一、現狀與問題
帶鋼廠凈環水泵站、濁環水泵站和漩流井泵站共同組成了帶鋼廠的供水系統。帶鋼廠是包鋼集團軋鋼生產四條精品線中的一條。軋鋼生產自然離不開冷卻水,冷卻水的充足供應直接影響鋼材質量的好壞。由于帶鋼廠供水系統是多系統供水系統,完成供水任務要三系統協調工作,共同完成。
帶鋼廠凈環水系統由八臺電機組成,其中1#、2#、3#、4#電機為一段電源供電, 5#、6#、7#、8#電機為二段電源供電。八臺電機為軋制生產線供冷卻水。正常工作時,運行兩臺電機,特殊情況下再增開一臺電機。系統中水泵電機容量為160KW。
因為系統設計裕量很大,運行成本高,能源浪費嚴重。同時采用直接啟動的方式,對電機和電纜的絕緣造成傷害。且影響了水泵葉輪等機械部分的壽命,無法實現自動控制。因此我公司于2006年,對該系統進行了變頻節能改造。采用2臺艾默生EV2000系列供水專用變頻器,實現凈環水泵站恒液位控制。
但由于帶鋼供水系統由三系統協同工作,只有凈環水系統改造成了恒液位控制,其他兩個系統均未進行改造。因此,當凈環水泵站恒液位控制時,變頻器的輸出下降,水流量減少,而其他兩個泵站的輸出并沒有相應的減少,從而造成了凈環水泵站前水溢流現象。造成了大量水資源的浪費和環境的污染。
二、改造內容
由于帶鋼廠設計的緣故,濁環水泵站與凈環水泵站距離較遠,而且中間是軋制生產線。所以采用通常的電纜敷設或網線通訊的方式,均不適合這里。因此采用2臺PT-6080系列無線數傳電臺和艾默生系列PLC ,按照MODBUS的通訊協議,使變頻器能夠接到兩泵站的工作指令,及時地調整輸出,以適應不同的工況要求。
2.1 數傳臺與用戶終端之間的接口
2.1.1 數據格式: 1起始位,8數據位,無/奇校驗位/偶校驗位,1停止位。
2.1.2 串口通信速率:19200bps/9600bps/4800bps/2400bps/1200bps
2.1.3 電平接口:PT-6080系列數傳臺PCB板上設有接口電平跳線,通過改變內部的接口電平跳線,可選擇標準RS-232電平、RS-485電平和TTL電平三種接口類型。
2.2 數據傳輸檢查
2.2.1.將待測的數傳電臺分別同計算機連接好,接通電臺電源,信道設置在2信道。
2.2.2.打開計算機內本數傳電臺使用的KSP06測試軟件,讀取電臺內的參數值,讀取參數應同出廠缺省值相同。
2.2.3.選取“工具”、“數據傳輸” 萊單,輸入待傳字或數字,按“發送”按鈕,數電臺之間就可不斷傳送數據,計算機屏幕不斷顯示傳送數據的情況,表明傳送數據已正常。
2.3. 通信數據格式
命令幀中兩字節檢驗碼計算方法為:字節數、命令串按字節累加和。如命令串為:0x55,0xAA,0x03,0x24,0x02,字節校驗碼兩字節檢驗碼=0x03+0x24+0x02=0x0029讀取當前信道號命令幀:0x55,0xAA,0x03,0x24,0x00兩字節校驗碼——數傳臺應答命令幀:0x55,0xAA,0x03,0x24,CHN兩字節校驗碼(CHN為當前信道號)。轉換無線信道命令幀:0x55,0xAA,0x06,0x07,CHN,00,00,00,兩字節校驗碼。數傳臺應答命令幀:0x55,0xAA,0x02,0x20,兩字節校驗碼。——若用戶終端的RS-232口不能接收CTS信號,或用戶無法通過對CTS信號的編程控制數據流,則可用延時的方法進行透明模式的數據流控制,下圖為發送連續兩幀數據,幀與幀之間的時間間隔時序圖和計算方法:
RF啟動:載波啟動時間,一般取值50ms。
PT-6080系列數傳臺可由PC軟件選擇設置10~5000ms(步進為10ms)。引導碼(0xAA):空中發送64bit引導碼所占用的時間,計算方法為:引導碼時間 = 64×1000/空中波特率 ms。
同步碼:空中發送24bit同步碼所占用的時間,計算方法為:同步碼時間 = 24×1000/空中波特率 ms
數據:空中發送有效數據所占用的時間,計算方法為:
——數據時間 = (數據字節數)×8×125%×1000/空中波特 ms結束碼(0xAA):空中發送32bit幀結束碼占用的時間
總的時間間隔為以上五項所占用時間之和,以本幀發送72Byte數據(下一幀按其實際數據量重新計算),空中波特率為1200bps為例,發送兩幀數據的時間間隔為:
總間隔
1200bps = 50+64000/1200+24000/1200+72*8*125%*1000/1200+32000/1200
------—=50+53.3+20+600+26.7
------—≈750ms
總間隔
2400bps = 50+64000/2400+24000/2400+72*8*125%*1000/2400+32000/2400
------—=50+26.7+10+300+13.3
------—≈380ms
三、改造特點
(1). PT-6080系列無線數傳電臺產品是利用的單片機技術,無線射頻技術,數字處理技術設計的功率較大,體積較小的模塊式半雙工數傳電臺,采用SMT新工藝,選用高質量的元器件。
(2). 鋁壓鑄機身,散熱快。RS232、RS485及TTL多種接口可供選擇,適應面寬。
(3). 抗干擾能力強,精致堅固,結構緊湊,安裝方便。數話兼容,數傳可優先。
(4). 技術指標滿足GB/T16611-1996《數傳電臺通用規范》要求。
(5). 改造后的系統可靠性,具有完善的故障監測。
(6). PLC參與聯鎖控制,數傳電臺實現了泵站之間的通訊,壓力閉環控制實現了水位、壓力的自動控制及無人值守。