武钢硅钢厂是武忠幻灼吖こ讨唬韪殖Э昭够臼?0年代国内首家从日本引进的具有当时世界先进水平的大型空压设备  ，它采用活塞式空压机进行空气压缩  ，其制造工艺极其复杂  ，设备非常昂贵  ，同时它为全厂提供压缩空气  ，其地位又非常重要 。但经过多年的长期运行  ，电气设备老化严重  ，各种能耗非常之大  ，工作条件极其恶劣  ，继电器损坏较多且无备品  ，空压机频繁起停  ，严重影响空压机的使用寿命 。因此在1996年5月利用中修(12d)时间  ，对原系统进行了改造  ，采用当今计算机控制技术和变频技术  ，引入PLC闭环控制和变频控制  ，提高了控制系统精度  ，并使该空压机站的控制系统达到先进水平 。 1　控制系统方案的确定及配置 1.1　方案的确定 　　(1)原空压机站存在的问题 　　.原系统采用开环控制  ，不能保证控制精度 。 　　.当输出压力大于0.7MPa时  ，自动打开泄载阀  ，使异步电动机空转  ，严重浪费能源 。 　　.继电器损坏较多且无备品  ，严重威胁生产 。 　　.输出压力的调节是靠人为调节开度的大小来实现的  ，劳动强度大  ，调节速度慢  ，波动大  ，不稳定  ，精度低 。 　　.异步电动机易频繁起动、停止  ，影响电机的使用寿命 。工作条件恶劣  ，噪声大 。 　　(2)工艺提出的新要求 　　.空压机出口压力必须控制在±0.05MPa内 。 　　.在输出压力大于0.7MPa时  ，自动关闭泄荷阀 。 　　.为了使新老系统双重化运行  ，在设计时要考虑新老系统的切换控制 。 　　.增加油压、水位、空气压力的综合报警功能 。 　　(3)现场的实际工作情况和全厂备品备件的统一考虑 。 　　(4)确定方案 　　由于硅钢厂空压机站改造是国内首次在这个领域的改造  ，无借鉴经验可循  ，如何满足特殊的硅钢工艺要求及解决现存问题是这次改造的关键 。vwin德赢网官方下载提出改造方案为电气控制部分和压力闭环均采用PLC控制  ，电机采用变频器控制 。这套方案不仅用PLC取代继电器  ，提高控制系统可靠性  ，而且压力闭环的引入  ，也提高控制系统的控制精度；电机用变频器控制  ，延长了电机的使用寿命  ，还降低了能耗  ，因此实现了低投资高产出的目标 。 1.2　系统配置 　　改造后系统由FRN132P7-4变频器、1151GP型压力变送器、MODICON984-120PLC组成  ，如图1所示 。 600)this.width=600" 2　空压机站变频系统的工作原理及特点 2.1　磁通控制式正弦波PWM控制的逆变器工作原理 　　磁通控制式正弦波PWM逆变器的结构与GTR-SPWM逆变器的结构完全相震动给料器同  ，不同的是GTR导通和截止的工作模式不同 。 　　在实际工作中  ，为了不使一桥臂的上下管同时导通而发生逆变器的短路  ，需要设置延时电路 。然而延时时间的存在  ，给逆变器带来新的问题  ，使逆变器产生误差电压 。这种误差电压特别是在低速运行或切换频率较高时  ，对逆变器影响更大  ，致使导步电动机在低速时存在转矩脉动  ，旋转不均匀  ，甚至在某些特定频率区域引起电流的不稳定  ，造成系统振荡 。为此  ，采用磁通控制式正弦波PWM控制方式 。它不是按照调制正弦波和载波的交点来控制GTR的开通和关断  ，而是始终使异步电动机的磁通接近正弦波  ，旋转磁场的轨迹是圆形来决定GTR的导通规律  ，从而可以补偿误差电压造成的影响  ，在很低的频率下  ，保证异步电动机在低速时旋转均匀  ，从而扩大了变频调速系统的调速范围  ，抑制了异步电动机的振动和噪声 。圆形旋转磁场的实现  ，是通过检测磁通  ，控制环节随时判断实际磁通超过误差范围与否  ，来改变GTR的工作模式  ，从而保证旋转磁场的轨迹呈圆形 。 2.2　FRN132P7-4富士变频器的组成及其特点 　　富士变频器主要由以下几个部分组成：主电路、保护电路、计算机数字控制电路、数字显示和故障诊断电路、数字与模拟输入、输出电路等组成 。它的特点是：转矩脉动小；电磁噪音低；具有数字显示和故障诊断 。 3　控制系统软件的实现 　　控制程序框图如图2所示 。空压机站控制系统分为手动和自动两种工作方式 。当系统准备条件就绪时(无故障、冷却水压力＞0.2MPa  ，卸荷阀关闭、润滑油压力＞0.15MPa)  ，即可启动运行 。在运行过程中  ，输出的空气压力控制在0.6～0.7MPa范围内 。若输出的空气压力大于0.7MPa时  ，计算机发出报警且自动关闭卸荷阀  ，使空气压力下降  ，当空气压力下降到0.6MPa时  ，系统就自动启动升压；若输出的空气压力低于0.6MPa且频率小于等于23Hz时  ，系统故障停车并切换到老系统工作 。 600)this.width=600" 　　空压机站控制系统的闭环是利用软件中的PID2功能块来实现 。定义PID2中的一个期望的控制点  ，称为设定点(SP)  ，相对于SP而得到的测量值称为过程变量(PV) 。SP与PV的差值即偏差(E) 。它将偏差(E)馈送到控制算法中就产生操作变量(MV)  ，来调整被控过程使PV＝SP  ，使偏差(E)＝0 。在现场的实际调试过程中  ，笔者是通过现场一次压力仪表(0～10V)采集现场的压力 。将压力信号再送到PLC的模拟量输入模块30001的点上  ，通过一个减法器  ，使30001上的内容送入寄存器40113  ，再通过PID2功能块与寄存器40101的设定值进行比较给煤机  ，进行PI运算  ，使偏差(E)＝0 。寄存器40102再通过一个减法器将信号送到寄存器40500  ，由寄存器4双层振动筛0500输出0～10V的电锰钢双辊破碎机压  ，控制变频器的GXS型高效细粒原煤分级筛正常工作 。