【正文】 ，以近期為主，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，適當(dāng)考慮擴(kuò)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(jì)的要求，本次的設(shè)計(jì)是基于PLC的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)及電子技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中的應(yīng)用越來(lái)越廣，基于PLC的電控系統(tǒng)也越來(lái)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(guò)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(cè)和控制電路就可以達(dá)到控制目的，且軟件自身?yè)碛械妮o助繼電器數(shù)量不受限制，體積較小安裝方便，價(jià)格相對(duì)長(zhǎng)期投入的繼電器來(lái)說(shuō)便宜且程序可以改寫(xiě)，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(dòng)控制的發(fā)展趨勢(shì)和方向。其最大的特點(diǎn)便是可靠性和穩(wěn)定性高，抗干擾能力強(qiáng)，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。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(jì)采用西門(mén)子S7300PLC來(lái)完成。后來(lái)發(fā)現(xiàn)處理好不同性質(zhì)的實(shí)時(shí)多任務(wù)的調(diào)度，在PLC中加入針對(duì)慢連續(xù)量的過(guò)程控制并不困難。當(dāng)水位過(guò)高時(shí)，水箱壓力大于設(shè)定壓力時(shí)，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(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，電動(dòng)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(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，節(jié)約了人力物力。系統(tǒng)有較大的時(shí)間常數(shù)，由于系統(tǒng)要求控制精度不太高，針對(duì)這些特性對(duì)系統(tǒng)可以進(jìn)行如下結(jié)構(gòu)框架設(shè)計(jì)。傳感器和變送器包括遠(yuǎn)程壓力表、溫度傳感器、流量表在系統(tǒng)中起到檢測(cè)系統(tǒng)參數(shù)并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)供控制系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況。系統(tǒng)的連鎖保護(hù)機(jī)構(gòu)包括報(bào)警指示燈和揚(yáng)聲器，在PLC內(nèi)部程序上采用連鎖保護(hù)。當(dāng)主程序開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)做初始準(zhǔn)備，系統(tǒng)首先檢測(cè)是采用集中控制還是本地控制，也就是采用手動(dòng)控制還是自動(dòng)控制，根據(jù)系統(tǒng)的控制方式來(lái)確定采用的控制方法。采用兩備兩用的控制策略時(shí)系統(tǒng)采用兩備兩用的工作流程倒泵，各泵之間會(huì)為備份。因此本課題所研究的冷卻水循環(huán)泵站自動(dòng)控制系統(tǒng)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。整個(gè)泵站系統(tǒng)相對(duì)于人工控制系統(tǒng)在可靠性、實(shí)時(shí)性有很大的提高。（一）PLC的特點(diǎn) PLC技術(shù)之所以高速發(fā)展，除了工業(yè)自動(dòng)化的客觀需要外，主要是因?yàn)樗哂性S多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。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(cè)和自診斷程序，能對(duì)系統(tǒng)硬件電路等故障實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和判斷；當(dāng)由外界干擾引起故障時(shí)，能立即將當(dāng)前重要信息加以封存，禁止任何不穩(wěn)定的讀寫(xiě)操作，一旦外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)到故障前的狀態(tài)，繼續(xù)原來(lái)的工作。同時(shí)，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(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。2． 運(yùn)動(dòng)控制大多數(shù)PLC都有拖動(dòng)步進(jìn)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)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(yīng)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(gè)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(gè)MPI(多點(diǎn)接口)網(wǎng)絡(luò)或ＤＰ網(wǎng)絡(luò)。S7300已經(jīng)將HMI（人機(jī)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(jī)對(duì)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(hào)模塊 信號(hào)模塊使不同級(jí)的過(guò)程信號(hào)電平和S7300的內(nèi)部信號(hào)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(chǔ)器，還可通過(guò)插入式存儲(chǔ)卡來(lái)擴(kuò)展達(dá)512K的FLASH程序存儲(chǔ)區(qū)來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和用戶程序，有電池來(lái)后備程序，程序可停電半年保護(hù)，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(lái)連接PROFIBUS 和工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)通訊處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng)多點(diǎn)接口(MPI)集成在CPU中，用于同時(shí)連接編程器、PC 機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他 SIMATIC S7/M7/C7 等自動(dòng)化控制系統(tǒng)?，F(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(guò)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(dòng)機(jī)。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(dòng)直流電壓的紋波；當(dāng)負(fù)載變化時(shí)，逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓脈動(dòng)，為了抑制直流電壓的波動(dòng)，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(dòng)電路一般電路有以下幾種：分立插腳式元件的驅(qū)動(dòng)電路、光耦驅(qū)動(dòng)電路、厚膜驅(qū)動(dòng)電路以及專用集成驅(qū)動(dòng)電路。②當(dāng)頻率下降的較快時(shí)，電動(dòng)機(jī)可能處于再生制動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)的再生電流將通過(guò)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(dòng)電阻投入并處于再生制動(dòng)狀態(tài)，是直流電壓保持在允許的范圍內(nèi)。（1）電源板：開(kāi)關(guān)電源電路向操作面板、主控板、驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路及風(fēng)扇等提供低壓電源， 開(kāi)關(guān)電源提供的低壓電源有：177。（2）驅(qū)動(dòng)板：主要是將CPU生成的PWM脈沖經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生符合要求的驅(qū)動(dòng)信號(hào)激勵(lì)I(lǐng)GBT輸出電壓。另外,應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會(huì)使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率變壞。　　5)當(dāng)變頻器用于控制并聯(lián)的幾臺(tái)電機(jī)時(shí)，一定要考慮變頻器到電動(dòng)機(jī)的電纜的長(zhǎng)度總和在變頻器的容許范圍內(nèi)。另外，在運(yùn)行中進(jìn)行極數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)先停止電動(dòng)機(jī)工作，否則會(huì)造成電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，惡劣時(shí)會(huì)造成變頻器損壞。一般繞線電動(dòng)機(jī)多用于飛輪力矩GD2較大的場(chǎng)合，在設(shè)定加減速時(shí)間時(shí)應(yīng)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(fù)載。　　變頻器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制?！　1300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(fēng)機(jī)、水泵類負(fù)載。為了適應(yīng)這種負(fù)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(jī)的磁通和勵(lì)磁電流，使功率因數(shù)保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。當(dāng)使能這一作用 (p1910 =1)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警信號(hào)a0541，給予警告，在接著發(fā)出on 命令時(shí)，立即開(kāi)始電動(dòng)機(jī)參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)。電機(jī)在減速運(yùn)轉(zhuǎn)期間，變頻器將處于再生發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。加減速時(shí)間計(jì)算公式為：　　加速時(shí)間:ta=(jm+jl)n/(tmatl)　　減速時(shí)間:tb=(jm+jl)n/(tmbtl)　　式中：jm 一 電機(jī)的慣量　　jl ― 負(fù)載慣量　　n ― 額定轉(zhuǎn)速　　tma― 電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩　　tmb ― 電機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩　　tl ― 負(fù)載轉(zhuǎn)矩　　加減速時(shí)間可根據(jù)公式算出來(lái)，也可用簡(jiǎn)易試驗(yàn)方法進(jìn)行設(shè)置?！　∞D(zhuǎn)動(dòng)慣量設(shè)置　　電機(jī)和負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的設(shè)置往往被忽視，認(rèn)為加減速時(shí)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(dòng)機(jī)的慣量)和參數(shù)p0342(驅(qū)動(dòng)裝置總慣量 / 電動(dòng)機(jī)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(dòng)態(tài)特性，同時(shí)具備超強(qiáng)的過(guò)載能力，以滿足廣泛的應(yīng)用場(chǎng)合。控制功能： 線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點(diǎn)設(shè)定v/f控制，磁通電流控制免測(cè)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(biāo)準(zhǔn)參數(shù)結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試軟件；6數(shù)字量輸入6個(gè)，模擬量輸入2個(gè)，模擬量輸出2個(gè)，繼電器輸出3個(gè)；獨(dú)立I/O端子板，方便維護(hù)；7保護(hù)功能過(guò)載能力為200％額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間3秒和150％額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間60秒；過(guò)電壓、欠電壓保護(hù)；變頻器、電機(jī)過(guò)熱保護(hù)；接地故障保護(hù)，短路保護(hù)；閉鎖電機(jī)保護(hù)，防止失速保護(hù)；在本次設(shè)計(jì)中，由于水泵機(jī)組較多，按照設(shè)計(jì)要求，對(duì)水泵進(jìn)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(hù)，現(xiàn)場(chǎng)使用當(dāng)中的許多變頻器加減速時(shí)間的設(shè)置過(guò)長(zhǎng)，它所帶來(lái)的問(wèn)題很容易被設(shè)備外表的正常而掩蓋，但是變頻器達(dá)不到最佳運(yùn)行狀態(tài)。對(duì)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(jìn)行設(shè)定。在實(shí)際調(diào)試系統(tǒng)時(shí)，使用該操作板上的加/減鍵設(shè)定給定值，同時(shí)觀察各個(gè)儀表上穩(wěn)定后的實(shí)際參數(shù)，直至將各項(xiàng)參數(shù)設(shè)定在期望值上為止。下標(biāo)：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(shí)，P1120和P1121中設(shè)定的常規(guī)斜坡時(shí)間以及常規(guī)的頻率設(shè)定值即自動(dòng)被禁止。在第3訪問(wèn)級(jí)時(shí)，入，或任何其他BiCo信號(hào)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(lái)選定數(shù)字的PID設(shè)定值。P2271=1：如果反饋信號(hào)低于PID設(shè)定值，PID控制器將降低電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，已校正它們的偏差。4 如果反饋信號(hào)隨著電動(dòng)機(jī)頻率的增加而減少，PID傳感器的形式就應(yīng)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(yáng)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(jiǎn)單、輸液無(wú)脈動(dòng)、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn)。裝置系統(tǒng)所需的揚(yáng)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(yáng)程來(lái)選型。水泵的基本構(gòu)成：電機(jī)、聯(lián)軸器、泵頭（體）及機(jī)座（臥式）。電機(jī) 的主要參數(shù)：電機(jī)功率（KW），轉(zhuǎn)速（r/min），額定電壓（V），額定電流（A）型號(hào)流量（m3/h）揚(yáng)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(jì)中，需要實(shí)時(shí)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(gè)水箱內(nèi)的實(shí)時(shí)壓力及液位，所以，就要用到各種傳感器及計(jì)量?jī)x表。此外，本壓力表并能就地指示壓力，以便于現(xiàn)場(chǎng)工作檢查。 　　溫度影響：使用溫度偏離20177。 　　遠(yuǎn)傳壓力表有數(shù)字遠(yuǎn)傳壓力表，電接點(diǎn)遠(yuǎn)傳壓力表，電阻遠(yuǎn)傳壓力表，差動(dòng)遠(yuǎn)傳壓力表，耐震電阻遠(yuǎn)傳壓力表等 與壓力變送器區(qū)別遠(yuǎn)傳壓力表適用于測(cè)量對(duì)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(dòng)機(jī)構(gòu)上，因此當(dāng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的扇形齒輪軸產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，電阻發(fā)送器的轉(zhuǎn)臂（電刷）也相應(yīng)地得以偏轉(zhuǎn)，由于電刷在電阻器上滑行，使得被測(cè)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(yīng)的讀數(shù)值。分體式電磁流量計(jì)產(chǎn)品簡(jiǎn)介分體式電磁流量計(jì)是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)測(cè)量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表，采用單片機(jī)嵌入式技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字勵(lì)磁，同時(shí)在電磁流量計(jì)上采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總線，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。無(wú)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(jì)型號(hào)。技術(shù)參數(shù)儀表精度：；測(cè)量介質(zhì)：電導(dǎo)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(jì)口徑D的大小，其值由下式計(jì)算：Q=πD2V/4Q:流量（㎡/h） D:管道內(nèi)徑 V：流速（m/h）電磁流量計(jì)的量程Q應(yīng)大于預(yù)計(jì)的最大流量值，而正常的流量值以稍大于流量計(jì)滿量程刻度的50%為宜。測(cè)溫探頭采用高阻型Pt1000鉑電阻，通過(guò)內(nèi)部轉(zhuǎn)換模塊的穩(wěn)壓濾波、運(yùn)算放大、非線性校正、V/I轉(zhuǎn)換、恒流及電源反接保護(hù)等電路處理。%/伏。啟動(dòng)方式　　運(yùn)用串接于電源與被控電機(jī)之間的軟起動(dòng)器，控制其內(nèi)部晶閘管的導(dǎo)通角，使電機(jī)輸入電壓從零以預(yù)設(shè)函數(shù)關(guān)系逐漸上升，直至起動(dòng)結(jié)束，賦予電機(jī)全電壓，即為軟起動(dòng)， 在軟起動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩逐漸增加，轉(zhuǎn)速也逐漸增加。 斜坡恒流軟起動(dòng)　　這種起動(dòng)方式是在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的初始階段起動(dòng)電流逐漸增加，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)先所設(shè)定的值后保持恒定（t1至t2階段），直至起動(dòng)完畢。 階躍起動(dòng)　　開(kāi)機(jī)，即以最短時(shí)間，使起動(dòng)電流迅速達(dá)到設(shè)定值，即為階躍起動(dòng)。軟起動(dòng)與傳統(tǒng)減壓起動(dòng)方式的不同之處在哪里？籠型電機(jī)傳統(tǒng)的減壓起動(dòng)方式有Yq 起動(dòng)、自耦減壓起動(dòng)、電抗器起動(dòng)等。（2）恒流起動(dòng)。如風(fēng)機(jī) 電壓雙斜坡起動(dòng)　　在起動(dòng)過(guò)程中，電機(jī)的輸出力矩隨電壓增加，在起動(dòng)時(shí)提供一個(gè)初始的起動(dòng)電壓Us，Us根據(jù)負(fù)載可調(diào)，將Us調(diào)到大于負(fù)載靜磨擦力矩，使負(fù)載能立即開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)。 限流起動(dòng)　　就是電機(jī)的起動(dòng)過(guò)程中限制其起動(dòng)電流不超過(guò)某一設(shè)定值(Im)的軟起動(dòng)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(dòng)機(jī)定子之間。軟啟動(dòng)器同時(shí)還提供軟停車功能，軟停車與軟啟動(dòng)過(guò)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(yùn)行模式：輕載時(shí)降低電壓減少了激磁電流，電機(jī)電流分為有功分量和無(wú)功分量(激磁分量）提高COS∮。(國(guó)產(chǎn)軟起動(dòng)器多無(wú)此功能)在接觸器旁路狀態(tài)下無(wú)法實(shí)現(xiàn)此功能。 保護(hù)功能　　(1)過(guò)載保護(hù)功能：軟起動(dòng)器引進(jìn)了電流控制環(huán)，因而隨時(shí)跟蹤檢測(cè)電機(jī)電流的變化狀況。 　　(4)其它功能：通過(guò)電子電路的組合，還可在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)其它種種聯(lián)鎖保護(hù)。 運(yùn)行模式　　當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載輕時(shí)，軟啟動(dòng)器在選擇節(jié)能功能的狀態(tài)下，PF開(kāi)關(guān)熱撥至Y位，在電流反饋的作用下，軟啟動(dòng)器自動(dòng)降低電動(dòng)機(jī)電壓。TPF開(kāi)關(guān)提供了節(jié)能功能的兩種反應(yīng)時(shí)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