時間：2022-06-06 13:26:26
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1泡沫系統
泡沫成分如圖1所示，泡沫系統流體原理如圖2所示。泡沫由泡沫原液、水和空氣3部分組成。在泡沫系統運行中，操作手通過改變泡沫各成分的比例來滿足不同土質的改良需求，以達到最佳的改良效果。泡沫系統由泡沫原液泵、泡沫混合液泵、泡沫原液箱、泡沫混合液箱、泡沫水管路、泡沫混合液管路、空氣管路、泡沫發生器和電氣系統等部件組成。泡沫電氣系統包括電氣硬件和軟件，系統主要包括控制元件、電控執行機構、PLC控制部分和上位機。其中，電控執行機構是泡沫各管路的動力來源；PLC控制部分是整個系統的中樞神經，可為設備提供必要的連鎖與警示；上位機是操作手的操作平臺，負責將操作手的各種操作指令傳達給PLC，并將PLC采集到的信息反饋給操作手作為操作依據。
2電氣硬件系統設計
2．1泡沫系統的供電系統結構泡沫系統采用三相380VAC電源進行供電，電源的分配如圖3所示。設備利用控制變壓器將部分380VAC變為220VAC，供接觸器、溫控器和散熱風扇使用。泡沫原液泵和泡沫混合液泵的功率分別為075kW和3kW，為了精確控制泡沫原液和混合液的流量，2種泵均采用變頻器控制。設備選用了西門子6SE6440－2UD21－1AA1380V－11kW和6SE6440－2UD24－0BA1380V－4kW2種變頻器。泡沫原液泵和混合液泵選用變頻電機，電機風扇獨立供電，由GV2M06C進行短路及過載保護，直流接觸器LP1K0910BD控制其通斷。混合液攪拌器由1臺075kW的三相電機直接驅動，由電機斷路器GV2－M07C進行短路和過載保護，接觸器LC1－D09M7C控制其通斷。泡沫混合液經過攪拌器的攪拌后混合將更加均勻，發泡效果將更加理想。三相動力線同時給控制線路供電，使用DRT－960－24將三相電源轉換為24V直流電，為PLC、傳感器、電磁閥等的控制提供電力來源。
2.2泡沫系統PLC硬件設計根據泡沫系統的控制特點和盾構機的PLC網絡要求，系統采用三菱PLCQ02U進行本地的數據采集、邏輯運算以及數據輸出，采用三菱H網絡與盾構機其他PLC進行數據交流，利用以太網網絡與泡沫系統上位機進行信息交換。在進行PLC硬件配置時，各功能模塊可以根據用戶習慣任意搭配順序，使其應用更加靈活方便［4－5］。系統采用了1塊16點的數字量輸入模塊、1塊16點的數字量輸出模塊、1塊8通道的模擬量輸入模塊和1塊4通道的模擬量輸出模塊作為本地控制柜的輸入輸出模塊［6］。數字量輸入模塊主要用于采集斷路器和變頻器的反饋信息，數字量輸出模塊主要用于控制接觸器和中間繼電器，模擬量輸入模塊用來采集傳感器的反饋信號，模擬量輸出模塊用來控制變頻器的運行頻率，進而實現對螺桿泵的調試。系統選用以太網模塊QJ71E71－100同上位機通訊，選用H網模塊QJ71BR11跟盾構機其他PLC通訊。
2.3泡沫系統上位機設計本系統上位機選用研祥工業電腦PPC－1561，在工業電腦上安裝三菱OPC軟件［7］，從而實現工業電腦與PLC的數據交換。上位機操作界面分為泡沫控制和泡沫參數設置2個操作區域。泡沫控制區域可選擇需要操作的泡沫管路及控制方式，同時，控制泡沫系統的啟動和停止。泡沫參數設置區域可對泡沫運行時的各控制參數（如泡沫原液比、發泡率等）進行設置。上位機設有報警界面，當泡沫系統出現故障時，該界面可顯示出相應的故障信息，方便操作司機進行故障排除。
3控制系統軟件設計
3.1泡沫系統控制流程泡沫系統正常運行的前提是建立在斷路器及變頻器正常運行的基礎上。當泡沫系統各硬件一切正常后，首先進行泡沫各系統公用參數的設置，然后選擇控制方式并設置與控制方式相匹配的控制參數，最后選擇需要注入的泡沫管路并按下啟動按鈕。泡沫系統分為手動控制、半自動控制和自動控制3種控制方式。手動控制就是操作手可以根據需要對各管路的泡沫混合液流量和空氣流量進行自主調節。半自動控制是泡沫系統運行后，PLC根據各路設定的泡沫混合液流量和發泡比控制泡沫系統的注入。自動控制在掘進時才能運行，PLC根據推進速度自動控制泡沫系統的注入。泡沫系統開始運行時，PLC首先檢測泡沫混合液箱的液位開關，當出現低液位報警時，泡沫水管氣動閥打開且泡沫原液泵運行。在泡沫水管路上安裝流量計，PLC根據水的流量和上位機設置值進行泡沫原液流量計算，然后通過控制泡沫原液泵的變頻器進而控制泡沫原液流量，使泡沫混合液按設定的混合比進行混合。在泡沫原液泵運行的同時，位于泡沫混合液箱的攪拌器開始工作，將泡沫混合液充分攪拌。當混合液箱高液位開關動作時，泡沫原液泵停止且泡沫水管氣動閥關閉，同時PLC開始計時，5min后泡沫混合液箱攪拌器停止工作。當泡沫混合液箱液位正常且泡沫注入開始按鈕被按下后，泡沫混合液泵運行，同時空氣管路的電動調節閥也開始工作。PLC根據不同的控制模式計算泡沫混合液的流量值，然后對泡沫混合液變頻器進行調節，進而控制泡沫混合液的流量；與此同時，PLC將空氣流量的檢測值和計算值進行比較，進而控制電動調節閥的打開和關閉。在電動調節閥的運算控制中引用PID控制，從而得到更加穩定的空氣流量。在泡沫混合液管路中安裝壓力傳感器，當壓力檢測值高于設定值時，泡沫系統停止工作且進行系統報警，操作手根據具體情況進行相應處理。
3.2程序設計程序設計采用梯形圖設計，利用三菱GXDeveloper軟件進行PLC編程。梯形圖編程簡單明了，具有良好的可讀性和可維護性。梯形圖的編程設計入門簡單，對操作人員進行簡單培訓即可進行常規操作，方便操作人員對系統故障的診斷和排除［8－10］。在程序設計中，利用工業電腦采集到的啟停信號及相關的控制選擇信息配合控制回路中反饋的安全信號做出條件判斷。當滿足運行條件時，給出正常的運行提示，同時進行泡沫注入的控制輸出；當不滿足運行條件時，將無法進行泡沫注入操作，同時報警程序運行，并在工業電腦上給出故障提示，故障清除后報警信息才能消失。滿足運行條件后，PLC首先采集工業電腦輸入的控制信息，利用不同模式下泡沫系統的計算公式計算泡沫各成分的流量值；然后，通過調節變頻器輸出頻率調節泡沫原液泵及泡沫混合液泵的流量，達到泡沫各成分精確控制的目的。為了更好地調節泡沫系統，在泡沫各管路中設置流量計，實時監控泡沫各成分流量值，并將流量反饋信號與其流量計算值進行比較，實時校驗，進一步提高泡沫系統的控制精度。
3.3故障處理對系統運行過程中檢測到的故障進行收集，故障報警檢修人員可以直觀地通過報警信號對故障進行處理。
在過流繼電器進行整定時，關鍵的組成部分為電路開關、電流發生器、整流器、測試電流表、單相交流低壓電源、毫伏表，在電路運行中，過流繼電器可以充分發揮各項保護功能，比如過壓保護、欠壓保護、過流保護等。在過流繼電器運行之前，對于三相電流的流過值應該提前設置，一旦三相電流出現故障，整個繼電保護裝置都會處于故障狀態之下，在故障情形下，顯示屏會將電流流過值顯示出來，可以通過人工干預和延時設置方式對這一狀態進行改變，在電流變化的情形下，繼電保護器可以給予修改，對跳閘實施延時操作；如果在線路運行過程中，電壓一直處于較高狀態，繼電保護裝置就會啟動過壓保護功能，實施相應的保護措施，此外還會啟動報警方式，比如閃燈、警告音等，如果繼電保護器發生故障，在液晶顯示屏上，電壓值變化情況也會顯示出來，此時可以通過人工干預和延時設置等方案對這一問題進行改善；在設備大的運行過程中，如果電壓一直處于偏低狀態，繼電保護器開啟的保護模式為欠壓保護功能，當故障狀態恢復正常后，此種保護功能可以實現實時關閉，自動退出故障狀態。在過流繼電器實施整定的過程中，首先應該進行通電試驗，在完全斷開高速開關的情形下，實施升壓試驗與降壓試驗，對電力電壓的整定情況給予密切觀察，一旦電壓處于穩定狀態，整定工作便可以立即開展，在實際整定過程中，對于相關檢驗裝置的變化情況應該仔細觀察，比如毫伏表、電壓表、電流表等，相關數據的變化情況應該給予及時記錄，通過此操作，不僅能使系統的穩定性得到提升，還能營造一個安全的作業環境，讓操作人員放心、有效的開展工作。
2過壓繼電器的整定方式
在過壓繼電器實施整定操作時，關鍵的構成部分為單相調壓器、倍壓整流型電壓發生器、測試電壓表、單相交流低壓電源、電路開關等，可以對不同狀態的故障實施保護，比如動態斷相、靜態斷相、欠壓、錯相、電壓不平衡以及過壓等內容。在電氣設備運行過程中，如果出現斷相問題，此時開展的保護措施為動態斷相保護；在設備處于非工作狀態時，一旦出現斷相問題，此時開展保護措施為靜態錯相保護功能；在線路運行過程中，如果電壓一直處于偏高狀態，可以實施過壓保護；當三相電壓出現不平衡問題時，電壓不平衡的保護模式會立即啟動，有效的改善這一故障；在線路運行過程中，出現錯誤電源輸入的情況下，可以啟動錯相保護措施；一般在線路運行都提前設有預設電壓，如果線路電壓處于較低狀態，可以開啟欠壓保護，是一種有效的保護方式。在過壓繼電器實施整定過程時，首先應該進行初次通電試驗，在具體的試驗過程中，應該將高速開關斷開，在繼電保護器的基礎上，有針對性的開展整定電路，進而實施降壓試驗，在試驗過程中，對于壓升與壓降的情形應該給予密切觀察，是否有異常情況存在，當壓升與壓降恢復到正常范圍后，可以立即合上告訴開關。當合上高速開關后，接下來對過壓繼電器進行再次整定。在實施整定過程時，對于電壓表的指示情況、過壓繼電器動作應該實時密切觀察，對各種情況給予嚴格記錄，所有操作完成后，再對過壓繼電器進行調整。在電路運行過程中，對于保護對象，繼電保護器可以實時監控和判別，針對具體的異常情況，比如警告信號、動作信號等，選擇必要的斷路方法，迅速自動切斷有異常表現的設備元件，實現故障的有效恢復，起到隔離的作用和保護作用，促進電氣設備的安全、穩定運行。
3結束語
工作過程導向的課程是以職業工作的崗位能力作為課程培養的核心內容及目標，這與傳統基于知識體系的課程有著本質的區別，其課程的內涵也有著自己顯著的特征.基于工作過程導向的課程其內涵包括三個方面：教學目標、教學內容、教學組織.(1)教學目標：將職業核心能力的習得作為課程的主要教學目標.工作過程導向的課程定位與目標就與傳統課程有著本質區別，工作過程導向的課程其本質目的是使學生通過課程的學習獲得從事某一職業必須具備的能力，也有文獻稱為職業行動能力.目前在職業教育中，雖然已經對這一目標取得了共識，但是很多教育工作者將職業能力等同為職業技能，這是不科學的.職業技能僅僅是從事某一職業崗位所需的具體操作能力，而職業能力是一個更加廣義的范疇，包含情感能力、構思能力、反思能力等，明確這一區別對課程開發具有實踐指導意義.(2)課程內容：將工作崗位能力的獲得作為課程的主要教學內容.工作過程導向的課程在課程內容上區別于傳統課程在于其教學的內容的選取是根據職業工作的需要來選取教學內容，而不是根據學科的知識結構來選取教學內容.根據這種方式來選取教學內容實際上對傳統的理論知識進行了弱化，而與實踐緊密相關的隱性知識的地位得到了加強.隱性知識無論是獲得、表述還是傳授難度都較顯性知識要高，這是為職業教育工作者提出了挑戰.更高層次的教育在于培養以及激發學生的自主獲得隱性知識的習慣和能力，這對職業教育受教育者的職業生涯更加重要，也是目前職業教育工作者還較少關注的一個問題.(3)教學組織：將工作崗位的進階作為課程內容安排的主要方式.課程教學的組織是課程建設中的一個重要方面，傳統課程的教學組織是按照知識的邏輯關系進行組織，這顯然與工作過程導向的課程所要實現的教學目標不相適應.職業特征是工作過程導向的課程核心，按照工作崗位的進階來組織其教學就成為課程開發過程中所應該遵循的準則，其組織過程也是對原有知識體系結構進行分拆，進而根據工作行為的動態過程進行重構的過程.目前從事職業教育的工作者對知識體系的組織方式有著很大的思維慣性，這使得在工作過程導向的課程組織過程中常常難以達到“實至名歸”的狀態.總結工作過程導向課程內涵可以用圖1表示其三個方面.
2工作過程導向的《電氣控制與PLC》課程開發過程
《電氣控制與PLC》作為一門職業崗位特征十分明顯的課程，傳統的知識系統型課程已經難以適應該課程的教學要求，迫切需要按照工作過程導向進行該課程的開發.根據此課程的特點，工作過程導向的《電氣控制與PLC》課程開發過程如圖2所示.在課程開發過程中，通過專任教師與不同合作對象的配合，使其能夠與該課程對應的工作過程零距離，使所承擔的教學活動能夠培養出勝任工作崗位的合格工作者.(1)在崗位能力調研階段，通過任課教師通過到企業與工程技術人員一起進行實地調研，明確《電氣控制與PLC》所對應的工作崗位是維修電工，該工作崗位具體需要的核心技術能力為機電設備電氣控制安裝與維修.(2)在崗位任務分析階段，任課教師與行業專家一起具體分析課程對應的維修電工崗位典型的工作的任務，也為課程內容選取和學習情景的構造積累素材和奠定基礎.(3)在課程結構組織階段，任課教師在職教專家的指導下對與本課程相關的其他課程進行整合，避免教學內容遺漏與重復.(4)在課程內容選取階段，任課教師根據前面確定的崗位能力、崗位任務以及課程整合的結構，在崗位能手的協助下選取本課程具體的內容，同時也將學習情境構造完成.(5)在教學活動實施階段，任課教師與學生在構造的學習情境下完成預定的教學任務.(6)在教學完成后，任課教師在教育專家的指導下對本課程的教學質量進行評估，并提出改進意見，促進今后的課程建設工作.
3結束語
輸送帶關系著材料的輸送以及產品的輸出，在生產過程中輸送帶出現問題，生產將難以進行。常見的輸送帶問題就是輸送帶的運行無法調控，出現持續運行、超速運行等現象。造成輸送帶難以控制的原因主要與電路系統有關，因此維修人員在進行故障診斷的過程中，應先對輸送帶的電路進行排除，應用萬用表對電壓進行反復測量比對。并注重查看是否有線路故障或者元件的損壞。一般輸送帶出現問題大多都是因為椌硅出現問題引起的。解決這種故障一般帶有一定的針對性，只要對受損元件進行更換就可以對問題進行解決。
2機組停機問題
卷煙機在進行運行過程中經常會出現機組故障，其中機組驟停是最常見的問題之一。這種故障一般不會提前產生警示信息，都是在運行過程中突然出現，并且重啟后又能恢復運轉，帶有著一定的反復性。這種故障的出現與拼接檢測器有關，可能由水松紙或者保護套出現問題而引發機組的停機。就水松紙而言，其故障主要集中在違規安裝或者質量不合格。解決這些問題的辦法就是修正安裝錯誤，或者對水松紙進行更換。而就保護套而言，可能出現的問題為保護套破損，造成水松紙外露導致接觸靜電的產生。這種問題的解決帶有一定的技巧性，無需停止機組，主要對前螺栓進行加長，并修正水松紙的位置就可以對問題進行解決。
3包裝設備常見電氣控制問題及解決辦法
包裝設備的常見電氣控制問題有很多，但是經過整合可以將所有故障問題劃分為兩個大類型：一類是檢測功能問題；一類是元本身問題。電路板信號燈常亮是包裝設備中較為普遍的一種故障，在實際生活中一旦遇到這種問題直接拔取電線，重新插回即可，但是容易出現反復性。這種故障經常會發生，主要源于復位功能失靈。因此需要對電路進行檢測，查看電路是否正常，各器件有無損毀。一般這種情況出現，邏輯器件或者觸發器是經常出現問題的地方，所以發現這些器件有問題給予更換就可以對問題進行解決。但是要注意是對器件進行更換，還是將整個電路板都更換掉。除了電路板信號燈出現故障外，包裝設備有時在完整度檢測方面也會出現問題。造成這種問題的原因主要是接近開關功能的失效。因此只需確定具體的問題開關，并給予更換就可以解決問題。包裝設備中的元件問題主要有機械驟停、復位困難等等。這些問題的診斷主要圍繞觸點和元件展開就可以。解決的方法也以更換問題元件為主。
4常用卷包設備檢測與診斷技術
卷包設備并不是煙草生產的核心設備，但是在進行應用的過程中其也經常會出現一些電氣控制問題。因此需要應用一定的檢測設備和方法對卷包機的故障進行檢測和診斷。而實踐證明這些被應用的檢測和診斷技術，對于提升故障維修效率有著一定的幫助作用。
4.1在線監測
在線監測是一種實時監測技術，其可以在機械運行的過程中對機械運行的情況進行記錄并與機械正常的運行指標進行比對分析，進而判斷機械是否存在問題。
4.2關鍵部位振動監測
設備在進行運行的過程中會產生明顯的振動，這種振動帶有著一定的規律性以及穩定性，如果設備的振動出現異常，那么設備就有可能出現故障。關鍵部位振動監測應用的就是這種原理，通過對關鍵部位的振動情況進行監測，并分析其是否處于正常范疇之中，以達到檢測診斷的目的。
4.3異常噪音檢測
設備在進行運行的過程中出現噪音在所難免，但是通過實踐證明正常設備與故障設備在運行過程中產生的噪音有所差異，并有著一定的規律可循，因此可以借助噪音的變化來判斷機械的故障。異常噪音檢測主要就是以設備運行過程中的噪音為檢測對象，通過測量噪音的頻率把握噪音的變化，一旦噪音超出正常范圍，那么機械設備就有可能出現故障問題。該種檢測雖然不能對設備故障進行精確定位和診斷，但是作為一種輔助手法，在設備診斷中極為常用。
4.4油樣分析
設備在運行的過程中，有些經常接觸的區域會使用油減少元件之間的摩擦。油樣分析法主要就是在煙草設備上進行油樣的提取，并應用現代科技采用光譜技術對油樣中的物質進行分析，以此判斷元件的磨損度。這種方法可以預防元件的過度損毀，在元件出現問題之間進行及時更換，保障了設備的運行質量。
5結束語
學生實習其實是學生對崗位的一個認知,所以一定要注重實習場地規章制度的學習,通過7S管理制度為切入點,明確學生在實訓課中的各項責任。在我校在實習場所都張貼與企業“7S”相符的管理標準,在學生實習過程中努力用先進的企業7S標準來規范他們的實訓,讓學生在實訓工場除了鍛煉相關專業技能之外,按照規章制度維持班集體良好的實訓環境和氛圍也是每個學生的職責所在。教師在實習過程中對于學生體現出的技能方面的長處和不足細心教導的同時,更加要尋找小組內同學之間的優點相互取長補短,鼓勵學生之間取長補短,樹立學生具有愛心與團隊合作精神。教師及時進行監督檢查,直至學生把事情做好為止,使學生明白每個人都應該承擔屬于自己的責任,讓學生學會自我管理。電氣控制線路安裝與檢修課以實訓為主,在實訓過程中經常與電打交道,在教學中最令人頭疼的問題就是學生的觸電事故。即使教師花費大量精力和時間強調用電安全,不乏有些初生牛犢不怕虎的學生總要試一試,這樣的學生不但自身安全無法保障,更有甚至可能早晨無法挽救的損失。因此,加強學生尤其團隊中隊長的管理,發揮他們監督管理機制,通過本組內組員的自我管理恰好能避免上述的弊端,教師就能分出身來全心地投入到課堂教學中。
2從企業的實際生產出發,激發培養學生對該專業的學習興趣
有些時候常說“興趣”是最好的老師,但是教學中學生學習興趣,是教師在教學過程中適當的給學生以鼓勵,不斷調動學生學習的積極性所培養而成的。我時常在備課時要結合生產生活的案例,學以致用,以用促學,并根據實際工廠工作流程通過任務驅動法讓他們體會到書本理論并非空洞無用,從而產生積極的求知欲望。例如在學習三相異步電動機的正反轉控制線路時,傳統步驟如下:首先找兩位同學分別畫出一個正轉控制線路。接著,以起重機的吊鉤需要上升與下降為例,提出如何使電動機實現正反轉運動。運用任務驅動同樣過程如果反之:先提出起重機的吊鉤電氣線路需要安排電工組安裝,下發安裝單到各個分組,充分調動學生求知探索積極性,然后每一個小組發揮組員探索知識,總結討論每人組員的思路,并適當在班級中討論。此時教師可以反問學生為什么用常閉觸點進行聯鎖,如何避免主電路短路等等知識點,并講出道理來,以便了解學生是真正掌握本章節的重點。東西依然是從書上搬過來的,通過任務驅動法,把生產車間完成的事情之間搬入課堂,讓學生積極性和自學能力提升到最高,老師可以從傳統講授的過程中解放出來,投入課堂的監控中,能更好使學生融入以后的工作中,又可以培養學生學習能力和團隊合作意識。
隨著PLC技術廣泛應用于工業自動化領域，其在教學中的重視程度逐漸提高。因此，為了適應這一變化，應對PLC教學進行必要的教學內容改革，合理安排教學內容。強調教學理論與實訓課程的結合。在內容上，減少理論教學或生澀的概念講解。注重核心技術，如電路設計、工作原理的講解。適當增加PLC實驗和實踐環節，增加實踐環節的難度，以提高學生的動手能力，注重教學內容的創新，從而制定滿足現代教學的教學大綱，提高教學效率。
（二）善于應用輔助手段，提高學生的感性認識
傳統教學的主要問題在于不夠直觀，學生的興趣較低。隨著現代科技的發展，多媒體成為主要教學手段。作為與計算機有著緊密聯系的PLC教學來說，應充分利用多媒體設備將教學生動化，利用視頻、音頻等多種方式激發學生的積極性，為學生提供更豐富的信息。當然，這并不意味著放棄傳統的教學模式，而是應將兩種模式合理結合起來。另外，教師應注重教學引導，做好教學準備，將難懂教學概念進行視頻展示，使學生的感性認識得到提高。如在利用經驗設計法進行電路設計時，就應實現傳統教學與多媒體的結合，首先利用板書展示基本的教學內容和教學程序，然后根據需要利用多媒體進行圖片等展示，使課堂節奏更加緊湊。
（三）豐富PLC教學方法
生產中要求實時檢測鋼絲繩張拉力，但由于測量傳感器的檢測范圍所限，鋼絲繩張拉力的檢測是通過間接測量的方式得到的。在第一牽引輪與第二牽引輪之間安裝了張拉力檢測輪，用來檢測運行中鋼絲繩的張拉力。張拉力檢測輪的支撐軸為軸銷式壓力傳感器，鋼絲繩經過檢測輪形成夾角θ(補角為α，傳感器安裝角為α/2)，鋼絲繩張拉時通過張拉力檢測輪在傳感器上產生合力，鋼絲繩張拉力合力方向即為傳感器檢測力的方向，其受力示意圖如圖2所示。張拉力主要采用PID控制。根據張拉力設定值與傳感器測量張拉力實際值的差值，通過PID運算，限幅后控制電機輸出轉矩，使鋼絲繩張拉力達到設定值。但在實際運行中，為了使成繩機在啟動加速階段迅速建立張拉力，以及改變張拉力設定時快速達到設定值(建立或卸放張拉力)，則采用增量式和PID相結合的控制。在設定值與實際值差值大于3kN時，張拉力的調節采用增量式控制，即以固定的時間周期，連續地從零累加(減)一個固定值，并將累加結果作為第二牽引輪轉矩給定。
2張拉力控制
張拉力是由第二牽引輪與第一牽引輪之間的轉速差形成的，第二牽引輪的轉速略大于第一牽引輪的轉速。根據鋼絲繩的直徑、結構等不同，轉速差也有一定的差別。為形成轉速差，9/630在線預張拉成繩機采用的控制方式:第一牽引輪電機速度控制，第二牽引輪電機轉矩控制。根據張拉力檢測傳感器測量數據，直接控制第二牽引輪電機輸出轉矩產生轉速差，使2個牽引輪之間的鋼絲繩張拉力達到設定值，張拉力控制原理如圖3所示。隨著張拉力實際值不斷增加，當設定值與實際值差值≤3kN時，增量式控制的累加結果固定，張拉力的調節轉換為PID控制進行微調，第二牽引輪轉矩給定值為累加結果和PID輸出的和值，調節后使張拉力平穩達到設定值，不超調，并且保證運行中張拉力變化在工藝要求的±2kN以內。
3電氣控制系統
3．1控制系統構成
9/630在線預張拉成繩機的電氣系統采用PLC、現場總線控制，其網絡拓撲如圖4所示。網絡控制系統由1個PLC主站、1個PLC現場IO站、人機界面及4臺變頻器聯網構成，各個通訊站點通過Profibus－DP現場總線進行數據交換。Profibus－DP現場總線最高傳輸速率能達到12Mbps，但由于此系統通訊距離較長、現場強電干擾源較多，為了保證通訊正常可靠，系統現場總線的通訊速率選定為1．5Mbps［3］。
3．2主要元器件功能
PLC選用西門子S7－300系列，CPU為313C－2DP，該CPU集成Profibus－DP通訊接口，作為整個網絡的主站。由于現場信號與配電室距離較遠，網絡中配置現場IO站，現場信號、傳感器信號、操作控制等信號通過現場IO站傳入PLC主站進行邏輯運算以及數據處理，處理結果通過Profibus－DP現場總線發送指令到各個變頻器控制相應的運行狀態［4］。人機界面安裝在現場操作臺上，其接入Profibus－DP現場總線，顯示設備運行狀態、各運行參數的實時數值，便于操作人員清楚了解設備狀況及工藝參數，并且通過人機界面，操作人員隨時對運行參數進行設置。控制系統中，張拉力檢測輪上的傳感器決定著張拉力控制的效果及精度，設計選型上采用軸銷式壓力傳感器，其型號為ZX－2T，輸出0～20mA模擬量信號，傳感器信號通過PLC現場IO站的模擬量模塊采集張拉力信號到PLC，PLC進行數據運算控制鋼絲繩張拉力達到設定數值。9/630在線預張拉成繩機的運行要求動態響應好、力矩精度高，所以在變頻器的選型上要求較高，為此變頻器選用施耐德公司ATV71系列變頻器［5］。主機電機為速度控制模式，電機端部的旋轉編碼器反饋信號接入變頻器，形成速度閉環控制，使電機的速度精度達到額定速度的±0．01%，保證運行時速度平穩。第二牽引輪電機為轉矩控制模式，同樣安裝旋轉編碼器，反饋信號接入變頻器形成速度閉環控制，使轉矩的控制精度達到±5%，有效地保證運行時的張拉力精確、平穩。收線機卷繞控制采用電機轉矩控制模式，電機旋轉編碼器反饋信號接入變頻器形成速度閉環控制，提高轉矩精度，通過PLC進行卷徑等計算，實現恒張力收線［6］。
3．3共直流母線應用
成繩機運行時需要改變運轉速度。由于主機存在很大的慣性，在其降速過程中，能量回饋到變頻器直流母線，直流母線電壓升高，達到一定數值后，制動單元動作，回饋能量消耗在制動電阻上;又由于直流母線電壓波動，導致直流母線上的電容頻繁充放電，電容使用壽命受到很大影響，嚴重時還會導致電容爆炸、變頻器損壞。為此，9/630在線預張拉成繩機采用了變頻器共直流母線技術，如圖5所示。實現把焊絲緊壓在測速輪上的同時，完成斷線檢測功能。當斷線時此裝置會壓下1個線徑的移動量產生位移，位移觸動接近開關會產生信號進行反饋。
3．4放線機設計
放線機驅動部分采用交流變頻電機通過一級皮帶傳動帶動工字輪旋轉，完成放線功能。放線主傳動為一級皮帶傳動，按恒線速8m/s，埋弧焊絲一般采用h800工字輪，確定速比i=2．8，小皮帶輪直徑D1=140mm，大皮帶輪直徑D2=392mm。設定加減速時間為10s，根據8m/s恒線速和速比，進行電機選型，最終確定選用6極11kW電機作為放線電機。按公式f=Pn/60計算出最高轉速時電機運行頻率為48Hz，最低為24．6Hz，電機處于恒轉矩運行狀態，其中P=3為6極電機極對數。
3．5電控系統
整機電氣系統由可編程控制器、交流變頻器、人機界面、通訊等控制完成。收線機整機線速度可調，可保證恒線速8m/s高速運行。放線機為恒張力放線。在層繞過程中，放線機由滿輪到空輪，直徑由大變小，張力大小根據放線工字輪輪徑大小自動調整。同時通過卷徑計算，實現線速度跟蹤，以保證焊絲張力基本恒定。
4結語
1.1DCS系統的開放性與靈活性特征
從設計角度而言，DCS系統設計環節具有系列化、標準化、開放化等特點，系統通信方式是以局域網網絡為基礎，從而實現穩定可靠而又高效的信息傳輸。按照發電廠電氣控制系統的實際功能需求，對DCS系統功能進行相應擴充及優化，由于是按照模塊化設計方案執行，因此能夠相當快捷的把計算機添加到系統通信網絡中，或者是進行一些計算機的刪除，在這個過程中對其他計算機的運行情況不存在不良影響。DCS系統在運行時，對于組態軟件而言，其軟件和硬件組件能夠利用不同的流程應用對象的方式實現。具體實現方式是對測量信號、控制信號以及其對應連接關系進行確定，基于控制算法庫對控制規律進行選擇，還有就是按照圖形庫對基礎圖形監控畫面進行調用，因此整個控制系統的構成相對簡單和靈活，具有很高的可行性。
1.2DCS系統的可靠性特征
由于DCS系統在運行時，每一臺計算機都具有分散系統控制的功能，并且可以獨立實現，因此要求系統結構采用容錯設計方案。這種方案哪怕是其中一臺計算機出現問題，也無法對DCS系統整體功能產生直接影響。而且由于在DCS系統中，每一立的計算機所承擔的任務相對單一，因此從功能實現方式分析，對結構、軟件固定的計算機設備進行選擇，從而對計算機運行的穩定可靠性的提高起到一定的促進作用。
1.3控制功能齊全的特征
具有較多的控制算法，把批處理控制、順序控制還有連續控制進行了集合，不僅實現了自適應、前饋與串級的控制，還實現了解耦與預測控制，還能引入要求的特殊控制算法。DCS系統構成方式具有非常好的靈活性。處于底層的過程控制級往往存在著分散的數據采集站、現場控制站等就地實現控制與數據采集功能，再經由數據通信網絡傳輸至生產監控級計算機，生產監控級接受來源于過程控制級的數據并對其實施對應的集中操作管理。
1.4完全集控運行
DCS系統可以實現全部電氣設備進行監控和操作，和機組控制組成一個綜合自動化系統，幫助運行人員能夠在任何一臺DCS終端上實現電氣系統整個機組進行監控和管理，使得單元機組具備了監控集控運行的功能。
1.5提升電氣控制穩定可靠性
對于DCS系統來說，其本身的穩定可靠性非常明顯，其不僅取代了原本繼電器，還取代了固態邏輯，主要因為運用了配置冗余這一手段，這樣便減少了操作終端，更重要的控制系統穩定可靠性顯著地提升。除此之外，其內部里面擁有許多聯動邏輯，明顯減少了人為失誤，主要由于對操作閉鎖及操作準許檢查邏輯進行設置。
2、電廠電氣系統納入DCS監控的范圍
按照電氣控制具有的特征以及單元機組運行過程的特性，需要把發電機變壓器組這一電氣系統控制納入DCS監控，也要把電源這一電氣系統的控制納入。由升壓站至電廠側的主廠房里面存在的廠用電快切系統及自動同期系統、發變組系統、高壓啟備電源系統、柴油發電機組、直流系統及UPS系統這些電氣系統都要納入DCS監控之中。
3、發電廠DCS控制方式
把DCS系統應用到發電廠之中的電氣控制系統里面的時候，需要遵循以下原則：把之前計算機數字化設備當成前提，發揮電氣控制的全部功能。發電廠電氣控制系統中最普通的故障錄波設備、發電機勵磁調節設備而言，對應的工作情況、動作狀況等都以數字化處理為基礎，利用通訊方式將信息傳輸到DCS系統中。控制系統和DCS系統要獨立運行，這一點也非常重要，對于保障發電廠電氣系統運行安全有直接影響。DCS系統實現時，電氣系統輸入信息和輸出指令等都是以通訊的方式呈現，一方面能夠保障系統的獨立安全的運行，另一方面還可以節約在DCS系統的電線、電纜等設備投資。最重要的是輸入DCS系統中的數據信息將應用于機組綜合控制及全廠信息系統。當運行后一段時間后，達到相關負荷標準后，可以利用自動或人為的方式。機組停機時，主控回路傳遞對應的控制操作指令，對電氣系統進行操作，使其切換到關閉狀態。其存在以下幾項特征：促使專門控制裝置的優點與數字化裝置的通訊優點得以發揮，不僅促使系統總體構成的經濟性與實用性明顯提升，也促使它的可靠性變得更高；信息集中就是這種形式的分散控制。對于此類分散控制系統來說，其經常需要涉及到各種廠商的不同設備，熱工控制以及電氣控制都存在較為清楚的界面，能夠根據之前的專業化系統設計、調試與維修；此時只要對通訊問題進行良好地處理，通常之下，組成的整體控制系統依然屬于真正的分散控制系統；能夠讓之前闡述的電氣控制進入DCS之中.
4、DCS系統應用時的注意事項
4.1分配電氣控制功能方面
從分配電氣控制系統的功能而言，發電廠電氣控制系統在運行過程中，對應的工作參數及控制邏輯關系都要先經過科學計算和調試，而且系統運行模式一旦形成就進入恒定狀態，不能輕易變動，如果要對控制系統邏輯關系進行調整，需要經過工程師站進行代碼傳輸，恰好DCS系統不支持代碼在線傳輸，因此這個過程有可能帶動控制系統內部其他程序出現誤操作，所以需要注意電氣控制功能分配的問題。
4.2裝置時鐘配合方面
針對裝置時鐘配合方面而言，發電廠電氣控制系統引入DCS系統，可以實現對整個電氣控制系統的集中控制，相互獨立而且布局分散的終端處理器共同聯合工作，從而促進控制任務順利完成。
4.3系統設計的配合問題
配合對DCS系統的設計相當重要，和后期的運行狀態存在關聯，進行設計的時候，務必綜合考慮問題。之前進行的設計，大都為電氣專業對清單實施簡單地列舉，然后安排熱控專業的實施裝置，系統具體運用的時候，此類設計方式不能充分地發揮很好的性能，相當不利于系統運行。因此為讓系統可以良好地適應實際性能的發揮，進行設計的時候，需要安排至少兩個專業一起進行，應認真地分析系統規模、容量與功能的分配，認真地計算實際上進入DCS的量，對于其在實際運行中所要表現出來的功能，以及軟硬件的配置等，均應實施有效的論證，確保系統能夠高效順利地運行。
4.4系統調試問題
當DCS系統用于電氣控制系統之中之后，需要進行和之前不一樣的系統調試工作。在之前，進行系統調試工作的時候，需要分開進行熱控系統調試與電氣系統的調試，對應專業的人員相當熟悉自己所學的專業，進行調試會有好的效果。當進入到DCS系統里面后，熱控調試工作者不能完全了解電氣系統，同時電氣人員也不完全了解DCS系統，進而導致調試功能的缺失。因此為確保系統順利地運行，要于調試環節，有效地安排人員，確保整個的優化，確保整個系統可以順利穩定地運行。
5、總結
論文摘要：隨著建筑智能化的迅速發展，電氣工程的地位和作用越來越重要。電氣工程師應有對所負責的電氣工程質量高度負責的責任心，充分應用自己的專業水平，深入、細致地搞好電氣工程的質量和安全管理工作。
電氣工程質量的好壞直接影響建筑物功能是否正常運行，影響該建筑的社會效益及經濟效益。同時施工安全也不容忽視，要堅持“安全第一、預防為主”的方針，對新進場員工要根據工程的特點進行崗前安全培訓。要編制針對本工程的安全技術措施及安全組織措施，并對施工人員進行安全技術交底，并應設專職持證上崗的安全員。
一、電氣工程的質量控制
1、施工準備階段的質量控制
電氣工程師不能只停留在按圖施工的水平，要全面熟悉設計圖紙，努力并善于發現圖紙中的不足，及時提出處理意見，對業主而言是維護其利益，對自己也是提高。好的工程質量是由高素質高水平的施工人員完成的，這就要求施工前要對施工隊伍及人員進行考核和評估，并調整好技工和普工的比例。電氣工程師要根據工程的實際情況編制施工組織設計（施工技術方案）并嚴格審查，要求有完善的質量保證體系、保證工程質量的各項技術措施，而且應符合經會審的設計圖紙及國家現行的有關電氣工程的施工及驗收規范。對施工班組及人員進行工程的總體技術交底，由于施工人員流動性較大，還要根據工程的進度情況分階段進行交底。明確現行實用的規范及操作規程和順序，對工程所需的資料表格及相關技術文件、要求、標準做到心中有數。根據業主及土建工程的總體進度編制電氣工程進度計劃、人員計劃、機具計劃并組織落實，工程過程中要根據實際情況及時修改及補充。
2、施工階段的質量控制
施工中必須根據已會審后的電氣設計圖紙和有關技術文件，按照國家現行的電氣工程施工及驗收規范，地方有關工程建設的法規、文件，經審批的施工組織設計（施工技術方案）進行。①主體施工階段重點注意以下幾個問題：嚴把電氣管材、線盒的質量關，將不合格材料拒之于工程之外（如鍍鋅鋼管的壁厚，厚管不小于2．5mm，薄管不小于1．5mm，鍍鋅層應完好，PVC管應采用中型以上，一般采用重型管，必須是阻燃型。每次進材料都應填報審表，經監理審查同意后方能用于工程）。要特別注意膠水的質量，最好選用與線管同一品牌的膠水，一般都能符合要求，澆注砼時，要求每臺輸送泵都有電工跟班，及時處理被壓壞的線管、線盒。均壓環、避雷帶、防雷引下線等對建筑的安全非常重要，是否漏焊，焊接長度及質量是否滿足規范及設計要求。每處都要仔細檢查，特別是結構轉換層，由于柱子主筋調整，防雷引下線容易錯焊、漏焊，所以電氣工程師要提醒施工人員引起重視，這也是監理檢查內容的重點，必須認真檢查，確保工程質量。②安裝及調試階段重點注意以下幾個問題：要求先對配電箱、線盒內壓線做樣板，布線整齊、壓接牢固，多股線搪錫，然后再全面展開，防止做了大量工作后才發現存在的問題，返工困難，而且影響進度。接地線的連接，接地端子的預留應符合規范要求；外墻的金屬門窗、欄桿防及屋面的金屬大件部分防雷作為關鍵，搞好工序銜接，防止遺漏；設備外殼接地應完善。要求工作按程序進行。設備運行調試要按先空載后帶負荷、先單體后聯動進行；并應先對可調元件如熱繼電器調整至設計規定值，調試運行還要持續運行規定的時間，驗證電氣及機械性能的可靠性。重點檢查吊頂內的線路，導線穿管敷設必須符合要求。發電機自啟動、與市電切換，雙電源末端切換的調試，盡管實施時比較簡單，但往往因為太簡單、不重視或各工種之間協調不好而出現問題。消防泵的控制，因涉及降壓起動、現場手動、消防控制室手動、自動起動、備用互投等控制，且往往涉及幾家安裝調試（供貨）單位，很容易發生技術上、協調配合上的問題，加上個別設計存在一些小缺陷，影響調試和驗收，電氣工程師必須提前熟悉設計圖紙及廠家提供的二次線路圖、控制原理圖，及早發現或預見可能發生的問題，并作出處理。
總之，在施工階段質量控制方面需注意的細節問題很多，要抓住關鍵點,重點檢查和控制。
二、電氣工程的施工安全
要求施工班組每天上班前要根據當天的工作安排進行安全交底，安全工具及設施要落實到位，電氣設備要符合有關臨時用電的管理規定。
