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PLC控制在铝电解供电整流装置大电流稳流控制中的应用
摘要
随着我国电解铝行业的不断发展,和国际竞争的需要。各种先进技术在铝电解生产中得到了广泛的应用,从而提高了生产质量和生产效率。在铝电解生产中,需要提供大电流的电源装置。并且对电流的稳定性要求很高,只有提供稳定的电流才能生产出合格的铝液。把PLC控制技术运用到铝电解供电整流装置大电流稳流控制中,这种做法得到了广泛的应用,并且起到了很好的效果,能够满足铝电解对直流大电流的平稳性要求。PLC利用它快速的反应速速和计算能力,能很有效的控制整流机组的输出。本系统采用的是德国西门子公司的PLC,S7-300和S7-200,采用的编程软件是STEP7 。采用4+1的结构方式。
关键词:西门子PLC S7-200 ,S7-300 PROFIBUS-DP MPI STEP7 整流机组
稳流系统
引言
可编程序控制器(PLC)是综合了计算机技术,自动控制技术和通信技术的一种新型,实用的自动控制装置。它被广泛的用于工业控制领域,具有可靠性好,稳定性高的优点,实时处理能力强,实用灵活方便,编程容易等优点。把可编程序控制器技术用在稳流系统中,使PLC的优点充分发挥了出来。它有很强的抗干扰能力,广泛的适应范围能力和应用范围。这也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。应该强调的是,PLC于以往所讲的鼓式的顺序控制器在“可编程”方面有质的区别。PLC由于引入了微处理器及半导体存储器等新一代电子器件,并用规定的指令进行编程,能灵活的修改,即用软件方式实现可编程的目的。
正文(稳流控制原理及方法)
,主要有三大部分组成。。我们把这三大部分叫作整理机组。
整流变压器;是一种特殊的变压器,它在整流系统中的作用是把高电压变换成整流柜需要的低电压。,采用几台整流变压器并联运行的运行方式。本系统的整流变压器采用4台整流机组并联的,整流变压器带有有载调压开关,可以进行调压。在饱和电抗器控制范围以外的情况下,PLC可以自动调节有载开关的升降,进而达到控制电流的稳定性。在网上电压升高或降低的情况下,通过有载开关的自动调节,使电压变得稳定,从而达到稳流的目的。
自饱和电抗器;在大型整流机组中,自饱和电抗器的作用主要用于调整直流输出电流。通过改变偏移绕组的电流或控制绕组的电流来改变电抗器电磁势(电抗值)从而使整流元件自然换向角延迟,达到调整直流电流的目的。
整流柜;整流柜采用的是二极管的整流的方式,采用三相桥式同相逆并联的接线方式。把整流变压器变换的交流电转换成电解铝生产用的直流电。
(4+1)结构形式,及4台整流机组各配置1台PLC,单机组采用西门子小型PLC S7-200,实现单机组的小闭环稳流控制,稳流大闭环控制由一台总调PLC S7-300来实现。总调,单机组PLC通过现场总线实现数据传输和交换。控制方式的选择及系统的显示均有上位机来实现。功率单元选用流行器件IGBT,高频PWM斩波控制,配以完善的保护,体现了系统的先进性和免维护性,同时可完成各种高级控制。

(1)稳流精度
单机组稳流精度:%
系列稳流精度:%
(2)稳流系统反应速度:5S
(3)稳流深度:由饱和电抗器的实际线性度决定
(4)稳流机组平衡控制误差:
同机组两台柜之间:100A
机组之间:100A
调变自动调级控制,可根据用户的要求任意调整调变级数。
四.(1)恒流控制
恒流控制的原理是将整流机组的直流输出电流经变换后,反馈给PLC,与给定信号比较,PLC进行PID计算,控制IGBT占空比,改变饱和电抗器的控制电流,从而达到机组稳流的目的
(2)总调控制
一般系列有几个单机组并列组成,系列电流等于几个单机组输出电流之和。单机组稳流可实现单机组输出电流稳定,为了使系列电流更加精确,稳定。特设计系列电流稳流控制。有系列电流经互感器反馈至PLC于系列电流设定(数字给定),从而使系列电流的稳定度大大提高。
一般饱和电抗器的控制深度为60V左右,当其饱和时,PLC能自动调节变压器有载开关的升降,从而使系列电流无论在多大的电压波动的情况下,均能达到稳流的目的,扩大调整范围。
(3)安时偏差控制
将每小时每分钟的实际电解系列电流累计值与设定标准电流累计值进行比较,根据所求得安时差及本小时剩余时间自动调整设定电流,以达到安时偏差自动控制。

1;稳流
系列电流总调控制;
大闭环闭环调节,由上位机设定系列电流,总调PLC将