【正文】 urement control technique of pendency of cable.Keywords: XLpe。關(guān)鍵詞:懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)電纜；牽引張力；電纜懸垂度 ABSTRACTThis thesis aimed at higher efficiency, stable and reliable operation and convenient control in cable production . The key of the former system was designed according to the fact of china in the project. The draughttension control system adopted a primarysecondary Variable Voltage and Variable Frequency control system instead of speed governing system of direct current。采用PLC和DCS混合控制系統(tǒng)作為主控制策略，具有配置靈活、測量準(zhǔn)確、控制協(xié)調(diào)、性能可靠和維護方便等優(yōu)勢，使懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)電纜生產(chǎn)自動控制達(dá)到很高的自動化水平。LANZHOU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY畢業(yè)設(shè)計題 目 電纜行業(yè)懸垂控制器的設(shè)計 學(xué)生姓名 鄧 鈺 學(xué) 號 11250108 專業(yè)班級 通信工程1班 指導(dǎo)教師 陳友蘇 陳昊 學(xué) 院 計算機與通信學(xué)院 答辯日期 2014年6月17日 第 頁電纜行業(yè)懸垂控制器的設(shè)計The Design of Pendency Controller in Cable Industry 鄧鈺Deng Yu1125010845 / 50摘 要 本文為了在電纜生產(chǎn)中提高生產(chǎn)效率，保持系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行，提供可靠便利的控制手段。 設(shè)計內(nèi)容包括交聯(lián)電纜生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀綜述。 The online measurement control technique of pendency of cable was discussed, and the equipment for this technique was developed。 The DraughtTension。用這種材料作高壓電纜的絕緣可以不用絕緣油之類的液體，是一種干式絕緣結(jié)構(gòu)。%以上。經(jīng)過多年運行，系統(tǒng)開始老化，進入故障高峰階段，該生產(chǎn)線是該電纜有限公司的產(chǎn)品主導(dǎo)生產(chǎn)線，為了適應(yīng)市場和企業(yè)自身發(fā)展的需要，為了不影響生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量，該電纜有限公司提出對生產(chǎn)線中故障率高的技術(shù)核心部分進行國產(chǎn)化改造，并且對生產(chǎn)全過程實現(xiàn)計算機監(jiān)控，達(dá)到世界上先進的生產(chǎn)線水平[1]。 目前，國內(nèi)先進的大、中型過程控制系統(tǒng)基本上以采用PLC和DCS為主，、DCS及FCS在生產(chǎn)過程控制中的不同應(yīng)用特點及選擇原則。采用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。系統(tǒng)擴展靈活。數(shù)據(jù)的有效性和完整性。二、控制系統(tǒng)的選擇 由于現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS系統(tǒng)仍處于發(fā)展階段，標(biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一，各設(shè)備生產(chǎn)廠家處于觀望狀態(tài)，現(xiàn)有總線標(biāo)準(zhǔn)的智能設(shè)備價格明顯偏高。PLC和DCS在搶占市場的過程中，兩者相互借鑒、滲透、融合，極大地增加了用戶在設(shè)計和使用中的選擇性。現(xiàn)依據(jù)PLC系統(tǒng)和DCS的不同特點，對過程控制系統(tǒng)的設(shè)計選型和應(yīng)用歸納總結(jié)以下原則進行選擇。 考慮系統(tǒng)連續(xù)性、兼容性及通訊性能 改造項目中，如原項目中已有計算機控制系統(tǒng)，則要考慮系統(tǒng)的連續(xù)性及兼容性。在生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)中，根據(jù)過程對象復(fù)雜程度的不同，以及針對控制系統(tǒng)的可靠性合理選擇的不同控制系統(tǒng)，對保證生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的自動化水平，降低工程造價有著十分重要的意義[15]。同時從1998年開始撤消電力部、成立國家電力公司，以此為標(biāo)志，在中國結(jié)束了由國家壟斷電力的局面，由此向建立統(tǒng)一、競爭、有序的電力市場邁進，逐步與國際接軌，與國際電力改革潮流一致。特別是在進入以信息、電子、生物技術(shù)為代表，從集中到分散，從等級結(jié)構(gòu)到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從簡單選擇到多種選擇的21世紀(jì)，電力將繼續(xù)發(fā)揮其他能源形式所不能替代的作用，而且對電力的依賴程度將更高，對電力供應(yīng)的數(shù)量和品質(zhì)也將提出更大、更高的要求。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，特別是500Vk網(wǎng)架在大部分電網(wǎng)中尚未真正形成，電網(wǎng)的安全性差，可靠性低，自動化水平不高，電網(wǎng)調(diào)峰容量不足，損耗大，供電質(zhì)量差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)21世紀(jì)信息時代對電力供應(yīng)的數(shù)量和質(zhì)量的要求。總之，在這相當(dāng)長的時期內(nèi)我國仍處于工業(yè)化和現(xiàn)代化時期，因此對電力的需求仍然非常旺盛，要有更大規(guī)模的電力建設(shè)來滿足我國工業(yè)化和現(xiàn)代化建設(shè)對電力的需要。由于考慮到今后10一巧年甚至更長時間的發(fā)展，為避免以后輸電容量不夠又要擴容，供電部門在選用電纜時，會盡量放大截面，以免留下后遺癥。城市電網(wǎng)建設(shè)與改造工程中，電纜地下化是各地的一項重要任 往確定在50一80%左右。 交聯(lián)電纜生產(chǎn)線是電線電纜設(shè)備中最復(fù)雜的一個生產(chǎn)系統(tǒng)，它包括塑料擠出機組，交聯(lián)機冷卻系統(tǒng)，上下牽引裝置，收放線及儲線裝置，控制系統(tǒng)和輔助裝置，設(shè)備占地面積大，生產(chǎn)廠房要求條件高，這種交聯(lián)電纜生產(chǎn)線的方式以擠出機組布置在幾十米高的交聯(lián)塔頂部，交聯(lián)管垂直地面安裝即立式布置最為理想，它可以生產(chǎn)更高電壓等級的交聯(lián)電纜。擠出機組安放在較高的平臺上，交聯(lián)管呈懸鏈線狀 從平臺上往地面延伸，根據(jù)所設(shè)計的生產(chǎn)速度，產(chǎn)品規(guī)格和其他條件確定懸鏈形狀，長度和冷卻段的尺寸，擠包后的交聯(lián)電纜就是靠上下牽引裝置的張緊力保持其在懸鏈線管內(nèi)的中心位置，并使電纜在管內(nèi)按規(guī)定的速度運動，從而完成電纜的連續(xù)交聯(lián)和冷卻過程，每一條交聯(lián)電纜生產(chǎn)線其交聯(lián)管的懸鏈形狀是固定不變的。如果牽引裝置沒有可靠的技術(shù)特性和適時準(zhǔn)確的懸垂度測量，生產(chǎn)線就不能正常工作。，如電纜對中心位置的相同1cm偏差，在信號正常時檢測裝置能正常給出1V的偏差電壓，但在信號較強時給出的偏差電壓變成了2V。綜合上述因素，總的影響可以達(dá)到數(shù)千倍以上，由此看到，如果不對這些因素加以控制，懸垂傳感器時無法提供PID控制所必須的正確輸出，這就是電纜控制不穩(wěn)的根本原因。 所以必須使得傳感器輸出僅僅和位置及其偏離相關(guān)，而對于其它因素可能造成的傳感器輸出誤差予以補償和消除。這些行業(yè)諸如造紙、紙加工、印刷、印染、包裝、電線電纜、光纖光纜、膠粘帶、紡織、皮革、金屬箔加工、纖維、橡膠等。伴隨著技術(shù)成熟的同時，變頻調(diào)速價格也相當(dāng)經(jīng)濟，同樣一套交聯(lián)生產(chǎn)線，變頻交流調(diào)速張力系統(tǒng)的造價已經(jīng)低于直流調(diào)速張力系統(tǒng)的造價，雖然變頻器價格稍高于直流驅(qū)動器，但其可靠的穩(wěn)定性和易維護性有獨到的優(yōu)勢，交流異步鼠籠電機更因價格低廉、維護簡單而廣泛應(yīng)用。對應(yīng)這兩種途徑，有三種控制方案可選擇。此方案中，保證比較準(zhǔn)確的同步匹配頻率指令可以減少P功調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)量，使系統(tǒng)更容易穩(wěn)定，還有就是線速度的檢測的準(zhǔn)確性比較重要。此方案無需張力反饋，但變頻器需工作在閉環(huán)矢量控制方式，必須安裝測速編碼器。這種方案可以保證更高的張力控制精度?，F(xiàn)在常用的高性能控制策略有矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制兩種，這里介紹矢量控制及矢量控制范疇中的無速度傳感器矢量控制。 從總體控制結(jié)構(gòu)來看，采用轉(zhuǎn)矩和磁鏈分別控制，轉(zhuǎn)矩控制環(huán)(或電流的轉(zhuǎn)矩分量環(huán))都處于轉(zhuǎn)速環(huán)的內(nèi)環(huán)，可以抑制磁鏈變化對轉(zhuǎn)速子系統(tǒng)的影響，從而使轉(zhuǎn)速和磁鏈子系統(tǒng)實現(xiàn)了近似的解禍。送卷張力卷繞控制時變頻器工作在轉(zhuǎn)矩控制模式，根據(jù)PLC內(nèi)部計算模塊穩(wěn)定工作，收卷張力卷繞控制工作在閉環(huán)狀態(tài)，根據(jù)張力變化，與張力設(shè)定值構(gòu)成PID閉環(huán)控制。 國內(nèi)也有少數(shù)廠家研制該檢測裝置，由于采用的方法均為模擬電路系統(tǒng)，從實際使用的角度來看并不理想，主要表現(xiàn)為電纜在硫化管內(nèi)擺動幅度大，且對生產(chǎn)電纜的規(guī)格有一定的要求，具有很大的局限性，不太符合實際生產(chǎn)的要求，因此研制智能化電纜懸垂度在線測控裝置，對提高我國電纜生產(chǎn)質(zhì)量，提高電纜企業(yè)的經(jīng)濟效益具有非常重要的意義[2]。 圖31系統(tǒng)組成及測量框圖 發(fā)射線圈為一個環(huán)型線圈，套裝在硫化管的外部，其初級回路由帶鐵芯的環(huán)型螺線圈組成，次級回路由電纜纜芯以及分布電容構(gòu)成。 收線圈由耐高溫高濕的材料制成。該位置信號經(jīng)過PID處理后控制牽引設(shè)備，以達(dá)到控制硫化管中電纜張力即懸垂度的目的?？紤]到各種規(guī)格的電纜線直徑，材料不同，硫化水位的高或低以及生產(chǎn)過程中收放 信號截止失真，通過改變電壓放大過程中運算放大器的反饋電阻的大小保持電纜中電流穩(wěn)定，反饋電阻大小由PLC控制。緊接電壓跟隨器的放大電路的作用也不僅僅是放大信號，更重要的是它的放大增益使得二極管的壓降變小(相對于放大電路防在全波整流之后而言)。這里不允許通常的微機軟件跑飛再由看門狗拉回方式，所以本裝置采用全硬件控制，中心控制電路由CPLD芯片U1MAX570T144構(gòu)造而成，見圖32：圖32 CPLD芯片U1MAX570T14 R86/C67提供了外部的上電復(fù)位信號； XT1有源晶振提供全局時鐘； SD2撥動開關(guān)用以設(shè)定測量所采用的工作頻率，； SD3撥動開關(guān)用于設(shè)定發(fā)射信號功率調(diào)節(jié)的時間常數(shù)，它對接收信號的功率測量結(jié)果進行平均和積分； ISP1為U1MAX570T144的電路配置下載端； CZ1為U1MAX570T144內(nèi)部節(jié)點信號監(jiān)測端，為生產(chǎn)檢測裝置時監(jiān)測調(diào)配所需； CZ4為檢測裝置的模式設(shè)定，可使檢測裝置改變工作模式，以適應(yīng)不同的接收頭。然后再對該25Hz信號進行窄帶放大和同步解調(diào)，從而實現(xiàn)高抗干擾和高增益。一般其它產(chǎn)品是直接對發(fā)射接收頻率放大的，因為Q做不高（他們的帶寬有正負(fù)幾KHz到十幾KHz，所以噪聲大，增益低） CZ_C1為生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)試所用的專用儀表連接端，供在現(xiàn)場安裝調(diào)試時顯示上下通道的電平、發(fā)射信號電平、電纜偏差檢測電平等實時信號。RC1用于監(jiān)測負(fù)載發(fā)射電流，使用時可短路，不短路情況下，RC1最大功耗為2W。常有這樣情況，設(shè)備原來工作很正常，但是生產(chǎn)現(xiàn)場其它機器一開動，設(shè)備工作就紊亂了，這基本都屬于設(shè)備抗干擾性能差。 KHz”意味一個與被測量的輸入信號電平相當(dāng)?shù)母蓴_， KHz以上，造成電纜偏離中心的距離將≤，這也正是設(shè)定這項指標(biāo)的依據(jù)。而金屬鎧裝發(fā)射線圈的金屬外殼卻能完全的屏蔽了這種空間耦合信號的電場分量，從而有力的對此干擾形成抑制。 那么，發(fā)射調(diào)節(jié)需要做到多少才能保證使用呢，換句話說，信號衰減的變化究竟是多少呢？經(jīng)多地實測，對于多數(shù)生產(chǎn)線，在一種型號線的生產(chǎn)過程中，這個變化多在10—20倍間；在生產(chǎn)不同型號電纜時，又有可達(dá)十?dāng)?shù)倍的變化，這樣總的變化在一百到三百之間，少數(shù)生產(chǎn)線可達(dá)到五百以上。 以上說明了一個懸垂控制器，要想可靠地長期工作，并保證控制靈敏度不變，即使是在專業(yè)人員現(xiàn)場“細(xì)心調(diào)配”條件下，也需要有千倍以上的發(fā)射調(diào)節(jié)倍率；而如果要求一個懸垂控制器作為一個通用產(chǎn)品，不是針對某一條生產(chǎn)線，而是拿到任何一條生產(chǎn)線上，無需專業(yè)人員的專門“細(xì)心調(diào)配”，都能可靠工作，就必須有數(shù)千乃至萬倍以上的發(fā)射調(diào)節(jié)倍率，簡單地說，一個可靠的懸垂控制器，其《發(fā)射調(diào)節(jié)》參數(shù)必須能夠?qū)λ懈鞣N懸垂生產(chǎn)線的可能狀況實現(xiàn)“全覆蓋”。4.《系統(tǒng)動態(tài)范圍》 指的就是主要由前述發(fā)射調(diào)節(jié)倍率決定的，允許的懸垂系統(tǒng)信號變化范圍。另外，其中的PHXC012B款，增加了《電流/電壓》、《光隔離/不隔離》輸出方式的選擇功能，和增加了PID調(diào)節(jié)功能，這些功能增加主要是針對某些功能、性能較差的調(diào)速器（調(diào)節(jié)器）而增設(shè)的。40mA）。這可以避免因為兩者間因電氣“地”或信號“地”之間存在電位差而造成可能的誤差或失常。而對于一些調(diào)整過程過于復(fù)雜，不便設(shè)定的調(diào)速器/調(diào)節(jié)器，也提供了因?qū)ID設(shè)定轉(zhuǎn)移到本機子上，從而簡化其調(diào)整設(shè)定過程的手段。（2）—30秒，對大部分懸垂線工況而言，積分時間為5—10秒為宜，高速線可取到10—20秒。圖52 PID參數(shù)選擇電流輸出方式可以增強后續(xù)的調(diào)速器（調(diào)節(jié)器）長距離輸入的抗干擾性能。而對于一些調(diào)整過程過于復(fù)雜、PID功能設(shè)定不便的調(diào)速器（調(diào)節(jié)器），也提供了可以將PID功能轉(zhuǎn)移到本儀器上，從而簡化其調(diào)整設(shè)定過程的便利。總 結(jié)本文依據(jù)工程作為基礎(chǔ)，研究和設(shè)計了一套先進的懸鏈?zhǔn)浇宦?lián)電纜生產(chǎn)自動控制系統(tǒng)，它具有以下特點:一、閱讀了國內(nèi)外大量交聯(lián)生產(chǎn)控制技術(shù)的資料，深入了解最新研究動態(tài)和技術(shù)方向，提出了采用交流變頻調(diào)速技術(shù)取代直流調(diào)速傳動，傳動控制系統(tǒng)采用恒張力交流變頻矢量卷繞控制，在保證生產(chǎn)和質(zhì)量的前提下，使系統(tǒng)簡化，避免了生產(chǎn)中因為張力不穩(wěn)定造成的電纜擦管、電纜在懸鏈中振蕩的問題。四丶采用了可靠的抗干擾措施和保護措施，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性得到保證，完善的接地系統(tǒng)解決了國外系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的系統(tǒng)誤動作現(xiàn)象。厄爾尼諾1， 馬姆杜馬哈茂德2（1．埃及開羅大學(xué)工程學(xué)院， 2．該方法可用于在線或離線數(shù)字故障記錄儀器進行故障測距。關(guān)鍵詞：故障定位；模態(tài)轉(zhuǎn)換；相量提?。患芸站€路電力電纜混合線路架空輸電線路與地下電纜混合輸電線路是電力系統(tǒng)的一個組成部分，這種混聯(lián)輸電方式較為復(fù)雜，但是具有良好的傳輸可靠性，能夠提供高質(zhì)量的電能配送服務(wù)?；炻?lián)線路故障定位對電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行至關(guān)重要。另一種是測量故障部位產(chǎn)生的行波從而進行定位。本文基于分布式模型及模態(tài)轉(zhuǎn)換線理論提出了一種架空線電力電纜混合輸電