分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用.pdf

气反应。因此，考虑 到采用钨极氩 弧焊 的作业 焊枪其保护范畴较小，可能影响到焊缝金属保 护效果，处于热影响区受热作用下易与空气发 生气体反应，在焊接时产生气孔或其他氧化物 等缺陷。基 于此，一般 采用该焊接工艺会在焊 接工件上设置必要 的保护气罩，使其 自气罩 出 来的气体能够回流到焊件周围形成一个立体空 间的氩气保护氛围，故此能够 降低空气对其焊 接工艺表现出的气孔或氧化物等缺陷影响。 2 ． 焊接材料及工艺应用对铝合金焊接性能 的主要影响 2 ． 1 焊接接头裂缝及其主要特征 由于铝合金材料应用在焊接工艺下的材料 种类差异性存在，以及采取的焊接工艺性质不 同，所 以在其焊接接头中可能会表现 出诸多形 式上 的各类缺陷裂纹 。这些裂纹缺陷分布特征 相对复杂，主要结合生产需求不同将其划分为 两种裂纹缺陷方式 一 类属于焊缝金属裂纹，主要有横向或纵 向裂 纹、弧坑裂纹、弧状裂纹、以及多层焊接 时的显微裂纹等缺陷形式。 二是焊接工艺操作时 的热影响区裂纹。这 种裂纹缺陷主要有焊趾裂纹、熔合线 区域 内的 显微裂纹、以及层 状结构裂纹等。同时，这些 裂纹结合热影响区又可以分为热裂纹与冷裂纹。 比如，热裂纹一般是在高温作业下通过晶界上 合金金属偏析或者存在一些熔点较低 的物质引 起的。当然，考虑 到金属材料差异性存在，其 实际上产生 的裂纹形态也表现不同，即在裂纹 表现形态上又可 以分为结晶、液化、多边化裂 纹等。热裂纹中主要 以结晶裂纹为主，它一般 是在焊缝结 晶过程时，基于在固相线区域内的 凝固金属收缩，并且又没有多余液体金属加以 填充，所 以则在凝 固收缩作用下促成 了沿晶开 裂；发生这种现象多以一些低碳合金钢为主； 再如，液化裂纹的形成也与其金属收缩应力作 用相关，即在其加 热到高温时发生 晶界凝固而 产生液化裂纹 。 2 ． 2热裂纹产生的过程及其机理 焊接过程可以说是一种矛盾 的工艺加工过 程，在其焊接作业过程 中许多不平衡的工艺综 合杂糅到一起， 故而造成 了焊接接头、 金属冶金、 及力学作用的综合表现。换言之，铝合金在焊 接工艺下的冶金过程属于物理、化学及材料组 织上的综合反应过程，其 中夹杂着熔渣、气体 成分等。所有这些现象发生，都会存在着裂纹 的形成动机 ，但去裂纹型号 曾最为紧密关联的 则属于冶金因素。事实上 ，从力学角度来看， 焊接工艺属于热循环状态，在这种状态下其共 同存在着温度梯度变化与对应的冷却速度变化， 焊件在一定作业条件下其接头始终保持应力到 应变的这一变化形态，所 以则为裂纹的形成提 供 了契机与必要条件 。 因此，在焊接过程中，要控制冶金因素及 力学应力变化过程下所出现的裂纹缺陷，应能 考虑金属材料的强化与弱化关系 。比如，在冷 却时期，焊接接头属于一种对外建立的强度联 系 。如果，此时在作业条件下保持其能够顺从 应力变化，使其焊缝和焊缝 区的材料工件能够 承受其 内在应力与残存应力，就不会造成裂纹 Ac a de m ic 学 术 出现。反之，当工件不能承受其应力变化作用 时，其材料强度联系就会中断，故而促成裂纹 缺陷发生。同样，随着温度的逐渐冷却，冶金 及力学因素也会对应发生改变，在不同温度 区 域内其接头金属表现 的强度也不同，比如结 晶 温度区间较大，且固相线温度低 时，其晶粒间 在残存的低溶液态金属处则更容 易造成应力集 中， 致使其出现固相金属裂纹。因此， 针对于此， 实际焊接合金材料时应能综合考虑接头裂纹缺 陷形成条件等，以选用适宜的焊接工艺及材料 。 3 ． 结语 基于铝合金 自有 的焊接优越性能存在，所 以在各领域中得到的广为应用。并且，随着如 今焊接工艺技术的持续发展与快速进步，铝合 金的焊接构件使用需求也越来越大。基于此， 在采用铝合金材料完成焊接工艺时应能考虑必 要的气路保护、焊前清洗等准备工作，并要重 点知晓焊接接头裂缝形成特征及原理参数等， 以此才能避免铝合金焊接气孔等缺陷裂纹发生 。 参考文献 [ 1 ] 赖鸥 ． 焊接材料及工艺对铝合金焊接性 能的影响 [ J ] ． 科技创新与应用，2 0 1 3 6 ． [ 2 ] 李午申，邸新杰 ．中国钢材焊接性及焊 接材料的进展 [ J ] ．焊接 ，2 0 1 3 3 ． [ 3 ] 李春范 ，杜淼 ， 杨晶秋等 ．中国焊接材 料的现状及发展趋势 [ J ] ． 焊接，2 0 1 0 7 ． [ 4 ]龙伟 民 ，何 鹏 ，顾 敬 华 ．中 国 有 色 金属焊接材料 的发展现状及展望 [ J ] ．焊接， 2 0 1 i 1 1 ． 分散控制系统在火电厂 电气 自动化中 的应用 2 1 0 0 9 7南京慧邦科技研究所 江苏 南京 一 马国庆 摘 要 本文首先分析了分散控制系统的优越性 ， 进而对分散控制系统在火电厂电气自动化中的应用进行论述 ， 期望通过本文的研究能够对提高火 电厂生产能效有所帮助。 1 ． 分散控制系统的优越性分析 分 散 控 制 系统 简 称 为 D C S D i s t r i b u t e d C o n t r o l S y s t e m ，国内习惯将之称 为集散控 制系统，其归属于计算机系统的范畴，具体是 由过程控制级与过程监控级两个部分组成，并 以通信网络进行数据传输，该系统融合当前最 为先进 的“ 4 c ” 技术，即计算机技术、通讯技术、 显示技术 以及控制技术，它的基本设计思想是 分散控制、集中操作 、分级管理 ，突出的特 点 是配置灵活 、组态方便 。 自 2 0世纪 9 O年年 代开始，D C S 被 广泛应 用于国内火 电厂机组的自动控制系统当中，在 这一背景下，业 内的专家学者加大 了D C S的研 究力度，并取得了一定的成果 ，D C S也随之变得 更加完善，其优越性主要体现在如下几个方面 其一，可靠性更高。当 D C S中的某个控制器发 生故障时，其它控制功能依然能够正常运行， 这种超 强的容错设计使系统的可靠性获得了大 幅度提升。不仅如此，单个控制器 的控制负荷 也越来越小，这使得故障的发生几率显著降低。 其二，开放性更强。标准化与模块化设计思想 的引入，使得 D C S的开放性变得越来越强，网 络通信技术的应用， 使控制器进行功能扩展时， 不会影响到系统的原有功能。统一通信协议的 应用极大程度地增强了系统的开放性 。鉴于 D C S 的诸多优点，使其在火 电厂中的应用范围越来 越广，下面本文重点对 D C S在火 电厂电气自动 化中的应用进行论述。 2 ．分散控制系统在火电厂 电气 自动化中的 应 用 中国机械 M a c h i n e C h in a 2 07 ， _、 a U5l l l l 学术 为 了便于本文研究，下面以洛阳某电厂三 期项 目 全场水 网集中控制系统 为依托，对 D C S的具体应用进行论述。 2 ． 1 系统简介 该项 目中的水网处理系统主要由以下几个 辅助单元构成锅炉补给水处理系统、凝结水 处理系统、工业水处理系统、循环水处理系统、 升压水系统、氢气监控系统以及汽水采样系统。 2 ． 2系统框架结构 本文 设计程控 系统主要 是 由如下 几个部 分 构成，即上位 P C机、传感器、执行机 构， 借助三层网络将这几个部分联成了一个小型的 D C S。 i 系统硬件。上位 P c机 由4台工控机 组成，其中三台的组态相 同，可以互为备用， 并且任何一台均可作为主操作员站，另一台则 为工程师站，若是主操作员站发生故障无法正 常工作时，工程师站可替代其完成各项监控功 能。此外，各个辅助系统的程控系统均配置了 一 台大功率的 U P S ，即使因特殊情况断电，上位 P c机仍能运行 3 0 m i n左右，这样便于相关数据 的保存和事故处理 。 2 系统软件 。上位 P C 机 的软件主要是 由操作系统 W i n d o w s X P 、 监控软件 I F I X 3 ． 0 以及 P L C编程工 具 C O N C E P T 2 ． 6 组成，软件 的性能如表 l所示。 表 l系统软件 的主要性能 软件名称 主要性能指标 W i n d o w s X P 网络功能强大、性能稳定 I F I X 3 ． 0 功能丰富、性能可靠、操作简单方便 C O N C E P T 2 ． 6 可在线或离线进行程序修改 2 ． 3系统的主要功能 控制系统采用 的是集中控制的方式，即利 用可编程控制器实现数据采集与控制；水处理 系统采用的是顺序 远程 现场的控制方式， 其中顺序控制设有分部、单独或成组操作等功 能，并具有中断、跳步及旁路功能。系统的主 要控制功能如下 1 画面显示。过程控制与管理软件均是 以W i n d o w s X P操作系统为平台，为 了使运行操 作画面更加简洁、明了，采用了弹出式菜单和形 象生动的操作按钮。相关工艺流程尽可以用彩色 动画进行显示，当设备出现故障报警时，语音报 警系统会自行启动，并在报警窗口显示，这为运 行人员提供了更加直观、清晰的报警信号。 2 运行操作 。可以借助 鼠标在 C R T画面 上进行各种操作，具有手动、自动等操作方式 。 3 报表管理。该系统提供了强大的报表 功能， 可以灵活地实现系统记录报告、 事件报告、 运行记录报表以及操作记录的管理。 4 报警功能。所有设备的故障及报警信 号军刀有声音和字符颜色变化，同时操作员站 可对与故障相关的信息进行统计记录及保存， 并发出语音报警。 5 保护措施。控制系统设置了重要的保 护功能，当设备发生故障且备用设备无法及时 投入时， C R T 会自行显示报警信息并有声音提示。 6 与M I S的接口。在火电厂生产过程中， 本文所设计 的系统是 M I S的数据源，其能够为 M I S提供设备运行的相关数据信息。为确保程控 系统与 M I S之间的接 口安全、可靠，在设计时， 根据 O S I网络模型提供 了以下接 口标准物理 连接采用的是超五类网线；网卡为 1 0 0 M ／ 1 0 M的 以太 网；通 信协议 为 T C P ／ I P ；数据 库接 口为 O D B C标准。 3 ．结论 综上所述，在火电厂电气 自动化控制 中， D C S具有着其它系统无法比拟的优越性，本文所 提出的系统现已在洛阳某电厂 中获得 了应用， 系统运行至今并未 出现任何严重的故障问题， 并且该系统的应用有效提高 了生产 效率，可在 同类工程中推广使用。 参考文献 [ 1 ] 刘爱莉 ．计算机 D C S系统在供热监控中 的应用 [ J ] ．网络与信息，2 0 1 0 1 0 [ 2 ] 王明友 ．韩志刚 ． D C S 基础控制方法改 进的探讨 [ J ] ．中外能源，2 0 1 0 9 ． 新型变频调速能量回馈控制技术在 门 机上的应用 2 1 0 0 3 1南京港机重工制造有限公司江苏 南京 一 潘磊 摘 要 本文介绍了目前国l f - ] 座式起重机上单传动变频系统和多传动变频能量回馈系统。在此基础上阐述了多传动能量回馈系统具有节能降耗、 安全可靠、对电网无污染、广阔市场前景的突出优点。 引言 近年来，随着我 国加入 W T O以来港 口经济 的飞速发展 ，越来越多的先进技术在港 口装备 中得到广泛推广和应用，变频调速能量 回馈控 制技术也以其不可替代 的优点得到推广，被应 用在诸于 门座起重机、卸船机和岸边集装箱装 卸桥等大型设备上。 变频调速技术是节能降耗、 改善控制性能、 提高产 品产量和质量的重要途径，已在应用中 取得 了良好的应用效果和显著的经济效益。但 是，在对调速节能的一片赞誉中，人们往往忽 视了进一步挖掘变频调速系统节能潜力和提高 效率的问题。 本文讨论的就是变频调速系统节能控制的 2 O8 M a c h in e C h in a中国机械 变频调速能量 回馈控制技术。在 能源资源日趋 紧张的今天，这项探讨无疑具有一定的现实意 义。 1 ． 通用型变频器工作原理 通用变频器大都为 电压型交 一 直 一交变频 器 。三相交流 电首先通过二极管不控整流桥得 到脉动直流电，再经电解 电容滤波稳压，最后 经无源逆变输 出电压、频率可调 的交流电给 电 动机供电。这类变频器功率因数高、效率高、 精度高、调速范围宽，所以在工业中获得广泛 应用。但是通用变频器不能直接用于需要快速 起、制动和频繁正、反转的调速系统。因为这 种系统要求电机 四象限运行，当电机减速、制 动或者带位能性负载重物下放时，电机处于再 生发电状态。由于整流器能量传输不可逆，产 生的再生电能传输到直流侧滤波电容上，产生 泵升 电压。而 以G T R 、I G B T为代表的全控型器 件耐压较低，过高的泵升电压有可能损坏开关 器件 、电解电容，甚至会破坏 电机的绝缘，从 而威胁系统安全工作，这就限制了通用变频器 的应用范围。 2 ．单传动变频系统 对于门机而言，起升机构下降减速时大量 的势能通过电动机转化为电能，常规的方法是 采用能耗制动 ，即利用挂在变频器直流母线上 的制动单元和 电阻将这部分转化过来的 电能通 过热量 的形式消耗掉。该方法虽然简单 ，但 也 存在浪 费能源等诸多缺点①电能通过 电阻消