【正文】 表 Logix 5550 處理器型號以及性能參數(shù) 處理器 用戶內(nèi)存 內(nèi)存類型 最大 I/O 點(diǎn)數(shù) 最大模擬量I/O 程序掃描時(shí)間指令 Logix 5550 1756— L1 160KB 后備電池靜態(tài) RAM 128000（ 任意配置） 4000 個(gè)輸入量或者 2020個(gè)輸出量 (布爾型 ) Logix 5550 1756— L1 M1 660KB Logix 5550 1756— L1 M2 1MB Logix 5550 1756— L1 M3 2MB 根據(jù)實(shí)際的控制情況以及以后的發(fā)展，我們選擇 Logix 5550 的處理器為 1756— L1 M2 的型號。 Logix 5550 處理器可以通過多種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，以實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)，分布式處理器和分布式 I/O 的互聯(lián)， Logix 5550 處理器可以通過 ControlNet背板以及 I/O 鏈路來監(jiān)測 /控制 I/O。 Logix5550 處理器 Logix 5550 處理器提供模塊化的用戶內(nèi)存，并且可對大量的 I/O 進(jìn)行尋址（最多可達(dá) 4000個(gè)模擬量或者 12800個(gè)數(shù)字量 I/O）。 Controllogix 系統(tǒng)是模塊化的系統(tǒng)，有效的設(shè)計(jì)、建立和修改它，這有助于在培訓(xùn)和工程方面顯著的降低成本。從外表起來似乎像一個(gè)可編程控制系統(tǒng)，但是實(shí)際上它卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)意義上的 PLC 系統(tǒng)。與控制器相連的 AIC+以及 DNI 的配件和終端連接器。 （ 1）根據(jù)電源和 I/O 配置選擇，確定控制器產(chǎn)品目錄號。根據(jù)可編程控制器類型選用合適的編程工具。取決于應(yīng)用項(xiàng)目的具體要求。根據(jù)存儲(chǔ)量， I/O，附加功能，編程指令及尺寸大小進(jìn)行選擇。 控制器的選型及控制平臺 控制器的選型對于一個(gè)項(xiàng)目的重要性是不言而喻的。DeviceNet 不僅僅使設(shè)備之間以一根電纜互相連接和通訊，更重要的是它給系統(tǒng)所帶來的設(shè)備級的診斷功能。 它是一種低端網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 （ 5） 解決總線供電問題。其主要性能優(yōu)勢如下： （ 1） 采用全雙工端口交換的方式避免總線沖突。因此，控制網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)非常適合于滿足工業(yè)應(yīng)用方面的要求。這是一個(gè)完整的開放性網(wǎng)絡(luò)，它的三個(gè)網(wǎng)絡(luò)層，如圖 所示，在設(shè)備層，采用DeviceNet（設(shè)備層）將底層的設(shè)備直接連接到車間的控制器上，這種連接無需通過 I/O 模塊。 Rockwell AllenBradley 自從 20 世紀(jì) 70 年代開始生產(chǎn)可編程程序控制器以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，形成了很大的生產(chǎn)規(guī)模。由于汽包水位需要求無靜差，因此我們采用 PID 調(diào)節(jié)器，根據(jù)被控對象的開環(huán)傳遞函數(shù) 以及特征參數(shù)整定 PID 調(diào)節(jié)器的參數(shù)。根據(jù)控制要求我們可以設(shè)定 PowerFlex 系列的變頻器最高輸出頻率為 50Hz，控制信號為 420ma 電流，頻率上升的時(shí)間為 秒。 三沖量控制系統(tǒng)參數(shù)的計(jì)算 控制系統(tǒng)參數(shù)的整定，可以采用理論計(jì)算法或者工程整定法，而理論計(jì)算法要依照以被控對象的動(dòng)態(tài)特性，可是 被控對象的動(dòng)態(tài)特性在測取時(shí)往往不是準(zhǔn)確，而且容易隨著工作狀態(tài)的變化而變化，因此我們應(yīng)采用工程整定辦法，所以根據(jù)控制方案可將汽包水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖畫為下圖 所示。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。即當(dāng)我們不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控對象 ，或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用 PID 控制技術(shù)。 PID 控制器由比例單元（ P）、積分單元（ I）和微分單元（ D）組成。一方面，可以克服給水?dāng)_動(dòng)，使給水流量自行調(diào)節(jié)；另一方面，可以有效地抑制“假水位現(xiàn)象”。只要參數(shù)整定合適，給水量必然等于蒸汽量從而保證水位恒定。雙沖量是指的是同時(shí)引入兩個(gè)測量信號：汽包水位和蒸汽流量。 蒸 汽省 煤 器給水∑ILISF TL TL C汽包Ls pD ( t )HLmF ( t )u 圖 蒸汽流量隨動(dòng)控制系統(tǒng) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 給 水 流 量調(diào) 節(jié) 器變 頻 器液 位 變 送器汽 包給 水 流 量+蒸 汽 量 變送 器 圖 蒸汽流量隨動(dòng) 控制 系統(tǒng)框圖 采用該方案的優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)完全根據(jù)物質(zhì)平衡條件工作，給水量的大取決于汽輪機(jī)的耗汽量，而假水位現(xiàn)象是不會(huì)引起給水調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的誤動(dòng)作，但這個(gè)系統(tǒng)對于汽包水位來說，只是開環(huán)控制系統(tǒng)。這是一個(gè)前饋加單回路反饋控制的復(fù)合控制系統(tǒng)。然而對于小型鍋爐，由于汽包停留時(shí)間較長，在蒸汽負(fù)荷變化時(shí) 假水位的現(xiàn)象并不顯著，配上一些聯(lián)瑣報(bào)警裝 置，也可以保證安全操作，這樣采用單沖量系統(tǒng)尚能滿足生產(chǎn)的要求。 這洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 里的單沖量是指控制器僅有一個(gè)測量信號，即汽包水位。但是大量的水在汽包水循環(huán)系統(tǒng)中，汽包，水冷壁管道也會(huì)存儲(chǔ)大量熱量，因此具有一定的熱慣性。對于大中型鍋爐來說后者的影響要大于前者。水位的實(shí)際響應(yīng)曲線應(yīng)是曲線 H1 及 H2 之和。下面分別討論蒸汽負(fù)荷（蒸汽流量）與給水量對水位的動(dòng)態(tài)特性。其中，最突出的一點(diǎn)是水循環(huán)系統(tǒng)中充滿了夾帶著大量的蒸汽汽包的水，而蒸汽汽包的總體積會(huì)隨著汽包壓力和爐膛熱負(fù)荷的變化而改變。鍋爐給水調(diào)節(jié)對象如下洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 所示。 該廠選用的是 民揚(yáng)集團(tuán)產(chǎn)品型號 : RO15 RT14 RT18 熔斷器型額定電流可以設(shè)定為 200A，可以滿足設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)時(shí)將變頻器連接在DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)上，就可以利用 PLC 控制變頻器的輸出電壓和頻率。在電機(jī)的選型中我們知 道電機(jī)在 50Hz 的三相交流電下工作，電機(jī)功率大約是 100Kw，而當(dāng)三相交流電機(jī)在基頻率以下工作時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩輸出，而此時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)小于額定轉(zhuǎn)速，因此，電機(jī)的輸出功率也會(huì)略小于額定功率，于此同時(shí)由于電機(jī)的轉(zhuǎn)矩保持不變，其工作電流和在 50Hz 三相交流電下時(shí)工作的電流基本一致。 圖 盛恩 SNRISE 流量 計(jì) 技術(shù)指標(biāo)如下 （ 1）流量范圍 10～ 700 L/s （ 2）流量精度 1~5%（根據(jù)適用槽堰不同） （ 3）液位精度 %F?S （ at 25℃靜態(tài)潔凈液面相對誤差 ） （ 4）探頭盲區(qū) ≤ 300mm~500mm（據(jù)量程、傳感器及槽堰而不同） （ 5）工作電源 DC24V/300mA（默認(rèn)）； DC12V/300mA（可選） 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 （ 6）工作溫度 0~+50℃（默認(rèn)）； 10~+60℃（定制） （ 7）四位液位高度（分辨率 mm， cm 可設(shè)置） （ 8）八位累計(jì)流量值（ 0~3 位小數(shù)自動(dòng)） （ 9）輸出信號 4~20mA（默認(rèn)，由用戶選擇對應(yīng)瞬時(shí)流量或液位值） （ 10） RS485（時(shí)間、溫度、液位、瞬時(shí)流量、累計(jì)流量） 工作狀況下流量范圍 (單位： m3/h)，見下表 表 21 工作狀況下流量范圍 DN(mm) 液體 汽體 蒸汽 20 540 880 25 112 10120 32 12100 15200 40 230 18150 20300 50 350 30300 30450 65 680 50420 60800 80 10130 70600 1001300 100 20200 1201000 2002020 125 30300 1801500 3003000 150 45450 2402020 4504500 200 90900 4804000 9009000 250 1201200 7008000 120012020 300 1802020 90010000 160016000 根據(jù)過程控制儀表量程選擇原則，儀表量程應(yīng)該為被測量參數(shù)的 4/3～3/2 倍，流量計(jì)應(yīng)當(dāng)能夠檢測的最大流量為： ～ 52 m3/h，因此汽包送水管道直徑選用 DN65 口徑并用檢測流量可以檢測的流量范圍是 7～ 70m3/h，可以滿足設(shè)計(jì)要求進(jìn)行檢測汽包給水流量信號。 （ 4） 可同時(shí)具備： 420mA 輸出和 RS485 通訊功能，輸 出電流分辨率優(yōu)于 3uA。 盛恩 SNYB730 智能型液位變送器 ，該采用目前最新的微功耗 MCU 和信號處理芯片，配以高可靠性的電源管理模塊，因此電路系統(tǒng)具有很高的精度和穩(wěn)定性，是傳統(tǒng)模擬電路的升級換代產(chǎn)品。根據(jù)原始資料 汽包水位應(yīng)該控制在 300177。 PLC 和監(jiān)控界面的設(shè)計(jì) 根據(jù) 控制的設(shè)計(jì)要求，選擇羅克韋爾工業(yè)三層網(wǎng)絡(luò)，并用有 PLC 梯形圖編程軟件，并最終控制算法參數(shù)的設(shè)置，仿真結(jié)果。 從鍋爐的汽包水位動(dòng)態(tài)性能出發(fā)，分析了影響鍋爐汽包水位的主要因素，而這些因素影響的理論研究主要是鍋爐 汽包水位的動(dòng)態(tài)性能。作為鍋爐控制裝置，其主要任務(wù)是保證鍋爐的安全，穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 PLC 是在 70 年代開發(fā)了數(shù)字控制器，是把 CPU， RAM， ROM ， I/O接口和中斷系統(tǒng)緊密結(jié)合，已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造，冶金，化工，能源，交通等各種行業(yè)。因此鍋爐的汽包水位應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加以嚴(yán)格的控制以保證鍋爐安全運(yùn)行。 通訊網(wǎng)絡(luò)模塊 ........................................................................26 第 4 章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...................................................................28 系統(tǒng)整體的線路設(shè)計(jì) ............................................................28 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 系統(tǒng)線路模塊設(shè)計(jì) ................................................................30 控制線路設(shè)計(jì) ........................................................................33 第 5 章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...............................................................35 程序流程設(shè)計(jì) ........................................................................35 DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)組態(tài) .............................................................37 RSLogix5000 程序設(shè)計(jì) .........................................................40 控制器組態(tài) ..................................................................40 I/O 模塊組態(tài) ................................................................40 通訊模塊組態(tài) ..............................................................41 梯形圖程序設(shè)計(jì) ...........................................................42 第 6 章 監(jiān)控界面設(shè)計(jì) .......................................................................47 結(jié) 論 .................................................................................................50 謝 辭 ...................................................................................................51 參考文獻(xiàn) .............................................................................................52 附 錄 .................................................................................................53 外文資料翻譯 ...................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。39。使用羅克韋爾 RSLINX 軟件完成系統(tǒng)通訊網(wǎng)絡(luò)的組建，來完成以太網(wǎng)，設(shè)備網(wǎng)