铝行业流变所控制的plc与综自系统的结合

铝行业流变所控制的plc与综自系统的结合

由于广泛使用采用整个铝行业流程自动化系统，且用于稳定流量控制的pppo2s的有机结合已成为一个话题。PLC作为工业控制自动化产品,因其具有强大的处理器指令集、高级的编程工具以及可扩展的功能,使其能很好的满足各种自动控制任务。现在铝行业整流所,虽然每台整流机组都配置一套PLC,但仅仅是用于整流柜、油风冷却器、水水(水风)冷却器的信号采集,并没有参与控制。而作为整流所最重要的过程控制即稳流控制,依旧采用的是模拟PID调节板,不仅增加了成本,也浪费了PLC所固有的数字式PID调节功能。而目前铝行业的很多人都认为PLC数字式PID调节的反应速度比模拟PID调节板慢,这显然是一个误区。大量的DCS、PLC用于热电厂、炼油厂,一般炼油厂PID调节的扫描速度要求不大于0.5s(或1s)即可,热电厂PID的调节不大于0.1s即可,而PLC本身的扫描周期可以设置为毫秒级,相对于饱和电抗器的强烈滞后效应,PLC的PID调节是完全可以实现铝行业稳流控制要求的。1流机组个数的确定现在铝厂整流所基本还是按照N+1的原则配______置PLC的(N为整流机组的个数),即每台整流机组配置一套PLC,再配置一套总调PLC。考虑到与综自系统的接口问题(OPC),大多数铝厂均采用AB公司SLC500系列PLC,选用SLC5/04CPU模块,支持DH+网络,如图1。2直流控制器电流侧交流电流的采集机组分调PLC除了采集对应间隔的整流柜、油风冷却器、水水(水风)冷却器、直流刀闸信号,还需采集用于稳流控制的信号:A、B柜直流电流、A、B柜控制绕组电流、A、B柜偏移绕组电流(可选),考虑到直流互感器的不稳定性和滞后效果,可以采集整流变一次电流侧交流电流。总调PLC采集的稳流控制信号:系列电流、系列电压、整流变断路器位置信号、整流变有载开关档位信号。3继承:小闭环控制+连续控制稳流控制是通过调节整流变压器有载调压与自饱和电抗器使得在电解槽负荷增加、网压波动和产生阳极效应时能使系列电流的设定值与测量值趋向一致的控制。按照现有说法分大闭环控制和小闭环控制。大闭环控制由总调PLC实现,小闭环控制由机组分调PLC实现。从工业控制角度看,大小闭环控制可以分为连续控制和逻辑控制。连续控制是比例积分微分控制(PID),通过比较设定值和反馈值,由PLC的PID模块计算输出,用于连续调节控制绕组的电流大小。连续调节的输出是4～20mA电流信号或1～5V电压信号,如图2。3.1连续控制如图3为连续控制的原理图。从图3可知共有3种运行方式,就地控制和分调控制为小闭环PID单回路控制。(1)受此操作当就地/远方选择开关设置为就地时,即为小闭环就地PID控制。此时小闭环PID的给定为就地电位器给定,反馈为整流机组直流电流。(2)分工和控制当就地/远方选择开关设置为就地、总调/分调选择开关设置为分调时,即为分调控制。分调控制是小闭环PID控制的计算机给定。(3)总调pid控制当就地/远方选择开关设置为就地、总调/分调选择开关设置为总调时,即为总调控制。大闭环总调PID和小闭环PID构成一个串级控制。总调PID为主回路,小闭环PID为副回路,主回路的输出作为副回路的设定。总调PID调节器设定值即为系列电流稳流设定值,由后台计算机给定;反馈值为系列电流测量值(考虑到直流互感器的不稳定性,也可以取所有机组的直流输出之和作为反馈值)。3.2逻辑控制3.2.1自动升档控制当稳流控制运行在总调控制方式时,通过判断控制绕组电流在截止区或饱和区来控制有载开关的自动升降档。如果控制绕组电流在饱和区,此时系列电流小于给定稳流电流,经过一定延时,自动升档升压;如果控制绕组电流在截止区,经过一定延时,自动降档降压。3.2.2plc的控制策略最大需量控制是取进线连续15min的电度值,与电力部门规定的或生产中限定的最大需量值比较,用于判断实际运行的实时值是否临近限定值。当大于限定值时,减少系列电流稳流给定值,必要的时候降档降压。PLC实现如式(1),P为进线功率,t为当前时间,积分长度为900s,按秒积分。最大需量公式。∫tt−15t-15tPdt≥限定值(1)式(1)可以采用PLC积分指令,采样周期快,判断准确。3.2.3与其他电流稳流设定值比较恒安时控制即安时偏差控制,它以每小时为单位,对实际电解系列电流安时值累计,与系列电流稳流设定值安时值比较,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。3.2.4出运行机组稳流控制运行在总调控制方式时,当某台机组退出运行,该台机组在自动降到最低档位的同时,其它机组能自动稳流;当某台机组投入运行时,能自动升至与其它机组档位,并能自动满足稳流要求。4电解系列直流电流的平稳度如何有效的利用PLC