【正文】 由于 IPC 本身可靠性及其它的限制，目前除了在工廠中作為監(jiān)控機(jī) 以外， 在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)已很少采用。因此， IPC在要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜和計(jì)算工作 量大的工業(yè)對(duì)象的控制方面占有優(yōu)勢(shì)。 由于單片機(jī)的線路是根據(jù)一定的功能要求特別設(shè)計(jì)的，所以要增加一個(gè)功能就要重新設(shè)計(jì)線路，而且對(duì)應(yīng)的程序都要重新設(shè)計(jì)。但是，由于 IPC、單片機(jī)和 PLC三者的技術(shù)起源不同，在技術(shù)發(fā)展的側(cè)重點(diǎn)和主要應(yīng)用背景上也有差異，它們又保持著各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，適合的應(yīng)用場(chǎng)合也不完全一樣。 自動(dòng)控制系統(tǒng) 由可編程控制器（ PLC）控制柜、軌道電機(jī)操作臺(tái)等組成。 （ 2） 設(shè)計(jì)殘極壓脫控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，包括系統(tǒng)的手自動(dòng)控制、自動(dòng)狀態(tài)下各環(huán)節(jié)參數(shù)的修正，以及觸摸屏畫面的設(shè)計(jì)等。 PLC 也由最初的只能處理開(kāi)關(guān)量而發(fā)展到可以處理模擬量和數(shù)據(jù)，加之與 DCS、 PID 調(diào)節(jié)器、工 業(yè) PC 等技術(shù)相結(jié)合，使之不再是一種簡(jiǎn)單的控制設(shè)備，而且必將隨著自動(dòng)控制技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展生存下去。模塊式 PLC包括 CPU 模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 Automatic control system。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。人機(jī)界面和 PLC的有機(jī)結(jié)合，借助其產(chǎn)品的功能，能夠很靈活的構(gòu)造控制方案，它相對(duì)傳統(tǒng)的電氣控制方案具有更高的可靠性，控制更精確?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 PLC 在 60年代末引入我國(guó)時(shí)，只用作離散量的控制，其功能只是將操作接到離散量輸出的接觸器等，最早只能完成以繼電 器梯形邏輯的操作。與此同時(shí)，殘極處理生產(chǎn)線和設(shè)備也正逐步向全面機(jī)械化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。早期殘極壓脫工藝電氣控制系統(tǒng)多為 繼電器 、接觸器組成的復(fù)雜系統(tǒng)，這種系統(tǒng)存在設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、體積大、成本高等缺陷，幾乎無(wú)數(shù)據(jù)處理和通信功能，必須有專人負(fù)責(zé)操作。例 如，從硬件的角度來(lái)看，它們都是由微電子元件，微處理器，大容量半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和 I/O模件等組成。 而且 一旦單片機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很難診斷出故障元件，操作人員必須翻閱說(shuō)明書方能發(fā)現(xiàn)故障所在，按說(shuō)明書指示排除故障，這樣排除故障的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng) 。 （二）工業(yè)計(jì)算機(jī)（ IPC） 所謂 IPC系統(tǒng)就是采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所設(shè)計(jì)的功能。但是 IPC 軟件開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，接口模塊少，布線不靈活，安裝 體積大，擴(kuò)展性差，而且 IPC 主要通過(guò)接口模塊轉(zhuǎn)換各種信號(hào)，如何抗干擾也是個(gè)問(wèn)題。 但作為新興的控制器，廣大工程技術(shù)人員對(duì)其可靠性和廠商能否提供優(yōu)良的后續(xù)服務(wù)和技術(shù)支持抱懷 疑的態(tài)度。 （ 2）編程簡(jiǎn)單、易于掌握 . PLC 采用梯形圖方式的編程，與繼電器邏輯控制的設(shè)計(jì)相似，具有直觀、簡(jiǎn)單、易于掌握等優(yōu)點(diǎn)。 綜 合比較以上四種方案，從可實(shí)時(shí)性等方面考慮，本設(shè)計(jì)采用方案四較好，故我決定采用 PLC控制。 供電系統(tǒng)的 設(shè) 定直接影 響 到控制系 統(tǒng) 的可靠性，故在 設(shè)計(jì) 硬件 時(shí) 是要據(jù)以下幾方面 來(lái)設(shè)計(jì) ： 入 電 源 電壓 在一定的 允許 范 圍內(nèi)變 化； 入交流 電斷電時(shí) ， 應(yīng) 不破壞控制器的程序和 數(shù) 據(jù)； 控制系 統(tǒng) 不 允許斷電的場(chǎng) 合，要考 慮供電電 源的冗余； 部 設(shè)備電 源 斷電時(shí) ， 應(yīng) 不影 響控 制器的 供電； 綜 合以上幾方面的考 慮 ，可以把 供電線 路 設(shè)計(jì) 如下： 供電直接采用市電網(wǎng) 提供的 380V/AC 50HZ；配電方面主要是給 3 臺(tái)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和控制系統(tǒng)中 PLC 的電源模塊、輸入輸出模塊的電能分配，所用的PLC需要的 電壓 既有交流又有直流，交流 電壓 可以用照明 電來(lái) 供 給 ，而直流 電 流則由 電 源模塊 來(lái) 供 給 。 （ 1） 電氣總配線主電路如圖 (1)所示： 該電路中有三臺(tái)電機(jī)， M1 為主油泵電機(jī)， M2 為輔油泵電機(jī)， M3 為懸鏈電機(jī)。絕緣導(dǎo)線的線芯材料有鋁芯和銅芯兩種。的 BV 型導(dǎo)線，在環(huán)境溫度為 25度時(shí)的允許流量為 150A，其正常最高允許溫度為 65度，即 Ial=150A。的 BV 型導(dǎo)線，在環(huán)境溫度為 25度時(shí)的允許流量為 65A，其正常最高允許溫度為 65度，即 Ial=65A。 39。 本設(shè)計(jì)用的是低壓斷路器，低壓斷路器是指用于交流電壓 1200V、直流電壓 1500V 及以下電壓范圍的斷路器，是低壓配電系統(tǒng)中的主要配電電器元件。 1. 若額定電流較?。?600A 以下），短路電流不太大，可選用塑料殼式斷路器； 2. 若短路電流相當(dāng)大的支路，則應(yīng)選用限流式斷路器； 3. 若額定電流很大，或需要選擇型斷路器時(shí)，則應(yīng)選擇萬(wàn)能式斷路器； 4. 若有漏電電流保護(hù)要求時(shí)，應(yīng)選用帶漏電保護(hù)功能的斷路器等； ，應(yīng)選用直流快速斷路器。它與計(jì)算電流不同，它比計(jì)算電流大得多。 斷路器型號(hào)選擇： ① 油泵電機(jī) .OR rel pkopI K I? = 1008=1361A . cop TR relI K I? = 341=375A 故選型號(hào) DZ2060 ② 輔油泵電機(jī) .OR rel pkopI K I? = 202=273A . cop TR relI K I? = = 故選型號(hào) DZ 15L— 10 ③ 懸鏈電機(jī) .OR rel pkopI K I?＝ = . cop TR relI K I? = =15A 故 選型號(hào)為 DZ 15L— 40 ④ PLC： 因這些設(shè)備的功率和驅(qū)動(dòng)電流很小，所計(jì)算出來(lái)的電流也很小。 ① 熔斷器的型號(hào) 熔斷器的常用型號(hào)有： RL RL RT1 RT1 RT1 RT16(NT)、 RT1RT19(AM3)、 RO1 RO RTO、 RC1A 等，在選用時(shí)可根據(jù)使用場(chǎng)合酌情選擇。所以，極限分?jǐn)嗄芰σ卜从沉巳蹟嗥鞣? 斷短路電流的能力。 b 熔斷器額定電流的確定：熔斷器的額定電流應(yīng)大于或等于熔體的額定電流。在功能上接觸器除能自動(dòng)切換外，還具有手動(dòng)開(kāi)關(guān)所缺乏的遠(yuǎn)距離操作功能和失壓 (或欠壓 )保護(hù)功能，仍沒(méi)有低壓斷路器所具有的過(guò)載和短路保護(hù)功能。電磁 式接觸器的結(jié)構(gòu)包括電磁機(jī)構(gòu)、主觸頭及滅弧系統(tǒng)、輔助觸頭、反力裝置、支架和底座幾部分。與此同時(shí)，銜鐵還帶動(dòng)輔助觸頭動(dòng)作，使常開(kāi)觸頭閉合，性常閉觸頭打開(kāi)。兩者相等，對(duì)于交流接觸 器，一般啟動(dòng)功率約為吸持功率的 5— 8倍。 （ 3） 額定電流的選擇 接觸器的額定電流應(yīng)大于或等于所控制線路的額定電流。 故選擇型號(hào)： CJ20— 250 輔助觸頭 16A 數(shù)量 : 4 常開(kāi)， 2常閉 （ 2） 輔油泵電機(jī) Ic=PN/kUN=15kW/1 380= 選型：由于該電動(dòng)機(jī)不是經(jīng)常啟動(dòng)；也不用使其正、反轉(zhuǎn)。在選擇系列時(shí)也要注意繼電器與系統(tǒng)的匹配性。故電磁式繼電器的結(jié)構(gòu)和工作原理和接觸器相同，也是由電磁機(jī)構(gòu) (包括動(dòng)靜鐵心、銜鐵、線圈 )和觸頭系統(tǒng)等部分組成。直流繼電器的線圈通以直流電，它的鐵心用電工軟鋼做成，不需要裝短路環(huán) 。具有體積小、重量輕、延時(shí)精度高、壽命長(zhǎng)、工作穩(wěn)定可靠、安裝方便、觸頭輸出容量大及品種規(guī)格齊全等優(yōu)點(diǎn)。主要用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù) 、斷相及電流不平衡運(yùn)行的保護(hù)及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。選擇適當(dāng)?shù)臒嵩傻玫搅己玫姆磿r(shí)限特性。為了便于用戶選擇，某些型號(hào)中的不同整定電流的熱元件是用不同編號(hào)表示的。 (3) 熱繼電器的選擇： 熱繼電器主要用于保護(hù)電動(dòng)機(jī)的過(guò)載，因此，在選用時(shí)必須了解被保護(hù)的對(duì)象的工作環(huán)境、起動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)、工作制以及電動(dòng)機(jī)允許的過(guò)載能力。主要用來(lái)對(duì)外部開(kāi)關(guān)量的接通能力和觸頭數(shù)量進(jìn)行放大。 ： （ 1）按極數(shù)分為：?jiǎn)螛O、雙極和三極； （ 2）按結(jié)構(gòu)分為：平板式和條架式； （ 3）按操作方式分為：直接手柄操作、正面旋轉(zhuǎn)手柄操作、杠桿操作和電動(dòng)機(jī)操作； （ 4）按轉(zhuǎn)換方式分為：?jiǎn)瓮?、雙投。 （ 3）操作次數(shù) 刀開(kāi)關(guān)的使用壽命分機(jī)械壽命和電壽命兩種： 機(jī)械壽命指刀開(kāi)關(guān)在不帶電的情況下所能達(dá)到的操作次數(shù)。而外部手柄帶有的鎖扣機(jī)構(gòu)，保證了人身安全。 （ 4）電穩(wěn)定性電流 指發(fā)生短路事故時(shí)，刀開(kāi)關(guān)不產(chǎn)生變形、破壞 或觸刀自動(dòng) 彈出的現(xiàn)象時(shí)的最大短路電流峰值。在低壓電路中，用于不頻繁接通和分?jǐn)嚯娐?，或用?lái)將電路與電源隔離。中間繼電器的觸點(diǎn)容量較小，對(duì)于電動(dòng)機(jī)額定電流不超過(guò) 5A 的電氣控制系統(tǒng)，可以用其替換接觸器來(lái) 控制，所以，中間繼電器也是小容量的接觸器。 對(duì)于三角形接法的電動(dòng)機(jī)，一相斷線后，流過(guò)熱繼電器的電流與流過(guò)電動(dòng)機(jī) 繞組的電流增加比例時(shí)不同的，其中最嚴(yán)重的一相比其余兩相繞組電流要大一倍，增加比例也最大。手動(dòng)調(diào)節(jié)整定電流的范圍，稱為刻度電流調(diào)節(jié)范圍，可用來(lái)使熱繼電器更好的實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。 實(shí)際應(yīng)用中，把熱元件接于電動(dòng)機(jī)的主電路中，而常閉 觸點(diǎn)串接于電動(dòng)機(jī)的控制電路中。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中常會(huì)遇到過(guò)載情況，但只要過(guò)載不嚴(yán)重，繞組不超過(guò)允許溫升，這種過(guò)載是允許。 30%。選擇電壓型的繼電器即可以滿足要求。 電磁式繼電器反映的是電信號(hào)，當(dāng)線圈反映電壓信號(hào)時(shí)，稱電壓繼電器。另外，觸頭的數(shù)量與容量 (即額定電壓和額定 電流 )應(yīng)滿足控制電路的要求，也應(yīng)注意電源是交流還是直流。 故選擇型號(hào)： CJ20— 25 繼電器 1. 概述 繼電器是一種當(dāng)輸入量變化到某一定值時(shí)，其觸頭 (或電路 )接通或分?jǐn)嘟恢绷餍∪萘靠刂苹芈返淖詣?dòng)控制電器 .在電氣控制領(lǐng)域或產(chǎn)品中，對(duì)繼電器的需求千差萬(wàn)別，為了滿足各種要求，人們研制生產(chǎn)了各種用途、不同型號(hào)和大小的繼電器。接觸器如使用在頻繁起動(dòng)、制動(dòng)和正、反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，則額定電流應(yīng)降低一個(gè)等級(jí)使用。 （ 7）動(dòng)作值：是指接觸器的吸合電壓和釋放電壓，規(guī)定接觸器的吸合電壓大 于線圈額定電壓的 85%時(shí)應(yīng)可靠吸合，釋放電壓高于線圈額定電壓的 7%。接觸器圖形符號(hào)如下圖 （ 1）所示： 4. 接觸器的主要技術(shù)參數(shù) 接觸器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)有額定電壓、額定電流、線圈額定電壓、額定操作頻率接通與分?jǐn)嗄芰?、電氣壽命相機(jī)械壽命、線圈的起動(dòng)功率與吸持功率等。直流接觸器和電流 20A 以上的交流接觸器均裝有滅弧罩，有的還帶有柵片或磁吹滅弧裝置。 2. 接觸器的分類 （ 1）按驅(qū)動(dòng)觸頭 系統(tǒng)的動(dòng)力不同分為電磁接觸器、氣動(dòng)接觸器、液壓接觸器等。 （ 5）熔斷器上、 下級(jí)配合： 為滿足選擇保護(hù)的要求，應(yīng)注意熔斷器上 、 下級(jí)之間的配合，為此要求兩級(jí)熔體額定電流的比例不小于 ： 1。 （ 1） 熔斷器類型的選擇： 根據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性 、短路電流大小 、 使用場(chǎng)合 、 安裝條件和各類熔斷器的適用范圍來(lái)選擇熔斷 器類型。 （ 1） 額定電壓：指保證熔斷器能長(zhǎng)期正常工作的電壓。在使用時(shí)，熔斷器串聯(lián)在所保護(hù)的電路中，作為電路及用電設(shè)備的短路和嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)，當(dāng)電路發(fā)生嚴(yán)重過(guò)載或短路短路電流通過(guò)熔體時(shí)，因其自身發(fā)熱而熔斷，從而分?jǐn)嚯娐返碾娫?，但主要用作短路保護(hù)，有時(shí)也可作為過(guò)載保護(hù)之用。 尖峰電流就是用電設(shè)備的起動(dòng)電流。 計(jì)算負(fù)荷的確定方法有“需要系數(shù)法”、“二項(xiàng)式法”、“ ABC 法”等，計(jì)算結(jié)果比較相近。 Ⅰ .低壓斷路器結(jié)構(gòu) 低壓斷路器主要由觸點(diǎn) 、 操作機(jī)構(gòu) 、脫扣器 、 滅弧裝置等組成。o? 導(dǎo)線敷設(shè)地點(diǎn)實(shí)際的環(huán)境溫度 15 度 導(dǎo)線的實(shí)際允許載流量為： 1 . 1 2 6 5 7 2 . 8 2 8 . 8 1Ia l K Ia l A Ic A?? ? ? ? ? ?180。 6 5 1 56 5 2 5 1 .1 2a l oa l oK ??? ??? ? ? al? 導(dǎo)線額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫度 65 度 o? 導(dǎo)線允許載流量所采用的環(huán)境溫度 25 度 39。 6 5 1 56 5 2 5 1 .1 2a l oa l oK ??? ??? ? ? al? 導(dǎo)線額定負(fù)荷時(shí)的最高允許溫度 65 度 o? 導(dǎo)線允許載流量所采用的環(huán)境溫度 25 度 39。 常用塑料絕緣線型號(hào)有： BLV（ BV）， BLVV（ BV