青島西門子專業授權代理商

1 引言

隨著變頻技術的發展和成熟。變頻器以其明顯節能效果、高可靠性、較高功率因數及效率，以及優良調速特性、操作簡單、啟動電流小、機械振動和磨損較少、保護功能完善、容易實現自動調節等諸多優點，成為當今電氣拖動系統的*。電廠自動加藥系統已廣泛采用變頻調速技術取代傳統的直流調速系統。而直流調速存在:電機造**、可靠性差、維護量大、壽命短、能耗大等問題。

2 火電廠化水自動加藥變頻調速系統介紹

(1) 化水自動加藥泵是用來為化水提供加的動力設備。化水加藥計量泵無論是柱(活)塞式，還是隔膜式、都是容積往復式泵。工作過程:活塞1在泵缸2內作往復運動來吸入和排出液體。當活塞1開始自較左端位置向右移動時，工作室3的容積逐漸擴大，室內壓力降低，流體**開吸水閥4，進入活塞1所讓出的空間，直到活塞1移動到較右端為止，此過程為泵的吸水過程。當活塞1從右端開始向左端移動時，充滿泵的流體受擠壓，將吸水閥4關閉，并打開壓水閥5而排出，此過程為泵的壓水過程。活塞不斷往復運動，泵的吸水與壓水過程就不斷地交替進行。泵的驅動電機就交替工作在驅動(電動)和制動(發電)狀態，加藥變頻調速系統有其特殊性。

(2) 電廠化水加藥泵電機變頻調速系統介紹

① 調速系統由化學監測儀表檢測工藝系統參數，送入調節器與設定值比較，進行PI調節運算，其輸出反饋給變頻器控制轉速，達到調節系統參數的目的。采用冗余操作控制方式，即系統配置了智能手操器。

② 化水自動加藥變頻調速系統范圍

隨著化學監測表計的成熟，電廠現已經用到:PH表、SI表、Na表、電導儀、酸堿濃度、濁度儀、聯氨表等。在聯氨、氨、磷酸鹽、二甲基酮肟、混凝計等自動加藥系統均可采用變頻調速。

3 加藥裝置的電氣接線方式

根據加藥設備有“一箱二泵”、“二箱二泵”、 “二箱三泵”、 “二箱四泵”等類型，即至少有三個以上電機為一組，而加藥泵一般為兩個。加藥電機一般相互備用。4 加藥變頻調速系統方案

(1) 電氣接線:可采用上述方案。如“一拖一”，不帶工頻旁路方案，此方案應用多，如在井岡山化水加藥系統、德州化水加藥系統的應用。或電機和泵采用一備二冗余方案，即接線方案3，以節約投資。

(2) 控制原理:由于化水系統現在一般采用PLC程控系統，隨著PLC技術的發展。化學自動加藥系統的調節控制，一般在PLC內完成常規PID運算或高級控制規律，如模糊協調控制。

① 利用熱工一次測量元件，在化水PLC程控系統中，將采集工藝系統的溫度、壓力、PH值以及溶解氧、Na+、Sio2+等參數的變化值，轉換成4---20mA的速度給定指令信號，反饋給變頻器。變頻器通過比較轉速輸出量與PLC程控速度給定之間的大小，自動調節加藥泵電動機的轉速，實現加藥計量的轉速自動控制，達到**系統工藝參數在正常范圍內變化的目的。變頻器輸出的模擬量、干接點信號全部進入PLC系統，形成閉環控制，同時實現相關聯鎖功能。

② 系統設有就地和遠方兩種控制途徑。就地控制是在變頻器處通過變頻器面板進行操作或應急處理。遠方控制是在控制室內進行。③ 遠方控制方式分為兩種工作方式:一種方式為遠方手動方式。在這種工作方式下，操作員通過化水程控PLC系統的CRT手動給定信號，調節變頻器。另一種方式為遠方自動方式。在這種工作方式下，轉速給定是在PLC系統中進行調節運算的，輸出給變頻器，調節加藥泵的速度，使系統參數跟隨給定值變化。

④ 保護配置:變頻器內保護齊全，有運行中開門、冷卻風扇停運、變頻器過熱、輸入電壓過低、負載**速、功率單元異常(通常異常、過壓、過負荷等)、接地等各種類型保護，完全具備對自身及電動機的保護功能。因此，變頻器電源開關保護裝置可以不變(電流速斷及接地保護)。

⑤ 信號接口:變頻器送給PLC的模擬量為:電動機轉速;干接點有:變頻器運行、故障、控制電源消失、功率單元旁路運行，共4個量。PLC系統送到變頻器的模擬量為轉速給定指令;干接點為遠方啟停。變頻器送到控制室操作臺有變頻器緊急停機、復位兩個干接點。

⑥ 保護行為:當變頻器故障，控制電源消失或按下緊急停機按鈕時，變頻器輸入電源開關跳閘，切斷電源，同時參與化水程控大聯鎖。機組運行過程中，由于各種原因發生電源切換，會造成控制電源消失。為了避免因此將變頻器停電，在變頻器內部增加了控制電源消失保護經過短時間(1MIN)內延時動作跳電源開關的邏輯。

⑦ 自檢閉鎖:電源開關合閘初期，變頻器存在10秒以內的自檢查過程，此時變頻器自認為處于故障狀態，發出電源開關跳閘指令。因此，需要在變頻器或PLC系統控制邏輯中增加一段延時(10秒)，躲開自檢查過程，確保電源開關合閘。

⑧ 由于變頻器集成有網絡技術，井岡山化水加藥控制系統利用此技術，通過PLC的遠程站模式、利用雙絞線與變頻器總線適配器來完成上述各項控制，而變頻器作為系統的智能終端。這種方式十分節省電纜。

4 自動加藥變頻調速系統的特殊性

由于加藥泵為往復式容積泵，不同于一般泵。泵電機帶偏心輪運轉，電機的負載變化較大。一旦變頻器輸出頻率上升到一定值后，由于電機轉速的增加，其工作電流也增加，偏心輪慣性也在增加。實際上偏心輪(泵)運行的每個周期，電機交替運行在電動和發電狀態。而當運行在發電狀態時，其能量會回饋到變頻器的直流側。通過現場測量，直流過壓可高達900多伏，此時變頻器發出直流過壓及過流報警、以致停機或毀壞變頻器。這種情況曾在某電廠出現過。現在一般設計時，需要在變頻器直流側增加直流輾波器、制動電阻或加大變頻器容量，并設計“防止失速”功能，以及進行轉矩補償和轉差補償功能。

由于加藥泵的容量、泵電機容量較小，電機容量為0.4kW以下，根據變頻器直接連接在大容量電源變壓器上時，由于會有尖峰電流流過變頻器而可能引致變頻器損壞，需要在變頻器輸入回路加裝AC電抗器。

5 化水自動加藥變頻調速項目實施建議

(1) 根據實際需要，選擇變頻調速方案。

(2) 自動加藥變頻器的應用，需要注意:諧波成分引起的線纜集膚電阻、泵系統共振、電機絕緣、高低壓隔離、控制信號傳遞以及往復式泵特殊性等問題。

(3) 積極利用變頻器集成的網絡技術，盡量減少電纜。

(4) 自動加藥泵利于變頻調速技術將較大地改變化水生產的面貌。大力推廣變頻調速技術將加快化水生產現代化的發展，有利于化水生產管理上一個臺階。

 信息和通信技術的飛速發展正在不斷改變人們的生活，信息化和數字化越來越成為社會各個領域的大勢所趨。數字家庭概念應運而生，電信、家電、IT等行業對數字家庭有著各自的解讀。對電信運營商來講，數字家庭是將公共網絡和信息服務以家庭網關為連接點延伸到家庭，并通過家庭網絡連接各種信息終端，為家庭提供集成的通信、、家電控制、安全防范、家居管理和信息服務等功能。數字家庭領域涉及的技術非常復雜，主要包括：聯網技術、家庭網關技術、設備自動發現技術、遠程管理技術。

    聯網技術

    家庭聯網技術解決家庭內部多種終端之間的物理互聯。由于家庭環境的多樣性和復雜性，聯網技術一直是數字家庭中非常活躍的技術領域，隨著以IPTV業務為代表的多媒體業務和應用在家庭的普及，對互聯技術在帶寬性能、QoS保以及使用上提出了更高的要求。目前在數字家庭組網中常見的互聯技術主要有以太網、HomePNA、MoCA、PLC、WiFi等。    

    以太網技術在目前的網絡世界里是一個非常普及的連接技術，可以提供從10M到100M甚至千兆的傳輸帶寬。以太網上基于802.1p的QoS機制相對比較簡單，通過家庭網關的配合可以滿足語音、視頻、數據多種信息流的QoS要求。以太網技術在目前的家庭設備互聯中是較簡單也是較普及的，但由于以太網對家庭布線有較高的要求，而且不具備移動性，所以在很多應用上受到相當的限制。

    HomePNA是一種基于電話線傳輸的家庭互聯技術，通過在雙絞線上調制信號承載數據提供基于電話線的聯網技術，HomePNA3.0提供了對同軸電纜的支持，2005年被ITU標準化為G.9954。目前較新的標準HomePNA3.1理論較高速率達到320Mbps，支持同步、異步兩種機制，使用同步可以獲得更好的QoS**。總得來說，HomePNA技術能較大可能重用家庭內部已有的布線系統來提供設備互聯，大大減少了布線改造。HomePNA技術被AT&T采納用于作為其家庭網絡解決方案的主要互聯機制。但作為一種有線技術，除了線纜的局限性外，還存在一些缺陷：傳輸延時大，在同軸線上與VDSL、數字電視的頻段存在沖突等。

    MoCA是一種與HomePNA類似的技術，采用同軸電纜作為傳輸介質，能提供理論較大270Mbps的帶寬。MoCA較大的問題在于目前還沒有標準化，支持它的芯片廠家很少，從而也造成成本高、缺乏互通等問題。

    

    相對以上三種有線技術，由家庭插座（HomePlug）聯盟組織主導的基于電力線的傳輸PLC技術是一種布線更加便捷的互聯技術。PLC采用類似以太網的傳輸機制，提供200Mbps的物理帶寬，并且專門考慮高帶寬、低時延的要求，目前影響PLC普及的主要因素有：電力線上的干擾問題、用戶間隔離以及成本。    

    HomePNA、MoCA、PLC三種有線技術在/PHY層各不相同，為了統一家庭互聯技術，ITU-TQ4/15開始研究G.hn，宗旨是為家庭網絡制定單一、統一的互聯技術標準，這種技術保家庭網絡所有的有線傳輸介質可以互通。G.hn技術規范基于有線介質的PHY技術、統一技術。支持G.hn的芯片可以在不同的有線傳輸介質上傳輸信號，使采用同軸電纜、電話線或電力線傳輸的數據速率從50Mbps提高到**過700Mbps，將主要應用于家庭網絡高速數據、視頻等的傳輸。

    相對于有線技術，WLAN以其移動性和便捷性受到各方的青睞，尤其是基于OFMA和MIMO技術的802.11n的出現使之成為大眾所期望的良好互聯技術。（智能家居）經過多年的技術討論802.11n的draft4.0已經通過，正式標準預計會在2009年較終定稿，困擾11n的標準問題和互通問題也有望得到徹底解決。802.11n技術能帶來高達600Mbps的理論帶寬以及更高的無線覆蓋能力，使得無線承載多媒體應用，尤其是視頻媒體成為可能。當然作為一種無線技術，在家庭應用時受限于功率以及家庭建筑的影響，仍然不可避免地存在覆蓋問題以及在傳輸質量上無法達到有線傳輸的效果等問題。 從以析可以看出，目前并沒有一種聯網技術在家庭網絡環境中是完美無缺的，不同傳輸技術將在家庭網絡內互相協作，共同發展。未來的家庭中將采用兩種或多種傳輸技術的組合。隨著802.11n的普及，未來WLAN將成為視頻流傳輸的載體，盡管有線技術實施起來仍更可靠，但是在QoS和吞吐量方面逐漸得到改善的WLAN由于具有移動性將會使其占據優勢地位。而電力線上網在歐洲將獲得廣泛應用，歐洲的建筑結構可能意味著WLAN的應用并不太適合。MoCA和HomePNA技術在北美區域由于同軸線纜和電話線的大量普及仍將會有一定的市場。

    家庭網關技術

    家庭網關作為家庭網絡與電信運營商網絡聯系與互通的樞紐是電信網絡的一個末梢，在數字家庭中處于核心位置。一方面家庭網關利用多種聯網技術為家庭內部各終端提供互聯手段，提供業務承載、QoS**、家庭安全與管理，同時也是家庭用戶從電信網絡與互聯網絡獲得各種增值服務的通道和業務平臺。隨著網關承擔的作用越來越大，家庭網關技術也在逐步發展，總得來說網關技術的發展包括三個階段。

    橋接設備：常見的就是Modem設備，家庭網關的前身，它只是個簡單的橋接設備，功能單一，只是在二層上將家庭內設備與接入網連接起來。

    家庭網關：家庭網絡中心設備，家庭網絡的通信、管理、控制中心。具有豐富的家庭網絡聯網接口、完備的家庭網絡通信功能，負責整個家庭網絡的連接與管理，是運營商網絡的一部分。

    業務網關：不單單是一個通信設備，更是一個業務的載體，運營商的各種新業務在網關上得以展現，同時也承載家庭網絡內部的各種業務，它將是一個通用、開放的家庭網絡業務平臺，系統的開放性是比較重要的一個特征。

    目前HGI、寬帶論壇以及ITU-T都在制定關于家庭網關的技術標準，其中運營商主導HGI組織的進展較為快速。HGI從2004年成立起，就研究家庭網絡業務場景及其應用模式，然后制定家庭網關設備的技術規范，2006年、2007年都發布了家庭網關設備的技術規范。在家庭網關的基礎上，運營商越來越關注家庭網絡的各種業務的開展。如何為用戶提供更多的新業務，并且更容易地部署這些業務成為運營商關注的重點。所以，家庭網關作為一個承載業務的平臺，其平臺和開放性至關重要。在這方面很多運營商已經開始進行一些探索，如中國電信E8產品中定義的中間件模型、法電LiveBox產品中定義的HNSA架構以及目前德國電信在研究的OSGI模型。總得來說運營商希望家庭網關不僅僅能提供本身應具備的功能，同時需要提供一個開放的軟件環境用于后續業務的擴展，但具體如何實現，仍然有待進一步研究。

    遠程管理技術

    隨著電信業務逐步向家庭內部延伸以及家庭網絡設備的功能日益復雜，業務的開通部署、家庭網絡設備的運營維護成為一個非常重要的工作。由于設備數目巨大，且部署在家庭內部，運營商對于遠程管理的要求也日漸迫切。

    在網關的遠程管理技術上以寬帶論壇主導的TR069系列網管規范相對比較成熟和全面，它支持對ADSL、VDSL、以太、PON、POTS等多種上行方式的網關進行管理，對網關的主要功能均抽象了管理參數，并支持動態配置、（智能家居）版本升級、日志查看、遠程復位等多種管理操作，同時在網管系統與營業系統、運維系統之間的北向接口均做了定義。目前基于TR069的網管系統已經在中國電信、法國電信等眾多運營商網絡中部署，主要用于實現設備或業務的“零配置”開通，以及設備的日常診斷、維護。

    在對網關進行全面管理的基礎上，運營商已經開始考慮如何對家庭內部設備進行管理。主要有兩種思路：基于網關代理方式和網關協助直接管理方式。寬帶論壇采用網關協助管理方式定義了一套完整的內聯設備管理機制——TR111，但由于目前大量部署到家庭的機頂盒設備很多采用橋接方式，內聯管理機制應用較少。

    設備自動發現技術

    在家庭網絡中部署的信息終端越來越多，在解決他們之間的物理互聯問題之后，家庭用戶還需要對各個設備進行一些復雜配置才能使用，這對于普通家庭用戶來說是難以接受的。加入到家庭網絡的設備如何能自動地相互發現并協同配合工作一直是數字家庭領域熱烈討論的問題。在這個領域中相關的標準組織很多，國內的閃聯、e家佳，**的UPnP、DLNA以及微軟提出的Rally等，從技術上來看這些標準基本都在UPnP規范基礎上擴展而成。（智能家居）從目前的發展趨勢來看，以媒體應用為側重的DLNA標準相對成熟，尤其是在目前多媒體應用日益普及的情況下DLNA受到越來越多設備廠家的重視和支持。目前不少消費電子、網絡設備廠商都已經推出基于DLNA標準的網絡設備和設備，這為家庭內部設備互聯標準的后續統一打下一定基礎。

    總結

    縱觀數字家庭領域這些年的發展，盡管受到業界的廣泛關注，這一概念也越來越普及，但數字家庭技術的發展仍然充滿不確定性。其中基于家庭網絡如何提供更多豐富多彩的業務以及降低設備的使用復雜性、提高運維管理能力是需要持續重點關注的。

模切機的工作原理是利用鋼、鋼線（或鋼板雕刻成的模版），通過壓印版施加一定的壓力，將印品或紙板軋切成一定形狀。若是將整個印品壓切成單個圖形產品稱作模切；若是利用鋼線在印品上壓出痕跡或者留下彎折的槽痕稱作壓痕；如果利用陰陽兩塊模板，在印品表面壓印出具有立體效果的圖案稱為凸凹壓印，以上可以統稱為模切技術。

    印刷開槽模切機就是模切機的其中一種，它將多色印刷，開槽壓痕，模切成形的功能集于一身，用于紙品包裝行業中的商標、紙盒、賀卡等的模切、壓痕和冷壓凸作業，是包裝加工成型的重要設備。

    一般模型

    印刷開槽模切機一般由以下幾個部分組成，

    （1）送紙部：電控部分采用PLC、觸摸屏和變頻器。操作員可在觸摸屏設定紙張的長、寬等相關數據，調整前擋板、側擋板的位置，使得后續的各部定位準確，取得良好的印刷、模切效果。

    （2）印刷部：由多個單色印刷部組成，均采用PLC與觸摸屏控制。彩色原稿經過電子分色制版成反面圖像，然后通過印刷機進行印刷，將水墨從印刷機網紋輥上轉移到印刷版上，再將水墨從印刷版上轉移到瓦楞紙板上。通過套色、疊色得到正面的圖像，實現原稿樣箱的復制。在觸摸屏上可以調整印刷位置，印壓滾筒的深度等。

    （3）開槽部：對印刷好的紙板進行壓線開槽的工序。各的位置通過觸控畫面可調。

    （4）模切部：模切的相位可通過觸摸屏調整設定，由PLC程序控制，配合高速脈沖計數，取得精準的開模效果。

    技術難點

    由印刷開槽模切機具備的功能來看，它對所采用的PLC提出了以下的挑戰。

    （1）位置檢測比較多，位置信號是通過編碼器給PLC的，因此對PLC的高速計數器的數量有要求。如送紙部有6個編碼器，印刷部各站有8個編碼器，開槽部和模切部各有7個。雖然反饋脈沖的頻率不高，但一般計數器是無法勝任的。

    （2）各站之間需要作數據通訊，如各站的故障信息，位置參數與當前值，生產參數，互鎖信號等等。這些數據的收發，有的是主站與從站之間的，也有的是從站與從站之間的。因此通訊部分的控制程序設計是一個難點。

    （3）各個站都需要控制變頻器，一般用通訊方式控制。因此對通訊口的數量有要求。

    （4）程序量較大。