【正文】 ，以近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠期發(fā)展的關(guān)系，適當考慮擴建的可能。 系統(tǒng)控制方案的確定 方案概述根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求，本次的設(shè)計是基于PLC的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，自動控制技術(shù)及電子技術(shù)在工業(yè)應用中的應用越來越廣，基于PLC的電控系統(tǒng)也越來越成熟和完善，由于PLC的引入使得上述的情況得以解決，通過端口的設(shè)置及編程使得繼電器為主所構(gòu)成的控制回路可以以編程的形式得以解決，操作較為容易，除主電路外，只需要部分的檢測和控制電路就可以達到控制目的，且軟件自身擁有的輔助繼電器數(shù)量不受限制，體積較小安裝方便，價格相對長期投入的繼電器來說便宜且程序可以改寫，方便易行，檢修容易，抗干擾能力優(yōu)于傳統(tǒng)控制電路，是工廠自動控制的發(fā)展趨勢和方向。其最大的特點便是可靠性和穩(wěn)定性高，抗干擾能力強，適用于工業(yè)現(xiàn)場。綜上所述，鑒于PLC控制系統(tǒng)的方便性及可靠性，本次畢業(yè)設(shè)計采用西門子S7300PLC來完成。后來發(fā)現(xiàn)處理好不同性質(zhì)的實時多任務(wù)的調(diào)度，在PLC中加入針對慢連續(xù)量的過程控制并不困難。當水位過高時，水箱壓力大于設(shè)定壓力時，變頻調(diào)速的輸出頻率將增大，水泵轉(zhuǎn)速提高，輸出水量加大，當達到設(shè)定壓力時，電動水泵的轉(zhuǎn)速不在變化，使水箱壓力恒定在設(shè)定壓力上；反之亦然。ACC循環(huán)水系統(tǒng)控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖如圖31所示。，可以實現(xiàn)無人值守，節(jié)約了人力物力。系統(tǒng)有較大的時間常數(shù)，由于系統(tǒng)要求控制精度不太高，針對這些特性對系統(tǒng)可以進行如下結(jié)構(gòu)框架設(shè)計。傳感器和變送器包括遠程壓力表、溫度傳感器、流量表在系統(tǒng)中起到檢測系統(tǒng)參數(shù)并轉(zhuǎn)換為標準信號供控制系統(tǒng)檢測系統(tǒng)運行情況。系統(tǒng)的連鎖保護機構(gòu)包括報警指示燈和揚聲器，在PLC內(nèi)部程序上采用連鎖保護。當主程序開始時系統(tǒng)做初始準備，系統(tǒng)首先檢測是采用集中控制還是本地控制，也就是采用手動控制還是自動控制，根據(jù)系統(tǒng)的控制方式來確定采用的控制方法。采用兩備兩用的控制策略時系統(tǒng)采用兩備兩用的工作流程倒泵，各泵之間會為備份。因此本課題所研究的冷卻水循環(huán)泵站自動控制系統(tǒng)具有很強的現(xiàn)實意義。整個泵站系統(tǒng)相對于人工控制系統(tǒng)在可靠性、實時性有很大的提高。（一）PLC的特點 PLC技術(shù)之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動化的客觀需要外，主要是因為它具有許多獨特的優(yōu)點。B．軟件方面 PLC采用的是掃描工作方式，減少了由于外界環(huán)境干擾引起故障；在PLC系統(tǒng)程序中設(shè)有故障檢測和自診斷程序，能對系統(tǒng)硬件電路等故障實現(xiàn)檢測和判斷；當由外界干擾引起故障時，能立即將當前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫操作，一旦外界環(huán)境正常后，便可恢復到故障前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的工作。同時，由于PLC產(chǎn)品的系列化、模塊化，有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，可以組成滿足各種要求的控制系統(tǒng)。5． 體積小、重量輕、能耗低由于PLC采用了集成電路，其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、能耗低，因而是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。2． 運動控制大多數(shù)PLC都有拖動步進機或伺服電動機的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應堆、水處理以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。S7300CPU模塊都有一個編程用的RS485接口，有的CPU還有PROFIBUSDP接口或PtＰ串行通信接口，可以建立一個MPI(多點接口)網(wǎng)絡(luò)或ＤＰ網(wǎng)絡(luò)。S7300已經(jīng)將HMI（人機接口）服務(wù)集成到操作系統(tǒng)內(nèi)部，這樣就大大減少了人機對話的編程難度。S7300的電源模塊有四種：PS 305(2A)、PS 307（2A）、PS 307（5A）、PS 307（10A）。3 信號模塊 信號模塊使不同級的過程信號電平和S7300的內(nèi)部信號電平相匹配。如：IM360等。本系統(tǒng)CPU采用PLC3132DP。中央處理器模件帶有96K的RAM存儲器，還可通過插入式存儲卡來擴展達512K的FLASH程序存儲區(qū)來存儲系統(tǒng)數(shù)據(jù)和用戶程序，有電池來后備程序，程序可停電半年保護，電池的更換不影響中央處理器的正常工作。 SIMATIC S7300具有多種不同的通訊接口： 多種通訊處理器用來連接PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)通訊處理器用來連接點到點的通訊系統(tǒng)多點接口(MPI)集成在CPU中，用于同時連接編程器、PC 機、人機界面系統(tǒng)及其他 SIMATIC S7/M7/C7 等自動化控制系統(tǒng)。現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。由三相整流橋組成，將電源的三相交流電全波整流成直流電。濾波電路的作用是濾平在整流器整流后含有電源6倍頻率脈動直流電壓的紋波；當負載變化時，逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓脈動，為了抑制直流電壓的波動，一般通用變頻器電源的直流部分均采用電容濾波電路，使直流電壓保持平穩(wěn)。2. 直交部分（1）逆變。驅(qū)動電路一般電路有以下幾種：分立插腳式元件的驅(qū)動電路、光耦驅(qū)動電路、厚膜驅(qū)動電路以及專用集成驅(qū)動電路。②當頻率下降的較快時，電動機可能處于再生制動狀態(tài)，此時的再生電流將通過續(xù)流二極管整流后回饋給直流回路。因此，必須將再生到直流回路的能量消耗掉，將制動電阻投入并處于再生制動狀態(tài)，是直流電壓保持在允許的范圍內(nèi)。（1）電源板：開關(guān)電源電路向操作面板、主控板、驅(qū)動電路、檢測電路及風扇等提供低壓電源， 開關(guān)電源提供的低壓電源有：177。（2）驅(qū)動板：主要是將CPU生成的PWM脈沖經(jīng)驅(qū)動電路產(chǎn)生符合要求的驅(qū)動信號激勵I(lǐng)GBT輸出電壓。另外,應充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會使電動機的功率因數(shù)和效率變壞?！　?)當變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺電機時，一定要考慮變頻器到電動機的電纜的長度總和在變頻器的容許范圍內(nèi)。另外，在運行中進行極數(shù)轉(zhuǎn)換時，應先停止電動機工作，否則會造成電動機空轉(zhuǎn)，惡劣時會造成變頻器損壞。一般繞線電動機多用于飛輪力矩GD2較大的場合，在設(shè)定加減速時間時應多注意。　　(2) 隨著轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的平方減小的負載?！　∽冾l器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。　　將p1300設(shè)為2，變頻器工作于拋物線特性v/f控制方式，這種方式適用于風機、水泵類負載。為了適應這種負載的需要，使電壓隨著輸出頻率的減小以平方關(guān)系減小，從而減小電機的磁通和勵磁電流，使功率因數(shù)保持在適當?shù)姆秶鷥?nèi)。當使能這一作用 (p1910 =1)時，會產(chǎn)生一個報警信號a0541，給予警告，在接著發(fā)出on 命令時，立即開始電動機參數(shù)的自動檢測。電機在減速運轉(zhuǎn)期間，變頻器將處于再生發(fā)電制動狀態(tài)。加減速時間計算公式為：　　加速時間:ta=(jm+jl)n/(tmatl)　　減速時間:tb=(jm+jl)n/(tmbtl)　　式中：jm 一 電機的慣量　　jl ― 負載慣量　　n ― 額定轉(zhuǎn)速　　tma― 電機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩　　tmb ― 電機制動轉(zhuǎn)矩　　tl ― 負載轉(zhuǎn)矩　　加減速時間可根據(jù)公式算出來，也可用簡易試驗方法進行設(shè)置?！　∞D(zhuǎn)動慣量設(shè)置　　電機和負載轉(zhuǎn)動慣量的設(shè)置往往被忽視，認為加減速時間的正確設(shè)置可保證系統(tǒng)正常工作。設(shè)置參數(shù)p0341(電動機的慣量)和參數(shù)p0342(驅(qū)動裝置總慣量 / 電動機慣量的比值)，這樣變頻器就能更好的調(diào)速。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載能力，以滿足廣泛的應用場合?？刂乒δ埽?線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點設(shè)定v/f控制，磁通電流控制免測速矢量控制，閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，節(jié)能控制模式；標準參數(shù)結(jié)構(gòu)，標準調(diào)試軟件；6數(shù)字量輸入6個，模擬量輸入2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個；獨立I/O端子板，方便維護；7保護功能過載能力為200％額定負載電流，持續(xù)時間3秒和150％額定負載電流，持續(xù)時間60秒；過電壓、欠電壓保護；變頻器、電機過熱保護；接地故障保護，短路保護；閉鎖電機保護，防止失速保護；在本次設(shè)計中，由于水泵機組較多，按照設(shè)計要求，對水泵進行分組控制，主要有給水泵組，側(cè)噴泵組，冷卻泵組，提升泵組。為了變頻器不跳閘保護，現(xiàn)場使用當中的許多變頻器加減速時間的設(shè)置過長，它所帶來的問題很容易被設(shè)備外表的正常而掩蓋，但是變頻器達不到最佳運行狀態(tài)。對于絕大多數(shù)參數(shù)，用戶可直接使用出廠值，只有少數(shù)參數(shù)需要用戶根據(jù)具體情況進行設(shè)定。在實際調(diào)試系統(tǒng)時，使用該操作板上的加/減鍵設(shè)定給定值，同時觀察各個儀表上穩(wěn)定后的實際參數(shù)，直至將各項參數(shù)設(shè)定在期望值上為止。下標：P2200[0]： 第1命令數(shù)據(jù)組（CDS）P2200[1]： 第2命令數(shù)據(jù)組（CDS）P2200[2]： 第3命令數(shù)據(jù)組（CDS） 關(guān)聯(lián)：設(shè)定本參數(shù)為1時，P1120和P1121中設(shè)定的常規(guī)斜坡時間以及常規(guī)的頻率設(shè)定值即自動被禁止。在第3訪問級時，入，或任何其他BiCo信號源。既可以用PID固定頻率設(shè)定值，也可以用已激活的設(shè)定值來選定數(shù)字的PID設(shè)定值。P2271=1：如果反饋信號低于PID設(shè)定值，PID控制器將降低電動機的轉(zhuǎn)速，已校正它們的偏差。4 如果反饋信號隨著電動機頻率的增加而減少，PID傳感器的形式就應該設(shè)定為1。水泵選型原則使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、輸液無脈動、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點。裝置系統(tǒng)所需的揚程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，一般要用放大5%—10%余量后揚程來選型。水泵的基本構(gòu)成：電機、聯(lián)軸器、泵頭（體）及機座（臥式）。電機 的主要參數(shù)：電機功率（KW），轉(zhuǎn)速（r/min），額定電壓（V），額定電流（A）型號流量（m3/h）揚程（M）功率（KW） 電壓 （V） 電流 （A）同步轉(zhuǎn)速 （r/min）BQS(BQW)80400/5200/N804002003803000BQS(BQW)80400/590/N80400903803000BQS(BQW)80400/5160/N804001603803000BQS(BQW)80400/5280/N804002803803000 在本次設(shè)計中，需要實時的采集ACC主體設(shè)備的噴水溫度、側(cè)噴水流量的大小，還有各個水箱內(nèi)的實時壓力及液位，所以，就要用到各種傳感器及計量儀表。此外，本壓力表并能就地指示壓力，以便于現(xiàn)場工作檢查。 　　溫度影響：使用溫度偏離20177。 　　遠傳壓力表有數(shù)字遠傳壓力表，電接點遠傳壓力表，電阻遠傳壓力表，差動遠傳壓力表，耐震電阻遠傳壓力表等 與壓力變送器區(qū)別遠傳壓力表適用于測量對鋼及銅合金不起腐蝕作用的液體、蒸汽和氣體等介質(zhì)的壓力。由于電阻發(fā)送器系設(shè)置在齒輪傳動機構(gòu)上，因此當齒輪傳動機構(gòu)中的扇形齒輪軸產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時，電阻發(fā)送器的轉(zhuǎn)臂（電刷）也相應地得以偏轉(zhuǎn)，由于電刷在電阻器上滑行，使得被測壓力值的變化變換為電阻值的變化，而傳至二次儀表上，指示出一相應的讀數(shù)值。分體式電磁流量計產(chǎn)品簡介分體式電磁流量計是一種根據(jù)法拉第電磁感應定律來測量管內(nèi)導電介質(zhì)體積流量的感應式儀表，采用單片機嵌入式技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)字勵磁，同時在電磁流量計上采用CAN現(xiàn)場總線，屬國內(nèi)首創(chuàng)，技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。無截流阻流部件，不存在壓力損失和流體堵塞現(xiàn)象。備有管道式、插入式等多種流量計型號。技術(shù)參數(shù)儀表精度：；測量介質(zhì)：電導率大于5μS/cm的各種液體和液固兩相流體。在量程Q已確定的條件下，即可根據(jù)上述流速V的范圍決定流量計口徑D的大小，其值由下式計算：Q=πD2V/4Q:流量（㎡/h） D:管道內(nèi)徑 V：流速（m/h）電磁流量計的量程Q應大于預計的最大流量值，而正常的流量值以稍大于流量計滿量程刻度的50%為宜。測溫探頭采用高阻型Pt1000鉑電阻，通過內(nèi)部轉(zhuǎn)換模塊的穩(wěn)壓濾波、運算放大、非線性校正、V/I轉(zhuǎn)換、恒流及電源反接保護等電路處理。%/伏。啟動方式　　運用串接于電源與被控電機之間的軟起動器，控制其內(nèi)部晶閘管的導通角，使電機輸入電壓從零以預設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動結(jié)束，賦予電機全電壓，即為軟起動， 在軟起動過程中，電機起動轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。 斜坡恒流軟起動　　這種起動方式是在電動機起動的初始階段起動電流逐漸增加，當電流達到預先所設(shè)定的值后保持恒定（t1至t2階段），直至起動完畢。 階躍起動　　開機，即以最短時間，使起動電流迅速達到設(shè)定值，即為階躍起動。軟起動與傳統(tǒng)減壓起動方式的不同之處在哪里？籠型電機傳統(tǒng)的減壓起動方式有Yq 起動、自耦減壓起動、電抗器起動等。（2）恒流起動。如風機 電壓雙斜坡起動　　在起動過程中，電機的輸出力矩隨電壓增加，在起動時提供一個初始的起動電壓Us，Us根據(jù)負載可調(diào)，將Us調(diào)到大于負載靜磨擦力矩，使負載能立即開始轉(zhuǎn)動。 限流起動　　就是電機的起動過程中限制其起動電流不超過某一設(shè)定值(Im)的軟起動方式。軟啟器采用三相反并聯(lián)晶閘管作為調(diào)壓器，將其接入電源和電動機定子之間。軟啟動器同時還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動過程相反，電壓逐漸降低，轉(zhuǎn)數(shù)逐漸下降到零，避免自由停車引起的轉(zhuǎn)矩沖擊。節(jié)能運行模式：輕載時降低電壓減少了激磁電流，電機電流分為有功分量和無功分量(激磁分量）提高COS∮。(國產(chǎn)軟起動器多無此功能)在接觸器旁路狀態(tài)下無法實現(xiàn)此功能。 保護功能　　(1)過載保護功能：軟起動器引進了電流控制環(huán)，因而隨時跟蹤檢測電機電流的變化狀況。 　　(4)其它功能：通過電子電路的組合，還可在系統(tǒng)中實現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護。 運行模式　　當電動機負載輕時，軟啟動器在選擇節(jié)能功能的狀態(tài)下，PF開關(guān)熱撥至Y位，在電流反饋的作用下，軟啟動器自動降低電動機電壓。TPF開關(guān)提供了節(jié)能功能的兩種反應時間；正常、慢速。目前，很多現(xiàn)有設(shè)備已經(jīng)趨于老化，日常維修工作量大，控制原理也較