PDF《基于欧姆龙PLC对液体转差率调节器进行控制》

1 欧姆龙征文集2007 OMRON 基于欧姆龙PLC对液体转差率调节器进行控制 张峰 摘要: 本文首先阐述了液体转差率调节器的作用和工作原理,然后介绍了液体转差率调节器控制系统的硬件设备以及液体转差率调 节器的OMRON PLC控制.

运行实践证明:整个设备运行稳定、可靠,完全满足设计和实际使用要求. 关键词:液体转差率调节器 PLC 程序设计 1.引言 可编程序控制器(简称PLC)自从1969年由美国数字设备 公司(DEC)发明问世以来,几十年间已经取得了翻天覆地的变 化和发展.如今的PLC可以按照要求实现大部分工艺流程的精 确和快速的自动化控制.随着由PLC和计算机构成的工厂自动 化网络有了质的飞跃后,在大型系统、工艺相当复杂、控制要 求高的场合中,原先用DCS系统的,也渐渐被PLC及其网络所 取代.在这种情况下,PLC网络及其控制技术在工业控制尤其 在要求精度高、现场复杂的领域正越来越被广泛地采纳和使用. 2.调节器的作用及工作原理 HL-2A托卡马克是我国的一个大型核聚变研究实验装置. 该实验装置的供电系统是由电动机-飞轮-交流脉冲发电机组 经过变压器和晶闸管变流器对负载线圈供电.对于这样的供电 系统,若采用直接由电网供电的方式会对电网造成巨大的冲击 和产生严重的电磁污染.因此,我们采用了国际上普遍的做法, 利用装置的脉冲工作制,采取自电网取能经电动交流脉冲飞轮 发电机组进行隔离、能量存储与转换、功率放大和释能的供电 方式.也就是采用两套90MVA 交流飞轮发电机组(以下简称发 电机组或机组)对该实验装置脉冲供电.整个机组由2500kW绕 线式异步电动机、90吨飞轮、90MVA发电机组成.其工作原理 是通过6000V电网供电给电动机,当电动机转动时带动飞轮和 发电机运转并达到电动机的额定转速1477r.p.m,之后自由加速. 这时在励磁机的作用下,发电机将储存于飞轮的机械能转变为 电能供HL-2A装置放电使用. 实验装置中,液体转差率调节器(业界有时会简称滑差调 节器)主要起两方面的作用.(1)实现两套机组的起动过程. 当机组经过盘车到转速12 r/min时,接入6000V电网的真空开关 合闸,液体转差率调节器投入工作.随后通过调节液体转差率 调节器中活动电极的高度使具有280t-m2飞轮矩的机组恒电流 (I=230A)加速到额定转速1477 r/min,然后自由加速. (2)实现机组的调速.当脉冲发电机要给实验装置脉冲供 电时,整个装置的实验放电对2500kW的电动机而言是一个很 大的脉冲负载,迫使机组的转速下降,机组释放出飞轮储存的 机械能,帮助电动机克服尖峰负荷.为了保护电动机以及减少 电动机脉冲工作时对电网的冲击,在装置的实验放电之前,必 须在电动机转子回路串入一个适当的电阻,也就是将活动电极 提高到合适的高度(如图1中KB所示).当实验放电完成之后, 通过调节活动电极的高度使机组电流(I=230A)恒定,再加速 到额定转速1477 r/min,然后自由加速.如此重复调速过程,直 到实验结束. 3.硬件系统 图1 液体转差率调节器控制系统的硬件设备 液体转差率调节器控制系统的硬件设备结构如图1所示,它 主要由电流比为400/5A的LQJ-10型电流互感器(图中101HL)、 电流变送器、PID反馈控制调节板、稳压电源、PLC组成. 其中核心的控制单元的PLC部分采用的是日本OMRON公 司最新产品CS1机型PLC.OMRON PLC产品货源充足、中文资 料丰富、备品备件方便,技术服务方便、国内维修便利等特点. CS1机型有以下特点: (1)高速RISC的CPU(32位);