滑差調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備結(jié)構(gòu),它主要由電流比為400/5A的LQJ-10型電流互感器、電流變送器、PID反饋控制調(diào)節(jié)板、穩(wěn)壓電源、PLC組成。其中的PLC采用的是日本三菱公司生產(chǎn)的FX-80MR型可編程序控制器，該PLC具有40個輸入點、40個輸出點，其CPU、RAM、通信功能等集成于一體，可擴展ROM，通過手持編寫器可方便地輸入和更改程序，也可通過加密碼來保證程序的安全。
電流變送器將電流傳感器輸出的二次電流變換為直流電壓輸出。PID反饋控制調(diào)節(jié)板將給定值和電流變送器的輸出信號相比較，通過PID控制直流調(diào)速電源的輸出，從而控制電極提升電機的轉(zhuǎn)速使液體電阻的活動電極隨定子電流的變化而變化。整個控制系統(tǒng)實現(xiàn)了在電極下降過程中，當(dāng)定子電流大于或等于230A時，活動電極靜止；當(dāng)定子電流小于230A時，活動電極下降，并且隨著定子電流的減小，活動電極的下降速度也變快。
3 滑差調(diào)節(jié)器的PLC控制
3.1 滑差調(diào)節(jié)器的PLC控制概述
滑差調(diào)節(jié)器的PLC控制按照技術(shù)要求完成了對整個滑差調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運轉(zhuǎn)的控制。其中包括控制兩套機組的分時起動、分時再加速；對電極提升高度進行檢測；與外界通信；對堿液循環(huán)泵進行過負荷、電源缺相的保護；對電極提升電機進行過負荷、勵磁電流的欠流保護；對堿液進行溫度監(jiān)控等。
滑差調(diào)節(jié)器的PLC控制，利用了PLC的輸入/輸出繼電器、輔助繼電器、定時器，采用了串聯(lián)電路塊的并聯(lián)與多重輸出電路等方法，完成了模塊化的程序設(shè)計。
3.2 滑差調(diào)節(jié)器的PLC控制方式
該PLC控制系統(tǒng)為了滿足調(diào)試和實驗兩方面的要求，設(shè)計了就地控制和遠程控制兩套方案。當(dāng)調(diào)試時，采用就地控制方案。當(dāng)進行聚變反應(yīng)實驗時，采用遠程控制方案。
按照電機機組起動的技術(shù)要求，當(dāng)1#機組起動或再加速完畢，2#機組才能進行起動或再加速過程。而對于1#、2#機組的提電極過程需要同時進行。該PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計完全滿足了上述技術(shù)要求。
該PLC控制系統(tǒng)還實現(xiàn)了滑差調(diào)節(jié)器部分的相對獨立以及與裝置其他部分的協(xié)調(diào)合作。當(dāng)進行滑差調(diào)節(jié)器內(nèi)部自檢工作時，通過PLC程序斷開滑差調(diào)節(jié)器部分與外界的通信，避免了與外部設(shè)備間的相互干擾。當(dāng)進行聚變反應(yīng)實驗時，又通過PLC程序接通滑差調(diào)節(jié)器部分與外界的通信。此時，對于中心控制室的輸入信號，通過PLC編程控制相應(yīng)按鈕及指示燈的互鎖來確保提電極和再加速信號的準(zhǔn)確、無誤；對于輸出信號，通過獨立的繼電器觸點給出信號，避免了外部設(shè)備的干擾。以上所述都是通過PLC編程配上轉(zhuǎn)換開關(guān)來切換和實現(xiàn)的。
3.3 滑差調(diào)節(jié)器的事故保護
當(dāng)2500kW電動機的轉(zhuǎn)子回路的電流過大時，循環(huán)堿液溫度過高，以至冷卻循環(huán)水無法帶走轉(zhuǎn)子回路釋放的多余熱量，此時通過溫度傳感器、PLC以及電鈴，發(fā)出報警；當(dāng)堿液溫度達到70℃時，該控制系統(tǒng)的熱繼電器動作，整個機組停止起動。
當(dāng)電極提升電機或堿液循環(huán)泵過熱時，相應(yīng)的熱繼電器動作，整個機組也將停止起動。
3.4 實際問題的解決
由于滑差調(diào)節(jié)器的控制在最初設(shè)計時，只考慮了當(dāng)真空開關(guān)合閘，手動按動控制活動電極下降的按鈕一次后，電極自動下降一種方案，當(dāng)調(diào)試時，這一方案突然失靈。為了能夠?qū)Ω哆@種突發(fā)事件，以及更進一步地實現(xiàn)自動控制，該控制系統(tǒng)補充了兩種方案與已有方案并存。第一種方案實現(xiàn)了當(dāng)真空開關(guān)合閘，滑差調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)自動進入活動電極下降程序。第二種方案考慮了意外情況，對電機的下降完全采用手動下降操作。
真空開關(guān)合閘瞬間，機組的一次回路中的電流從0開始上升，這時如果使電流變送器動作，PID模塊接收到的電流信號將從0開始上升，這樣經(jīng)過PID算法，測量值遠小于給定值，使得滑差調(diào)節(jié)器的活動電極急速下降，這是一種嚴(yán)重的誤動作。為了躲過一次回路中電流上升這一暫態(tài)過程，滑差調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)利用了PLC的定時器延時5秒使電流變送器動作。
4 總結(jié)
我們所設(shè)計的基于PLC的滑差調(diào)節(jié)器的控制系統(tǒng)經(jīng)歷了HL-2A裝置運行實驗的檢驗，實驗記錄表明在機組的整個起動和再加速過程中，繞線式異步電動機定子電流的穩(wěn)定度達到1%以下,滿足了實驗的要求。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)所繪出的2500kW電動機定子電流與時間關(guān)系。發(fā)電機組在剛
起動期間，起動電流以低于設(shè)定電流值（230A）
開始上升并超過設(shè)定值，然后才緩慢降到設(shè)定值。對上述現(xiàn)象的解釋如下：起動開始時繞線式異步電動機的繞組阻礙了起動電流的增大，因此機組起動的最初一段時間，起動電流經(jīng)歷了上升的暫態(tài)過程。為躲過這一暫態(tài)過程，前邊所述的PLC定時器延時5秒所選時間太長，致使起動電流超過了設(shè)定值，然后才在PID反饋控制的作用下緩慢下降到設(shè)定值。因此，我們需要進一步的調(diào)試或計算來得到PLC定時器的準(zhǔn)確延時值。
5 結(jié)束語
HL-2A裝置的滑差調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)是在經(jīng)費不充裕的條件下完成的，因此，沒有考慮它的計算機實時顯示以及觸摸屏方式。希望在條件合適的時候，我們設(shè)計的該控制系統(tǒng)能夠在這兩方面得到改進。
：鞏經(jīng)理
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