西门子6ES7518-4FP00-0AB0参数详细
我厂PTA装置1995年7月开工，随着时间的流逝，部分设备逐渐出现老化、故障率升高、备件定货来源中断等问题，给装置正常生产带来了较大困难。为解决这些问题，选用SIEMENS公司的LO—GO!可编程逻辑继电器，对PTA生产中的空压机、氮压机、袋式过滤器反吹控制系统的控制作了改造和优化。 LOGO!是SIEMENS公司推出的通用逻辑模块，集成有：控制功能、操作和显示单元、电源、用于扩展模块的接口、预制的基本功能（通断延时继电器、电流脉冲继电器、软开关）、时间开关、二进制指示器、输入和输出。
1 空压机润滑油压开关三选二控制
1．1 存在的问题
空压机是化纤厂PTA装置的核心设备，其运行工作的正常与否直接影响全氧化装置的生产。若润滑油压开关误动作，则会联锁空压机停机，从而导致氧化装置停车。我厂出现过2次PSLL6684油压开关误动作联锁空压机停机，从而导致氧化装置停车，给氧化生产带来较大的损失。
1．2 解决问题的思路及方法
为避免PSLL6684油压开关误动作联锁空压机停机，又要确保实际润滑油压低时必须停机，对空压机的PSLL6684润滑油油压开关低联锁回路作了三选二改造。增加2个油压开关，在不改变联锁通道的前提下，利用LOGO!可编程继电器，编作三选二程序，从而实现PSLL6684润滑油油压开关低联锁回路三选二功能。即用3个油压开关检测润滑油油压，只有当2个以上开关动作时才输出，联锁回路启动，使空压机停止运转，确保设备不损坏。选用的是 LOGO 112／24RC0可编程继电器，12／24 V供电，8个数字量输入，如下述：
Q1=I1×12+12×13+I1×13．
式中：I1为PSLL6684；12 为PSLL6684A；13为PSLL6684B。
1．3 具体实施步骤
在原PSLL6684处并接3个油压开关（PSLL6684，PSLL6684A，PSLL6684B）检测润滑油油压，将其常开接点引入盘内 LOGO!可编程继电器I1，I2，I3输入端子，把输出端子Q1与原联锁回路连接，只有当2个以上开关接点动作时Q1才输出，联锁回路启动，使空压机停，确保设备不损坏。
2 氮气压缩机报警指示盘的功能
2．1 存在的问题
PTA装置氮气压缩机C一830A／B是提供氮气的，在氧化反应器D1．301紧急停车时，为氧化反应器D1—301和TA结晶器D1-401提供2 h的惰性气体；在开车和反应器处于“保持”状态时，装置也需要间歇使用高压惰性气体，以保证反应器的安全。2005年l1月12日开工时，报警指示盘TOSHIBA的PLC（型号：PROSEC EX M40／20）出现电源故障，修复电源后又发现其CPU不能运行，造成该PLC彻底报废，由于没有备件，报警指示盘彻底瘫痪，使操作人员不能对压缩机运行的正常与否进行监控，给工作人员带来极大不便，出现故障更是无从判断。
2．2 解决问题的思路及方法
为了确保氧化装置氮气压缩机C一830A／B的正常运转，不影响氧化装置的生产，组织力量对氮气压缩机C-830A／B的报警指示盘做了改造，利用5 个sI—EMENS的可编程继电器LOGO!，按照工艺生产要求自行编程、安装、调试。经过实验和工艺人员确认，完全符合原设计要求，为氧化装置生产的安全、平稳、高效奠定了基础。整个系统共包括输入点24个，输出点21个，部分示例如：
SUMPER HEATER油槽加热器、COMP．RUN—NING压缩机运行、MOTOR HIGH TEMP马达温度高、 LOW OIL PRESSURE油压低、HIGH OIL TEMP油温高、HIGH TEMP SUCTION DAMPER空吸阻尼器温度高、 HIGH TEMP DISCHARGE DAMPER排出阻尼器温度高、HIGH GAS TEMP气体温度高、LOW GASPRESSuRE气体压力低、Low OIL PREPRESSuRE预油压低、HIGH GAS SYS，REM PRESSURE气体系统压力高、LAMP TEST灯试、 ACKNOWLEDGE确认。
2．3 具体实施步骤
利用5个SIEMENS的可编程继电器编程，实现氮气压缩机C一830A／B现场加热器、电机的运行状态、温度和压力的报警指示灯闪烁，确认后指示灯长亮，复位后指示灯灭以及灯试等功能，安装方便又快捷，效果良好。
3 袋式过滤器反吹系统定时吹扫功能
3．1 存在的问题
袋式过滤器是回收PTA粉尘的，PTA被惰性气体送人储罐后，气体和粉尘分离，气体排放人大气，粉尘落人储罐。但是由于惯性扩张，接触阻留，静电等综合作用，粉尘堆积在顶部，会造成尾气排放不畅，致使罐内压力过大；另外，气体还会带出PTA粉尘进人大气，造成环境污染，所以，顶部过滤器的反吹系统是极其重要的。原设计利用单板机控制，对过滤器滤袋通过8个反吹管线进行自动定时吹扫。吹扫后的PTA粉尘重新回到储罐，气送尾气也能顺利排出，之后出料，打包，保护周围的大气环境。但是，在2006年3月，由于其反吹系统KC板处理器烧坏，且厂家已经停止生产该产品，使得该系统瘫痪。要尽快解决问题，还要节省资金，为此，利用现有的LOGO!可编程继电器对它进行技术改造，保证装置的平稳运行。
3．2 解决问题的思路及方法
为了让PI一1903A袋式过滤器反吹系统稳定运行，利用LOGO!可编程继电器编程来代替以前的KC板，系统保持原有的功能。
1个输入，4个输出；I1：电源及启动输入；Q1，Q2，Q3，Q4：控制反吹系统电磁阀。
3．3 具体实施步骤
利用电源供电作为系统启动条件，驱动一个异步脉冲发生器，依次驱动4个上升沿延时继电器，使4个电磁阀通过中间继电器驱动循环动作吹扫袋式过滤器。
铸造起重机用于冶金行业，其工作任务是为冶炼炉运送钢水。一般有5大机构：主起升，副起升、大车、主小车、副小车机构。由于起重机的位能负荷特性有更为苛刻的安全要求，各机构的大转动惯量、短时工作、频繁的起制动运行，对调速方案更加苛刻，近十年来随着直接力矩控制理论的成熟及大功率矢量变频器的成功制造，使得变频调速技术在起重机上得以成功应用。但是，当采用变频器传动的起升机构拖动位能性负载下放或平移机构急减速、顺风运行时，异步电动机将处于再生发电状态，以往大部分都通过在中间直流回路设置电阻器，让连续再生能量通过电阻器以发热的形式消耗掉，这种方式称为动力制动。本文介绍了采访罗克韦尔自动化PowerFlex 700S变频器及控制系统在炼钢厂200吨铸造吊车上的应用，同时由于采用罗克韦尔自动化的集成架构控制系统及软件，设计和调试都变得更简单，为用户节省了时间和人力。
2冶金起重机系统简介
本起重机为“冶金铸造起重机”，代号为“YZ200/65t-19m A7”。主钩负荷200吨，副钩负荷65吨，跨度为19m，为四梁结构，分上下小车。
主起升部分包括两台250kW电机，三台减速机；每一台电机有两个制动器，制动器形式为液压推杆式；此主起升机构的减速机为冶金铸造用棘轮棘爪减速机，两台电机输出到棘轮棘爪减速机，再通过棘轮棘爪减速机输出到两台普通减速机，通过两台普通减速机控制两台钢丝绳卷筒，每个卷筒上安装两根钢丝绳，总计四根，通过四根钢丝绳带动下面的吊具（吊钢包的板钩）。副起升为一台160kW电机驱动，利用两台液压推杆减速机进行制动。
主小车部分为两台22kW电机分别驱动两边的减速机以带动车轮旋转，通过每台电机一个液压推杆制动器进行制动。副小车运行电机为一台15kW电机带动一台减速机进行驱动两边的车轮进行工作，通过一个制动器进行制动。大车部分为四角四台45kW电机分别驱动四台减速机，带动各部分的车轮进行工作，每个电机上面一台制动器。
3罗克韦尔自动化PowerFlex 700S变频器
PowerFlex700S是罗克韦尔自动化公司推出的高性能系统型变频器，它采用书本式结构设计，零间距安装（Zero Stacking™)，大大减少了变频器安装空间，从而节省大量的盘柜安装空间，节约成套成本和安装成本。内置了输入EMC滤波器，直流母线电抗器和输出共模滤波器，同时160kW以下变频器内置了制动单元，大大方便了用户的选型。因现场故障而需更换变频器时，PowerFlex700S的可插拔控制端子排可以帮助客户轻而易举地恢复控制线路。虚拟背板概念使得程序具有可移植其他Logix平台的能力，实现NetLinx™体系结构的无缝集成和直接通讯驱动。
PowerFlex 700S采用是自有专利的、FORCETM磁通矢量控制技术，加上速度闭环控制，确保负载始终处于受控状态。PowerFlex 700S具有TorqProveTM力矩校验功能，TorqProveTM确保停车后机械报闸可靠的控制负载，和当收到运行命令，机械抱闸打开时变频器能控制负载；TorqProveTM and Force TechnologyTM帮助消除人们对V/F标量型、传统矢量型变频器在抱闸时控制的不定因素的担忧，并可以解决起重应用中的关键问题：
（1）溜钩保护
当负载移动停止，机械抱闸闭合，变频器将斜坡降低输出转矩，同时监测编码器反馈，确认负载被控制。如果监测到编码器反馈有变化(溜钩)，变频器会马上增加输出转矩，重新控制负载，按照预先设定的速度下放负载。变频器会重复以上的周期，直到抱闸能控制负载或负载安全下放到地面。
（2）速度偏离保护（失速保护）
变频器会连续的监测速度命令和速度反馈，比较其偏差，如果偏差超出所允许的范围，那么变频器将变为故障状态，同时，抱闸投入工作。
（3）输出缺相保护
三相输出接线端被监测，确保输出每有缺相。一旦TorqProve 使能，这项功能不能被屏闭。
（4）编码器丢失
变频器会连续的监测编码器反馈，确保编码器工作正常。只要出现编码器丢失变频器马上变为故障状态，同时，抱闸投入工作。一旦TorqProve使能，这项功能必需使能.
（5）基于负载大小的速度限制
允许高于基速运行（轻载时更快运行）；在基速时测量负载大小，若低于额定负载，则可超速。
PowerFlex 700S变频器的力矩校验时序图如图1所示。
以上所有的时间设置的分辩率为0.1秒
图1 力矩校验时序图
4冶金起重机系统控制方案
本系统全部采用罗克韦尔自动化公司生产的PowerFlex 700S变频器，它采用ForceTM磁通矢量控制方式。这种控制方式采用实时计算的电动机转矩和转速构成转矩转速双闭环系统，其动、静态精度高（速度控制精度高达±0.001%，转矩控制精度高达±2%）；在转矩响应方面，比非ForceTM控制方式变频器快许多（转矩响应响应时间≤5ms），并克服了传统调速系统和转矩开环变频器低速段输出转矩不足的问题，其零速转矩可达200%。这些特点充分保证了位能性负载的要求。
系统具体配置如下：大车行走机构采用两台变频器，分别驱动一台电动机。其中一台为主机，另一台为从机。利用主从应用软件，保证两台电动机的速度同步和负荷平衡，防止大梁扭动和啃轨。小车机构变频器采用一台变频器。主起升机构和副起升机构，分别采用一台变频器，并分别采用一台光电编码器，做速度反馈和控制检测用。系统采用能耗制动的方式将连续再生能量消耗点实现制动。所有变频器配有各类标准的现场总线接口。大车和小车的控制系统图如图2所示，主钩和副钩的控制系统图如图3所示。
图2 大车和小车的控制系统图
图3 主钩和副钩的控制系统图
两台主起升变频器采用主从方式，通过光纤通讯方式传递力矩信号，采用力矩跟随的方法保证两台电机出力均匀。采用力矩跟随方式作负荷分配具有力矩分配精度高、动态响应快、调速范围宽等优点。力矩跟随方式示意图如图4所示。
图4 力矩跟随方式示意图
本系统采用Compact Logix作为核心控制器，采用工业控制现场总线，将PLC、远程I/O、各机构变频器、触摸屏联结起来，减少电缆投资，减少接线和维护工作量，减少故障点。远程I/O和触摸屏安装于司机室。接受操作人员的指令，显示系统各种工况信息，以利于操作人员监视、操作和方便维护人员故障诊断与维修。PLC安装于控制柜内。接收现场检测器件的状态信息、变频器等状态信息，控制系统运行。PLC控制柜、变频控制柜，以及电阻制动柜安放在大梁上。