【正文】 第三章 控制方案的選擇（1）機械控制方案 機械控制方案用來實現(xiàn)單一功能的循環(huán)，功能較弱。）中，繼電器的觸點能斷開50W。返回電壓：不小于額定電壓的5%。(5) 繼電器使用DZJ11接觸器。接線螺釘采用新型自升螺釘，瓦形墊與螺釘不分離可節(jié)省接線用時。產品安全、可靠性好，為國際先進的接觸器機種。動作機構靈活，手動檢查方便，結構設計緊湊，可防止外界雜物及灰塵落入活動部位。％FS／5年介質接觸材料：316不銹鋼外殼材料：304或316不銹鋼安裝方式：螺紋安裝壓力連接：電氣連接：四芯屏蔽電纜(防護等級IP65)(4) 接觸器接觸器選用CJXl系列，該系列系列交流接觸器是九十年代最新產品。廠家:廣州森納士壓力儀器有限公司。％FS177。 AL808系列儀表功能強大，具有組態(tài)靈活、適應性廣的特點，適合溫度、壓力、流量、液位、濕度的精確控制。 ⑥ 帶過載(過熱保護)(2) PID智能控制器② 配有RS485接口，可與計算機聯(lián)結，構成計算機監(jiān)控、群控系統(tǒng)。該變頻器的主要特點:輸入:3相，380~460V AC，50/60Hz，電壓容許變動范圍177。圖22電氣原理圖(1) 變頻器因為選用LS10型固定式螺桿壓縮機電機型號:LS286TSC4，功率22kW，頻率50Hz，額定電壓380V，額定電流42A，4極，轉速1470r/min，我們選用一臺“臺達牌”VFD300B43A型變頻器。具體控制流程圖如圖1所示。按照《煤礦安全規(guī)程》的有關要求，空壓機必須具有四保護，即超壓、超溫、斷油、斷水保護裝置，煤礦迫切需要一整套較完善、靈敏可靠的檢測保護裝置。隨著技術的發(fā)展，我國許多企業(yè)存在著嚴重的設備老化的問題，有大量設備面臨著淘汰。各種類型，包括活塞、滑片以及螺桿等的CO2壓縮機均在研發(fā)與應用中。而且榮獲中、美、英、法、日的發(fā)明專利。中國也同樣強烈渴望這種高檔壓縮機，于一九七六年在北京第一通用機械廠成立開發(fā)小組，但一直至一九八九年，產品仍與國外的產品有著相當大的差距，所以就停止開發(fā)，而轉為在國外尋找華人，查謙被發(fā)現(xiàn)并成功的安排在廣東肇慶端州壓縮機研究所，于一九九三年成功開發(fā)第一代產品，經過七年的實驗，于2000年注冊成立“正力精工”并實行批量生產，并于當年“正力精工”接受國家的創(chuàng)新基金開發(fā)國防用無油單螺桿空氣壓縮機的任務，并于2004年通過驗收而轉入試用階段。隨著活塞式空氣壓縮機因為易損件多、體積大、噪聲大、震動大、不穩(wěn)定及存在危險性等缺點，于一九三六年在瑞典開發(fā)出第一臺雙螺桿式空氣壓縮機，因工作相對穩(wěn)定、整機體積小、自動化程度高、維護量少且小、噪聲也大幅度降低、震動也少到不用基礎等一系列優(yōu)點，于一九八六年開始引入中國并得到廣大廣大客戶的認可。目前空氣壓縮機的種類很多，按工作原理可分為容積式壓縮機,往復式壓縮機,離心式壓縮機,容積式壓縮機的工作原理是壓縮氣體的體積，使單位體積內氣體分子的密度增加以提高壓縮空氣的壓力；離心式壓縮機的工作原理是提高氣體分子的運動速度，使氣體分子具有的動能轉化為氣體的壓力能，從而提高壓縮空氣的壓力。整個系統(tǒng)自動化水平比較高，大大減少了人力物力，而且對于壓力的變化能很快的做出反應，調節(jié)壓力。四川職業(yè)技術學院 畢 業(yè) 設 計（論 文）題 目：基于MCGS組態(tài)軟件和PLC的空氣壓縮機監(jiān)控系統(tǒng)設計系 別：電子電氣工程系專 業(yè)： 機電一體化 班 級： 09級機電二班 姓 名： 楊 紅 學 號： 091052011020 指導教師： 陳 科 完成時間： 2012年3月 摘 要本設計主要是要研究恒壓供氣控制系統(tǒng)的硬件電路、恒壓變頻供氣的控制方法、開發(fā)基于MCGS組態(tài)軟件的監(jiān)控界面。該系統(tǒng)結構簡單、成本、性能穩(wěn)定，而且功能齊全，非常適合應用和推廣。往復式壓縮機(也稱活塞式壓縮機)的工作原理是直接壓縮氣體,當氣體達到一定壓力后排出。但是隨著螺桿壓縮機的廣泛應用，隨著而來的問題也都暴露出來，主要表現(xiàn)為：壓力上不去，適合于八公斤以下，排氣量也上不去，最大的機頭到現(xiàn)在為止也只有35立方，軸承壽命短，而且需要有專用設備來調整間隙，不穩(wěn)定性（體現(xiàn)機頭會被抱死），力無法平衡，螺桿不能被平衡，噪聲及震動不太令人滿意，所以，大排氣量的離心式空氣壓縮機，小排氣量的滑片式壓縮機，1960年在法國成功開發(fā)出單螺桿式的壓縮機，極大的觸動了世界人的神經，特別是當時軍艦與潛艇對空壓機體積小、震動低、噪聲低、可現(xiàn)場維護、無油潤滑、隨時備用啟動的需求，很快在美國、英國、日本也相繼開發(fā)出來，這幾個強國都在努力保護，只應用在軍事領域，民用產品一直都被排在外圍。并于當年成為國家火炬計劃的執(zhí)行單位?，F(xiàn)在在產品設計上，應用熱力學、動力學理論，通過綜合模擬預測壓縮機在實際工況下的性能；強化壓縮機的機電一體化，采用計算自動控制，實現(xiàn)優(yōu)化節(jié)能運行和聯(lián)機運行?；仡櫣I(yè)生產過程和發(fā)展歷程，在20世紀40年代前后，大多數(shù)工業(yè)生產過程均處于手工操作狀態(tài)。而同時，在國內企業(yè)中又普遍存在著資金不足，很難進行大規(guī)模的設備更新?lián)Q代。我們以某煤礦的5臺空氣壓縮機為研究對象，研究基于MCGS組態(tài)軟件的空氣壓縮機監(jiān)控系統(tǒng)設計，主要設計內容是設計恒壓供氣控制系統(tǒng)的硬件電路、研究恒壓變頻供氣的控制方法、開發(fā)基于MCGS組態(tài)軟件的監(jiān)控界面、完成系統(tǒng)監(jiān)控調試。圖21 恒壓供氣控制系統(tǒng)流程圖由于本次設計是采用5臺空氣壓縮機為研究對象，當所需要的壓力不是很大，其中一天空壓機能滿足的時候就采用上述方法。因為LS10型空壓機是一種大轉動慣量負載，因此選用加大一級變頻器(30kW)。10%，頻率容許變動范圍177。③ 自動轉矩補償。AL809系列工業(yè)調節(jié)器是專門針對執(zhí)行器為電動調節(jié)閥門的應用場合設計的儀表，輸出為開關動作，可直接控制電動調節(jié)閥電機的正轉反轉。1個字采樣速度: 125毫秒。該智能型壓力變送器選用國際著名公司壓力傳感器組件，經過高可靠性的微控制器及高精度溫度補償，將被測介質的絕壓或表壓的壓力信號轉換成4～20mADC標準信號疊加HART數(shù)字信號，實現(xiàn)遠程操控，支持現(xiàn)場總線基于現(xiàn)場控制的技術升級。本系列產品為交流50Hz或60Hz，額定絕緣電壓為6901000V，在AC3使用類別下額定工作電壓為380V：時的額定工作電流為9A400A主要供遠距離接通及分斷電路之用，適用于控制交流電動機的起動、停止及反轉，本產品是引進德國西門子公司制造技術的產品符合IEC947，VDE0660，GBl4048等標準。接線端都有防蓋，人手不能直接接觸帶電部位。電磁系統(tǒng)：電磁工作系統(tǒng)可靠、損耗小、噪音低、具有很高的機械強度，線圈的接線端裝有電壓規(guī)格的標記牌。結構和動作原理：繼電器采用JK1型殼體，將DZJ200機芯裝入殼體中，具有透明的殼罩可以清楚觀察到繼電器的內部結構。動作時間：。在電壓不超過250V、電流不超過1A的交流電路（ 177。對工作環(huán)境的選擇無特殊要求，但是保證其長期運行的難度大，它的損耗很大，雖然其價格便宜，但是長期運作又會使得虧價跟高。而且可編程序控制器控制具有如下幾個優(yōu)點：1）編程方法簡單易學。5）系統(tǒng)的設計、安裝、調試量少。此外，單片機控制系統(tǒng)對環(huán)境要求較高，不太適于在工作環(huán)境相對較差的工業(yè)企業(yè)使用。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。其中PLC特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算術運算、數(shù)據處理和傳送、通訊、自診斷等功能。而且，為了進一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。綜合國外特別是歐洲及國內的發(fā)展動態(tài)，其發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面: （1）可編程控制技術的標準化（2）大型計算機特點的集成（3）系統(tǒng)的開放性和兼容性（4）通用性和專業(yè)化的結合（5）可編程控制技術的智能化（6）可靠性與冗余 PLC的主要特點可靠性高① 所有的I/O 接口電路均采用光電隔離使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC 內部電路之間電氣上隔離 ② 各輸入端均采用RC 濾波器其濾波時間常數(shù)一般為10~20ms. ③ 各模塊均采用屏蔽措施以防止輻射干擾 ④ 采用性能優(yōu)良的開關電源 ⑤ 對采用的器件進行嚴格的篩選 ⑥ 良好的自診斷功能一旦電源或其他軟硬件發(fā)生異常情況CPU立即采用有效措施以防止故障擴大 ⑦ 大型PLC 還可以采用由雙CPU 構成冗余系統(tǒng)或有三CPU 構成表決系統(tǒng),使可靠性更進一步提高豐富的I/O 接口模塊 PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號如 ④ 脈沖或電位 ② 行程開關 ⑥ 控制閥 為了組成工業(yè)局部網絡它還有多種通訊聯(lián)網的接口模塊等等。 為了適應各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型PLC 以外，絕大多數(shù)PLC 均采用模塊化結構，PLC 的各個部件包括CPU 電源I/O 等均采用模塊化設計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據用戶的需要自行組合。 PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。 PLC不需要專門的機房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行，使用時只需將現(xiàn)場的各種設備與PLC 相應的I/O 端相連接即可投入運行，各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障，由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的方法使系統(tǒng)迅速恢復運行。 PLC的硬件主要由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口電源等部分組成。 對于整體式PLC，所有部件都裝在同一機殼內，其組成框圖如圖25所示；對于模塊式PLC，各部件獨立封裝成模塊，各模塊通過總線連接，安裝在機架或導軌上，其組成框圖如圖26所示。中央處理單元（CPU）同一般的微機一樣，CPU是PLC的核心。對于雙CPU系