器作为控制核心，可编程控制器是专门为工业控制领域开发的高科技产品，本身具有高可靠性。本装置配有两套PLC调节器，两套调节器互为备用，故障时能自动切换，极大的提高了调节器的可靠性。

1 智能全自动液压龙门下料机简介
　　智能全自动液压龙门下料机，适用于制鞋业、纺织品、皮革、橡胶、塑料、纸业、医药、体育用品、砂轮网片等冲压下料作业。本机是计算机控制、液压、气动、机械传动为一体的全自动机床。下料机冲裁程序，包括横向、纵向、上下往复、自动进料、刀模自动旋转等子程序，全部嵌入计算机中作为控制核心。人机界面使用全中文液晶显示，操作简便。整机实现智能化，减轻操作工的劳动强度，提高生产效率，既安全又方便。在同类产品中，具有新颖性。

2 设备结构
　　智能全自动液压龙门下料机设备外形见图1，其结构由整体底座、冲头、横向传动定位、纵向传动送料、油泵、气缸和电气控制系统等组成。

　　冲头部分作竖直和横向运动，完成冲裁动作。竖直方向受油泵和气缸控制做上下往复动作，往复一次完成一次冲裁。水平横向由步进电机带动蜗轮中螺母旋转，使丝杆及与之相连接的水平移动轴向左或向右作水平移动，做冲裁定位。步进电机可保证定位准确。水平纵向传动送料由步进经减速器减速后，经输出轴皮带传动至送料齿轮完成送料部分的前移和后移动作，步进电机可保证送料长度的jingque控制。

3 全自动下料工作原理
　　智能全自动液压龙门下料机可进行错位不减刀和错位减刀两种复杂生产工艺的运动控制，完成连续冲压下料。错位冲裁工艺可节省原料，降低成本。

　　图2为错位不减刀的加工工艺图，一个往复冲料过程中横向左移和右移冲裁刀数相同。图3为错位减刀的加工工艺图，一个往复冲料过程中，向右冲裁过程比向左冲裁过程少一个冲裁动作。冲裁过程的初始定位距离、横向错位距离、相邻刀之间的横向距离以及纵向送料距离都可以设定。错位不减刀和错位减刀工艺的工作过程基本相同，程序流程见图4（错位不减刀）和图5（错位减刀）。

4 控制系统介绍

　　智能全自动液压龙门下料机控制系统由控制部分、驱动部分和监控部分组成。系统结构图见图6。
4.1 控制部分
　　本系统采用 LM系列专用高速运动控制模块LM3106A控制。LM3106A是专为实现高速运动控制而设计的模块，主要用于步进或伺服电机的定位控制。
　　LM3106A本体集成14通道24VDC输入，10通道晶体管输出，其输出有2个公共端，输出通道采用5-24VDC电源供电，具有两路高速输出，可做PWM(100KHz)或PTO(50KHz)使用，另外，还可以通过RS-232通讯口与触摸屏进行通讯。

　　4.2 驱动部分
　　智能全自动液压龙门下料机驱动部件包括横向步进电机、纵向步进电机和竖直液压气动装置。
　　步进电机及驱动器均采用和利时公司的产品，其中驱动器选择三相混合式步进驱动器SH-32206，16种细分运行模式可选，大驱动电流6A/相。下料及冲裁过程采用步进电机进行横向冲裁定位和纵向送料定位，保证加工定位精度，可有效地节省原料，防止错位废料。
　　冲头上下往复冲裁动作由油泵和气动装置完成，通过PLC控制电磁阀的得失电实现。
　　4.3 监控部分
　　上位监控部份由一台和利时触摸屏，配以监控软件来完成。触摸屏上可以进行动作操作，运行参数设定，工作状态选择以及显示PLC的输入输出点工作状态。图7-图8为触摸屏部分监控画面。

5 总结提高
       此设备采用性价比极高的和利时产品，包括PLC控制器、驱动器及触摸屏。提供整体解决方案，替代原来的单片机控制系统，减少了干扰和不稳定因素的影响，保证设备正常运行并达到良好的控制效果。设备对横向定位和纵向送料精度要求较高，采用步进电机进行横向和纵向定位，走位准确，能够满足复杂工艺的要求。