【正文】 謝 辭在論文即將完成之際，我想向悉心指導(dǎo)我完成本設(shè)計(jì)的導(dǎo)師諸葛致老師和對(duì)本設(shè)計(jì)提出許多寶貴意見的朋友們表示衷心的感謝。到此，我成功完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。那就是PLC的調(diào)試。在調(diào)試樣機(jī)之前，應(yīng)先用搖表檢查電動(dòng)機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子以及外殼的絕緣情況是否良好。比如說主電路的刀開關(guān)、斷路器、接觸器等。然后是程序的初始化，將H3003寫入FX2N4AD的BFM0，建立模擬輸入通道（CH2和CH3）。輸出電壓選0～5V。LA10Q電流互感器為半封閉式澆絕緣，10KV及以下線路中，供電流,電能功率測(cè)量以及繼電保護(hù)用。其型號(hào)用PASU3V6P5O4， U3代表的是三相交流電，V6代表輸入電壓范圍為0～500V，P5代表加AC220V電源，O4代表的是輸出范圍為0～5V。如果操作FX2N4AD沒有錯(cuò)誤，則讀取BFM5的平均數(shù)據(jù)送D3，接著與算好的正常壓力值比較。要起動(dòng)伺服電機(jī)來控制壓力，使之正常。類似的，當(dāng)接觸器觸頭KM15得電閉合時(shí)，伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，增大油泵調(diào)節(jié)閥的開度，增大出油量。伺服電動(dòng)機(jī)的控制方法有三種：一是幅值控制，即保持控制電壓的相位不變，僅僅改變其幅值來進(jìn)行控制；二是相位控制，即保持控制電壓的幅值不變，僅僅改變其相位來進(jìn)行控制；三是幅相控制，即同時(shí)改變控制電壓的幅值和相位來進(jìn)行控制。傳感膜片和電容極板之間電容的差值被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流，電壓或數(shù)字HART（高速可尋址遠(yuǎn)程發(fā)送器數(shù)據(jù)公路）輸出信號(hào)。工作時(shí)，安裝在管網(wǎng)上的壓力變送器將實(shí)測(cè)的管網(wǎng)壓力反饋到PLC，與預(yù)先設(shè)定的給定壓力進(jìn)行比較，將結(jié)果轉(zhuǎn)換成開關(guān)量后輸出控制繼電器線圈的通與斷，從而給伺服電機(jī)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的信號(hào)以驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)。過程也是先為Y起動(dòng)，后為D運(yùn)行。圖42為一備一用兩水泵電機(jī)星—三角起動(dòng)主電路圖：圖43 一備一用兩水泵電機(jī)星—三角起動(dòng)主電路圖一備一用兩水泵電機(jī)采用星三角起動(dòng)方式，其繼電器控制線路如圖43所示：圖44 水泵電機(jī)繼電器控制圖按下起動(dòng)按鈕SB2，KM1線圈得電，其主觸點(diǎn)閉合，水泵電機(jī)1接通，水泵電機(jī)2斷開。(1)限流或恒流起動(dòng)方法。它適用于容量較大的低壓電動(dòng)機(jī)作減壓起動(dòng)用，應(yīng)用比較廣泛，有手動(dòng)和自動(dòng)控制線路。電機(jī)的起動(dòng)方法有直接啟動(dòng)、減壓?jiǎn)?dòng)與軟啟動(dòng)等?；ハ嘟^緣的硅鋼片疊成的。 圖41 低壓斷路器a）原理圖 b）符號(hào)1—主彈簧 2—主觸頭三副 3—鎖鏈 4—搭鉤5—電磁脫扣器 6—杠桿 7—雙金屬片 8—熱元件 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們選擇DZ15系列斷路器。 低壓斷路器的動(dòng)作原理如圖7—5所示。(2)選擇接觸器主觸頭的額定電壓應(yīng)等于或大于負(fù)載的額定電壓。(1)類型選擇： 一般情況下，可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，但當(dāng)三相電壓的均衡性較差，工作環(huán)境惡劣或無人看管的電動(dòng)機(jī)，宜選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。主鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)： 型號(hào) Y180L4，額定功率=22KW，額定電流=，額定轉(zhuǎn)速=1470r/min。 鍋爐主要電氣設(shè)備的計(jì)算及選擇首先選擇電動(dòng)機(jī)。燃油鍋爐的水位、壓力、溫度應(yīng)不超過允許值，這是鍋爐安全運(yùn)行必不可少的條件。程序控制是完成鍋爐起動(dòng)、停止以及正常工作等一系列操作自動(dòng)化進(jìn)行的過程，只有前一個(gè)條件滿足，才能進(jìn)行下一個(gè)動(dòng)作。水位過低，則容易發(fā)生缺水事故。22零點(diǎn)和增益的調(diào)節(jié)b7b6b5b4b3b2b1b0G4O4G3O3G2O2G1O123零點(diǎn)值需要調(diào)整的輸入通道由BFM22的GO（增益零點(diǎn)）位的狀態(tài)指定。表32 FX2N4AD BFM分配表BFM內(nèi) 容0初始化通道，表示HOOO0，缺省值為HOOO0。③ 每一通道都可以指定電壓或電流輸入。然后，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。PLC每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定PLC自身的動(dòng)作是否正常，如CPU、電池電壓、程序存儲(chǔ)器、I/O、通信等是否異常或出錯(cuò)，如檢查出異常時(shí)，CPU面板上的LED及異常繼電器會(huì)接通，在特殊寄存器中會(huì)存入出錯(cuò)代碼，當(dāng)出現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí)，CPU被強(qiáng)制為STOP方式，所有的掃描停止。 PLC的工作過程可分為三部分：第一部分是上電處理。盒式磁帶機(jī):用以記錄程序或信息。它使PLC具有基本的智能，能夠完成PLC設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。西門子公司產(chǎn)品有：S7200為微型PLC，單機(jī)最大容量為256點(diǎn)；S7300為小到中型PLC單機(jī)最大容量為11K點(diǎn)；S7400為大到超大型PLC，單機(jī)可組態(tài)點(diǎn)數(shù)過萬點(diǎn)。PLC系統(tǒng)復(fù)雜，價(jià)格高，但只要編寫簡(jiǎn)單的用戶程序就可以直接在工業(yè)上應(yīng)用?！　?(2) 控制速度　　 繼電器控制邏輯是依觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，毫秒級(jí)，機(jī)械觸點(diǎn)有抖動(dòng)現(xiàn)象。 ③計(jì)數(shù)控制,PLC 具有計(jì)數(shù)控制功能,它可以提供若干個(gè)計(jì)數(shù)器,設(shè)置了計(jì)數(shù)指令,計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值可以在運(yùn)行時(shí)讀出,也可以在運(yùn)行時(shí)修改。PLC具有一下優(yōu)點(diǎn)：(1)高可靠性。設(shè)計(jì)短路保護(hù)、燃油鍋爐壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)、水位自動(dòng)控制系統(tǒng)，當(dāng)水位到達(dá)低水位時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警，危險(xiǎn)水位整個(gè)鍋爐停機(jī)。鍋爐自動(dòng)化控制系統(tǒng)作為傳感、執(zhí)行與檢測(cè)技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用方面也必將跨入數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化時(shí)代。鍋爐采用微機(jī)控制不僅可實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行的自動(dòng)調(diào)節(jié)，鍋爐運(yùn)行的安全性也大為提高。到了70 80年代，逐步出現(xiàn)了由常規(guī)檢測(cè)儀表和調(diào)節(jié)儀表構(gòu)成的模擬控制系統(tǒng)，它具有可靠性高，成本低，易于操作和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在大、中、小工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，解決了不少自動(dòng)化方面的問題。鍋爐工作時(shí)，汽鍋中的工作介質(zhì)是處于飽和狀態(tài)下的汽水混合物。所以鍋爐的工作概括起來應(yīng)包括三個(gè)同時(shí)進(jìn)行的過程:燃料的燃燒過程，煙氣向水的傳熱過程和水的汽化過程。引風(fēng)設(shè)備 :包括引風(fēng)機(jī)，煙囪，煙道幾部分，用它將鍋爐中的煙氣連續(xù)排除。鍋筒上還裝有水位表、安全閥等監(jiān)測(cè)和保護(hù)設(shè)施。爐膛：又稱燃燒室，是供燃料燃燒的空間。燃油經(jīng)燃油預(yù)熱器預(yù)熱，由噴油泵經(jīng)噴油口打入鍋爐進(jìn)行燃燒。燃油鍋爐是指燃料使用燃油的鍋爐,包括柴油,廢油等油料的鍋爐。目前大多數(shù)鍋爐在啟動(dòng)和運(yùn)行的過程中都需要精確的實(shí)時(shí)控制，然而鍋爐的控制系統(tǒng)還采用繼電器邏輯控制。因而，在原油價(jià)格不斷上漲的今天，對(duì)于工業(yè)鍋爐的控制，就是要提高鍋爐的熱效率，使鍋爐在最佳工況下運(yùn)行己成為人們矚目的課題。為確保鍋爐正常運(yùn)行和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，必須安裝相關(guān)的儀表，用于記錄各種參數(shù)，如壓力、水位等，給自動(dòng)化控制提供依據(jù)。在我國(guó)的能源消耗中，煤占70%，油占30%。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)各類工業(yè)鍋爐約25萬多臺(tái)，每年耗煤量占全國(guó)產(chǎn)量的1/3，同時(shí)還消耗大量的石油和天然氣?？删幊绦蚩刂破鱌LC是目前最常用的控制裝置，其最大的特點(diǎn)就是可靠性高、功能強(qiáng)大，它的高可靠性的設(shè)計(jì)非常適合在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下應(yīng)用。同樣，油粒燃燒所需的氧能及時(shí)地供給，油粒的燃燒也愈快。 燃油鍋爐基本組成部分鍋爐的機(jī)組組成部分包括鍋爐本體和輔助設(shè)備兩大部分。鍋筒內(nèi)部裝置包括汽水分離和蒸汽清洗裝置、給水分配管、排污和加藥設(shè)備等?？諝忸A(yù)熱器:是繼續(xù)利用離開省煤器后的煙氣余熱，加熱燃料燃燒所需要的空氣換熱器。燃料供給設(shè)備:包括供油管路和油槍等。在爐膛的四周高溫?zé)煔馀c水冷壁進(jìn)行強(qiáng)烈的輻射換熱，將熱量傳遞給管內(nèi)工質(zhì)，管內(nèi)工質(zhì)經(jīng)過對(duì)流方式進(jìn)行換熱，然后煙氣受引風(fēng)機(jī)、煙囪的引力而向爐膛的上方流動(dòng)，經(jīng)過蒸汽過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器最后以經(jīng)濟(jì)的低煙溫排出鍋爐。(1) 蒸汽負(fù)荷小波動(dòng)時(shí)，燃料量不隨負(fù)荷變化，造成蒸汽不穩(wěn)定，增加了燃料消耗。(4)一次性投資大，成本高。(4)高速性，高精度性。工業(yè)組態(tài)軟件的應(yīng)用使軟件功能性增強(qiáng)，內(nèi)容豐富，具有良好的人機(jī)界面，更加方便了操作人員。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展和完善，PLC的編程概念和控制思想已為廣大的自動(dòng)化行業(yè)人員所熟悉，可以說在目前它已成為任何其他工業(yè)控制器都無法與之相提并論的巨大知識(shí)資源。PLC 是控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)晶,但是對(duì)于熟悉機(jī)電控制技術(shù)的工程人員來說,在使用PLC時(shí)沒有必要完全了解計(jì)算機(jī)的深層次投術(shù)問題,只需要把PLC 看作機(jī)電控制技術(shù)人員熟悉的繼電器、計(jì)時(shí)器和計(jì)數(shù)器的集合即可,所以PLC 的實(shí)際使用簡(jiǎn)單方便,適應(yīng)普通的機(jī)電控制技術(shù)人員。繼電器控制邏輯自20世紀(jì)20 年代問世以來,一直是機(jī)電順序控制的主流,由于它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用方便,價(jià)格低廉,所以使用范圍甚廣。PLC適合工業(yè)場(chǎng)合，單片機(jī)更多的適應(yīng)民用場(chǎng)合，因其可靠性、穩(wěn)定性較PLC有一定差距，但是綜合成本低，適合大批量使用，而PLC不行，PLC更多適用于較大的工程或者需要非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)場(chǎng)合。系統(tǒng)流程見圖21，詳細(xì)程序梯形圖見附錄3。 輸入接口編 可編程控制器程編程器 器 單板機(jī) 電源接口擴(kuò)展 輸出 存儲(chǔ)器及接口 接口 后備電池圖 31 PLC結(jié)構(gòu)圖PLC的輸入/輸出示意圖如圖32所示：圖32 輸入∕輸出示意圖 PLC各組成部分的作用(1)中央處理器CPU 與一般的計(jì)算機(jī)一樣，CPU是PLC的核心，它按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能指揮PLC進(jìn)行工作，起主要任務(wù)有：控制從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接收與存儲(chǔ)；用掃描的方式通過I/O部件接收現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映像存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；診斷PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯(cuò)誤等；PLC進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶指令，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、邏輯或算術(shù)運(yùn)算等；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像存儲(chǔ)器的內(nèi)容，再經(jīng)過輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。(4)電源 小型整體式可編程序控制器內(nèi)部有一個(gè)開關(guān)式穩(wěn)壓電源。每一次掃所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。當(dāng)CPU處于STOP方式時(shí)，轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診檢查。(2)程序執(zhí)行階段 根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，PLC按先左后右，先上后下的步序語句逐句掃描。通常采用專門的PID控制模塊來實(shí)現(xiàn)。TO是基本單元將數(shù)據(jù)寫到FX2N4AD的指令。置1允許改動(dòng)。(1)保持鍋爐水位在規(guī)定的范圍 蒸汽鍋爐水位的高低，關(guān)系著汽水分離的速度和產(chǎn)生蒸汽的質(zhì)量，對(duì)鍋爐的安全運(yùn)行極為重要。汽壓偏高，會(huì)影響鍋爐的安全運(yùn)行，加速金屬材料的蠕變。壓力正常與否直接影響整個(gè)鍋爐的效率。本課題設(shè)計(jì)鍋爐水位自動(dòng)控制保護(hù)裝置。具有體積小、重量輕、電氣性能良好、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)牢固、使用方便，易于維修、是當(dāng)前中國(guó)最先進(jìn)的異步電動(dòng)機(jī)、為農(nóng)業(yè)及工礦企業(yè)廣泛采用的電力拖動(dòng)設(shè)備。噴油泵電機(jī)：型號(hào)Y100L24，額定功率=3KW，額定電流=，額定轉(zhuǎn)速=1420r/min。當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流為其額定電流的6倍及啟動(dòng)時(shí)間不超過5S時(shí)，熱無件的整定電流調(diào)節(jié)到等于電動(dòng)機(jī)的額定電流；當(dāng)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)、拖動(dòng)沖擊性負(fù)載或不允許停車時(shí)。 斷路器低壓斷路器有DZ系列和DW系列等。低壓斷路器可按以下條件選用：(1)低壓斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)不小于電路正常工作電壓和電流。定子：定子是由機(jī)座，定子鐵心和定子繞組三部分組成。繞線型轉(zhuǎn)子的繞組和定子繞組的形成基本上相同。所以，一般規(guī)定，一般用降壓起動(dòng)。因此連接成星形起動(dòng)時(shí)的線路電流只有連接成三角形直接起動(dòng)時(shí)線路電流的1/3，所以這種起動(dòng)方式只適用于空載或輕載起動(dòng)。所以對(duì)鍋爐的水位要有及時(shí)的控制。 燃油鍋爐水位控制系統(tǒng)的PLC外圍接線原理圖設(shè)計(jì)如下：圖45 燃油鍋爐水位控制系統(tǒng)的PLC外圍接線原理圖相應(yīng)的程序?yàn)?當(dāng)水位下限到達(dá)時(shí)，X003接通，水泵電機(jī)1接通得電，先是Y起動(dòng)，經(jīng)過5秒定時(shí)后自動(dòng)變?yōu)镈起動(dòng)。因此要通過壓力的檢測(cè)來控制燃油量和風(fēng)量，反過去控制鍋爐壓力。AP絕壓變送器，低壓側(cè)始終保持一個(gè)參考?jí)毫??！╇婋妷海?~12V DC膜片耐溫：300℃②伺服電機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)又稱執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。交流伺服電動(dòng)機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、可控性好、響應(yīng)快速、靈敏度高以及機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性的非線性度指標(biāo)嚴(yán)格（要求分別小于10％～15％和小于15％～25％）等特點(diǎn)。(Q),即：額定蒸發(fā)量:10t/h；額定蒸汽壓力:。然后是程序的初始化，將H3330寫入FX2N4AD的BFM0，建立模擬輸入通道CH1。同樣也設(shè)定電機(jī)額定電流的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值，與參考值比較，同時(shí)產(chǎn)生聲光報(bào)警信號(hào)。電流互感器的作用就是用于測(cè)量比較大的電流。20%耗電輸入值 I in0 1 A AC/05 A AC V in.DC輸出（單/雙）01mA,05mA,010mA,020mA, 420mA,05V,010V信號(hào)輸出NO單（可選擇雙輸出）響應(yīng)時(shí)間小于500毫秒輸入/輸出隔離直流電溫度0oC至+55oC、過壓、過流保護(hù)的實(shí)現(xiàn)先將線路電壓或電流送入三相交流變送器，對(duì)電壓和電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換，根據(jù)上面的選擇輸入電壓范圍為0～500V，輸出電壓為0～5V。電流變送時(shí)FX2N4AD模擬轉(zhuǎn)換器選擇3號(hào)通道，則程序初始化為H3033，選擇的設(shè)定輸入范圍是10～ +10V。上式中的K570、K8