【正文】 反應(yīng)釜物料攪拌變頻調(diào)速控制實(shí)訓(xùn)報(bào)告題目名稱(chēng)： 反應(yīng)釜物料攪拌變頻調(diào)速控制 系 部： 機(jī)械工程系 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 礦山機(jī)電129班 學(xué)生姓名： 李忠亞 學(xué) 號(hào)： 2012232368 指導(dǎo)教師： 申紅軍 完成日期： 2014年7月4日 目 錄摘要 2第一章 緒論 1 1 論文的主要內(nèi)容 1 2 PLC技術(shù)發(fā)展概況 2 3 4第二章 變頻調(diào)速在物料攪拌中的硬件設(shè)計(jì) 5 5 5 PLC的組成及各部分的作用 5 6 6 8 10第三章 變頻調(diào)速在物料攪拌系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 12 12 12 12 PLC程序設(shè)計(jì) 13 13 14第四章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1物料A的控制方式: 1物料B的控制方式 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21第五章 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 25 監(jiān)控系統(tǒng)硬件組成 26 26 PLC與組態(tài)軟件之間的通信 27結(jié)論 30致 謝 31參考文獻(xiàn) 32摘要隨著電力電子技術(shù)以及控制技術(shù)的發(fā)展，使得變頻調(diào)速在工業(yè)電機(jī)拖動(dòng)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。由于PLC的功能強(qiáng)大、容易方便、可靠性高等特點(diǎn)，所以常常被用來(lái)作為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的控制。組態(tài)軟件技術(shù)作為用戶可定制功能的軟件平臺(tái)工具，在PC機(jī)上可以開(kāi)發(fā)出人機(jī)界面，通過(guò)PLC技術(shù)可以對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行“智能”控制。在本系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)能源的充分利用和生產(chǎn)的需要，需要對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，考慮到電機(jī)的啟停、運(yùn)行、調(diào)速和制動(dòng)等特性。系統(tǒng)中由PLC來(lái)完成數(shù)據(jù)的采集和對(duì)變頻器、電動(dòng)機(jī)等設(shè)備的控制任務(wù)。基于S7 200 PLC的編程軟件STEP 7/，大量采用代碼的重用，以減少軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)。利用組態(tài)軟件Protool/Pro良好的人機(jī)界面和通信能力，使工作人員可以在中央控制室的PC機(jī)上方便而快捷的瀏覽現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)流程、實(shí)現(xiàn)變頻器的參數(shù)設(shè)置、故障診斷和電機(jī)的啟停。關(guān)鍵字：PLC 變頻器 變頻調(diào)速 組態(tài)軟件第一章 緒論 隨著電力電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)的飛速發(fā)展，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速已經(jīng)從繼電器控制時(shí)代發(fā)展到今天的由變頻控制調(diào)速時(shí)代。并且在工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中都得到了極為廣泛的應(yīng)用。在現(xiàn)在的工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，最為常見(jiàn)的是由PLC控制變頻器實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制，該方法主要通過(guò)程序來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速?gòu)亩鴮?shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。目前，我國(guó)的能源消耗僅次于美國(guó)，位列世界第二，但國(guó)民生產(chǎn)總值卻排在第八位左右，其中最重要的原因之一就是單位產(chǎn)值能耗太大。所以為了加強(qiáng)資源綜合利用，完善再生資源回收體系，我國(guó)開(kāi)始加大對(duì)變頻調(diào)速技術(shù)的研究。變頻調(diào)速已成為電動(dòng)機(jī)調(diào)速的最新潮流，有其自身的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，隨著交流電動(dòng)機(jī)變頻技術(shù)的日趨完善和推廣使用，特別是在礦用大功率高壓設(shè)備中的絞車(chē)、提升機(jī)、通風(fēng)機(jī)、等礦用設(shè)備上的應(yīng)用效果則更加顯著。本課題以PLC和變頻器控制調(diào)速為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)出基于PLC的變頻調(diào)速在物料攪拌中的實(shí)驗(yàn)裝置。本論文的選題不論是從理論還是從實(shí)踐上都有十分重要的意義。 論文的主要內(nèi)容 在各種異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，效率最高、性能最好的系統(tǒng)是變頻調(diào)速系統(tǒng)。變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)速時(shí)，須調(diào)節(jié)定子電壓和頻率，在這種情況下，機(jī)械特性基本上平行移動(dòng)，而轉(zhuǎn)差率不變，它是當(dāng)前交流調(diào)速的主要發(fā)展方向。 本文研究了變頻調(diào)速技術(shù)在生產(chǎn)中的應(yīng)用，并且根據(jù)原有的控制結(jié)構(gòu)，結(jié)合組態(tài)軟件和PLC技術(shù)，提出了一個(gè)改進(jìn)的系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)，并且采用此體系結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)物料攪拌裝置的變頻調(diào)速系統(tǒng)。 論文首先介紹了PLC的定義以及它的組成和各部分的作用。然后對(duì)變頻器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，比較了電機(jī)調(diào)速的幾種類(lèi)型，深入探討了變頻調(diào)速的工作原理，最后介紹變頻器的控制電氣原理圖。論文接著利用基于PLC的變頻調(diào)速技術(shù)實(shí)現(xiàn)物料攪拌的控制。包括按鈕模塊、報(bào)警模塊、變頻器給定模塊、變頻器設(shè)定模塊。本文采用德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7200型PLC及其擴(kuò)展模塊，利用其豐富和功能強(qiáng)大的指令，設(shè)計(jì)出梯形圖。然后對(duì)組態(tài)軟件技術(shù)進(jìn)行了綜述，探討了組態(tài)軟件的基本結(jié)構(gòu)和硬件組成。利用MCGS組態(tài)軟件,采用模塊的形式,進(jìn)行故障檢測(cè)及報(bào)警。 最后利用PLC與組態(tài)軟件之間的通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控與管理。 PLC技術(shù)發(fā)展概況一、國(guó)外PLC發(fā)展概況PLC自問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，在美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。世界總銷(xiāo)售額不斷上升、生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)、品種不斷翻新。產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價(jià)格則不斷下降。目前，世界上有200多個(gè)廠家生產(chǎn)PLC，較有名的：美國(guó)：AB通用電氣、莫迪康公司；日本：三菱、富士、歐姆龍、松下電工等；德國(guó)：西門(mén)子公司；法國(guó)：TE 施耐德公司；韓國(guó)：三星、LG公司等。二、技術(shù)發(fā)展動(dòng)向1. 產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展。大： I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)、32位為微處理器、多CPU并行工作、大容量存儲(chǔ)器、掃描速度高速化。?。?由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。2. PLC在閉環(huán)過(guò)程控制中應(yīng)用日益廣泛3. 不斷加強(qiáng)通訊功能4. 新器件和模塊不斷推出高檔的PLC除了主要采用CPU以提高處理速度外，還有帶處理器的EPROM或RAM的智能I/O模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊等專(zhuān)用化模塊。5. 編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語(yǔ)言趨向標(biāo)準(zhǔn)化有各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，亦有高檔的PLC指令系統(tǒng)。6. 發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。三、國(guó)內(nèi)發(fā)展及應(yīng)用概況我國(guó)的PLC產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)經(jīng)歷了三個(gè)階段：順序控制器（1973～1979）——一位處理器為主的工業(yè)控制器（1979～1985）——8位微處理器為主的可編程序控制器（1985以后）。在對(duì)外開(kāi)放政策的推動(dòng)下，國(guó)外PLC產(chǎn)品大量進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，一部分隨成套設(shè)備進(jìn)口。如寶鋼一、二期工程就引進(jìn)了500多套，還有咸陽(yáng)顯象管廠、秦皇島煤碼頭、汽車(chē)廠等。現(xiàn)在，PLC在國(guó)內(nèi)的各行各業(yè)也有了極大的應(yīng)用，技術(shù)含量也越來(lái)越高。近年來(lái)，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等的迅速發(fā)展傳動(dòng)與控制技術(shù)成為目前發(fā)展最為迅速的技術(shù)之一，電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)下的發(fā)展趨勢(shì)。電機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和制動(dòng)性能，高效率、高功率因數(shù)、節(jié)電效果、廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。深入了解交流傳動(dòng)與控制技術(shù)的走向，具有十分重要的意義.隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷革新，直流拖動(dòng)的薄弱環(huán)節(jié)逐步的顯露出來(lái)。由于換向器的存在，直流電機(jī)的維護(hù)量加大，單機(jī)容量、最高轉(zhuǎn)速以及使用環(huán)境都受到很大的限制。人們開(kāi)始轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格低廉的異步電動(dòng)機(jī)。但是異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能難以滿足生產(chǎn)的需要。于是，從20世紀(jì)30年代開(kāi)始，人們致力于交流調(diào)速技術(shù)的研究，可是進(jìn)展非常緩慢。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，直流調(diào)速一直以其優(yōu)異的性能統(tǒng)治著電氣傳動(dòng)領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代以后，特別是70年代以來(lái)，電力電子技術(shù)、控制技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，使得交流調(diào)速性能可以與直流調(diào)速相媲美。目前，交流調(diào)速已進(jìn)入逐步代替直流調(diào)速的時(shí)代。變頻器技術(shù)的另外一個(gè)層面是應(yīng)用技術(shù)。多年來(lái)，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委一直同國(guó)家有關(guān)部門(mén)致力于變頻器技術(shù)的開(kāi)發(fā)及推廣應(yīng)用，在技術(shù)開(kāi)發(fā)及技術(shù)改造方面給予了重點(diǎn)扶持，組織了變頻調(diào)速技術(shù)的評(píng)測(cè)推薦工作，并把推廣應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)作為風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能技術(shù)改造專(zhuān)項(xiàng)的重點(diǎn)投資方向，同時(shí)鼓勵(lì)單位開(kāi)展同貸同還方式，抓開(kāi)發(fā)工程、抓示范工程、抓推廣應(yīng)用工程，還處理了風(fēng)機(jī)、水泵節(jié)能中心，開(kāi)展信息咨詢和培訓(xùn)活動(dòng)。1995—1997年，3年間我國(guó)風(fēng)機(jī)、改造總?cè)萘窟_(dá)100萬(wàn)千瓦，可年節(jié)電7億度，平均投資回收期約2年。據(jù)有關(guān)資料表明，我國(guó)變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)取得了相當(dāng)大的成績(jī)，每年有數(shù)十億元的銷(xiāo)售額，說(shuō)明我國(guó)的變頻器應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。從簡(jiǎn)單的手動(dòng)控制到基于RS一485網(wǎng)絡(luò)的多機(jī)控制，與計(jì)算機(jī)和PLC聯(lián)網(wǎng)組成復(fù)雜的控制系統(tǒng)。變頻器的作用是電氣傳動(dòng)控制，其控制的復(fù)雜性、控制精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)都有很高的要求，已經(jīng)完全取代了直流調(diào)速技術(shù)。近年來(lái)，變頻器在功能上，利用先進(jìn)的控制理論，開(kāi)發(fā)出了諸如卷取、提升、主從等控制功能，使應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)成更加方便和簡(jiǎn)潔，同時(shí)使變頻器的應(yīng)用技術(shù)提高到了一個(gè)新的水平。變頻調(diào)速這一技術(shù)正越來(lái)越廣泛的深入到各行各業(yè)中。它的節(jié)能、省力、易于構(gòu)成自控系統(tǒng)的顯著優(yōu)勢(shì)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)也是改造挖潛、增加效益的一條有效途徑。尤其是在高能耗、低產(chǎn)出的設(shè)備較多的企業(yè)，采用變頻調(diào)速裝置將使企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)這也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要。軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。1. 主控