主要控制功能

勵磁控制雙驅磨機系統由兩臺低速無刷的同步電動機通過氣動離合器帶動兩個傳動小齒輪，進而帶動磨機主齒輪轉動磨機。GE公司的高性能正交同步電動機與普通同步電動機的不同之處在于，每個電動機轉子都有兩套相互正交的勵磁繞組，一套是正常的D軸勵磁繞組，另一套是用于負載平衡控制的Q軸繞組。兩臺電動機的D軸勵磁是相互獨立的兩套勵磁控制系統，兩臺電動機的Q軸共用一套勵磁控制系統。

負載平衡的控制兩臺高性能正交同步電動機及其控制系統在保持整個磨機系統穩定運轉的同時，能準確地糾正大小齒輪間的不平衡及磨機主齒輪的偏心度。負載平衡的控制分兩種方式：一種是通過脈沖式釋放離合器的氣壓進行系統粗調;另一種是Q軸勵磁的控制系統通過控制電動機正交軸磁場電流來改變負載角進行系統微調。通過這兩種方式來達到磨機兩個小齒輪負載平衡的目的。負載平衡控制系統如圖3所示。動態的負載平衡微調是通過調整并聯兩電動機的正交磁場繞組來實現的。被控制正交磁場電流在增大輕負荷電動機負載角的同時，減小重負荷電動機的負載角，從而達到負載平衡。負載平衡調節器分兩級，外環為功率差調節(即粗調)，內環為正交磁場電流調節(即微調)。當磨機偏心、壞齒或磨機負載偏移時，通過這樣的控制結構，可以快速地完成最小功率差值的調節。在大約±25%的額定電動機功率范圍內，系統在電流微調方式下工作。當電動機的功率差值大于預先設定值(一般為25%)，如果系統工作在自動模式下，則離合器脈沖調節被觸發，通過脈沖式放氣、補氣的方式進行粗調。粗調可以使負載平衡很快回到5%電動機額定功率的范圍內，這時系統會自動切換回微調方式[2]。

磨機的潤滑、保護和聯鎖控制系統磨機潤滑系統包括主軸承潤滑站高壓頂起泵、主軸承潤滑站低壓循環泵、主軸承潤滑站小齒輪潤滑泵和主電動機頂起泵。磨機啟動前，先啟動潤滑系統，潤滑系統運行正常后，磨機才能正常啟動。當系統主軸承潤滑站高壓油流低于低設定值時，潤滑系統報警，低于超低設定值時，潤滑系統故障，要求停止磨機轉動(氣動離合器分開)，但不停主電動機，只有當主電動機頂起泵油壓超低，主電動機軸承溫度超高，主電動機定子溫度超高時，才能停止主電動機運行，同時氣動離合器斷開。磨機主軸承設有6個PT100測溫電阻，小齒輪各設有3個紅外線齒面測溫傳感器和2個PT100軸承測溫電阻。當溫度高于高設定值時，產生溫度報警，高于超高設定值時，磨機自動停機。磨機主軸承設有油膜傳感器檢測信號，可在磨機運行過程中時刻監測磨機軸瓦和主軸承間的油膜厚度。當油膜厚度低于超低設定值時，磨機轉動自動停止。本系統采用Rockwell的ControlLogix5000系列可編程控制器為核心控制器，通過Modbus方式與上位機(DCS系統)進行通信，系統通過ControlNet網和遠程I/O組成現場信號采集系統，由PLC編程來實現對整個磨機系統的監測、保護和控制。

硬件配置(PLC組成)(1)AL2柜內1756-PA72電源模塊1塊;1756-L61CPU模塊1塊;1756-CNBControlNet通信模塊1塊;MVI56-MCMMODBUS通信模塊1塊;1756-IB32數字量輸入模塊4塊;1756-IF16模擬量輸入模塊3塊;1756-IR6I(RTD)模擬量輸入模塊2塊;1794-ACN15ControlNet遠程適配器1塊;1794-IB32數字量輸入模塊2塊;1794-OB32P數字量輸出模塊3塊。(2)AL3柜內2711P-T15C15D1控制面板。(3)AL4柜內1794-ACN15ControlNet遠程適配器1塊;1794-IB32數字量輸入模塊6塊;1794-OB32P數字量輸出模塊2塊。

網絡構成如圖4所示，整個網絡系統由兩部分構成：一是與上位機通信的Modbus主干網絡;二是該控制系統內部的ControlNet網絡。ControlNet網是一個開放的高速確定性網絡，用于傳輸對時間有苛刻要求的信息，通信速率可達5Mb/s。通信介質為工業級屏蔽同軸電纜，網絡刷新時間為2~100ms，數據發送具有確定性和可重復性[3-4]。