系統(tǒng)總體框架電機(jī)轉(zhuǎn)速的設(shè)定值分為兩部分轉(zhuǎn)速設(shè)定值=主設(shè)定+偏置量,主設(shè)定由操作臺(tái)模擬量給定。實(shí)踐表明,由于西門子直流變速器出眾的品質(zhì),不加偏置量時(shí)系統(tǒng)同步性能已能滿足普通焊管的工藝要求。偏置量是由工控機(jī)通過改變直流調(diào)速器的控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)的,其偏置量范圍為(-1000~1000)×0.0061%×主設(shè)定,在此范圍內(nèi)調(diào)節(jié)完全能滿足各種焊管產(chǎn)品的精度要求。這種增量式控制方式與位置式控制方式(轉(zhuǎn)速全由工控機(jī)給定)相比最大的優(yōu)點(diǎn)是提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性(操作臺(tái)轉(zhuǎn)速模擬量主設(shè)定能同時(shí)到達(dá)各調(diào)速器,而工控機(jī)給定存在循環(huán)采樣過程)和可靠性(最大限度地減少干擾和通信故障對(duì)系統(tǒng)的影響)。
工控機(jī)將偏置量寫入直流調(diào)速器,同時(shí)采集電機(jī)各運(yùn)行參數(shù)并顯示在屏幕上,因此控制臺(tái)上不需要各種指示儀表,極大地減少了線路連接的復(fù)雜性。偏置量高字節(jié)和偏置量低字節(jié)共1字,為帶符號(hào)的二進(jìn)制補(bǔ)碼表示,將其乘以0.0061%即為疊加到主設(shè)定上的偏置量。在PZD域中,數(shù)據(jù)在主站和子站之間不斷地交換,子站中需要交換的過程數(shù)據(jù)在通訊啟動(dòng)時(shí)被設(shè)定。系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件功能包括:直流調(diào)速器功能參數(shù)的設(shè)置;直流調(diào)速器運(yùn)行特性的讀取及動(dòng)態(tài)顯示;轉(zhuǎn)速偏置量的計(jì)算及發(fā)送。后2個(gè)功能由工控機(jī)完成。
直流調(diào)速器功能參數(shù)設(shè)置直流調(diào)速器功能參數(shù)設(shè)置既可以通過操作控制面板實(shí)現(xiàn),也可以利用USS協(xié)議直接寫參數(shù)完成。工程實(shí)際中,利用操作控制面板將調(diào)速器串口配置。由于不同的焊管品種對(duì)系統(tǒng)的同步性能要求不同,因此允許輸入所要求的同步率,并對(duì)未達(dá)到此要求的電機(jī)進(jìn)行偏置量調(diào)節(jié)。
采樣頻率的確定采樣頻率對(duì)系統(tǒng)的同步性和實(shí)時(shí)性有很大影響。采樣頻率由USS協(xié)議的時(shí)序決定。由可知,1幀共有22個(gè)字節(jié),每字節(jié)在傳輸時(shí)增加1位起始位、1位停止位和1位校驗(yàn)位,所以1幀共有242個(gè)比特。1幀傳輸時(shí)間按式4計(jì)算求得。傳輸時(shí)間=二進(jìn)制位數(shù)/波特率,當(dāng)波特率為38400b/s,由式計(jì)算得1幀傳輸時(shí)間約為6.3ms。取啟動(dòng)間隔0.58ms,主站傳送幀時(shí)間與子站應(yīng)答幀時(shí)間均取6.3ms,應(yīng)答延時(shí)要求滿足如下關(guān)系式啟動(dòng)間隔≤應(yīng)答時(shí)間間隔≤20ms可取應(yīng)答延時(shí)為10ms。則由式得采樣周期為采樣周期=0.58+6.3+10+6.3=23.18ms實(shí)際工程中,設(shè)置Timer控件的Interval屬性為30ms,系統(tǒng)運(yùn)行良好。
同步率計(jì)算及轉(zhuǎn)速偏置量的確定同步率計(jì)算及轉(zhuǎn)速偏置量的確定在對(duì)預(yù)彎、精彎、定徑1、定徑2采樣完成后進(jìn)行。轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)換代碼與電流基本一致。茂名石化早在1994年就用西門子設(shè)備采用高-低-高方案實(shí)現(xiàn)高壓電機(jī)變頻調(diào)速。從這點(diǎn)足以證明這種方案的成熟性和可靠性。隨著電力、電子技術(shù)的迅猛發(fā)展,羅克韋爾公司在高壓變頻裝置中,率先采用SGCT高壓大功率器件,推出真正的中壓變頻裝置并迅速在全球范圍推廣應(yīng)用。從天津大港油田到江蘇泰州水廠數(shù)十套采用羅克韋爾產(chǎn)品高-高方案已投入使用,并已取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。為高-高方案的推廣應(yīng)用提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
能源是工業(yè)的命脈,電力是工業(yè)的基礎(chǔ)。采用先進(jìn)成熟的技術(shù)和設(shè)備,節(jié)約能源,已成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中,大量事實(shí)表明,變頻器用于驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)類負(fù)荷,節(jié)電率可達(dá)25%~50%。然而采用何種方案改造我們的老設(shè)備,如何減少投資,縮短工期,投入新設(shè)備,還需根據(jù)自己的資金狀況、設(shè)備狀況、工藝狀況、生產(chǎn)狀況及項(xiàng)目周期等綜合決策。僅就中壓變頻系統(tǒng)而言,無(wú)論是高-低-高方案還是高-高方案或高-低方案,都各有優(yōu)點(diǎn),不能一概而論。隨著中壓變頻技術(shù)的成熟、完善,相信高-高方案的運(yùn)用會(huì)越來越廣泛。