西门子PLC模块6ES7212-1AF40-0XB0技术参数
1 安装高压变频器的目的及意义
注水泵是满足油田注水，保证地层压力的源设备，随着油田开采进入中后期，油田注水量也将逐年加大，注水耗电已占生产用电的19%、注水电费占总电费的16%，并呈逐年显上升趋势。在高压注水系统中，高压电机中大马拉小车的现象比较普遍，注水泵泵压与注水管线干压之间存在较大的压差，必须靠控制泵出口高压回流阀门来保证注水管网的注水压力，这样既造成大量的电能被白白的消耗掉，同时又由于泵压较高，对机泵的运行，管道的使用十分不利。安装高压变频调速装置后，依据注水管网需要的压力进行参数设定，自动调节注水量，既可节约大量的电能又能降低机泵的损耗，对降低生产成本有着十分积极的意义。
辽河新三联注水站投运一台型号为DFJ200-170AX11的注水泵，匹配电机型号为YB1800S2-2的6KV/1800KW异步电动机，采用直接驱动方式控制，离心泵**通过控制出口阀门的开度进行调节，造成大量节流损失,离心泵及电动机运行在低效率工作区，能源浪费严重。目前月注水**为183210m3,夏秋季节注水量相应降低，运行中离心泵实际泵压为16.5MPa，注水管网实际运行压力为12.5MPa，由于多泵注水实施并网运行，当注水管网压力升高到目前注水管网实际注水压力以上时，将造成高压注水量减少，无法满足油井注水需求，同时污水量大于注水量将造成污水外排。为此注水电机运行时必须靠调节离心泵出口高压回流阀门来控制注水管网压力，以维持联网注水平衡。这样就造成泵压与管网干压平均压差达到4MPa以上，造成了大量的电能浪费。
通过综合调研和考虑，我们选用了山东新风光电子公司JD-BP37-1800F型号的高压变频器，通过应用，该变频器有安全性能好，可靠性高，设计合理，易损件寿命长，启动性能好，降耗效果明显，安装、维护和保养都比较方便。
2、高压变频器的原理
点击此处查看全部新闻图片
图1变频调速系统的结构
JD-BP37系列高压变频调速系统的结构见图1，由移相变压器、功率单元和控制器组成。6KV/1800KW变频器共有24个功率单元，每8个功率单元串联构成一相。
2．1功率单元电路
图2单元结构
点击此处查看全部新闻图片
每个功率单元结构上完全一致，可以互换，其电路结构见图3.2，为基本的交-直-交单相逆变电路，整流侧为六支二极管实现三相全桥整流，通过对IGBT逆变桥进行正弦PWM控制，每个个功率单元完全一样，可以互换，这不但调试、维修方便，而且备份也十分经济，假如某一单元发生故障，该单元的输出端能自动短路而整机可以暂时降额工作，直到缓慢停止运行
在卷筒流水线的板带生产企业中，如扎钢、铝铂、卷筒纸等，其裁切系统，许多企业基本上还在沿用以前的直流或交流变频组成的闭环控制系统，其裁切精度虽能达到基本的要求，但往往不是很高，随着社会的发展，生产企业精益求精，对**自身的品牌形象也日显重要，同时也满足了客户对产品越来越高的要求。康尔达印刷器材有限公司（以下简称康尔达）是一家生产印刷板材的企业，近几年陆续对三条流水线的裁切系统进行了改造，由原来的交流变频控制系统改成了交流伺服控制系统，其精度得到了大大的**，由原来的每张板材误差1mm（国家标准是1.5mm）改进到了误差0.5mm，其效果是明显的，且只需购一台PLC，一套伺服电机（带驱动器），程序自行开发，系统自行安装，其成本也比较低。
系统原理
康尔达公司的组成系统如图1。
图1
点击此处查看全部新闻图片
图1：康尔达公司的交流伺服定剪系统。
假设要裁切的长度为S，主动辊的周长为L，主辊转过的圈数N（或者说角度），则S=LN，这是一个线性方程，也即S和N成正比，假设减带机齿轮的变比为K，则可求出S和电机转过圈数X，S=L*X/K。此式说明S和X仍为一个线性方程，为此要取得需要的长度S，只需控制住电机转过的圈数。在原系统中采用变频器、PLC、编码器和高速计数模块来组成控制系统，其中PLC给定值（长度对应的脉冲量）送入变频器驱动电机运转，电机运转又带动编码器旋转产生脉冲，反馈回高速计数器送入PLC和原给定值比较，直到相等时停止电机的运行。实际使用中此系统虽然通过调整变频器的方式，引入、二加减速时间来减少电机的惯性，使电机在极慢速成爬行时停车。但此系统的精度仍不可能很高。其缺点：（1）编码器和电机不同轴、不是一体；（2）电机停车要用抱闸来刹车，而抱闸的快慢和力量对精度都将产生影响。而利用交流伺服系统后这两方面的缺点都克服了，从而得到了更高的精度。
工艺设备
■操作台—由主令电器控制定尺系统的自动和手动，由8421编码的拨码开关提供所需要的裁切尺寸。
■PLC—采用FX1N-40MT，该PLC具有成本较低，且带有所需要的高速脉冲输出，一个PLC单元能同时输出2点100KHz脉冲，该PLC配备有7条特殊指令，包括零返回、位置读出、或相对驱动以及特殊脉冲输出控制，抗干扰能力也较强，且编程方便，使用面广，采购方便。
■伺服电机和驱动器—伺服电机采用松下伺服电机MDMA202A1G，此电机带有同轴高精度的旋转编码器，该编码器为增量式2500p/r，分辩率：10000；驱动器采用松下MDDA203A1A和伺服电机组成的系统具有很好的控制性能，此系统稳定性好，设置好参数后不用再人工干预，可靠性高，基本上不用维护，因此也不存在维护费用。
控制系统硬件图
如图2。
图2：控制系统硬件图
点击此处查看全部新闻图片
控制系统软件
因采用的是三菱FX1N-40MT，用其附带的FXGP/WIN软件进行梯形图语言编程，非常直观，易理解，整个程序简洁，且与驱动器的通讯方便，只需较简单的接线便可完成。
图3：程序框图。
程序框
点击此处查看全部新闻图片
图4：程序图。
程序图
点击此处查看全部新闻图片
使用交流伺服的优点
■运转平稳，低速时也不会出现振动；
■控制精度高，交流伺服的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证；
■响应速度快，加减速时间均可在极短的时间内完成；
■能恒力矩输出，不受转速的影响；
■具有较强的过载能力；
■交流伺服驱动系统自身组成闭环，控制更可靠。
结束语
采用了此套系统后，稳定性和精度大大**，减少了损失，满足了客户更高的要求，经济效益显著。同时也为今后的推广积累了经验，再接下来的几年里我司相继更改了其他的流水线，较低的成本取得了很好的效果。后来也在同行中得到了认同和推广，后来上的线全部都采用了该类似的系统，而摒弃了原来的变频夹送方式。
远距离车辆进出管理系统
一、系统概述
步入二十一世纪，中国在国民经济上正进入快速发展的时期，随着人民生活水平的日益**，汽车的总拥有量也开始迅猛增长。如何对单位内部车辆的进出进行高效优质的智能化管理和全自动跟踪，已经越来越为各行政部门及企事业单位所重视。
本系统利用RFID射频识别技术开发的远距离车辆进出智能管理系统，有效解决了各单位所面临的车辆管理问题，既可应用于内部车辆进出单位大门的跟踪控制管理，也可应用于内部停车场的全自动、无人值守管理。
系统采用的低频远距离射频识别技术，每部车辆上均安装有一张远距离感应卡。当埋设在出入口的远距离感应天线接收到感应卡信号后，远距离读卡器通过韦根接口将卡信号发给通道控制器。通道控制器判断卡片的合法性，如果合法，则控制器上的恶继电器动作，驱动道闸开启，允许车辆出入，否则不予放行。可在门卫处安装一台计算机，用来实时监控车辆出入记录，包括车辆部门、司机姓名、牌照以及照片。可配合图像抓拍模块，在车辆出入时，实时抓拍当前车辆照片并保存在数据库中。
该系统实现了司机无需停车即可快速出入单位大门或内部停车场的目的，从而避免大门口或停车场出入口的堵车现象。系统采用的远距离读卡器，其感应天线埋设在出入口地下，控制的通道宽度可达22米，是目前世界上能够实现宽通道控制的惟一解决方案。对公交公司停车场、军队车辆出入大门、学校大门、电力公司大门等宽通道场合，尤其适用。
本系统处于市场前沿，技术含量高，通过对远距离快速移动目标进行非接触式信息采集处理，实现对进出车辆的快速自动识别和自动管理，是传统管理方式的佳升级选择。
二、系统组成
系统由通道管理软件、通道控制器、门端控制器、远距离读卡器、远距离感应卡、道闸、车辆检测器、地感线圈、遥控器、线性稳压电源等组成。如果需要车辆出入照片抓拍功能，还需要增加抓拍模块、视频采集卡和摄像头。
1.通道管理软件
(1)管理车辆资料，包括车辆照片、所属部门、车牌号码、司机姓名.
(2)修改通道控制器参数，并实时监控控制器的运行情况。
(3)实时监控车辆出入情况，并可查询打印历史记录。
2.通道控制器
用于接收读卡器传来的卡信号，并对卡号进行合法性判断。如果卡号合法，则上面的继电器动作，驱动道闸打开。如果不合法，报警继电器动作，可驱动一个声光报警器。
控制器通过485或TCP/IP与计算机通讯，接收计算机下传的卡片资料并将刷卡记录上传给计算机。
3．远距离读卡器
用于读取远距离卡的读卡设备，并将读到的卡号通过韦根方式传给控制器。
4．远距离卡
每张卡带有一个唯一识别码，分别对应每一部车辆。
5．道闸
正常情况下，道闸栏杆放下，道闸关闭，禁止车辆出入。当收到控制器上的开闸继电器开启信号后，道闸栏杆抬起，车辆准许出入。
6．车辆检测器
探测车辆是否存在的一种装置。当一部车辆压在与车辆检测器连接的地感线圈上时，地感线圈的电感值会发生改变。通常在道闸的下方埋设地感线圈，起到防砸车的目的。
7．门端控制器
用于接收读卡器传来的卡号并通过485接口传给通道控制器。
三、系统网络图
大门通道进出控制网络图
点击此处查看全部新闻图片
四、实施方案
1．管理软件安装
数据库和通讯服务器安装在单位服务器上，同时安装通道管理模块和监控模块，方便系统调试和维护。在大门门卫处，安装一台电脑，并联入单位局域网，用于实时监控车辆进出情况。如果有多个大门，可安装多台电脑，分别监控本大门车辆出入情况。
2．设备安装
通道控制器、远距离读卡器以及稳压电源装在一个机箱内。机箱固定在大门门卫室的墙壁上。远距离感应天线分别埋设在出入口处，离道闸大约3-5米的地方。远距离感应天线采用6mm2的实心圆铜线，在线圈的两个未端并联一组调谐电容。电容的大小依感应天线的大小和形状而定。通过一根2芯屏蔽线将感应线圈与远距离读卡器连接在一起。如图所示。
一根2芯屏蔽线将感应线圈与远距离读卡器连接在一起
点击此处查看全部新闻图片
感应天线的埋设
点击此处查看全部新闻图片
感应天线一般埋设在距离地面5-6cm处，并用细砂填埋，再用水泥或环氧树脂灌注。为保护线圈，用一直径为5-7mm的橡皮软管保护线圈。
天线的尺寸通常为2x2米。如果通道的宽度超过3米，需要安装更多天线。可选择不同型号的远距离读卡器，以便连接更多的天线。如CR1A-MUX-8MS多可连接16路天线，可覆盖的通道宽度超过22米。如果安装多个天线，天线与天线之间的间隔一般为10-15cm。
远距离读卡器韦根输出连接在控制器的韦根接口，控制器联入单位局域网，以便通过安装在服务器上的通讯服务器与通道管理程序通讯。稳压电源同时给通道控制器和远距离读卡器供电。如果机箱安装在室外，可采用防水型的机箱。
3．感应卡固定
推荐采用TC3A感应卡用于车辆。如果用于人员，推荐采用TC1A。
TC3A感应卡与TC1A大的不同是，TC3A感应卡可固定在金属表面。这样方便将感应卡固定在车辆牌照后面，或者前保险杠内侧。除了可以采用强力胶固定外，TC3A感应卡有4个螺丝孔，可用于固定。
如果测试的结果，现场几乎没有干扰，也可以将TC3A的卡直接贴方在车辆前门的车兜中。但需要测试确认这一方案。
4．实际操作
在计算机管理软件中，分别添加部门、车辆和司机信息，并给每个车辆分配一张卡片。每张远距离卡片上印刷了卡号，直接将卡号输入软件中即可。在软件中添加通道控制器后，就可以将卡片资料集中下传给控制器。这时，刷卡就能够进出大门。
如果大门的通道很宽，比如10米，可能有多部车同时读卡和进出大门。这需要采用SK800通道控制器上的PLC功能进行编成实现。否则可能出现前面的一部车通过道闸，而后面已经读卡的车无法通过道闸的情况发生。
如果车辆长时间停留在道闸下方，道闸**会落杆。当车辆离开道闸后，安装在道闸下方的地感会自动检测到，并给道闸一个车辆离开信号。道闸自动落杠，无须其他信号。
车辆上的感应卡一旦被读卡器读到，计算机上的监控软件立即显示该车辆的信息，包括照片。门卫可判断进出的车辆是否与计算机中的照片一致。
五、系统功能
1．每张车辆只有携带合法卡片才能进入通道。
2．远距离读卡，无需将卡靠近读卡器，无需下车。读卡器快速识别卡片（速度可达60公里/小时）。
3．读卡天线埋设在出入口地面下，施工方便，不破坏现有环境和布局。
4．可控制22米宽的通道。
5．系统可脱机运行。当启动管理软件后，存储在控制器中刷卡记录自动上传。
6．可为每部车辆设置不同的进出时区表，以及卡片的生效日期和到期日期。
7．快速下传卡片给控制器，卡片生效时间不超过1秒。
8．可对卡片进行挂失处理。
9．与门禁系统共用同一个数据库，实现“一卡一库一线”的现代化管理模式。
10.可对单位车辆进行跟踪，如哪些车辆在公司，哪些车辆外出。可查询每部车辆进出的时间。
11.节假日管制。可通过软件或控制器键盘（时间菜单）设定[开门时区表]。可进行大假日、小假日、大假日前、小假日前的管制设定，大小假日日期可任意设定
12．远程开门。可通过计算机上的电子地图，远程将大门的道闸打开。
13．自动开门功能。可设定大门道闸，在某些时间段内处于开门状态。如上班高峰。
14．实时车辆图片显示。车辆进入大门时，计算机上同时显示该车辆的进出信息，供管理人员浏览查对。
15．提供反潜回功能和防尾随功能。当携带合法卡的车辆进入大门后，只有从大门出来后，才能第二次进入。防止合法用户的卡片被其他车辆使用并进入通道。防尾随功能则是为了防止一部非法的车辆，尾随在一部合法的车辆后面，在道闸落杆之前，一同进入大门。