装备制造业自动化解决方案

1、装备制造业科远股份致力打造服务于中国制造产业升级的装备自动化产品线，旗下科远驱动专业从事电机伺服驱动、装备自动化产品研发、生产、销售和服务的高科技公司，不断开发和推广拥有自主知识产权的装备自动化产品，包括：SyncDrive I系列大功率交流伺服系统、SyncDrive B列通用交流伺服系统、SC200小型PLC系统、SC300中大型PLC系统、HVIEW高性能触摸屏产品等。半自动转杯纺机半自动转杯纺纱机是一种比较新型的纺纱机，与传统的环锭纺相比,因为取消了粗纱机和络筒机这两道工序,再加上其适纺性强,又能生产各类天然纤维及化纤的纯纺与混纺等产品,且加工费又比环锭纺低,所以备受欢迎。近年来崭露头

2、角，并迅速地发展起来。它把转杯改为抽气式，采用半自动接头技术，使转速发展到6万r/min11万r/min，纺纱质量几乎可与全自动媲美，而机器价格又比全自动的便宜很多，从而赢得广大纺纱用户的青睐。1、控制系统总体架构半自动转杯纺纱机控制系统该设备实现全变频无极调速控制，电气系统由主控制部份、半自动接头部份（电子清纱部份选用）组成；主系统控制采用科远SC200系列PLC、KD200系列变频器、HV1020触摸屏和以太网交换机等。半自动转杯纺纱机控制系统由由A车头电气柜、B中间段电气柜、C车尾电控柜组成。A车头电气柜车头电气柜设有一套SC200 PLC，通过MODBUS总线负责控制电机变频器，其中转

3、杯和分梳电机为工频启动，引纱、卷绕、横动、左右喂棉电机通过KD200变频器自带的PG编码器采集转速实现速度闭环驱动，卷绕和横动电机根据纺织品种做相应的三角波调整，实现张力控制。通过PLC高速脉冲输入采集计算转杯和分梳转速，通过通讯将引纱、卷绕、横动、左右喂棉电机转速读回，显示于触摸屏上。B中间段电气柜中间段电气柜设有一套SC200 PLC，采用MODBUS总线与单片机控制板通讯（24块），实时通讯计算产量和锭数数据，通过MODBUS协议将相关数据传输回触摸屏显示。车尾电控柜车尾电控柜设有一套SC200 PLC，PLC控制分梳、转杯、工艺风机、排杂风机、左右输送带的启停，左右筒纱计数。整个控制系

4、统采用标准的百兆以太网架构，实现高速、稳定的现场实时通讯，对车头、车尾的变频器及远程IO站进行统一控制，具有响应快、可靠稳定、故障易诊断、现场抗干扰能力强等特点，同时满足设备摆频（高速交换设定频率数据）实现张力控制，变频器采用PG卡速度闭环PID调节，保证运行的控制精准度。2、系统配置（1）、系统配置如表所示：分类名称型号数量控制部分PLC控制器（24点主机）SC224E316点数字量输入模件EM2416116点数字量输出模件EM251618口网络交换机KM821110寸触摸屏HV1020124V开关电源1传动部分22KW变频器KD200T-0220-G17.5KW变频器KD200T-0075

5、-G12.2KW变频器KD200T-0022-G31.5KW变频器KD200T-0015-G2（2）、网络框架如下图所示： 3、结束语采用高速以太网通讯的半自动动转杯纺纱机控制系统具有实时响应快、运行稳定特点，基于科远自主的PLC、变频器经长期测试运行稳定可靠性高，完全满足机器的运行要求，性价比大大由于进口品牌。科远自动化产品在经编机上的应用1、概述传统的经编机多为链条式经编机，采用机械主轴传动结构，具有以下缺点：织花速度慢，效率低；链条机构复杂，每更换一种花型，需要花费较多时间，且每一花型对应一种链块，这样更换花型时间长，成本高，造成小批量定单失去生产意义。另外，由于机构的复杂性，致使复杂花

6、型无法在链块机上进行生产，只能生产花型较简单的布料，不能满足越来越高的要求。 我国的经编业经过几十年的发展，不断的结构调整，特别是近几年新兴地区经编企业起点高、产品结构合理、规模效益明显，高校和科研单位科研力量的注入，以及产学研的结合使我国的经编产业得到了迅猛展，正逐步成为世界经编工业的中心。目前全伺服经编机已在纺织中逐渐得到应用。全伺服的经编机在产量，效率，花型多样性，产品质量上都有很好的优势，必将成为未来提花织布的主流。2、技术方案本方案为科远股份基于SC200 PLC、SyncDriveB系列交流伺服、以太网交换机、HVIEW触摸屏、GRAPHX组态软件等核心自主产品，应用于自动经编机的

7、伺服调速控制，采用了快速工业网络通信技术，组成一个开放的、模块化、实用性强、易于维护和重新配置的柔性经编纺织系统。该系统通过配备电子送经、电子取卷、电子横移、电子断纱自停等装置，全面实现经编机的机电一体化，实现了柔性化设计、计算机辅助设计、生产过程网络监控等多项功能，为纺织企业提供一个功能完善、技术先进、使用简便的数字化经编机系统。系统控制框图如下：系统采用扁平网络结构，基于高速以太网技术，相比于485网络具有通讯速率高、实时性能强、更稳定的特点。科远SC226M型PLC控制器、SyncDrive B伺服具有良好的定位功能、丰富的内部数据资源，使得控制与驱动紧密结合，两者紧密结合，使系统控制的

8、更好。（1）、电子送经系统电子送经系统主要功能在于控制各种纱线的送经速度及张力的控制，不至于将纱线送断，造成断纱而无法进行织花。该系统主要由3套伺服+PLC来实现其功能。（2）、梭节横移系统梭节横移系统是由科远PLC和2套800W伺服所构成的系统，经编机的梭节一般有56条或40条,目前最多的是56条。每组分控制器控制两轴梭节伺服，控制梭节横移的速度及精度。经编机的主轴要求转速达到400转,主轴每转一周横移要动作一下,且动作时间只有1/3转的时间内要完成,否则横移失败。（3）、花型是数据转化由于织花的花型是由纺织CAD软件生成的。系统需要将纺织CAD生成的相关花型数据转换成PLC能识别的数据,进

9、而进行梭节横移控制。目前系统采用VB编写了一个花型转换软件来完成花型数据的自动转换及数据的下载。（4）、 编程组态、监控部份上位监控部份采用1台科远HV1020触摸屏和PC工程师站，采用GraphX组态软件完成机组的监控和编程任务。（5）、系统主要部件序号名称型号数量单位1PLC控制器SC226M29套2数字量输出模件EM25162套3交流伺服驱动器SyncDrive B260-S-008059套4人机界面HV10201套5以太网交换机KM8322套6工程师站联想PC1套3、结束语整套系系统统采用性价比极高的科远机电产品提供了整体解决方案，特显了科远自动化产品的整合优势。注塑机械手概述注塑机的

10、操作工都需要经过一段时间的培训才可以上岗。近年来劳动力资源紧张、员工管理让雇主十分头疼，不仅需要重新花时间培训新员工，而且还会影响产品的生产效率。注塑机机械手很好的解决了这个问题，机械手的投资是一次性的，可以确保设备运转周期的一贯性，同时机械手可以提高产品的品质。以机械手取代普通工人从模具中取零件让生产更加稳定，更加安全。目前在中国塑料制品行业机械手的使用已经越来越普及，不断发展的模具技术为机械手提供了更多的市场机会。注塑机机械手控制系统 本解决方案采用科远SC226M运动型PLC和3套SyncDrive B交流伺服驱动器、HV760触摸屏实现完整的机械手控制方案。PLC是整个系统的核心，进行

11、信号、资料处理，它的性能决定了整个系统的品质。系统选用了科远SC226M控制器，此机型具有4路AB相高速计（其中两路单相频宽为200K）及4路高速脉冲输出（频宽为200K），具有强大的浮点数运算功能以及丰富的运动控制指令。人机界面用于参数的输入和控制命令的发出。系统选用了HVIEW760触摸屏，为65535真彩显示，7寸屏幕，呈现给用户一个真正好用的、可规划的输入界面。传动系统采用科远SyncDrive B高性能伺服，控制系统的升降平移马达，具有动作平稳、迅捷等特点，科远伺服具有多种回零位模式，可很好适应客户产品灵活传动要求。区别于其它厂家PLC开发的程序单一的控制功能，科远控制系统机械手控制

12、程序采用开放式结构，用户可以任意定义机械手的动作顺序。更换模具或更改控制功能时无需修改PLC程序，在人机界面上即可完成程序修改。结束语该系统可以满足用户在多种情况下的运行需求，科远的PLC、HMI、变频器、伺服在工控领域的整合方案，使该系统又具备了很好的性价比，具有较好的市场推广价值。科远自动化产品在塑料挤出机上的应用1、概述我国是塑机生产和应用大国，塑机产品的生产制造出口遍及全球，形成了广州、江苏、浙江等产品研发、生产的基地，但国产设备与进口设备相比主要差距主要表现在：塑机的生产速度、精密度、测控水平方面。挤出机的电控系统是机组的核心和大脑，对机器的性能影响至关重要。2、控制特点国内螺杆挤出

13、机的控制模式常规分为两类：高档机型采用西门子的S7-300变频器、PROFIBUS总线、10寸触摸屏、变频器等组成一套完整的控制系统；低档机型采用西门子S7-200型小型PLC、十多个温区的温控表、变频器、按钮等组成一套简单的控制系统。挤出机的控制任务难点在于多温区的精确控制和拖动变频器的驱动两个方面。挤出机温度的控制部位一般分为机筒温度控制、模头温度控制两大部分：模头温度直接影响产品的表面光亮度；机筒温度影响产品的内在塑化效果，两者原理一样，该对象为典型的大滞后、复杂、时变温度系统控制，温控表示温区控制最成熟的产品，虽然采用了智能自整定PID等算法，但由于现场条件复杂、自动整定不一定能够满足

14、实际工程的需求。温控表不能够适应越来越高精度的控制要求。挤出机对于驱动系统的性能有严格的要求，要求驱动系统具有较高的启动转矩，平滑的启动特性，宽阔的速度/转矩设定范围等要求。同时要求变频器能够减少对电网的干扰、节约能源的效果。3、技术方案挤出机控制系统的网络化、智能化是技术发展的方向，我方的完整解决方案包括SC200 PLC、KD200变频器、HV1020十寸触摸屏，构成完整的挤出机控制系统，具有以下特点：（1）、KD200变频器具有优异的调速性能，低频启动力矩大、过载能力强、转速控制稳定，调速范围宽，可很好满足挤出机械对变频器调速性能的要求。（2）、采用SC200 PLC实现各温区的控制，由

15、于PLC实现温控可在基本温控PID基础上实现高级的智能算法，采用加热、冷却双PID控制，温度的控制精度优于温控表，调节回路整定的时候可以采用触摸屏曲线整定的方式，更直观。（3）、SC200 PLC具有以太网接口，可将挤出机的现场数据便捷的传送至办公室的网络，在办公室可采用客户端成熟或者IE浏览器WEB方式，直观了解现场设备的工作情况。（4）、HV1020触摸屏运行graphX组态软件嵌入版本，直观的将机器信息呈现在用户面前，并且可存储温度、转速等实时数据。（5）、科远自动化产品均满足苛刻场合应用的工业级产品要求设计，产品的设计、器件采购渠道、生产过程的防控均实现高标准管控，确保产品可长期稳定可

16、靠在现场运行。（6）、整套方案具有极高的性价比，提升了客户机器的档次。4、结束语本方案为科远股份基于SC200 PLC、KD200变频器、HVIEW触摸屏等核心自主产品，应用于螺杆挤出机的控制，完全替代了多回路的温控表，具有极佳的性价比，特显了科远自动化产品的整合优势。科远自动化产品在螺旋压力机的应用1、概述模锻件在汽车、工程机械、铁路车辆、航空、国防等工业中应用广泛，随着轿车工业、国防工业的发展，对模锻件的精度要求越来越高，传统模锻设备如模锻锤、热模锻压力机，很难制作出精密模锻件。电动螺旋压力机 电动螺旋压力机采用电机直接驱动飞轮，由于近年电力电子技术取得很大进展，带动电动螺旋压力机得到很大

17、发展，在国内得到广泛应用。电动螺旋压力机用螺杆、螺母作为传动机构，并靠螺旋传动将飞轮的正反向回转运动转变为滑块的上下往复运动的锻压机械。工作时，电动机使飞轮加速旋转以储蓄能量，同时通过螺杆、螺母推动滑块向下运动。当滑块接触工件时，飞轮被迫减速至完全停止，储存的旋转动能转变为冲击能，通过滑块打击工件，使之变形。打击结束后，电动机使飞轮反转，带动滑块上升，回到原始位置。螺旋压力机的规格用公称工作力来表示。目前电动螺旋压力机的最大吨位已达320MN，一般此类大吨位机床加工件较大，配备主轴功率较大。2、控制方案科远股份基于SC200 PLC、KD300系列高性能变频器、HVIEW触摸屏等核心自主产品，

18、构建电动螺旋压力机控制系统的主要方案如下：（1）、驱动系统采用两台132KW的KD300变频器、制动单元等实现电机驱动快速旋转控制。KD300具有优异的调速性能，可在20ms内快速响应电机的转速指令，在1s时间内实现电机的加减速控制。（2）、控制单元采用SC224E小型PLC实现逻辑控制任务，配置计数单元采集滑块编码器的位置，同时通过232口连接触摸屏，控制台设有急停按钮，采用模拟量AO或者485通讯口控制两台变频器。（3）、人机界面选用科远HVIEW760触摸屏，实现电动螺旋压力机的人机交互，动态显示机器的运行状态，可存储历史数据，以动画、曲线等多种方式呈现。3、控制系统特点（1）、优异低频

19、大转矩特性，大功率变频器能拥有较短的加速时间（1s左右）；（2）、迅速的速度追踪控制，快速的变频器反应；（3）、转矩响应速度快，电流波动小，优异电流限幅特性，过载能力强，可有效降低变频过载、过流保护，最大限度保障生产连续性；（4）、PLC准确的高速计数功能，PLC模拟量控制或485总线通讯控制变频器；（5）、触摸屏与PLC优异的整体性能，满足机床的控制需要；（6）、PLC设有以太网端口，可方便实现电动螺旋压机与工厂办公室的通讯，将现场数据实时上传办公网络。3、结束语整套系系统统采用性价比极高的科远机电产品提供了整体解决方案，特显了科远自动化产品的整合优势。科远自动化产品在直进拉丝机上的应用1、

20、概述拉丝行业属于钢铁的基础性行业，任何时候都缺不了，随着国民经济的发展，越来越普及，无任是低碳钢、中碳钢、高碳钢、不锈钢、合金钢、有色金属等应用越来越广泛，焊丝、制钉、钢帘线、钢丝绳、电阻丝、弹簧钢丝、钛合金丝等生产厂商越来越多。常见的拉丝机种类型号众多，包括：直线式拉丝机、滑轮式拉丝机、水箱拉丝机、辊模拉丝机等等，直线式拉丝机相比其他种类机组具有：拉丝效率高、速度快、能耗低、拉丝质量稳定等特点，越来越受到广大厂家的欢迎。2、技术方案直进式拉丝机主要由前端放线设备、拉丝模、张力臂以及八个卷筒共同组成的拉拔设备，排线设备和收线设备等四部分组成。直进式拉丝机的基本物理公式是依据被拉金属变形前后体积

21、不变定律，可得出各个道次卷筒电机的线速度，从而得到每个电机的主驱动转速，考虑到运行过程中张力臂的扰动问题，可把张力臂传送过来的位置信号经过与设定的中间位置信号做比较，经过PID运算后叠加在计算出的每个道次卷筒的线速度上以对设定的线速度进行修正，从而确定最终给定线速度，这样可基本上实现对每个卷筒的线速度的控制，同时也保证张力臂的稳定。钢丝经过放线设备进入第一道拉丝模，然后缠绕进第一道卷筒，金属丝在进入第二道卷筒之前，经由张力臂调节与保持张力恒定，之后再进入第二道拉丝模与第二道拉拔卷筒。以此类推，钢丝经过八道拉拔缠绕在第八道卷筒后进入排线和收线设备，排线有等速排线和等间距排线，收线主要是恒张力收线

22、。设备的放线机、收线机、卷筒、轧辊位等工位分别配置一套SC200控制器和KD300变频器，PLC将机台上的按钮、脚踏开关、刹车、传感器的控制信号全部输入，整套系统采用高速以太网通讯，将所有工位PLC的以太网口相连接，整套系统的拓扑图如下：3、系统特点本方案为科远股份基于SC200 PLC、KD300高性能变频器、以太网交换机、HVIEW触摸屏、GRAPHX组态软件等核心自主产品，应用于直进式拉丝机的控制，采用了快速工业网络通信技术，组成一个开放的、模块化、实用性强、易于维护系统。具有以下特点：（1）、KD300高性能变频器具有优异的调速性能，调速精度高、转矩波动小。（2）、每个工位设置SC20

23、0小型PLC，可灵活设置本工位的控制逻辑，节省了大量的电缆和施工成本。（3）、全面采用快速以太网技术，系统的实时性大大优于485、PROFIBUS等串口总线。（4）、工程师站运行强大的GRAPHX组态软件，可以动画、曲线、流程图等形式直观的显示机组的工作情况，同时具有强大的报警、历史数据、报表功能等。（5）、由于采用了以太网技术，系统可方便的将机组数据上传至办公室网络，方便产量统计、工时管理、能耗分析等。4、结束语整套系统采用性价比极高的科远机电产品提供了整体解决方案，凸显了科远自动化产品的整合优势。科远自动化产品在线缆龙门收放设备的应用1、概述龙门绕线机是线缆、光缆行业收放线的基本设备，随着

24、线缆规格层出不穷, 线缆及光缆制造厂商对专用设备提出了高效、高速、通用要求，要求龙门绕线机适应盘具跨度大、线径跨度大、收线速度跨度大等广谱型电缆生产的要求。龙门绕线机的控制包括顶盘松盘系统、升降系统、收线系统、排线系统及电气控制系统。其中收线、排线系统对龙门绕线的性能至关重要：（1）、调速系统转矩控制波动小，保证线缆设备不会因卷绕收损伤；（2）、排线驱动电机的低频控制性能好，保证排线的效果；（3）、调速范围宽，才能适应不同收线速度、不同线径、不同盘径的应用需求。2、控制功能（1）、收线系统卷绕控制的收线速度需与电缆生产线的速度同步，随着卷绕线盘直径的变粗，卷绕拖动电机的转速会变低。通常控制方法

25、为采用直流调速系统，设置卷绕电机的转速换算成电缆生产线的最大速度，并设置调速系统转矩的限幅值通过旋钮可设置，始终保证线缆在设置的张力范围内运行。（2）、排线系统排线系统的排线以线径为螺距呈螺旋状排列, 逐层排线。排满一个盘距, 反向排线;再排满一个盘距, 再反向排线, 循环往复, 直至满盘。线缆一层叠一层, 均匀、致密。收线直径越小, 收线转速越大, 所需排线速度也越大; 反之, 收线直径越大, 收线转速越小, 所需排线速度也越小。同时, 随着线径增大, 排线速度也应增大。排线速度必须随时与生产线的生产恒速匹。排线系统对驱动系统的调速性能要求高，普通变频器不能适应龙门绕线机对排线系统的低频调速

26、性能和宽调速范围的要求。（3）、顶盘、松盘、升降系统顶盘、松盘、升降系统用于辅助线盘的上、下线，采用PLC驱动接触器控制器异步电机完成动作。3、控制系统设计 龙门绕线机控制系统采用了科远SC200小型PLC， HV760人机界面、KD300高性能变频器等来实现整个绕线机的自动化控制，很好的解决了原来系统电缆生产线速度低、排细线不均匀等问题，系统控制部分如框图如下：（1）、PLC采用科远SC224EC，通过控制器自带的MODBUS总线口连接卷绕和排线驱动器，由于PLC指令兼容西门子的SC200指令体系，客户的原程序轻松的转换至SC224中运行，同时PLC的1个232口用于和触摸屏通讯、以太网口用

27、于数据的远传。（2）、人机界面用于参数的输入和控制命令的发出。系统选用了HVIEW760触摸屏，为65535真彩显示，10寸屏幕，可设置线径、张力、速度等参数，呈现给用户一个真正好用的、可规划的输入界面。（3）、卷绕驱动系统采用科远高性能KD300变频器，通过配置编码器实现正在的闭环控制，变频器设置为速度+转矩限制模式，其中转矩限制信号设置为模拟量AI1输入，用于连接外部的旋钮电位器，KD300变频器转矩控制稳，能够达到5%，很好的满足了绕线张力控制的要求。（4）、排线驱动系统也采用科远高性能KD300变频器，同时配置编码器实现闭环控制，根据PLC下发的速度点指令，完成排线电机驱动的要求，要求

28、KD300变频器具有优异的低频调速性能和很宽的调速比，大大提升了排线机的排线效果。4、结束语该系统可以满足线缆生产过程中，龙门绕线机对各类电缆、线盘的适用要求，同时高性能变频器取代直流调速，系统免维护、提升可靠性、节约生产的用电负荷，科远的PLC、HMI、变频器在线缆绕线行业的整合方案，使该系统又具备了很好的性价比，具有较好的市场推广价值。科远自动化产品在自动枕式包装机的应用1、概述枕式包装机是食品、医药等包装行业中应用比较广泛的一种包装机械，我们在日常的生活中使用到大量的日常用品和食品的包装大多是枕式包装机封装而成。随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，给包装机行业带来了良好的发展机遇

29、，应用范围也越来越宽广，同时对包装机的品质和生产效率也提出了更高的要求。传统的枕式包装机主要采用差速齿轮箱的结构，优点是运行稳定；缺点是噪音较大，机械容易损坏，封装精度的调整很麻烦。随着微电子技术、计算机技术、传感器技术的发展，PLC技术日益成熟，应用也更加广泛。该包装机主机系统采用PLC作为控制系统核心，可以使得包装速度高，定位准确，系统更加可靠、稳定，符合、满足现在包装的发展要求。 2、系统功能 枕式包装机主要完成成型、定位、包装和封口等功能。主要包括以下几个系统部分：封切系统枕式包装机的封切系统由横封刀（上、下）和纵封（左右两个）组成，其作用就是对包装物进行横向和纵向的封装。加热系统系统

30、需要对横封刀和纵封刀进行加热，并进行温度控制，采用科远SC200自带的温控PID回路进行控制封切刀的温度。变频调速系统变频器驱动横切刀达到封切的目的，其速度决定该包装机的包装速度。纵封送料系统纵封送料系统由伺服驱动送料辊，与横切送料系统配合，根据包装膜的袋长等技术指标达到准确送膜并能达到封切准确（横切到包装膜的色标位置）的要求。（5）电气控制系统电源采用单相220V/50Hz供电，主机的电气系统主要由PLC、变频器、伺服系统、人机界面等组成。并在横封刀轴上安装一个接近开关，位置为横切点；在送膜轴上装一光电开关，在包装膜上黑色光标通过时起作用；在纵封送料系统的主轴安装一个360线编码器，对袋长进

31、行计长（通过PLC高速计数实现）。 2. 电气控制原理系统通过人机界面上对应划面设置袋长（包装膜两个光标之间的距离），袋长设定也可以通过启动系统袋长自动量测来实现。按下袋长自动量测按钮时，伺服系统以固定的速度启动，驱动纵封系统送料。当光电开关检测到包装膜的第一个光标的时候开始计长，当运行到下一个光标到来时停止计长，并把计算出来的长度显示到人机界面上。按下存储按钮时，就把该长度送进PLC，作为当前封切时包装膜的长度。系统采用PLC通讯方式采集变频器的当前频率。通过计算得到电机的当前运行速度V，根据机械结构的传动比可以计算出当前横切刀的旋转速度R（转/分），作为送膜快慢的依据。 3、控制系统设计系

32、统的控制部分采用了科远SC200小型PLC，并整合科远HV1020人机界面、SyncDrive B伺服和KD200变频器等来实现包装机的送料和准确封装，系统控制部分如框图如下：（1）、PLC是整个系统的核心，进行信号、资料处理，它的性能决定了整个系统的品质。系统选用了科远SC226M控制器，此机型具有4路AB相高速计（其中两路单相频宽为200K）及4路高速脉冲输出（频宽为200K），具有强大的浮点数运算功能以及丰富的运动控制指令。（2）、人机界面用于参数的输入和控制命令的发出。系统选用了HVIEW1020触摸屏，为65535真彩显示，10寸屏幕，呈现给用户一个真正好用的、可规划的输入界面。（3

33、）、传动系统配置：变频器采用科远KD200变频器，带增量编码器位置反馈、伺服系统选用SyncDrive B高性能伺服，与PLC整合构成一个高速的闭环控制系统。4、结束语该系统可以满足用户在多种情况下的运行需求，解决了传统机械设备的一些缺点，运行稳定，封切准确，操作简单。再加上科远的PLC、HMI、变频器、伺服在工控领域的整合方案，使该系统又具备了很好的性价比，具有较好的市场推广价值。 楼宇智能化随着中国经济实力与高新技术的腾飞，普通建筑已远不能满足降低能源损耗与浪费，使用楼宇自控系统实现节能已是近几年政府推广“绿色建筑”、“节能减排”、“低碳生活”必不可少的有效手段之一，智能建筑这一新产业已经

34、得到了国家的大力支持。通过加强建设管理和优化设备控制的措施，达到节能、减排、降碳的目的，营造安全、高效、舒适、便利、灵活、绿色的环境已经是当前建筑时尚和节能的体现。越来越多的新建大楼采用基于现代互联网络技术、自动化控制技术，以及数字化技术的控制系统，实现整栋大楼的智能化控制，满足办公环境的舒适、节能、安全、智能的需求。产品特点科远SC200控制系统、HV760人机界面等产品具有强大的网络功能，便捷的编程组态手段、灵活小巧的外观和稳定可靠的运行表现，整栋楼宇的系统架构图如下：（1）系统网络结构SC200控制器本体集成网络资源包括：1个百兆以太网端口、1个485口、1个232口，并可通过扩展IO模

35、件，扩展CAN、485等通讯口，楼宇系统的主干网络采用百兆以太网，单层网络结构，将整栋楼各楼层的控制器、HMI实现互联，无论在可靠性还是技术先进性上拥有世界领先的水平。中央控制室单独设立中央工作站，通过访问现场控制器采集现场设备的数据，经分析后反馈给现场控制器，通过控制器执行相应的动作，实现管理、控制一体化。（2）系统硬件配置整栋大厦的楼宇自控系统共配置15套SC200控制系统、20套HV760彩色触摸屏、1台工程师站、1台数据服务器，通过以太网交换机组成控制系统主网络，每层楼的灯控面板、照明灯、空调风机盘管、通风设备、窗帘、投影仪、门禁等通过485、CAN等通讯口接入各层的SC200控制器，

36、以满足整栋大楼的智能化办公所需的各类设备的监控和管理要求。（3）系统软件功能SC200控制器实现整栋楼各类设备的逻辑控制，采用便捷的梯形图组态方式，可完全满足各类楼宇自控的控制要求。HV760人机界面为楼宇的运行操作终端，采用嵌入式图形化组态软件，可监视、操控各类设备的启停控制，由于具有强大的网络通讯口，可灵活分散设置在整栋楼的楼厅入口、会议室等场所。工程师站为系统的编程、组态工作站，可灵活调整控制方案、备份、下载等任务。拥有灵活的动态图形操作界面，以及软功能键、下拉式菜单，可用鼠标完成大部分功能。数据服务器实现整栋楼的数据服务任务，实时采集和存储整栋楼宇的所有数据，对全动态窗口进行监测；完成

37、直观的图文操作、对历史数据的保存和打印、故障诊断和报警，方便管理和系统备份。系统功能（1）智能灯控整栋楼宇的各个办公室、会议室、走廊、大厅均采用智能灯控系统，可通过6键面板设置的场景实现照明的定时控制、远程控制、手动控制等功能。（2）空调系统楼宇的空调系统采用VRV多联机组，每个VRV主机带有多个室内机，每个室内机就房间温控器，VRV的主机控制器连接房间的控制器，实现该机组的控制，本系统与VRV的主机控制器通过BACNET网关相连，实现该VRV机组的智能控制，控制功能包括：可通过各房间的6键面板的场景键，启停该房间的空调，各房间的空调温度设置可在房间的温控终端上设置，也可由楼宇中心的服务器统一

38、设置，以便于统一管理。控制中心可对楼宇实现远程监控功能，包括对大楼的所有VRV空调的启停控制、故障状态、控制模式、房间温度进行监测，以图形化界面、曲线、报表等手段呈现，方便统一集中管理空调系统的能耗。（3）新风系统新风机组设置手动自动控制模式，每台新风机组都配有就地选择开关以供选择手动楼宇自动化控制。在楼宇自动控制模式下，楼宇自控系统将按时间表来控制新风机组，执行相关的控制程序和联锁。在手动模式下，楼宇系统控制功能失效，但监视功能和新风机末端风量调节仍然保持；新风机组末端都配有电动风阀和电动执行器，以达到控制风量的目的。控制过程如下：安装在新风门和末端送风门处的电动新风阀门接受就地安裝的PLC

39、控制器的指令。当PLC控制器接收到的室内CO2浓度或者室内压力值与设定值有偏差时，现场PLC控制器内置的控制算式，调节电动调节风阀，调节末端送风阀的开度，从而构成闭环控制，保持室内CO2浓度和室内压力在要求的控制范围内，达到空气清新的环境要求。当新风机组停止运行时，自动关闭新风阀。电动新风阀门与送风机联锁控制，送风机工作时，阀门保持打开状态；送风机组停止工作时，阀门保持关闭状态。在新风过滤段上设置压差开关，监测过滤器上的积尘所造成的气阻，在积尘过多时进行报警，提示清洁过滤器。实时监测送风的温度情况，以确保室内环境的舒适性。（4）终端触摸屏监控各个公共区域的触摸屏可显示和操控本区域的范围内的所有

40、设备的工作情况，包括灯控、空调、新风等，显示本区域的温度、CO2浓度、能耗等参数，可一键关闭所有设备。结论楼宇自控系统在充分考虑办公环境舒适、便捷的同时，实现了优化智能控制，降低了成本，节约了能源。SC200以强大的网络通讯功能、便捷的编程组态手段、灵活小巧的外观、超稳定的运行表现，受到业主、工程商的一致好评。WPCS风电主控系统WPCS风电主控系统 一、MW级风力发电机组控制特性随着风力发电技术的发展，机组容量逐步大型化，现代大型风力发电机组的控制技术是关键，其具有以下几方面的特点：1、自然界的风力具有随机变化的特点，机组需实时捕获风力的大小、方向信息，调整机组的运行参数，尽可能使机组在最佳

41、效率工作状态运行。2、大型风电机组的塔架、轴承、齿轮箱、叶片等关键部件的载荷受力情况复杂，主控系统需综合考虑机组的运行情况，尽量减缓各类载荷对机组长期运行的寿命影响。3、风电机组在运行过程中需监视电网、风况、机组运行的参数，对机组的并网、脱网进行精确控制，确保运行过程的安全性和可靠性。4、风电机组往往安装在风力资源丰富的沙漠、海岛等场合，需通过远程监控实现无人值守，对控制产品的可靠性提出非常高的要求。二、WPCS主控系统基本功能 主控系统协调变桨系统、变流器系统，实现机组的发电控制，是风机控制的核心，针对上述风力机的特性，主控系统设计需实现以下四方面的目标：1、根据风力资源、机组状况，控制机组

42、生产满足电网需求的电力，尽可能减少对电网的冲击，保证电网的稳定运行。2、在发电过程中，需保证机组本身各传动系统的安全稳定运行，诊断相关故障信息，保证机组本身的安全运行。3、风机的载荷控制，尽量减缓载荷对机组寿命的影响。4、跟踪最大风力资源，尽可能使机组工作在最佳效率状态。MW级风电机组的控制特性复杂，控制系统需仔细设计，以求在上述目标之间平衡。2.1 机组自动启停控制主控根据风力参数、电网参数以及机组各系统相关的运行状况，自动在各过程之间切换，完成机组的发电控制，系统的各状态之间切换状态图如下： 图1.1，机组运行状态切换简图当系统上电后，主控系统首先进入“开机”状态，检测各参数正常后，系统进

43、入“待机”状态，如检测的状态不正常，则根据级别进入其他各类停机状态；在“待机”状态，系统开始执行机组的各单元的控制程序，如偏航系统、齿轮箱系统、变桨系统、变流器系统等等，同时检测机组自身参数、电网条件、风况条件，满足条件要求，切换至“启动升速”状态；在“待机”状态，机组可通过操作盘上的按钮切换至“手动”状态，完成偏航、变桨系统的手动控制。在“启动升速”状态，系统会根据不同的风速条件选择启动方式，控制变桨角度，让风轮开始旋转，开始最初的转速开环控制，当转速满足最低要求后，系统开始启动变流器执行“启励”、“并网”等控制任务，进入“发电运行”状态。2.2主控故障保护主控系统根据实时运行的诊断数据和预

44、先设置的故障级别，将系统的故障停机分为如下三类：1、正常停机：主控控制变桨系统、变流器系统，按照设定减负荷速度控制转速、转矩，实现机组的正常停机。2、快速停机：由于发生了危害机组安全的故障，主控直接控制变桨系统顺桨，快速降低机组负荷，实现安全停机。3、安全链停机：独立于主控的后备保护回路，采用“失电动作”设计，有效保护机组的安全，停机条件包括塔座、机舱急停按钮，塔座、机舱控制系统看门狗，变流器故障，电网保护装置动作，机组超速，振动保护动作，扭缆越限等条件。2.3机组在线诊断风电机组自动化程度高、运行环境恶劣，主控程序需实现各类运行参数的诊断和统计，包括风况参数、电网参数、变桨系统、变流器系统、

45、偏航系统、齿轮箱、发电机、液压系统、润滑系统等等。主控系统实时监视机组的运行状况，控制机组的各类辅机运行，根据各类诊断结果的不同级别，执行包括纪录、报警、正常停机、快速停机、安全链动作等各类不同的机组保护方式，同时主控将机组信息实时传送至远端的监控中心。2.4机组变速、变桨距控制大型风力机通过控制发电机转速和变桨系统的桨距角度实现发电控制，运行曲线（如下图）分为功率优化区和功率限制区两个部分。1、当低于额定功率时，通过控制发电机转速实现在小于额定功率情况下的最佳叶尖速比运行。如图转速点A以下的范围为开环控制区（机组启动过程）；BC为最佳叶尖比运行区；C点为机组的额定转速区，当机组运行达到C点后

46、，机组进入恒转速运行。2、当机组功率达到E点时，进入功率限制运行区，通过调节变桨距角度，限制机组输入功率为额定功率。常规调节方法由于变桨角执行的响应速度很难完全跟踪风速的能量变化，会导致功率的波动，在这里可通过特殊的恒功率算法，使机组在阵风模式依然可获得稳定的功率输出。图1.2，转速、转矩运行曲线如图1.3功率曲线图所示，将此功率曲线分成四个工作区域，即恒速运行工作区A、最佳Cp追踪工作区、恒速运行工作区B、额定点以上运行工作区。在图1.2中恒速运行工作区A对应于A-B段；最佳Cp追踪工作区对应于B-C段、恒速运行工作区B对应于C-E段、额定点以上运行工作区对应于E点。图1.3，功率曲线在额定

47、风速以下运行区，控制器控制风机最大化的捕获风能提高发电量。在额定风速以上运行区，控制器控制风机卸掉多余的机械能，维持机组工作在额定点附近。恒速工作区A：风机自启动到转速达到最小并网转速，则进入恒速工作区A，控制器控制风机并网，并随着风速的增加控制机组的输出功率增大，直到达到最佳Cp曲线（图1.2中的B点）；最佳Cp最佳追踪工作区：控制器控制风机运行于最佳Cp曲线之上，动态调整风力发电几组的输出功率实现最大风能捕获；恒速工作区B：此时风力发电几组的发电机转速已经达到额定转速，但是输出功率尚未达到额定值，随着风能的增加调节机组输出功率增大，直到输出功率到达额定值，如此可以有效地防止在几组达到额定之

48、前由于大阵风的影响而出现机组超速的现象；额定风速以上运行区，控制器控制风机卸掉多余的机械能，维持机组工作在额定点附近。2.5机组载荷优化风力发电机组在运行过程中载荷情况复杂，控制系统的动作也不可避免对机组的载荷产生影响，在各种工况下风力机组疲劳载荷、极限载荷对机组的运行效率、使用寿命都有非常至关重要的影响，系统设计时需仔细分析风机主要部件包括叶轮、传动系统、塔架的各阶振动模态以及相互的作用， 充分考虑了各类复杂的动力学问题，通过发电机转矩控制、叶片变桨角度控制，尽可能减缓载荷对机组长期运行寿命的影响。Cmapbell图常用于机组振动模态的分析，下图是某1.5MW机型经BLADED软件模态线性化

49、分析后得到的机组各部件的振动模态图，图中列出了塔架、叶片等机组各部件的振动模态，机组在设计阶段就应开展固有频率、阻尼率和可能引起的谐振问题的分析，以及引起谐振工作区域的分析，如机组的运行频率应尽可能辟开塔架的固有频率，以免引起共振。主控软件需针对机组的相关特征频率进行优化和控制，常规载荷优化括：风轮-塔架耦合振动控制、机组传动链扭振控制。图1.4 风电机组坎贝尔图风轮-塔架耦合振动控制对于大型变桨距风力机组，叶片变桨角度变化直接影响塔架的振动幅度和载荷，机组塔架一阶前后振动模态为主要模态，如果风轮的启动阻尼较小，小激励就可能引起很大的载荷相应，所以需在变桨距调节中适当增加阻尼，以进行塔架的载荷

50、优化控制。通过塔架的运动模型分析可知，塔架前后振动速度与风力作用在叶片上的F呈反比。常规的处理方法为：通过机舱的加速度传感器可很容易得到塔架的前后振动加速度，积分后即得到塔架前后振动的速度，在变桨调节的叶片开度指令加入一定分量的该阻尼信号，即可获得很好的机组塔架振动控制效果，同时对速度和功率调节的效果没有影响。传动链扭振控制双馈机组在额定功率以上运行时，转矩指令不再随风速变化而变化，使得机组传动链的阻尼很小，容易引起传动链的扭转振动，从而引起齿轮箱的转矩波动加速齿轮箱的损坏，因此在控制器设计中进行传动链加阻非常有必要。根据模态线形化分析，机组传动链扭转振动与叶片面内一阶模态、塔架左右二阶模态直

51、接相关，通过带通滤波器在转速测量值上将该特征频率取出，经增益、移相处理后，加入转矩指令，从而抵消扭振的谐振，有效增加阻尼效果，控制传动链扭转振动。另外，控制器设计时，须对叶片的穿越频率进行陷波滤波处理，减少其对机组变桨调节，变转矩调节的影响。三、WPCS软件结构 WPCS风力发电机组控制系统软件的结构框图如图1.5所示，其组成主要有两大控制器：转矩控制器和变桨距控制器。风场SCADA系统1、SCADA概述科远专著于电厂的发电自动化、电厂信息化产品研发、工程服务，并率先在国内推出了完全自主的大型风力发电机组控制系统，科远K.View SCADA系统以专利的自主核心实时数据库产品-SYNCBASE

52、为基础，针对大型风力发电厂各类机组实时监控、性能分析的需求，而开发的高性能风场监控系统。系统具备完善的数据采集、画面显示、参数报警、数据记录/追忆/统计、机组性能分析、报表、远程发布等功能。风电SCADA系统是风场内所有风机和风场运行人员交流的信息平台，通过对每台风机实际运行情况的分析，可诊断机组的各设备运行情况，对整个风场进行有效的管理。K.View系统融合了成熟网络通讯技术、实时数据库技术、数据处理技术，以及对现代大型风机电控技术的全面理解和风场监控的需求，为客户提供前面满足风场监控需求的风电SCADA系统。通过工业以太网奖现场所有风机的数采集至实时数据库服务器，运行人员通过上层SCADA

53、系统监控全风场的所有风机。系统具备完善的风机状态监视、参数报警、数据记录、分析统计的功能，且系统具有开放的接口，各类风机的数据可无缝接入；另一方面风场监控风机的数量可弹性增加，满足风场多期建设的需求。系统的软件架构基于科远核心专利产品SYNCBASE实时数据库软件，所有数据采集至服务器数据库后，系统自动进行数据的记录、分析，并向各应用功能站提供画面显示、报警、分析、曲线、报表的应用支持，系统的软件架构如下：2、K.View SCADA的功能SCADA系统的软件功能以SYNCBASE实时数据库为基础，系统具备完善的数据采集、画面显示、参数报警、数据记录/追忆/统计、机组性能分析、报表、远程发布等

54、功能。 2.1 数据采集根据风场机组分布情况，系统推荐采用以太网采集风机的数据，较通用的协议包括：OPC协议或MODBUS/TCP，系统实时数据库具备与电气保护系统等各电力行业标准的数据采集协议接口。也可根据风机厂家的接口情况进行进一步的开发。另外系统可设置485、CAN、远程无线接口协议，方便风场内的其他设备数据接入。SYNCBASE实时数据库是整个系统的核心，是电厂生产运行的“黑匣子”，其存储容量和存储效率直接关系到数据采集的范围和精度。由于电厂生产过程数据海量、无序、精度要求高、带有时标，常见的关系型数据库不能很好地满足要求，所有选择实时/历史数据库是流程工业监控的常见的选择。SYNCB

55、ASE实时数据库具有每秒同时处理10000个更新数据点的能力，系统的数据标准的更新周期为1S，也可根据实际设备的情况进一步调整。 2.2 监控画面显示系统的监控画面显示风场所有风机、电网线路、以及其他设备的运行情况，重要的运行工况画面通过一次击键调出，调出时间小于0.5S；调出任何一幅画面击键不超过三次，每幅画面能显示过程变量的实时数据和设备状态 ，这些数据和状态每秒更新一次，显示的颜色或图形随过程工况而变化。所供系统的画面数量、每幅画面能容纳多少图素以及每幅画面能容纳多少能实时更新和被控的过程点几乎不受限制，系统提供的标准画面显示，如风场总览显示、风机列表显示、趋势显示、成组显示、棒状图显示

56、等标准画面显示。 2.3 参数报警系统为每台风机单独设置一个报警记录、显示的缓冲区，任何该风机相关的报警发生后都进入该缓冲区，通过闪烁、声光等提示运行人员，系统地报警内容可在数据库中任意设置，包括：接点状态的变化，或模拟量、计算点、平均值、变化速率、其他变换值等等，可准确的分辨出状态的异常、正常或状态变化。若某一点越过预先设定的限值，则LCD屏幕显示报警。报警显示按时间顺序排列，最新发生的报警显示在报警画面的顶部，每一个报警点可有至少4个不同的优先级，并用至少4种不同的颜色显示该点的TAG加以区分。报警可一次击键进行确认，在某一站上对某一点发生的报警进行确认后，则所有其它站上该点发出的报警也同

57、时被确认。某一点发生的报警确认后，该报警点显示的背景颜色有变化。采用闪光、颜色变化等手段，区分出未经确认的报警和已经确认的报警当某一未经确认的报警变量恢复至正常时，将在报警清单中清除报警并由仍处于报警状态的其它报警点自行填补其位置空缺。若某一已经确认的报警再一次发出报警时，作为最新报警再一次显示在报警画面的顶部。所有带报警限值的模拟量输入信号和计算变量，都分别设置“报警死区”以减少参数在接近报警限值时产生的频繁报警。在设备停运及设备启动时，有模拟量和数字量信号的“报警闭锁”功能，以排除误报警。可在操作员站上实施这一功能。启动结束后，“报警闭锁”功能自动解除。“报警闭锁”不影响对该变量的扫描采集。风电电动变桨系统 1、产品特点 科远电动变桨系统基于欧洲合作伙伴十多年风电电动变桨技术研发经验，采用最新数字技术和各类改进型的设计，与其他厂家的变桨系统相比有如下显著的优点：（1）、采用模块化设计、大规模集成技术，专为每个叶片配置独特的PMC（叶片驱动控制单元）和PMM（叶片驱动管理单元），通过大幅度减少分立