基于泓格WinPAC的喷射降温系统方案

应用背景

“喷射技术”是以射流泵、喷射器、喷头为主体组成的各种喷射装置及流程系统。它们包括流体(液体、气体及散状固体)的输送和压缩,喷射真空、喷射制冷、喷射除氧、喷射推进、喷射混合及反应、喷射燃烧、喷灌、喷注、喷涂、射流曝气、射流切割、射流控制等装置及工艺流程。“喷射技术”是涉及液、气、固等相流体的传能、传质及化学反应的新技术学。目前它己我国国民经济各部门广泛应用,并逐步形成新兴产业。特别是在轮发组降温系统中,智能水力喷射装置需求强劲。

二、应用需求

水轮发智能降温装置的基本构架图如下(图一),该装置的电气动化系统是整个系统的核心部件之一,关键数据采集控制策略实施,是整个装置智能化的关键。该系统的最大的挑战是需要实现系统自学习功能,就是整个装置需要自动化系统可自动根据环境自动调整控制策略,并找到最佳控制策略。这就要求自动化系统除了能进行传统的数据采集和控制外,还必须具备基于模糊的智能建模能力

该自动化系统的除实现系统自学习功能外,还有三大挑战:

1、实现主控制器的控制冗余建立控制器冗余系统保障系统不间断工作

2、将步进电机驱动整合到传统的I/O制系统中去,实现高效电机控制功能;

3、控制系统工作在高温、高湿环境,需要各部件具备良好的环境适应能力。

三、解决

1硬件解决方案

控制采用泓格科技W-8331 Win控制器,可处理更复杂任务,可实现主控单元及I/O冗余,其特点如下:

      提供32位CPU、64M SDRAM和1G CF,可处理复杂业务

      采用Windows CE.net操作系统,提供线程处理能力

      支持eVC  编程,帮用户实现复杂的模糊控制程序设计

      提供多种通信方式满足用户实现冗余功能的需要

      更强的宽温工作能力,满足各种工况的高效工作

      内置RTC和双看门狗保证系统稳定

在系统中W-8331搭配I-87017RC和I-87057实现模拟量采集和开关输出的功能

2、集成解决方案

智能水轮发电机组喷射降温系统的基本控制系统架构如图二。系统将模拟信号处理、数字信号处理、步进电气控制集成在一个控制系统中,大大简化系统设计和系统实施所需工作。泓格还为用户提供了丰富的开发函数,让传统的IT开发人员很快就掌握了自动化系统开发的特点,并可以让开发人员专注应用开发,而不用过多的考虑硬件实现的过程。正是这种有效的结合,让开发人员在段时间内基于泓格PAC产品开发出了创新的控制系统,实现了传统自动化行业少见的基于模糊控制的智能建模功能,为系统开发人员赢得了声誉,并获得了用户的高度赞赏。

3成本冗余控制方案

水轮发电机组的降温工作是一个不可间断的工作,这就要求喷射降温系统必须保持连续工作状态。为实现这个要求,开发人员利用两台W-8331控制器进行双机冗余配置,保障了喷射降温系统的连续可靠工作。系统冗余控制架构如图三:

1、两台W-8331控制器搭配同样的I/O模块和同样的步进电机驱动系统。两台W-8331控制器都通过连接监控服务器,其中一台作为主控制器,另外一台作为备用控制器;

2、两台W-8331控制器通过RS-485进行连接,主控制器将实时运行状态和各种参数通过RS-485口写入到备用的W-8331控制器的内部数据中;

3、当主控制器发生故障或着需要进行维护时,备用控制器可自动进入工作状态,并记录实时的状态数据和参数。当主控制器恢复工作时,备用控制器会先刷新主控器上的数据和参数,再启动主控制器进入工作状态。

四、系统带来效益

因为泓格PAC系统的开放性易用性特点,计算机专业出身的用户仅用短短4周就完成了系统开发,并且通过2台W-8331控制器在不添加其它控制设备情况下完成了冗余系统的设计,让系统的稳定性可靠性得到了极大的提升,更重要的是用户只花费了不到传统解决方案一半的硬件投入。目前系统正稳定的运行在国外水电中,为水轮发电机提供降温服务。

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