裝備制造業(yè)自動化解決方案

1、裝備制造業(yè)科遠股份致力打造服務于中國制造產(chǎn)業(yè)升級的裝備自動化產(chǎn)品線，旗下科遠驅(qū)動專業(yè)從事電機伺服驅(qū)動、裝備自動化產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務的高科技公司，不斷開發(fā)和推廣擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的裝備自動化產(chǎn)品，包括：SyncDrive I系列大功率交流伺服系統(tǒng)、SyncDrive B列通用交流伺服系統(tǒng)、SC200小型PLC系統(tǒng)、SC300中大型PLC系統(tǒng)、HVIEW高性能觸摸屏產(chǎn)品等。半自動轉(zhuǎn)杯紡機半自動轉(zhuǎn)杯紡紗機是一種比較新型的紡紗機，與傳統(tǒng)的環(huán)錠紡相比,因為取消了粗紗機和絡筒機這兩道工序,再加上其適紡性強,又能生產(chǎn)各類天然纖維及化纖的純紡與混紡等產(chǎn)品,且加工費又比環(huán)錠紡低,所以備受歡迎。近年來嶄露頭

2、角，并迅速地發(fā)展起來。它把轉(zhuǎn)杯改為抽氣式，采用半自動接頭技術(shù)，使轉(zhuǎn)速發(fā)展到6萬r/min11萬r/min，紡紗質(zhì)量幾乎可與全自動媲美，而機器價格又比全自動的便宜很多，從而贏得廣大紡紗用戶的青睞。1、控制系統(tǒng)總體架構(gòu)半自動轉(zhuǎn)杯紡紗機控制系統(tǒng)該設備實現(xiàn)全變頻無極調(diào)速控制，電氣系統(tǒng)由主控制部份、半自動接頭部份（電子清紗部份選用）組成；主系統(tǒng)控制采用科遠SC200系列PLC、KD200系列變頻器、HV1020觸摸屏和以太網(wǎng)交換機等。半自動轉(zhuǎn)杯紡紗機控制系統(tǒng)由由A車頭電氣柜、B中間段電氣柜、C車尾電控柜組成。A車頭電氣柜車頭電氣柜設有一套SC200 PLC，通過MODBUS總線負責控制電機變頻器，其中轉(zhuǎn)

3、杯和分梳電機為工頻啟動，引紗、卷繞、橫動、左右喂棉電機通過KD200變頻器自帶的PG編碼器采集轉(zhuǎn)速實現(xiàn)速度閉環(huán)驅(qū)動，卷繞和橫動電機根據(jù)紡織品種做相應的三角波調(diào)整，實現(xiàn)張力控制。通過PLC高速脈沖輸入采集計算轉(zhuǎn)杯和分梳轉(zhuǎn)速，通過通訊將引紗、卷繞、橫動、左右喂棉電機轉(zhuǎn)速讀回，顯示于觸摸屏上。B中間段電氣柜中間段電氣柜設有一套SC200 PLC，采用MODBUS總線與單片機控制板通訊（24塊），實時通訊計算產(chǎn)量和錠數(shù)數(shù)據(jù)，通過MODBUS協(xié)議將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸回觸摸屏顯示。車尾電控柜車尾電控柜設有一套SC200 PLC，PLC控制分梳、轉(zhuǎn)杯、工藝風機、排雜風機、左右輸送帶的啟停，左右筒紗計數(shù)。整個控制系

4、統(tǒng)采用標準的百兆以太網(wǎng)架構(gòu)，實現(xiàn)高速、穩(wěn)定的現(xiàn)場實時通訊，對車頭、車尾的變頻器及遠程IO站進行統(tǒng)一控制，具有響應快、可靠穩(wěn)定、故障易診斷、現(xiàn)場抗干擾能力強等特點，同時滿足設備擺頻（高速交換設定頻率數(shù)據(jù)）實現(xiàn)張力控制，變頻器采用PG卡速度閉環(huán)PID調(diào)節(jié)，保證運行的控制精準度。2、系統(tǒng)配置（1）、系統(tǒng)配置如表所示：分類名稱型號數(shù)量控制部分PLC控制器（24點主機）SC224E316點數(shù)字量輸入模件EM2416116點數(shù)字量輸出模件EM251618口網(wǎng)絡交換機KM821110寸觸摸屏HV1020124V開關(guān)電源1傳動部分22KW變頻器KD200T-0220-G17.5KW變頻器KD200T-0075

5、-G12.2KW變頻器KD200T-0022-G31.5KW變頻器KD200T-0015-G2（2）、網(wǎng)絡框架如下圖所示： 3、結(jié)束語采用高速以太網(wǎng)通訊的半自動動轉(zhuǎn)杯紡紗機控制系統(tǒng)具有實時響應快、運行穩(wěn)定特點，基于科遠自主的PLC、變頻器經(jīng)長期測試運行穩(wěn)定可靠性高，完全滿足機器的運行要求，性價比大大由于進口品牌?？七h自動化產(chǎn)品在經(jīng)編機上的應用1、概述傳統(tǒng)的經(jīng)編機多為鏈條式經(jīng)編機，采用機械主軸傳動結(jié)構(gòu)，具有以下缺點：織花速度慢，效率低；鏈條機構(gòu)復雜，每更換一種花型，需要花費較多時間，且每一花型對應一種鏈塊，這樣更換花型時間長，成本高，造成小批量定單失去生產(chǎn)意義。另外，由于機構(gòu)的復雜性，致使復雜花

6、型無法在鏈塊機上進行生產(chǎn)，只能生產(chǎn)花型較簡單的布料，不能滿足越來越高的要求。 我國的經(jīng)編業(yè)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，不斷的結(jié)構(gòu)調(diào)整，特別是近幾年新興地區(qū)經(jīng)編企業(yè)起點高、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理、規(guī)模效益明顯，高校和科研單位科研力量的注入，以及產(chǎn)學研的結(jié)合使我國的經(jīng)編產(chǎn)業(yè)得到了迅猛展，正逐步成為世界經(jīng)編工業(yè)的中心。目前全伺服經(jīng)編機已在紡織中逐漸得到應用。全伺服的經(jīng)編機在產(chǎn)量，效率，花型多樣性，產(chǎn)品質(zhì)量上都有很好的優(yōu)勢，必將成為未來提花織布的主流。2、技術(shù)方案本方案為科遠股份基于SC200 PLC、SyncDriveB系列交流伺服、以太網(wǎng)交換機、HVIEW觸摸屏、GRAPHX組態(tài)軟件等核心自主產(chǎn)品，應用于自動經(jīng)編機的

7、伺服調(diào)速控制，采用了快速工業(yè)網(wǎng)絡通信技術(shù)，組成一個開放的、模塊化、實用性強、易于維護和重新配置的柔性經(jīng)編紡織系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過配備電子送經(jīng)、電子取卷、電子橫移、電子斷紗自停等裝置，全面實現(xiàn)經(jīng)編機的機電一體化，實現(xiàn)了柔性化設計、計算機輔助設計、生產(chǎn)過程網(wǎng)絡監(jiān)控等多項功能，為紡織企業(yè)提供一個功能完善、技術(shù)先進、使用簡便的數(shù)字化經(jīng)編機系統(tǒng)。系統(tǒng)控制框圖如下：系統(tǒng)采用扁平網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，基于高速以太網(wǎng)技術(shù)，相比于485網(wǎng)絡具有通訊速率高、實時性能強、更穩(wěn)定的特點?？七hSC226M型PLC控制器、SyncDrive B伺服具有良好的定位功能、豐富的內(nèi)部數(shù)據(jù)資源，使得控制與驅(qū)動緊密結(jié)合，兩者緊密結(jié)合，使系統(tǒng)控制的

8、更好。（1）、電子送經(jīng)系統(tǒng)電子送經(jīng)系統(tǒng)主要功能在于控制各種紗線的送經(jīng)速度及張力的控制，不至于將紗線送斷，造成斷紗而無法進行織花。該系統(tǒng)主要由3套伺服+PLC來實現(xiàn)其功能。（2）、梭節(jié)橫移系統(tǒng)梭節(jié)橫移系統(tǒng)是由科遠PLC和2套800W伺服所構(gòu)成的系統(tǒng)，經(jīng)編機的梭節(jié)一般有56條或40條,目前最多的是56條。每組分控制器控制兩軸梭節(jié)伺服，控制梭節(jié)橫移的速度及精度。經(jīng)編機的主軸要求轉(zhuǎn)速達到400轉(zhuǎn),主軸每轉(zhuǎn)一周橫移要動作一下,且動作時間只有1/3轉(zhuǎn)的時間內(nèi)要完成,否則橫移失敗。（3）、花型是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化由于織花的花型是由紡織CAD軟件生成的。系統(tǒng)需要將紡織CAD生成的相關(guān)花型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成PLC能識別的數(shù)據(jù),進

9、而進行梭節(jié)橫移控制。目前系統(tǒng)采用VB編寫了一個花型轉(zhuǎn)換軟件來完成花型數(shù)據(jù)的自動轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)的下載。（4）、 編程組態(tài)、監(jiān)控部份上位監(jiān)控部份采用1臺科遠HV1020觸摸屏和PC工程師站，采用GraphX組態(tài)軟件完成機組的監(jiān)控和編程任務。（5）、系統(tǒng)主要部件序號名稱型號數(shù)量單位1PLC控制器SC226M29套2數(shù)字量輸出模件EM25162套3交流伺服驅(qū)動器SyncDrive B260-S-008059套4人機界面HV10201套5以太網(wǎng)交換機KM8322套6工程師站聯(lián)想PC1套3、結(jié)束語整套系系統(tǒng)統(tǒng)采用性價比極高的科遠機電產(chǎn)品提供了整體解決方案，特顯了科遠自動化產(chǎn)品的整合優(yōu)勢。注塑機械手概述注塑機的

10、操作工都需要經(jīng)過一段時間的培訓才可以上崗。近年來勞動力資源緊張、員工管理讓雇主十分頭疼，不僅需要重新花時間培訓新員工，而且還會影響產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。注塑機機械手很好的解決了這個問題，機械手的投資是一次性的，可以確保設備運轉(zhuǎn)周期的一貫性，同時機械手可以提高產(chǎn)品的品質(zhì)。以機械手取代普通工人從模具中取零件讓生產(chǎn)更加穩(wěn)定，更加安全。目前在中國塑料制品行業(yè)機械手的使用已經(jīng)越來越普及，不斷發(fā)展的模具技術(shù)為機械手提供了更多的市場機會。注塑機機械手控制系統(tǒng) 本解決方案采用科遠SC226M運動型PLC和3套SyncDrive B交流伺服驅(qū)動器、HV760觸摸屏實現(xiàn)完整的機械手控制方案。PLC是整個系統(tǒng)的核心，進行

11、信號、資料處理，它的性能決定了整個系統(tǒng)的品質(zhì)。系統(tǒng)選用了科遠SC226M控制器，此機型具有4路AB相高速計（其中兩路單相頻寬為200K）及4路高速脈沖輸出（頻寬為200K），具有強大的浮點數(shù)運算功能以及豐富的運動控制指令。人機界面用于參數(shù)的輸入和控制命令的發(fā)出。系統(tǒng)選用了HVIEW760觸摸屏，為65535真彩顯示，7寸屏幕，呈現(xiàn)給用戶一個真正好用的、可規(guī)劃的輸入界面。傳動系統(tǒng)采用科遠SyncDrive B高性能伺服，控制系統(tǒng)的升降平移馬達，具有動作平穩(wěn)、迅捷等特點，科遠伺服具有多種回零位模式，可很好適應客戶產(chǎn)品靈活傳動要求。區(qū)別于其它廠家PLC開發(fā)的程序單一的控制功能，科遠控制系統(tǒng)機械手控制

12、程序采用開放式結(jié)構(gòu)，用戶可以任意定義機械手的動作順序。更換模具或更改控制功能時無需修改PLC程序，在人機界面上即可完成程序修改。結(jié)束語該系統(tǒng)可以滿足用戶在多種情況下的運行需求，科遠的PLC、HMI、變頻器、伺服在工控領(lǐng)域的整合方案，使該系統(tǒng)又具備了很好的性價比，具有較好的市場推廣價值?？七h自動化產(chǎn)品在塑料擠出機上的應用1、概述我國是塑機生產(chǎn)和應用大國，塑機產(chǎn)品的生產(chǎn)制造出口遍及全球，形成了廣州、江蘇、浙江等產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)的基地，但國產(chǎn)設備與進口設備相比主要差距主要表現(xiàn)在：塑機的生產(chǎn)速度、精密度、測控水平方面。擠出機的電控系統(tǒng)是機組的核心和大腦，對機器的性能影響至關(guān)重要。2、控制特點國內(nèi)螺桿擠出

13、機的控制模式常規(guī)分為兩類：高檔機型采用西門子的S7-300變頻器、PROFIBUS總線、10寸觸摸屏、變頻器等組成一套完整的控制系統(tǒng)；低檔機型采用西門子S7-200型小型PLC、十多個溫區(qū)的溫控表、變頻器、按鈕等組成一套簡單的控制系統(tǒng)。擠出機的控制任務難點在于多溫區(qū)的精確控制和拖動變頻器的驅(qū)動兩個方面。擠出機溫度的控制部位一般分為機筒溫度控制、模頭溫度控制兩大部分：模頭溫度直接影響產(chǎn)品的表面光亮度；機筒溫度影響產(chǎn)品的內(nèi)在塑化效果，兩者原理一樣，該對象為典型的大滯后、復雜、時變溫度系統(tǒng)控制，溫控表示溫區(qū)控制最成熟的產(chǎn)品，雖然采用了智能自整定PID等算法，但由于現(xiàn)場條件復雜、自動整定不一定能夠滿足

14、實際工程的需求。溫控表不能夠適應越來越高精度的控制要求。擠出機對于驅(qū)動系統(tǒng)的性能有嚴格的要求，要求驅(qū)動系統(tǒng)具有較高的啟動轉(zhuǎn)矩，平滑的啟動特性，寬闊的速度/轉(zhuǎn)矩設定范圍等要求。同時要求變頻器能夠減少對電網(wǎng)的干擾、節(jié)約能源的效果。3、技術(shù)方案擠出機控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡化、智能化是技術(shù)發(fā)展的方向，我方的完整解決方案包括SC200 PLC、KD200變頻器、HV1020十寸觸摸屏，構(gòu)成完整的擠出機控制系統(tǒng)，具有以下特點：（1）、KD200變頻器具有優(yōu)異的調(diào)速性能，低頻啟動力矩大、過載能力強、轉(zhuǎn)速控制穩(wěn)定，調(diào)速范圍寬，可很好滿足擠出機械對變頻器調(diào)速性能的要求。（2）、采用SC200 PLC實現(xiàn)各溫區(qū)的控制，由

15、于PLC實現(xiàn)溫控可在基本溫控PID基礎上實現(xiàn)高級的智能算法，采用加熱、冷卻雙PID控制，溫度的控制精度優(yōu)于溫控表，調(diào)節(jié)回路整定的時候可以采用觸摸屏曲線整定的方式，更直觀。（3）、SC200 PLC具有以太網(wǎng)接口，可將擠出機的現(xiàn)場數(shù)據(jù)便捷的傳送至辦公室的網(wǎng)絡，在辦公室可采用客戶端成熟或者IE瀏覽器WEB方式，直觀了解現(xiàn)場設備的工作情況。（4）、HV1020觸摸屏運行g(shù)raphX組態(tài)軟件嵌入版本，直觀的將機器信息呈現(xiàn)在用戶面前，并且可存儲溫度、轉(zhuǎn)速等實時數(shù)據(jù)。（5）、科遠自動化產(chǎn)品均滿足苛刻場合應用的工業(yè)級產(chǎn)品要求設計，產(chǎn)品的設計、器件采購渠道、生產(chǎn)過程的防控均實現(xiàn)高標準管控，確保產(chǎn)品可長期穩(wěn)定可

16、靠在現(xiàn)場運行。（6）、整套方案具有極高的性價比，提升了客戶機器的檔次。4、結(jié)束語本方案為科遠股份基于SC200 PLC、KD200變頻器、HVIEW觸摸屏等核心自主產(chǎn)品，應用于螺桿擠出機的控制，完全替代了多回路的溫控表，具有極佳的性價比，特顯了科遠自動化產(chǎn)品的整合優(yōu)勢?？七h自動化產(chǎn)品在螺旋壓力機的應用1、概述模鍛件在汽車、工程機械、鐵路車輛、航空、國防等工業(yè)中應用廣泛，隨著轎車工業(yè)、國防工業(yè)的發(fā)展，對模鍛件的精度要求越來越高，傳統(tǒng)模鍛設備如模鍛錘、熱模鍛壓力機，很難制作出精密模鍛件。電動螺旋壓力機 電動螺旋壓力機采用電機直接驅(qū)動飛輪，由于近年電力電子技術(shù)取得很大進展，帶動電動螺旋壓力機得到很大

17、發(fā)展，在國內(nèi)得到廣泛應用。電動螺旋壓力機用螺桿、螺母作為傳動機構(gòu)，并靠螺旋傳動將飛輪的正反向回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的上下往復運動的鍛壓機械。工作時，電動機使飛輪加速旋轉(zhuǎn)以儲蓄能量，同時通過螺桿、螺母推動滑塊向下運動。當滑塊接觸工件時，飛輪被迫減速至完全停止，儲存的旋轉(zhuǎn)動能轉(zhuǎn)變?yōu)闆_擊能，通過滑塊打擊工件，使之變形。打擊結(jié)束后，電動機使飛輪反轉(zhuǎn)，帶動滑塊上升，回到原始位置。螺旋壓力機的規(guī)格用公稱工作力來表示。目前電動螺旋壓力機的最大噸位已達320MN，一般此類大噸位機床加工件較大，配備主軸功率較大。2、控制方案科遠股份基于SC200 PLC、KD300系列高性能變頻器、HVIEW觸摸屏等核心自主產(chǎn)品，

18、構(gòu)建電動螺旋壓力機控制系統(tǒng)的主要方案如下：（1）、驅(qū)動系統(tǒng)采用兩臺132KW的KD300變頻器、制動單元等實現(xiàn)電機驅(qū)動快速旋轉(zhuǎn)控制。KD300具有優(yōu)異的調(diào)速性能，可在20ms內(nèi)快速響應電機的轉(zhuǎn)速指令，在1s時間內(nèi)實現(xiàn)電機的加減速控制。（2）、控制單元采用SC224E小型PLC實現(xiàn)邏輯控制任務，配置計數(shù)單元采集滑塊編碼器的位置，同時通過232口連接觸摸屏，控制臺設有急停按鈕，采用模擬量AO或者485通訊口控制兩臺變頻器。（3）、人機界面選用科遠HVIEW760觸摸屏，實現(xiàn)電動螺旋壓力機的人機交互，動態(tài)顯示機器的運行狀態(tài)，可存儲歷史數(shù)據(jù)，以動畫、曲線等多種方式呈現(xiàn)。3、控制系統(tǒng)特點（1）、優(yōu)異低頻

19、大轉(zhuǎn)矩特性，大功率變頻器能擁有較短的加速時間（1s左右）；（2）、迅速的速度追蹤控制，快速的變頻器反應；（3）、轉(zhuǎn)矩響應速度快，電流波動小，優(yōu)異電流限幅特性，過載能力強，可有效降低變頻過載、過流保護，最大限度保障生產(chǎn)連續(xù)性；（4）、PLC準確的高速計數(shù)功能，PLC模擬量控制或485總線通訊控制變頻器；（5）、觸摸屏與PLC優(yōu)異的整體性能，滿足機床的控制需要；（6）、PLC設有以太網(wǎng)端口，可方便實現(xiàn)電動螺旋壓機與工廠辦公室的通訊，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)實時上傳辦公網(wǎng)絡。3、結(jié)束語整套系系統(tǒng)統(tǒng)采用性價比極高的科遠機電產(chǎn)品提供了整體解決方案，特顯了科遠自動化產(chǎn)品的整合優(yōu)勢。科遠自動化產(chǎn)品在直進拉絲機上的應用1、

20、概述拉絲行業(yè)屬于鋼鐵的基礎性行業(yè)，任何時候都缺不了，隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，越來越普及，無任是低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼、不銹鋼、合金鋼、有色金屬等應用越來越廣泛，焊絲、制釘、鋼簾線、鋼絲繩、電阻絲、彈簧鋼絲、鈦合金絲等生產(chǎn)廠商越來越多。常見的拉絲機種類型號眾多，包括：直線式拉絲機、滑輪式拉絲機、水箱拉絲機、輥模拉絲機等等，直線式拉絲機相比其他種類機組具有：拉絲效率高、速度快、能耗低、拉絲質(zhì)量穩(wěn)定等特點，越來越受到廣大廠家的歡迎。2、技術(shù)方案直進式拉絲機主要由前端放線設備、拉絲模、張力臂以及八個卷筒共同組成的拉拔設備，排線設備和收線設備等四部分組成。直進式拉絲機的基本物理公式是依據(jù)被拉金屬變形前后體積

21、不變定律，可得出各個道次卷筒電機的線速度，從而得到每個電機的主驅(qū)動轉(zhuǎn)速，考慮到運行過程中張力臂的擾動問題，可把張力臂傳送過來的位置信號經(jīng)過與設定的中間位置信號做比較，經(jīng)過PID運算后疊加在計算出的每個道次卷筒的線速度上以對設定的線速度進行修正，從而確定最終給定線速度，這樣可基本上實現(xiàn)對每個卷筒的線速度的控制，同時也保證張力臂的穩(wěn)定。鋼絲經(jīng)過放線設備進入第一道拉絲模，然后纏繞進第一道卷筒，金屬絲在進入第二道卷筒之前，經(jīng)由張力臂調(diào)節(jié)與保持張力恒定，之后再進入第二道拉絲模與第二道拉拔卷筒。以此類推，鋼絲經(jīng)過八道拉拔纏繞在第八道卷筒后進入排線和收線設備，排線有等速排線和等間距排線，收線主要是恒張力收線

22、。設備的放線機、收線機、卷筒、軋輥位等工位分別配置一套SC200控制器和KD300變頻器，PLC將機臺上的按鈕、腳踏開關(guān)、剎車、傳感器的控制信號全部輸入，整套系統(tǒng)采用高速以太網(wǎng)通訊，將所有工位PLC的以太網(wǎng)口相連接，整套系統(tǒng)的拓撲圖如下：3、系統(tǒng)特點本方案為科遠股份基于SC200 PLC、KD300高性能變頻器、以太網(wǎng)交換機、HVIEW觸摸屏、GRAPHX組態(tài)軟件等核心自主產(chǎn)品，應用于直進式拉絲機的控制，采用了快速工業(yè)網(wǎng)絡通信技術(shù)，組成一個開放的、模塊化、實用性強、易于維護系統(tǒng)。具有以下特點：（1）、KD300高性能變頻器具有優(yōu)異的調(diào)速性能，調(diào)速精度高、轉(zhuǎn)矩波動小。（2）、每個工位設置SC20

23、0小型PLC，可靈活設置本工位的控制邏輯，節(jié)省了大量的電纜和施工成本。（3）、全面采用快速以太網(wǎng)技術(shù)，系統(tǒng)的實時性大大優(yōu)于485、PROFIBUS等串口總線。（4）、工程師站運行強大的GRAPHX組態(tài)軟件，可以動畫、曲線、流程圖等形式直觀的顯示機組的工作情況，同時具有強大的報警、歷史數(shù)據(jù)、報表功能等。（5）、由于采用了以太網(wǎng)技術(shù)，系統(tǒng)可方便的將機組數(shù)據(jù)上傳至辦公室網(wǎng)絡，方便產(chǎn)量統(tǒng)計、工時管理、能耗分析等。4、結(jié)束語整套系統(tǒng)采用性價比極高的科遠機電產(chǎn)品提供了整體解決方案，凸顯了科遠自動化產(chǎn)品的整合優(yōu)勢?？七h自動化產(chǎn)品在線纜龍門收放設備的應用1、概述龍門繞線機是線纜、光纜行業(yè)收放線的基本設備，隨著

24、線纜規(guī)格層出不窮, 線纜及光纜制造廠商對專用設備提出了高效、高速、通用要求，要求龍門繞線機適應盤具跨度大、線徑跨度大、收線速度跨度大等廣譜型電纜生產(chǎn)的要求。龍門繞線機的控制包括頂盤松盤系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、收線系統(tǒng)、排線系統(tǒng)及電氣控制系統(tǒng)。其中收線、排線系統(tǒng)對龍門繞線的性能至關(guān)重要：（1）、調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩控制波動小，保證線纜設備不會因卷繞收損傷；（2）、排線驅(qū)動電機的低頻控制性能好，保證排線的效果；（3）、調(diào)速范圍寬，才能適應不同收線速度、不同線徑、不同盤徑的應用需求。2、控制功能（1）、收線系統(tǒng)卷繞控制的收線速度需與電纜生產(chǎn)線的速度同步，隨著卷繞線盤直徑的變粗，卷繞拖動電機的轉(zhuǎn)速會變低。通?？刂品椒?/p>

25、為采用直流調(diào)速系統(tǒng)，設置卷繞電機的轉(zhuǎn)速換算成電纜生產(chǎn)線的最大速度，并設置調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩的限幅值通過旋鈕可設置，始終保證線纜在設置的張力范圍內(nèi)運行。（2）、排線系統(tǒng)排線系統(tǒng)的排線以線徑為螺距呈螺旋狀排列, 逐層排線。排滿一個盤距, 反向排線;再排滿一個盤距, 再反向排線, 循環(huán)往復, 直至滿盤。線纜一層疊一層, 均勻、致密。收線直徑越小, 收線轉(zhuǎn)速越大, 所需排線速度也越大; 反之, 收線直徑越大, 收線轉(zhuǎn)速越小, 所需排線速度也越小。同時, 隨著線徑增大, 排線速度也應增大。排線速度必須隨時與生產(chǎn)線的生產(chǎn)恒速匹。排線系統(tǒng)對驅(qū)動系統(tǒng)的調(diào)速性能要求高，普通變頻器不能適應龍門繞線機對排線系統(tǒng)的低頻調(diào)速

26、性能和寬調(diào)速范圍的要求。（3）、頂盤、松盤、升降系統(tǒng)頂盤、松盤、升降系統(tǒng)用于輔助線盤的上、下線，采用PLC驅(qū)動接觸器控制器異步電機完成動作。3、控制系統(tǒng)設計 龍門繞線機控制系統(tǒng)采用了科遠SC200小型PLC， HV760人機界面、KD300高性能變頻器等來實現(xiàn)整個繞線機的自動化控制，很好的解決了原來系統(tǒng)電纜生產(chǎn)線速度低、排細線不均勻等問題，系統(tǒng)控制部分如框圖如下：（1）、PLC采用科遠SC224EC，通過控制器自帶的MODBUS總線口連接卷繞和排線驅(qū)動器，由于PLC指令兼容西門子的SC200指令體系，客戶的原程序輕松的轉(zhuǎn)換至SC224中運行，同時PLC的1個232口用于和觸摸屏通訊、以太網(wǎng)口用

27、于數(shù)據(jù)的遠傳。（2）、人機界面用于參數(shù)的輸入和控制命令的發(fā)出。系統(tǒng)選用了HVIEW760觸摸屏，為65535真彩顯示，10寸屏幕，可設置線徑、張力、速度等參數(shù)，呈現(xiàn)給用戶一個真正好用的、可規(guī)劃的輸入界面。（3）、卷繞驅(qū)動系統(tǒng)采用科遠高性能KD300變頻器，通過配置編碼器實現(xiàn)正在的閉環(huán)控制，變頻器設置為速度+轉(zhuǎn)矩限制模式，其中轉(zhuǎn)矩限制信號設置為模擬量AI1輸入，用于連接外部的旋鈕電位器，KD300變頻器轉(zhuǎn)矩控制穩(wěn)，能夠達到5%，很好的滿足了繞線張力控制的要求。（4）、排線驅(qū)動系統(tǒng)也采用科遠高性能KD300變頻器，同時配置編碼器實現(xiàn)閉環(huán)控制，根據(jù)PLC下發(fā)的速度點指令，完成排線電機驅(qū)動的要求，要求

28、KD300變頻器具有優(yōu)異的低頻調(diào)速性能和很寬的調(diào)速比，大大提升了排線機的排線效果。4、結(jié)束語該系統(tǒng)可以滿足線纜生產(chǎn)過程中，龍門繞線機對各類電纜、線盤的適用要求，同時高性能變頻器取代直流調(diào)速，系統(tǒng)免維護、提升可靠性、節(jié)約生產(chǎn)的用電負荷，科遠的PLC、HMI、變頻器在線纜繞線行業(yè)的整合方案，使該系統(tǒng)又具備了很好的性價比，具有較好的市場推廣價值?？七h自動化產(chǎn)品在自動枕式包裝機的應用1、概述枕式包裝機是食品、醫(yī)藥等包裝行業(yè)中應用比較廣泛的一種包裝機械，我們在日常的生活中使用到大量的日常用品和食品的包裝大多是枕式包裝機封裝而成。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，給包裝機行業(yè)帶來了良好的發(fā)展機遇

29、，應用范圍也越來越寬廣，同時對包裝機的品質(zhì)和生產(chǎn)效率也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的枕式包裝機主要采用差速齒輪箱的結(jié)構(gòu)，優(yōu)點是運行穩(wěn)定；缺點是噪音較大，機械容易損壞，封裝精度的調(diào)整很麻煩。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)的發(fā)展，PLC技術(shù)日益成熟，應用也更加廣泛。該包裝機主機系統(tǒng)采用PLC作為控制系統(tǒng)核心，可以使得包裝速度高，定位準確，系統(tǒng)更加可靠、穩(wěn)定，符合、滿足現(xiàn)在包裝的發(fā)展要求。 2、系統(tǒng)功能 枕式包裝機主要完成成型、定位、包裝和封口等功能。主要包括以下幾個系統(tǒng)部分：封切系統(tǒng)枕式包裝機的封切系統(tǒng)由橫封刀（上、下）和縱封（左右兩個）組成，其作用就是對包裝物進行橫向和縱向的封裝。加熱系統(tǒng)系統(tǒng)

30、需要對橫封刀和縱封刀進行加熱，并進行溫度控制，采用科遠SC200自帶的溫控PID回路進行控制封切刀的溫度。變頻調(diào)速系統(tǒng)變頻器驅(qū)動橫切刀達到封切的目的，其速度決定該包裝機的包裝速度?？v封送料系統(tǒng)縱封送料系統(tǒng)由伺服驅(qū)動送料輥，與橫切送料系統(tǒng)配合，根據(jù)包裝膜的袋長等技術(shù)指標達到準確送膜并能達到封切準確（橫切到包裝膜的色標位置）的要求。（5）電氣控制系統(tǒng)電源采用單相220V/50Hz供電，主機的電氣系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、伺服系統(tǒng)、人機界面等組成。并在橫封刀軸上安裝一個接近開關(guān)，位置為橫切點；在送膜軸上裝一光電開關(guān)，在包裝膜上黑色光標通過時起作用；在縱封送料系統(tǒng)的主軸安裝一個360線編碼器，對袋長進

31、行計長（通過PLC高速計數(shù)實現(xiàn)）。 2. 電氣控制原理系統(tǒng)通過人機界面上對應劃面設置袋長（包裝膜兩個光標之間的距離），袋長設定也可以通過啟動系統(tǒng)袋長自動量測來實現(xiàn)。按下袋長自動量測按鈕時，伺服系統(tǒng)以固定的速度啟動，驅(qū)動縱封系統(tǒng)送料。當光電開關(guān)檢測到包裝膜的第一個光標的時候開始計長，當運行到下一個光標到來時停止計長，并把計算出來的長度顯示到人機界面上。按下存儲按鈕時，就把該長度送進PLC，作為當前封切時包裝膜的長度。系統(tǒng)采用PLC通訊方式采集變頻器的當前頻率。通過計算得到電機的當前運行速度V，根據(jù)機械結(jié)構(gòu)的傳動比可以計算出當前橫切刀的旋轉(zhuǎn)速度R（轉(zhuǎn)/分），作為送膜快慢的依據(jù)。 3、控制系統(tǒng)設計系

32、統(tǒng)的控制部分采用了科遠SC200小型PLC，并整合科遠HV1020人機界面、SyncDrive B伺服和KD200變頻器等來實現(xiàn)包裝機的送料和準確封裝，系統(tǒng)控制部分如框圖如下：（1）、PLC是整個系統(tǒng)的核心，進行信號、資料處理，它的性能決定了整個系統(tǒng)的品質(zhì)。系統(tǒng)選用了科遠SC226M控制器，此機型具有4路AB相高速計（其中兩路單相頻寬為200K）及4路高速脈沖輸出（頻寬為200K），具有強大的浮點數(shù)運算功能以及豐富的運動控制指令。（2）、人機界面用于參數(shù)的輸入和控制命令的發(fā)出。系統(tǒng)選用了HVIEW1020觸摸屏，為65535真彩顯示，10寸屏幕，呈現(xiàn)給用戶一個真正好用的、可規(guī)劃的輸入界面。（3

33、）、傳動系統(tǒng)配置：變頻器采用科遠KD200變頻器，帶增量編碼器位置反饋、伺服系統(tǒng)選用SyncDrive B高性能伺服，與PLC整合構(gòu)成一個高速的閉環(huán)控制系統(tǒng)。4、結(jié)束語該系統(tǒng)可以滿足用戶在多種情況下的運行需求，解決了傳統(tǒng)機械設備的一些缺點，運行穩(wěn)定，封切準確，操作簡單。再加上科遠的PLC、HMI、變頻器、伺服在工控領(lǐng)域的整合方案，使該系統(tǒng)又具備了很好的性價比，具有較好的市場推廣價值。 樓宇智能化隨著中國經(jīng)濟實力與高新技術(shù)的騰飛，普通建筑已遠不能滿足降低能源損耗與浪費，使用樓宇自控系統(tǒng)實現(xiàn)節(jié)能已是近幾年政府推廣“綠色建筑”、“節(jié)能減排”、“低碳生活”必不可少的有效手段之一，智能建筑這一新產(chǎn)業(yè)已經(jīng)

34、得到了國家的大力支持。通過加強建設管理和優(yōu)化設備控制的措施，達到節(jié)能、減排、降碳的目的，營造安全、高效、舒適、便利、靈活、綠色的環(huán)境已經(jīng)是當前建筑時尚和節(jié)能的體現(xiàn)。越來越多的新建大樓采用基于現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)絡技術(shù)、自動化控制技術(shù)，以及數(shù)字化技術(shù)的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)整棟大樓的智能化控制，滿足辦公環(huán)境的舒適、節(jié)能、安全、智能的需求。產(chǎn)品特點科遠SC200控制系統(tǒng)、HV760人機界面等產(chǎn)品具有強大的網(wǎng)絡功能，便捷的編程組態(tài)手段、靈活小巧的外觀和穩(wěn)定可靠的運行表現(xiàn)，整棟樓宇的系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：（1）系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)SC200控制器本體集成網(wǎng)絡資源包括：1個百兆以太網(wǎng)端口、1個485口、1個232口，并可通過擴展IO模

35、件，擴展CAN、485等通訊口，樓宇系統(tǒng)的主干網(wǎng)絡采用百兆以太網(wǎng)，單層網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，將整棟樓各樓層的控制器、HMI實現(xiàn)互聯(lián)，無論在可靠性還是技術(shù)先進性上擁有世界領(lǐng)先的水平。中央控制室單獨設立中央工作站，通過訪問現(xiàn)場控制器采集現(xiàn)場設備的數(shù)據(jù)，經(jīng)分析后反饋給現(xiàn)場控制器，通過控制器執(zhí)行相應的動作，實現(xiàn)管理、控制一體化。（2）系統(tǒng)硬件配置整棟大廈的樓宇自控系統(tǒng)共配置15套SC200控制系統(tǒng)、20套HV760彩色觸摸屏、1臺工程師站、1臺數(shù)據(jù)服務器，通過以太網(wǎng)交換機組成控制系統(tǒng)主網(wǎng)絡，每層樓的燈控面板、照明燈、空調(diào)風機盤管、通風設備、窗簾、投影儀、門禁等通過485、CAN等通訊口接入各層的SC200控制器，

36、以滿足整棟大樓的智能化辦公所需的各類設備的監(jiān)控和管理要求。（3）系統(tǒng)軟件功能SC200控制器實現(xiàn)整棟樓各類設備的邏輯控制，采用便捷的梯形圖組態(tài)方式，可完全滿足各類樓宇自控的控制要求。HV760人機界面為樓宇的運行操作終端，采用嵌入式圖形化組態(tài)軟件，可監(jiān)視、操控各類設備的啟?？刂?，由于具有強大的網(wǎng)絡通訊口，可靈活分散設置在整棟樓的樓廳入口、會議室等場所。工程師站為系統(tǒng)的編程、組態(tài)工作站，可靈活調(diào)整控制方案、備份、下載等任務。擁有靈活的動態(tài)圖形操作界面，以及軟功能鍵、下拉式菜單，可用鼠標完成大部分功能。數(shù)據(jù)服務器實現(xiàn)整棟樓的數(shù)據(jù)服務任務，實時采集和存儲整棟樓宇的所有數(shù)據(jù)，對全動態(tài)窗口進行監(jiān)測；完成

37、直觀的圖文操作、對歷史數(shù)據(jù)的保存和打印、故障診斷和報警，方便管理和系統(tǒng)備份。系統(tǒng)功能（1）智能燈控整棟樓宇的各個辦公室、會議室、走廊、大廳均采用智能燈控系統(tǒng)，可通過6鍵面板設置的場景實現(xiàn)照明的定時控制、遠程控制、手動控制等功能。（2）空調(diào)系統(tǒng)樓宇的空調(diào)系統(tǒng)采用VRV多聯(lián)機組，每個VRV主機帶有多個室內(nèi)機，每個室內(nèi)機就房間溫控器，VRV的主機控制器連接房間的控制器，實現(xiàn)該機組的控制，本系統(tǒng)與VRV的主機控制器通過BACNET網(wǎng)關(guān)相連，實現(xiàn)該VRV機組的智能控制，控制功能包括：可通過各房間的6鍵面板的場景鍵，啟停該房間的空調(diào)，各房間的空調(diào)溫度設置可在房間的溫控終端上設置，也可由樓宇中心的服務器統(tǒng)一

38、設置，以便于統(tǒng)一管理?？刂浦行目蓪怯顚崿F(xiàn)遠程監(jiān)控功能，包括對大樓的所有VRV空調(diào)的啟停控制、故障狀態(tài)、控制模式、房間溫度進行監(jiān)測，以圖形化界面、曲線、報表等手段呈現(xiàn)，方便統(tǒng)一集中管理空調(diào)系統(tǒng)的能耗。（3）新風系統(tǒng)新風機組設置手動自動控制模式，每臺新風機組都配有就地選擇開關(guān)以供選擇手動樓宇自動化控制。在樓宇自動控制模式下，樓宇自控系統(tǒng)將按時間表來控制新風機組，執(zhí)行相關(guān)的控制程序和聯(lián)鎖。在手動模式下，樓宇系統(tǒng)控制功能失效，但監(jiān)視功能和新風機末端風量調(diào)節(jié)仍然保持；新風機組末端都配有電動風閥和電動執(zhí)行器，以達到控制風量的目的?？刂七^程如下：安裝在新風門和末端送風門處的電動新風閥門接受就地安裝的PLC

39、控制器的指令。當PLC控制器接收到的室內(nèi)CO2濃度或者室內(nèi)壓力值與設定值有偏差時，現(xiàn)場PLC控制器內(nèi)置的控制算式，調(diào)節(jié)電動調(diào)節(jié)風閥，調(diào)節(jié)末端送風閥的開度，從而構(gòu)成閉環(huán)控制，保持室內(nèi)CO2濃度和室內(nèi)壓力在要求的控制范圍內(nèi)，達到空氣清新的環(huán)境要求。當新風機組停止運行時，自動關(guān)閉新風閥。電動新風閥門與送風機聯(lián)鎖控制，送風機工作時，閥門保持打開狀態(tài)；送風機組停止工作時，閥門保持關(guān)閉狀態(tài)。在新風過濾段上設置壓差開關(guān)，監(jiān)測過濾器上的積塵所造成的氣阻，在積塵過多時進行報警，提示清潔過濾器。實時監(jiān)測送風的溫度情況，以確保室內(nèi)環(huán)境的舒適性。（4）終端觸摸屏監(jiān)控各個公共區(qū)域的觸摸屏可顯示和操控本區(qū)域的范圍內(nèi)的所有

40、設備的工作情況，包括燈控、空調(diào)、新風等，顯示本區(qū)域的溫度、CO2濃度、能耗等參數(shù)，可一鍵關(guān)閉所有設備。結(jié)論樓宇自控系統(tǒng)在充分考慮辦公環(huán)境舒適、便捷的同時，實現(xiàn)了優(yōu)化智能控制，降低了成本，節(jié)約了能源。SC200以強大的網(wǎng)絡通訊功能、便捷的編程組態(tài)手段、靈活小巧的外觀、超穩(wěn)定的運行表現(xiàn)，受到業(yè)主、工程商的一致好評。WPCS風電主控系統(tǒng)WPCS風電主控系統(tǒng) 一、MW級風力發(fā)電機組控制特性隨著風力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，機組容量逐步大型化，現(xiàn)代大型風力發(fā)電機組的控制技術(shù)是關(guān)鍵，其具有以下幾方面的特點：1、自然界的風力具有隨機變化的特點，機組需實時捕獲風力的大小、方向信息，調(diào)整機組的運行參數(shù)，盡可能使機組在最佳

41、效率工作狀態(tài)運行。2、大型風電機組的塔架、軸承、齒輪箱、葉片等關(guān)鍵部件的載荷受力情況復雜，主控系統(tǒng)需綜合考慮機組的運行情況，盡量減緩各類載荷對機組長期運行的壽命影響。3、風電機組在運行過程中需監(jiān)視電網(wǎng)、風況、機組運行的參數(shù)，對機組的并網(wǎng)、脫網(wǎng)進行精確控制，確保運行過程的安全性和可靠性。4、風電機組往往安裝在風力資源豐富的沙漠、海島等場合，需通過遠程監(jiān)控實現(xiàn)無人值守，對控制產(chǎn)品的可靠性提出非常高的要求。二、WPCS主控系統(tǒng)基本功能 主控系統(tǒng)協(xié)調(diào)變槳系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)，實現(xiàn)機組的發(fā)電控制，是風機控制的核心，針對上述風力機的特性，主控系統(tǒng)設計需實現(xiàn)以下四方面的目標：1、根據(jù)風力資源、機組狀況，控制機組

42、生產(chǎn)滿足電網(wǎng)需求的電力，盡可能減少對電網(wǎng)的沖擊，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。2、在發(fā)電過程中，需保證機組本身各傳動系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，診斷相關(guān)故障信息，保證機組本身的安全運行。3、風機的載荷控制，盡量減緩載荷對機組壽命的影響。4、跟蹤最大風力資源，盡可能使機組工作在最佳效率狀態(tài)。MW級風電機組的控制特性復雜，控制系統(tǒng)需仔細設計，以求在上述目標之間平衡。2.1 機組自動啟?？刂浦骺馗鶕?jù)風力參數(shù)、電網(wǎng)參數(shù)以及機組各系統(tǒng)相關(guān)的運行狀況，自動在各過程之間切換，完成機組的發(fā)電控制，系統(tǒng)的各狀態(tài)之間切換狀態(tài)圖如下： 圖1.1，機組運行狀態(tài)切換簡圖當系統(tǒng)上電后，主控系統(tǒng)首先進入“開機”狀態(tài)，檢測各參數(shù)正常后，系統(tǒng)進

43、入“待機”狀態(tài)，如檢測的狀態(tài)不正常，則根據(jù)級別進入其他各類停機狀態(tài)；在“待機”狀態(tài)，系統(tǒng)開始執(zhí)行機組的各單元的控制程序，如偏航系統(tǒng)、齒輪箱系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)等等，同時檢測機組自身參數(shù)、電網(wǎng)條件、風況條件，滿足條件要求，切換至“啟動升速”狀態(tài)；在“待機”狀態(tài)，機組可通過操作盤上的按鈕切換至“手動”狀態(tài)，完成偏航、變槳系統(tǒng)的手動控制。在“啟動升速”狀態(tài)，系統(tǒng)會根據(jù)不同的風速條件選擇啟動方式，控制變槳角度，讓風輪開始旋轉(zhuǎn)，開始最初的轉(zhuǎn)速開環(huán)控制，當轉(zhuǎn)速滿足最低要求后，系統(tǒng)開始啟動變流器執(zhí)行“啟勵”、“并網(wǎng)”等控制任務，進入“發(fā)電運行”狀態(tài)。2.2主控故障保護主控系統(tǒng)根據(jù)實時運行的診斷數(shù)據(jù)和預

44、先設置的故障級別，將系統(tǒng)的故障停機分為如下三類：1、正常停機：主控控制變槳系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)，按照設定減負荷速度控制轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)機組的正常停機。2、快速停機：由于發(fā)生了危害機組安全的故障，主控直接控制變槳系統(tǒng)順槳，快速降低機組負荷，實現(xiàn)安全停機。3、安全鏈停機：獨立于主控的后備保護回路，采用“失電動作”設計，有效保護機組的安全，停機條件包括塔座、機艙急停按鈕，塔座、機艙控制系統(tǒng)看門狗，變流器故障，電網(wǎng)保護裝置動作，機組超速，振動保護動作，扭纜越限等條件。2.3機組在線診斷風電機組自動化程度高、運行環(huán)境惡劣，主控程序需實現(xiàn)各類運行參數(shù)的診斷和統(tǒng)計，包括風況參數(shù)、電網(wǎng)參數(shù)、變槳系統(tǒng)、變流器系統(tǒng)、

45、偏航系統(tǒng)、齒輪箱、發(fā)電機、液壓系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)等等。主控系統(tǒng)實時監(jiān)視機組的運行狀況，控制機組的各類輔機運行，根據(jù)各類診斷結(jié)果的不同級別，執(zhí)行包括紀錄、報警、正常停機、快速停機、安全鏈動作等各類不同的機組保護方式，同時主控將機組信息實時傳送至遠端的監(jiān)控中心。2.4機組變速、變槳距控制大型風力機通過控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速和變槳系統(tǒng)的槳距角度實現(xiàn)發(fā)電控制，運行曲線（如下圖）分為功率優(yōu)化區(qū)和功率限制區(qū)兩個部分。1、當?shù)陀陬~定功率時，通過控制發(fā)電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)在小于額定功率情況下的最佳葉尖速比運行。如圖轉(zhuǎn)速點A以下的范圍為開環(huán)控制區(qū)（機組啟動過程）；BC為最佳葉尖比運行區(qū)；C點為機組的額定轉(zhuǎn)速區(qū)，當機組運行達到C點后

46、，機組進入恒轉(zhuǎn)速運行。2、當機組功率達到E點時，進入功率限制運行區(qū)，通過調(diào)節(jié)變槳距角度，限制機組輸入功率為額定功率。常規(guī)調(diào)節(jié)方法由于變槳角執(zhí)行的響應速度很難完全跟蹤風速的能量變化，會導致功率的波動，在這里可通過特殊的恒功率算法，使機組在陣風模式依然可獲得穩(wěn)定的功率輸出。圖1.2，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩運行曲線如圖1.3功率曲線圖所示，將此功率曲線分成四個工作區(qū)域，即恒速運行工作區(qū)A、最佳Cp追蹤工作區(qū)、恒速運行工作區(qū)B、額定點以上運行工作區(qū)。在圖1.2中恒速運行工作區(qū)A對應于A-B段；最佳Cp追蹤工作區(qū)對應于B-C段、恒速運行工作區(qū)B對應于C-E段、額定點以上運行工作區(qū)對應于E點。圖1.3，功率曲線在額定

47、風速以下運行區(qū)，控制器控制風機最大化的捕獲風能提高發(fā)電量。在額定風速以上運行區(qū)，控制器控制風機卸掉多余的機械能，維持機組工作在額定點附近。恒速工作區(qū)A：風機自啟動到轉(zhuǎn)速達到最小并網(wǎng)轉(zhuǎn)速，則進入恒速工作區(qū)A，控制器控制風機并網(wǎng)，并隨著風速的增加控制機組的輸出功率增大，直到達到最佳Cp曲線（圖1.2中的B點）；最佳Cp最佳追蹤工作區(qū)：控制器控制風機運行于最佳Cp曲線之上，動態(tài)調(diào)整風力發(fā)電幾組的輸出功率實現(xiàn)最大風能捕獲；恒速工作區(qū)B：此時風力發(fā)電幾組的發(fā)電機轉(zhuǎn)速已經(jīng)達到額定轉(zhuǎn)速，但是輸出功率尚未達到額定值，隨著風能的增加調(diào)節(jié)機組輸出功率增大，直到輸出功率到達額定值，如此可以有效地防止在幾組達到額定之

48、前由于大陣風的影響而出現(xiàn)機組超速的現(xiàn)象；額定風速以上運行區(qū)，控制器控制風機卸掉多余的機械能，維持機組工作在額定點附近。2.5機組載荷優(yōu)化風力發(fā)電機組在運行過程中載荷情況復雜，控制系統(tǒng)的動作也不可避免對機組的載荷產(chǎn)生影響，在各種工況下風力機組疲勞載荷、極限載荷對機組的運行效率、使用壽命都有非常至關(guān)重要的影響，系統(tǒng)設計時需仔細分析風機主要部件包括葉輪、傳動系統(tǒng)、塔架的各階振動模態(tài)以及相互的作用， 充分考慮了各類復雜的動力學問題，通過發(fā)電機轉(zhuǎn)矩控制、葉片變槳角度控制，盡可能減緩載荷對機組長期運行壽命的影響。Cmapbell圖常用于機組振動模態(tài)的分析，下圖是某1.5MW機型經(jīng)BLADED軟件模態(tài)線性化

49、分析后得到的機組各部件的振動模態(tài)圖，圖中列出了塔架、葉片等機組各部件的振動模態(tài)，機組在設計階段就應開展固有頻率、阻尼率和可能引起的諧振問題的分析，以及引起諧振工作區(qū)域的分析，如機組的運行頻率應盡可能辟開塔架的固有頻率，以免引起共振。主控軟件需針對機組的相關(guān)特征頻率進行優(yōu)化和控制，常規(guī)載荷優(yōu)化括：風輪-塔架耦合振動控制、機組傳動鏈扭振控制。圖1.4 風電機組坎貝爾圖風輪-塔架耦合振動控制對于大型變槳距風力機組，葉片變槳角度變化直接影響塔架的振動幅度和載荷，機組塔架一階前后振動模態(tài)為主要模態(tài)，如果風輪的啟動阻尼較小，小激勵就可能引起很大的載荷相應，所以需在變槳距調(diào)節(jié)中適當增加阻尼，以進行塔架的載荷

50、優(yōu)化控制。通過塔架的運動模型分析可知，塔架前后振動速度與風力作用在葉片上的F呈反比。常規(guī)的處理方法為：通過機艙的加速度傳感器可很容易得到塔架的前后振動加速度，積分后即得到塔架前后振動的速度，在變槳調(diào)節(jié)的葉片開度指令加入一定分量的該阻尼信號，即可獲得很好的機組塔架振動控制效果，同時對速度和功率調(diào)節(jié)的效果沒有影響。傳動鏈扭振控制雙饋機組在額定功率以上運行時，轉(zhuǎn)矩指令不再隨風速變化而變化，使得機組傳動鏈的阻尼很小，容易引起傳動鏈的扭轉(zhuǎn)振動，從而引起齒輪箱的轉(zhuǎn)矩波動加速齒輪箱的損壞，因此在控制器設計中進行傳動鏈加阻非常有必要。根據(jù)模態(tài)線形化分析，機組傳動鏈扭轉(zhuǎn)振動與葉片面內(nèi)一階模態(tài)、塔架左右二階模態(tài)直

51、接相關(guān)，通過帶通濾波器在轉(zhuǎn)速測量值上將該特征頻率取出，經(jīng)增益、移相處理后，加入轉(zhuǎn)矩指令，從而抵消扭振的諧振，有效增加阻尼效果，控制傳動鏈扭轉(zhuǎn)振動。另外，控制器設計時，須對葉片的穿越頻率進行陷波濾波處理，減少其對機組變槳調(diào)節(jié)，變轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)的影響。三、WPCS軟件結(jié)構(gòu) WPCS風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)框圖如圖1.5所示，其組成主要有兩大控制器：轉(zhuǎn)矩控制器和變槳距控制器。風場SCADA系統(tǒng)1、SCADA概述科遠專著于電廠的發(fā)電自動化、電廠信息化產(chǎn)品研發(fā)、工程服務，并率先在國內(nèi)推出了完全自主的大型風力發(fā)電機組控制系統(tǒng)，科遠K.View SCADA系統(tǒng)以專利的自主核心實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品-SYNCBASE

52、為基礎，針對大型風力發(fā)電廠各類機組實時監(jiān)控、性能分析的需求，而開發(fā)的高性能風場監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)具備完善的數(shù)據(jù)采集、畫面顯示、參數(shù)報警、數(shù)據(jù)記錄/追憶/統(tǒng)計、機組性能分析、報表、遠程發(fā)布等功能。風電SCADA系統(tǒng)是風場內(nèi)所有風機和風場運行人員交流的信息平臺，通過對每臺風機實際運行情況的分析，可診斷機組的各設備運行情況，對整個風場進行有效的管理。K.View系統(tǒng)融合了成熟網(wǎng)絡通訊技術(shù)、實時數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)，以及對現(xiàn)代大型風機電控技術(shù)的全面理解和風場監(jiān)控的需求，為客戶提供前面滿足風場監(jiān)控需求的風電SCADA系統(tǒng)。通過工業(yè)以太網(wǎng)獎現(xiàn)場所有風機的數(shù)采集至實時數(shù)據(jù)庫服務器，運行人員通過上層SCADA

53、系統(tǒng)監(jiān)控全風場的所有風機。系統(tǒng)具備完善的風機狀態(tài)監(jiān)視、參數(shù)報警、數(shù)據(jù)記錄、分析統(tǒng)計的功能，且系統(tǒng)具有開放的接口，各類風機的數(shù)據(jù)可無縫接入；另一方面風場監(jiān)控風機的數(shù)量可彈性增加，滿足風場多期建設的需求。系統(tǒng)的軟件架構(gòu)基于科遠核心專利產(chǎn)品SYNCBASE實時數(shù)據(jù)庫軟件，所有數(shù)據(jù)采集至服務器數(shù)據(jù)庫后，系統(tǒng)自動進行數(shù)據(jù)的記錄、分析，并向各應用功能站提供畫面顯示、報警、分析、曲線、報表的應用支持，系統(tǒng)的軟件架構(gòu)如下：2、K.View SCADA的功能SCADA系統(tǒng)的軟件功能以SYNCBASE實時數(shù)據(jù)庫為基礎，系統(tǒng)具備完善的數(shù)據(jù)采集、畫面顯示、參數(shù)報警、數(shù)據(jù)記錄/追憶/統(tǒng)計、機組性能分析、報表、遠程發(fā)布等

54、功能。 2.1 數(shù)據(jù)采集根據(jù)風場機組分布情況，系統(tǒng)推薦采用以太網(wǎng)采集風機的數(shù)據(jù)，較通用的協(xié)議包括：OPC協(xié)議或MODBUS/TCP，系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)庫具備與電氣保護系統(tǒng)等各電力行業(yè)標準的數(shù)據(jù)采集協(xié)議接口。也可根據(jù)風機廠家的接口情況進行進一步的開發(fā)。另外系統(tǒng)可設置485、CAN、遠程無線接口協(xié)議，方便風場內(nèi)的其他設備數(shù)據(jù)接入。SYNCBASE實時數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的核心，是電廠生產(chǎn)運行的“黑匣子”，其存儲容量和存儲效率直接關(guān)系到數(shù)據(jù)采集的范圍和精度。由于電廠生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)海量、無序、精度要求高、帶有時標，常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不能很好地滿足要求，所有選擇實時/歷史數(shù)據(jù)庫是流程工業(yè)監(jiān)控的常見的選擇。SYNCB

55、ASE實時數(shù)據(jù)庫具有每秒同時處理10000個更新數(shù)據(jù)點的能力，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標準的更新周期為1S，也可根據(jù)實際設備的情況進一步調(diào)整。 2.2 監(jiān)控畫面顯示系統(tǒng)的監(jiān)控畫面顯示風場所有風機、電網(wǎng)線路、以及其他設備的運行情況，重要的運行工況畫面通過一次擊鍵調(diào)出，調(diào)出時間小于0.5S；調(diào)出任何一幅畫面擊鍵不超過三次，每幅畫面能顯示過程變量的實時數(shù)據(jù)和設備狀態(tài) ，這些數(shù)據(jù)和狀態(tài)每秒更新一次，顯示的顏色或圖形隨過程工況而變化。所供系統(tǒng)的畫面數(shù)量、每幅畫面能容納多少圖素以及每幅畫面能容納多少能實時更新和被控的過程點幾乎不受限制，系統(tǒng)提供的標準畫面顯示，如風場總覽顯示、風機列表顯示、趨勢顯示、成組顯示、棒狀圖顯示

56、等標準畫面顯示。 2.3 參數(shù)報警系統(tǒng)為每臺風機單獨設置一個報警記錄、顯示的緩沖區(qū)，任何該風機相關(guān)的報警發(fā)生后都進入該緩沖區(qū)，通過閃爍、聲光等提示運行人員，系統(tǒng)地報警內(nèi)容可在數(shù)據(jù)庫中任意設置，包括：接點狀態(tài)的變化，或模擬量、計算點、平均值、變化速率、其他變換值等等，可準確的分辨出狀態(tài)的異常、正常或狀態(tài)變化。若某一點越過預先設定的限值，則LCD屏幕顯示報警。報警顯示按時間順序排列，最新發(fā)生的報警顯示在報警畫面的頂部，每一個報警點可有至少4個不同的優(yōu)先級，并用至少4種不同的顏色顯示該點的TAG加以區(qū)分。報警可一次擊鍵進行確認，在某一站上對某一點發(fā)生的報警進行確認后，則所有其它站上該點發(fā)出的報警也同

57、時被確認。某一點發(fā)生的報警確認后，該報警點顯示的背景顏色有變化。采用閃光、顏色變化等手段，區(qū)分出未經(jīng)確認的報警和已經(jīng)確認的報警當某一未經(jīng)確認的報警變量恢復至正常時，將在報警清單中清除報警并由仍處于報警狀態(tài)的其它報警點自行填補其位置空缺。若某一已經(jīng)確認的報警再一次發(fā)出報警時，作為最新報警再一次顯示在報警畫面的頂部。所有帶報警限值的模擬量輸入信號和計算變量，都分別設置“報警死區(qū)”以減少參數(shù)在接近報警限值時產(chǎn)生的頻繁報警。在設備停運及設備啟動時，有模擬量和數(shù)字量信號的“報警閉鎖”功能，以排除誤報警?？稍诓僮鲉T站上實施這一功能。啟動結(jié)束后，“報警閉鎖”功能自動解除?！皥缶]鎖”不影響對該變量的掃描采集。風電電動變槳系統(tǒng) 1、產(chǎn)品特點 科遠電動變槳系統(tǒng)基于歐洲合作伙伴十多年風電電動變槳技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗，采用最新數(shù)字技術(shù)和各類改進型的設計，與其他廠家的變槳系統(tǒng)相比有如下顯著的優(yōu)點：（1）、采用模塊化設計、大規(guī)模集成技術(shù)，專為每個葉片配置獨特的PMC（葉片驅(qū)動控制單元）和PMM（葉片驅(qū)動管理單元），通過大幅度減少分立