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電流變換器在圓盤控制上的應(yīng)用

2018-05-02 00:54許永鋼
關(guān)鍵詞:變送器模擬量圓盤

許永鋼,徐 冰;何 奎

(馬鋼股份公司三鐵總廠 安徽馬鞍山 243000)

燒結(jié)配料圓盤在馬鋼三鐵燒結(jié)配料系統(tǒng)中主要用于勻礦物料輸送,在配料中占較大的比重。目前在線使用的A、B機勻礦有12臺配料圓盤,再生產(chǎn)中卡料、材料等物件對圓盤機械系統(tǒng)中盤面支撐架、減速機經(jīng)常出現(xiàn)堵轉(zhuǎn),使設(shè)備損壞,每年機械設(shè)備故障達3臺以上,人工倒料,增加檢修維護成本,影響了正常配料,同時增加了備件成本消耗。

1 電流變換器的工作原理和特點及模擬量采集

1.1 工作原理

交流電流變換器,用于電力系統(tǒng)中將交流電流信號變換為直流電壓信號和交流電壓信號,可取代現(xiàn)行電流互感器。其特征在于把微型變壓器嵌放到條狀導(dǎo)體的中部構(gòu)成電流變換元件,把補償放大及交直流變換電路封裝在電流變換元件的中部構(gòu)成交流電流變換器。與現(xiàn)行電流互感器相比,具有體積小、重量輕、功耗低、可節(jié)約大量的銅線、硅鋼和電能;制作工藝簡單,精度高,功能強,使用方便安全;是對現(xiàn)行電流互感器的重大變革。產(chǎn)品廣泛的應(yīng)用在電力、電源、石化、油田、冶金、自控等各個需要電量測控的行業(yè)。

交流電流變換器,其特征在于一個比現(xiàn)行電流互感器的鐵芯線圈小幾個數(shù)量級的環(huán)形鐵芯線圈與作為初級的導(dǎo)體構(gòu)成微型變壓器,這個微型變壓器固定在條狀導(dǎo)體的中部。

構(gòu)成電流變換元件1、補償放大電路2、交直流變換電路3電源電路4封裝在電流變換元件的中部構(gòu)成交流電流變換器。

工程上,通常把電流變換器可以直接將被測主回路交流電流或者直流電流轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的DC4-20mA(通過250Ω 電阻轉(zhuǎn)換DC 1-5V或通過500Ω電阻 轉(zhuǎn)換DC2-10V)恒流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)信號,連續(xù)輸送到接收裝置(PLC系統(tǒng)及計算機上顯示)。

1.2 工作特點

這次采用南京三盟SMI系列穿芯一體穿芯電流變換器以模擬信號的混合式智能變送器,與PLC 的模塊之間是以傳遞4mA-20mA 模擬信號為主,然后在PLC系統(tǒng)中設(shè)定零點、量程和畫面報警等。它只是為和現(xiàn)有PLC兼容而設(shè)計的,與常規(guī)模擬變送器相比,省去互感器,更高的測量精度,一體化電流變送器在應(yīng)用中具有以下特點:

1)量程范圍寬,量程比較大。

2)直接取代原有互感器變送器系統(tǒng)。

3)國際標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出,直接連接PLC等,輸出電流與負載無關(guān)。

4)電流輸出,高過載能力,抗干擾能力強。

5)適合于遠距離傳輸。

6)最高的性能價格比。

7)快速響應(yīng),無擊穿現(xiàn)象。

8)初級與次級高度隔離。

9)外形小巧,安裝方便。

10)節(jié)省大量成本,具有競爭力。

11) 維護簡單方便。用萬用表電流檔可在現(xiàn)場電流變送器接線端子處或PLC控制柜內(nèi)的接線端子處進行檢測。這樣檢修人員可在相對較安全、對變送器維護方便等工作。

1.3 PLC模擬量控制技術(shù)

在PLC控制系統(tǒng)中采用羅克韋爾編程軟件,可方便、可靠地用于邏輯控制。由于模擬量可轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,PLC可以方便進行處理被控量,反應(yīng)被控系統(tǒng)狀態(tài)和信息。該一體化電流變換器直接采集被測量,并能按一定量程將被測量轉(zhuǎn)換成毫安信號量輸出,快速、精確地傳遞到PLC模擬量模塊中,通過模擬量模塊獲取設(shè)備運行電流信息,并能經(jīng)受嚴(yán)酷環(huán)境考驗,是監(jiān)控保障設(shè)備運行的保證重要方法。

圖1 SMI一體穿芯交流電流變送器接線圖

一個完整的模擬量PLC控制過程是:用電流變換器采集信息,并把它變換成標(biāo)準(zhǔn)化電流信號送到模擬量輸入模塊;模擬量輸入模塊把標(biāo)準(zhǔn)的電信號轉(zhuǎn)換成CPU可處理的數(shù)字信息,CPU按要求對信息進行處理,主要對各種功率電機采集運行電流數(shù)據(jù),并通過趨勢在畫面上實時采集和報警功能,方便生產(chǎn)操作和監(jiān)控。若缺少這些電流變換器對重要設(shè)備電流狀態(tài)和對數(shù)值精確而可靠的自動檢測,系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現(xiàn)。

2 SMI一體穿芯交流電流變換器在配料圓盤電機上的應(yīng)用

應(yīng)用電流變換器來測量圓盤電機工作電流有其獨到之處,對于由于電流變化而造成的電流波動,我們通過在操作畫面上進行數(shù)據(jù)顯示,根據(jù)電機額定電流與實際工作電流之間的對比關(guān)系,在控制軟件中不難實現(xiàn),做出相應(yīng)的報警信號,方便中控操作人員及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運轉(zhuǎn)中出現(xiàn)突發(fā)情況,及時加以處置,避免設(shè)備事故擴大化。如此以來,可以使一體化電流變送器的應(yīng)用擴展到各種高、低壓電機上加以使用。應(yīng)用前景良好。

圖2 圓盤運行電流在畫面上監(jiān)控顯示

圓盤電機功率是30 kW,額定電流56A.選用SMI60ACL-P2-01S60電流變換器安裝使用。將電機動力線穿過電流變換器中間,并對該變送器進行供電。通過PLC系統(tǒng)采集到電流變換器發(fā)出去的毫安電流信號。

通過對模擬量的通道設(shè)置,與電流變換器的電流范圍相匹配,當(dāng)運行工作電流大于50A,畫面出現(xiàn)電流報警信號,提醒操作人員注意現(xiàn)場設(shè)備運行狀況是否卡料、堵異物等,當(dāng)電流達到60時,發(fā)出停機命令。同時做出趨勢進行實時查詢。通過在A,B機配料勻礦圓盤電機線路中使用電流變換器檢測器裝置,將電流信號采集到中控畫面,參與程序控制,在生產(chǎn)實際工作中發(fā)揮了很好的作用,降低設(shè)備故障率,降低備件成本和人工支出,實現(xiàn)了既定目標(biāo)。

3 結(jié)束語

以上介紹了電流變換器的基本原理和其特點,并列舉了在生產(chǎn)設(shè)備改造實際中的創(chuàng)新應(yīng)用實例。從實例中我們可窺見一體化電流變換器無限的應(yīng)用前景。一體化電流變換器在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中發(fā)揮著越來越重要的作用。人類社會對自動化儀表提出的要求越來越高是其發(fā)展的強大動力,突飛猛進現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的則為其提供了堅強的后盾,我們相信在不懈地探索中,電流變換器的應(yīng)用定會有新的飛躍。

[1] 何 衍,慶黎冰,黃海燕.工業(yè)生產(chǎn)過程控制[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2010

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