【正文】 ...... 7 .................................................................................................7 負(fù)載試驗(yàn) ............................................................................................................................... 7 試驗(yàn)?zāi)康? ................................................................................................................... 7 .................................................................................................................... 8 電機(jī)工業(yè)試驗(yàn)的要求 ............................................................................................................. 8 .................................................................................................................... 8 .................................................................................................................... 8 .................................................................................................................... 8 第三章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) .............................................................. 9 系統(tǒng)組成及其工作原理 .......................................................................................................... 9 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能 .................................................................................................................. 10 第四章 硬件設(shè)計(jì) ..................................................................... 11 負(fù)載方案比較選擇 ............................................................................................................... 11 主回路系統(tǒng)設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 12 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................................................................................................... 13 測(cè)量子系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 15 設(shè)備的選擇 ......................................................................................................................... 17 控制子系統(tǒng)的抗干擾硬件設(shè)計(jì) ............................................................................................. 19 干擾的主要來(lái)源 ...................................................................................................... 20 控制系統(tǒng)的抗干擾措施 ............................................................................................ 20 第五章 軟件設(shè)計(jì) ..................................................................... 23 下位機(jī)軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 23 PLC的 I/O輸入輸出配置 ....................................................................................... 23 PLC控制流程框圖 ............................................................................... 24 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) .................................................................................................................. 27 ....................................................................................................... 27 建立一個(gè)新工程 ...................................................................................................... 29 創(chuàng)建組態(tài)畫面 .......................................................................................................... 32 南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 系統(tǒng)運(yùn)行演示 ..................................................................................................................... 39 第六章 全文總結(jié)及展望 ............................................................... 41 參 考文 獻(xiàn) .......................................................................... 42 致謝 ............................................................................... 44 南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 課題背景 隨著我國(guó)工業(yè)的高速發(fā)展，大量的電機(jī)在冶金、能源、化工、交通點(diǎn)、電力等行業(yè)得到了極為廣泛的應(yīng)用。 電機(jī)試驗(yàn)有許多種方法，主要有以下幾種： 1） 基于變頻機(jī)組的電機(jī)試驗(yàn)方法 就是利用交流變頻發(fā)電機(jī)組即變頻機(jī)組來(lái)完成電機(jī)試驗(yàn) [7]。不僅如此，由于讀表的不同時(shí)性以及讀數(shù)，記錄、計(jì)算機(jī)中各種人為誤差還使試驗(yàn)數(shù)據(jù)分散性大，試驗(yàn)的準(zhǔn)確度低，重復(fù)性差，現(xiàn)在這種試驗(yàn)方法還在使用。電機(jī)試驗(yàn)的監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)整個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行監(jiān)控。 PLC 具有編程簡(jiǎn)單，可靠性高，通用性好，功能強(qiáng)，使用方便，設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)，所以基于 PLC 的監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控功能強(qiáng)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，調(diào)試、使用和維護(hù)方便且易于升級(jí)和擴(kuò)展，現(xiàn)在大多電機(jī)制造企業(yè)系統(tǒng)升級(jí)主要選擇該種方案，可見(jiàn)，本課題的研究對(duì)電機(jī)企業(yè)具有重要的指導(dǎo)意義和價(jià)值。 所謂型式試驗(yàn)是指按照產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定的全部試驗(yàn)項(xiàng)目，全面考察電機(jī)性能和機(jī)械性能是否全面達(dá)到技術(shù)要求，各種型式電機(jī)均需要通過(guò)本實(shí)驗(yàn)才能投產(chǎn)或繼續(xù)生產(chǎn)。 3）確定貼好和機(jī)械耗。判斷機(jī)械損耗穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)是：輸入功率相隔半個(gè)小時(shí)的兩個(gè)讀數(shù)之差不大于前一次南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 輸入功率的 3%時(shí)，即可認(rèn)為機(jī)械損耗穩(wěn)定。 3)考核籠型轉(zhuǎn)子的鑄鋁質(zhì)量及轉(zhuǎn)子槽形尺寸設(shè)計(jì)的合理性。 試驗(yàn)設(shè)備需要提供一路容量滿足堵轉(zhuǎn)電流的可調(diào)高壓，頻率可調(diào)。 電機(jī)工業(yè)試驗(yàn)的要求 [6] 依據(jù) GB10322020 標(biāo)準(zhǔn)，三相異步電動(dòng)機(jī)試驗(yàn)要滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的精度及安全要求： 試驗(yàn)電源 1． 試驗(yàn)電源的電壓波形正弦畸變率（電壓波形中所包含的除基波分量外的各次諧波的有效值平方和的根值與基波分量有效值之比的百分?jǐn)?shù)）應(yīng)不超過(guò) 5%，在進(jìn)行溫升試驗(yàn)時(shí)應(yīng)不超過(guò) 25%。 2)采用工業(yè) PC 機(jī)與 I/O 卡板完成數(shù)據(jù)采集功能。 本設(shè)計(jì)打算采用第四種方案， 試驗(yàn)系統(tǒng)主要包括控制子系統(tǒng)、測(cè)量 子 系統(tǒng)和組態(tài)監(jiān)控子 系統(tǒng)等部分。 PLC和工控機(jī)之間通過(guò)串行接口連接，工控機(jī)通過(guò) PLC 控制現(xiàn)場(chǎng)的工作流程。 1． 功率消耗法 其試驗(yàn)線路如圖 41 所示。當(dāng)變頻電源頻率低于被試電機(jī)的電網(wǎng)頻率時(shí)，負(fù)載電機(jī)成為發(fā)電機(jī)，改變變頻電源的頻率便可調(diào)節(jié)負(fù)載。由于 M2 以發(fā)電方式運(yùn)行，負(fù)載能量經(jīng)變頻機(jī)組、調(diào)壓器回饋到電網(wǎng)。 要實(shí)現(xiàn)頻率平滑可調(diào)，可用 PLC 均勻改變變頻機(jī)組的勵(lì)磁，實(shí)質(zhì)是改變變頻機(jī)組的電流。 3．電流量程控制 南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 K M 1K M 2T A 1T A 2Q F 圖 49 電流互感器量程切換電路 其中 TA1 與 TA2 為不同量程的電流互感器，通過(guò) QF KM1 和 KM2 之間的切換，可選擇不同量程的電流互感器接入。模擬信號(hào) 經(jīng) 信號(hào)處理電路 處理后，分兩路，一路送數(shù)字儀表顯示，另一路 經(jīng) A/D 板采集后送工控機(jī)進(jìn)行處理和組態(tài)監(jiān)控。 2） 調(diào)壓特性好，要求調(diào)壓器阻抗不宜過(guò)高；調(diào)壓特性曲線平滑線性；調(diào)節(jié)方便、 可靠。 在不改變硬件的情況下 , 修改 PLC 內(nèi)部軟件可實(shí)現(xiàn)不同的控制要求 , 大大減少調(diào)試的工作量 , 提高工作效率 ,使系統(tǒng)的柔性大大提高。 干擾的主要來(lái)源 [26] 1）提供電源的波動(dòng)以及電源電壓中高次諧波產(chǎn)生的干擾； 2）鄰近設(shè)備或空中強(qiáng)電場(chǎng)通過(guò)分布電容的耦合竄入控制系統(tǒng)引起的干擾； 3）來(lái)自信號(hào)傳輸線上的干擾； 4） 鄰近的大容量電氣設(shè)備的啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)，因電磁感應(yīng)引起的干擾； 5） 地電位的分布干擾。常用幾種浪涌電壓抑制電路如圖 415 所示： a 圖續(xù)流二極管額定電壓應(yīng)大于電源電壓 3 倍；b 圖電阻可取 51~120W,電容可取 ~； c 圖續(xù)流二極管額定電壓應(yīng)大于電源電壓的3 倍； d 壓敏電阻的額定電壓須大于 倍的電源電壓峰值。針對(duì) PLC 的工作環(huán)境和被控負(fù)載的性質(zhì)，應(yīng)充分考慮到各種干擾因素， 在這里主要介紹 外圍硬件電路設(shè)計(jì) ，其實(shí)還可以利用 軟件編程 方法 來(lái)提高 PLC 的抗干擾能力，從而提高整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性。 本系統(tǒng)受到硬件條件的限制， 無(wú)法實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)的連接，再加上工作經(jīng)驗(yàn)限制，因此無(wú)法全部實(shí)現(xiàn)基于組態(tài)王 組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)的功能，在本章只對(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)的功能做介紹。數(shù)據(jù)庫(kù)提供多種數(shù)據(jù)類型，能合理地提取控制對(duì)象的特性，對(duì)變量報(bào)警、趨勢(shì)曲線、過(guò)程記錄、安全防范等重要功能都有間接的操作。該軟件把每一臺(tái)下位機(jī)看作是一臺(tái)外部設(shè)備，在編程過(guò)程中根據(jù) “ 設(shè)備配置向?qū)?” 的提示一步步完成連接功能。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中用戶只需根據(jù)工程瀏覽器提供的“設(shè)備配置向?qū)А币徊讲酵瓿蛇B接過(guò)程即可實(shí)現(xiàn)組態(tài)王和相應(yīng)外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)的連接。 建立一個(gè)新工程 一 、新建組態(tài)王工程 1)在工程管理器中選擇菜單 “ 文件 /新建工程 ” ，或者點(diǎn)擊工具欄的 “ 新建 ” 按鈕，出現(xiàn) “ 新建工程向?qū)е?