浅析干熄焦提升机电控系统特点

综上所述，提升机电控系统具有如下特点：在配电方面提 升机采用了双路冗余供电；在传动上面采用的是整流回馈＋逆变 器配合行星减速机的传动方式：控制部分配备西门子Ｓ７—４００Ｈ 容错ＰＬＣ；在安全保护方面，采用了双光电接近开关与机械开关
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加绝对值编码器的多重保护。经过实际使用证明，具备以上特点 的提升机电控系统在实际使用中具有良好的效果．大大提高了 生产效率，增加了干熄焦的产量，给各焦化厂带来了巨大的经济 效益。
系是如下：
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图１
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可调占空比的ＰＷＭ电路原理
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式中Ｔ＝２７３＋ｔ，ｔ为摄氏温度，Ａ，Ｂ均为与材料有关的常数， 显然Ｒｔ与ｔ成非线性关系。 １．２转化电路的非线性 如电桥式传感器测量电路中，电桥是将电路参数［Ｌ，ｃ，Ｒ］的 变化转变换成电压或电流输出的一种测量电路。电桥在单臂工 作时（ｚｌ＿Ｚ：＝Ｚ，＝Ｚ。，Ｚｉ－＊），输入输出关系如下： ＵＯ＝（／Ｘ Ｚ／［２（２Ｚ＋／＼Ｚ）］）ｘＵｉ 式中ＵＯ为传感器输出电压，０ｉ为输入电压，该式表明，△ｚ 的Ｕ０关系是非线性的。 很多近似线性关系的转换电路．都是相对一定精度范围而 言的，为了提高测量精度，保证系统线性输出，必须要对系统进 行线性化处理，即非线性的线性校正。 ２可调占空比ＰＷＭ波的原理及在本设计的拓宽应用
浅析干熄焦提升机电控系统特点
熊良勇
（太原重工股份有限公司 关键词：干熄焦提升机；电控系统；特点
技术中心，山西
太原０３００２４）
摘要：通过介绍干熄提升机的电控系统，分析了干熄焦提升机电控系统的特点。 中图分类－号－：Ｆ２８７文献标识码：Ａ文章编号：１００３—５１６８（２０１４）０８—０１３５—０２ 近年来，由于国家对环保的重视，干熄焦等先进的焦化环 保技术装置得到了广泛应用。作为干熄焦生产的关键设备之一． 提升机的主要作用是将装满红焦的焦罐从提升井架下方提升至 干熄炉炉顶并沿轨道横移走行至装入装置上方．然后下降与装 入装置相配合，将红焦装入干熄炉内。装完红焦后又将空罐经提 升、走行和下降落座在焦罐台车上。提升机能否稳定运行，直接 影响到了整个干熄焦的生产和后续的余热发电效益，这就要求 提升机的电控系统设计必须稳定可靠。下面本人结合某公司多 台提升机电控系统的设计经验，对提升机电控系统进行全面的 介绍，以阐明提升机电控系统的设计特点。 提升机电控系统主要包括配电部分、电气传动部分、ＰＬＣ 部分和安全保护部分、状态显示及故障诊断部分。 １配电部分 为了使干熄焦提升机不因为外部供电失败造成停机。通常 干熄焦的供电采用双路供电的冗余配置。一路为正常电源．一路 为事故电源。为了节约成本．通常正常供电电源采用独立的开关 柜加动力变压器供电．而事故电源则是从工厂内其他的供电变 压器引入，临时应急使用。在不影响生产的情况下，给正常电源 的检修留下时间。 ２电气传动部分 由于干熄焦提升机在运行时具有频繁起制动和频繁升降 的特点，且提升高度较高，因此电气传动系统采用西门子Ｓ１２０ 系列整流回馈加逆变器的传动方式。这样既能保证传动系统的 可靠性和安全性．又能将下降时的再生能量回馈至电网，节能降 耗。干熄焦的电气传动系统如图１所示。一套整流回馈装置给一 台提升逆变器和一台走行逆变器提供直流电源，一共两套。正常 工作时．两套系统同时工作，提升机以全速运行。由于提升机采 用行星减速机来传动．当有一套整流回馈或者一台逆变器又或 者一台电机出现问题时．另一套还能以半速长期工作。这样一 来．不仅保证了生产，还给设备修理留下了充足的时间。
（１）
比较器输出的ＰＷＭ波形经过Ｒ，Ｃ滤波器后输出的Ｖｏ为 直流电压，Ｖｏ和ＰＷＭ波形高电平值Ｕ。（ＵＨ为ＰＷＭ波形高电 平的电压值）的关系为
Ｖｏ＝ＤｘＵＨ
（２）
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６小结
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作为提升机电控系统的核心部分，某公司采用了西门子 ￥７－－４００Ｈ容错ＰＬＣ系统，ＰＬＣ配置部分如图２所示。
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从图２可以看出．Ｓ７—４００Ｈ采用了双ＣＰＵ及双ＰＲＯＦＩＢＵＳ ＤＰ通讯电缆。两台ＣＰＵ之间采用同步光纤连接。正常运行时只 有一台ＣＰＵ在工作，另外一台ＣＰＵ处于备用状态。当工作的 ＣＰＵ出现故障停机时．备用ＣＰＵ能够立即投入运行且不发生任 何扰动，另外由于提升机的电控柜都放置在地面控制室内．控制 室到提升机本体的距离大约在２５０米左右。为了节省电缆，提升 机本体上面的大量信号采集工作都是通过ＥＴ２００Ｍ远程站实 现。由于距离远，如果只采用一根通讯电缆，当通讯电缆出现断 裂时，提升机将无法运行。采用双备电缆，大大降低了由于通讯 电缆长时间使用导致老化折断带来的停机风险。为提升机的稳 定可靠运行带来了有力的保证。 ４安全保护部分 由于提升机的运行是无人操作的全自动运行．所以安全保 护部分显得尤其重要。一旦安全保护失灵，将带来巨大的经济损 失或者人员伤亡。因此，在提升或者下降过程中，像吊钩打开位、 待机位、上升停止位、冷却塔下停止位等关键的位置，采用了倍 加福的ＳＪ３０一Ａ２的双接近开关。另外在上升停止位，除了接近开 关，还有防过卷的旋转限位、重锤限位等。为了防止提升机走行 超行程，除了配备正常的减速停止接近开关外，还有紧急停止机 械限位。不论提升还是走行，一旦接近开关失灵，通过机械限位 也可以切断提升机的动力电源，保证提升机的安全停车。除此之 外，在提升机的卷筒上和走行的从动轮上，都安装了绝对值编码 器．一方面用来获得提升机的高度和位置信息，另一方面还可以 作为一个软限位进一步加强对提升机的安全保护。 ５状态显示及故障诊断部分 为了从中央控制室能方便地观察到提升机的运行状态，提 升机与中控室之间进行了必要的信号交换。信号交换通过双绞 屏蔽的硬线连接，避免了通讯干扰，保证了信号传输的可靠。从 中控室的电脑画面中，可以准确地了解到提升机的具体提升高 度及走行位置，以及提升机变频器的电流电压转速等信号，各断 路器接触器的闭合状态等。另外在提升机的ＰＬＣ控制柜和提升 机司机室内，还配备了西门子ＴＰｌ７７Ｂ触摸屏，能方便地显示提 升机的故障信息．借助这些平台能大大提高排除提升机故障的 效率。
０引言
传感器就是一种以一定的精度将被测物理量（如位移、速 度、温度等）转换成与之对应的，易于精确测量和处理的某种物 理量的测量部件和装置。在电子电路中，传感器的作用就是把要 处理的非电信号如温度、压力、光强等转变成电压或电流信号。 理想传感器的输入物理量与转换信号量成线性关系，线性度越 高，则传感器的精度越高，反之传感器的精度越低。工程实践中， 通过对传感器输出信号的非线性特性进行线性校正，输出与传 感器检测量成比例的电信号。 １传感器非线性特性产生原因 从传感器的变换原理可以看出，大多数传感器把检测的物 理量变换成电量时，输出的电量与被测物理量之间的关系都存 在一定的非线性，这是主要原因，其次是变换电路本身存在的非 线性．现分别叙述如下： １．１传感器变换原理的非线性 例如用热敏电阻测量温度。热敏电阻Ｒｔ与摄氏温度ｔ的关
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图２可调ＰＷＭ波及产生ＰＷＭ的调制信号 图１所示的是可调占空比的ＰＷＭ波硬件电路图．调制信 号为一个周期的三角波就和一个可调幅度的直流电压。三角波 频率为ｆ。这两个调制信号分别从比较器的反相输入端和同相输 入端输入，比较器输出端口产生一个ＰＷＭ波形。 调制三角波信号最低值为Ｕｍｉｎ，最高值为Ｕｍａｘ，调制直流 电压幅度为Ｕｘ，Ｕｘ是一个可调变量，假设在（Ｕｍｉｎ，Ｕｍａｘ）范围 内变化．图１中Ｔｉ—Ｂ的长度为ＰＷＭ方波的高电平宽度Ｔａ，记 为Ｗ１，Ｔｉ—Ｔ（ｉ＋１）的长度为ＰＷＭ方波一个周期宽度Ｔａ＋Ｔｂ，记为 Ｗ２，根据三角形的几何关系，（Ｕｘ—Ｕｍｉｎ）／（Ｕｍａｘ—Ｕｍｉｎ）＝ｗｌ，Ｗ２＝ Ｔａ／（Ｔａ＋Ｔｂ）＝Ｄ（Ｄ为ＰＷＭ波占空比），经过变换可以得到 Ｄ＝（Ｕｘ—Ｕｍｉｎ）／（Ｕｍａｘ—Ｕｍｉｎ）
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电信号方式输出的传感器线性校正新方法
徐达张志华骆敏舟 （１．常州先进制造技术研究所，江苏常州２１３１６４；２．中国科学院合肥物质科学研究院，安徽合肥２３００３１） 摘要：传感器非线性的产生是生产过程中敏感器件在工艺上处理不当造成的，为提高精度对其进行非线性的线性化校正在许 多测试计量场合中是十分必要的。传感器的非线性的线性化校正是指把传感器本身的非线性特性通过一系列处理方法线性化的过 程。目前常用的线性校正方法主要有拟合直线法、函数转换法、折线逼近法、查表法等。本文专门针对电信号输出的传感器提出了一 种基于ＤＤＳ的新型校正方法。 关键词：传感器；非线性；线性校正；ＤＤＳ 中图分类号：ＴＰ２１２文献标识码：Ａ文章编号：１００３—５１６８（２０１４）０８—０１３６—０３
浅析干熄焦提升机电控系统特点
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 熊良勇 太原重工股份有限公司 技术中心,山西 太原,030024 河南科技 Journal of Henan Science and Technology 2014(8)
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