【正文】 流電。 PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC 與 PLC 之間、 PLC 與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或 110VAC），直流電源（常用的為 24VDC）。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。 在使用者看來，不必要詳細(xì)分析 CPU 的內(nèi)部電路，但對各部分的 工作機制 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 39 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 還是應(yīng)有足夠的理解。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。大中型 PLC 都有 PID 模塊，目前許多小型PLC 也具有此功能模塊。 PLC 廠家都生產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。另外，采用掃描用戶程序的運行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結(jié)果有所區(qū)別。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。如果沒有一個良好的、可 *得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC 的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。可程式邏輯控制器及 其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個 整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。由于全自動恒壓變流量供水控制系統(tǒng)節(jié)能效果顯著，因此系統(tǒng)投資回收期短（一般在 18 個月以 下），而系統(tǒng)的長期收益和其帶來的社會效益也是非?？捎^的。若 n1=80%n 時， Q1=100%Q； P1=%P，即可節(jié)電 %。傳統(tǒng)供水方式采用水塔、高位水箱、氣壓罐等設(shè)施實現(xiàn)，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，為實現(xiàn)恒壓供水提供了可靠的技術(shù)保障。壓力傳感器監(jiān)測管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為控制器可接受的模擬信號，系統(tǒng)接受信號后自動進(jìn)行調(diào)節(jié)。 系統(tǒng)由于實現(xiàn)了全自動 恒壓控制，無需專門的操作人員操作，大大降低了操作人員的勞動強度，節(jié)省了人力資源，同時大大提升了系統(tǒng)自動化控制和管理的水平。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。從 PLC的機外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。加上 PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。 存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。在此期間， CPU按照 I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。進(jìn)入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。 CPU 速度和內(nèi)存容量是 PLC 的重要參數(shù)，它們決定著 PLC 的工作速度， IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 按 I/O 點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 39 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 人機界面 最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由 計算機（運行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機界面非常普及。 過去，變頻器一般被包含在電動發(fā)電機、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器等電氣設(shè)備中。 主電路 主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類 :電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。 （ 3）逆變器：同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使 6個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到 3相 交流輸出。 （ 5）保護(hù)電路 :檢測主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。我們現(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。 ；這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時有可能發(fā)生。 II. 環(huán)境溫度?；窗矡犭娋统霈F(xiàn)這樣的問題。 2) 變頻器和電機的距離確定電纜和布線方法； 。 3) 變頻器控制原理圖 ：電抗器的作用是防止變頻器產(chǎn)生的高次諧波通過電源的輸入回路返回到電網(wǎng)從而影響其他的受電設(shè)備，需要根據(jù)變頻器的容量大小來決定是否需要加電抗器；濾 波器是安裝在變頻器的輸出端，減少變頻器輸出的高次諧波，當(dāng)變頻器到電機的距離較遠(yuǎn)時，應(yīng)該安裝濾波器。變頻器與控制柜之間電氣相通。 壓縮機類負(fù)載 壓縮機也屬于應(yīng)用廣泛類負(fù)載。 呼叫應(yīng)答系統(tǒng) 變頻器生產(chǎn)商、經(jīng)銷商、應(yīng)用系統(tǒng)集成商、普通用戶、會員用戶在尋求技術(shù)問題的解答、產(chǎn)品需求、項目需求、維護(hù)等服務(wù)時，可通過網(wǎng)上在線語音、文字和手機的交流及互動的通訊系統(tǒng)。如使用合理、維護(hù)得當(dāng)，則能延長使用壽命，并減少因突然故障造成的生產(chǎn)損失。 (1)作定期檢查時，操作前必須切斷電源，變頻器停電后待操作面板電源指示燈熄滅后，等待 4min(變頻器的容量越大，等待時間越長，最長為 15min)使得主電路直流濾波電容器充分放電，用萬用表確認(rèn)電容器放電完后，再進(jìn)行 操作。電容器的容量可用數(shù)字電容表測量，當(dāng)容量下降到額定容量的 80%以下時，應(yīng)予更換。了解這些功能對于正確使用變頻器及故障查找是非常重要的。電解電容器會直接影響到變頻器 的使用壽命，一般溫度每上升 10 ℃，壽命減半。若跳閘時的電流，在變頻器的額定電流或在電子熱繼電器的設(shè)定范圍內(nèi)，可判斷是 IPM 模塊或相關(guān)部分發(fā)生故障。一般通過觀察電源電路板就比較容易發(fā)現(xiàn)。為了延長風(fēng)扇的壽命，一些產(chǎn)品的風(fēng)扇只在變頻器運轉(zhuǎn)時而不是電源開啟時運行。 電源異常 電源異常大致分以下 3種，即 缺相 、低電壓、停電，有時也出現(xiàn)它們的混合 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 39 頁 第 19 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 形式。像帶有二極管輸入及使用單相控制電源的變頻器，雖然在缺相狀態(tài)，但也能繼續(xù)工作，但整流器中個別器件電流過大，及電容器的脈沖電流過大，若長期運行將對變頻器的壽命及可靠性造成不良影響，應(yīng)及早檢查處理。 目前工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標(biāo)志。電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感器。閉環(huán)控制系統(tǒng)有正反饋和負(fù)反饋，若反饋信號與系 統(tǒng)給定值信號相反，則稱為負(fù)反饋( Negative Feedback)，若極性相同，則稱為正反饋，一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 39 頁 第 21 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 用負(fù)反饋，又稱負(fù)反饋控制系統(tǒng)。穩(wěn)是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性(stability)，一個系統(tǒng)要能正常工作，首先必須是穩(wěn)定的，從階躍響應(yīng)上看應(yīng)該是收斂的；準(zhǔn)是指控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、控 制精度，通常用穩(wěn)態(tài)誤差來(Steadystate error)描述，它表示系統(tǒng)輸出穩(wěn)態(tài)值與期望值之差；快是指控制系統(tǒng)響應(yīng)的 快速性，通常用上升時間來定量描述。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。 微分（ D）控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。 PID 控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類：一是理論計算整定法。利用該方法進(jìn)行 PID控制器參數(shù)的整定步驟如下： (1)首先預(yù)選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作； (2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應(yīng)出現(xiàn)臨界振蕩， 記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期； (3)在一定的控制度下 通過公式計算得到 PID 控制器的參數(shù)。但由于控制規(guī)律難以掌握，所以推廣起來尚有一些難以解決的問題。根據(jù)上述原理可知改變水泵的轉(zhuǎn)速就可。 還有自學(xué)習(xí)系統(tǒng)，就更加智能化了。 對于溫度系統(tǒng)： P（ %） 2060， I（分） 310， D（分） 對于流量系統(tǒng)： P（ %） 40100， I（分） 對于壓力系統(tǒng)： P（ %） 3070， I（分） 對于液位系統(tǒng)： P（ %） 2080， I（分） 15 參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查 先是比例后積分，最后再把微分加 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告紙 共 39 頁 第 23 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大 曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳 曲線偏離回復(fù)慢，積分時間往下降 曲線波動周期長，積分時間再加長 曲線振蕩頻率快，先把微分降下來 動差大來波動慢。這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實際進(jìn)行調(diào)整和修改。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后 (delay)組件，具有抑制誤差的作用， 其變化總是落后于誤差的變化。 積分（ I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。 PID 控制器問世至今已有近 70年歷史，它 以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。比如人就是一個具有負(fù)反饋 的閉環(huán)控制系統(tǒng)，眼睛便是傳感器，充當(dāng)反饋，人體系統(tǒng)能通過不斷的修正最后作出各種正確的動作。有利用 PID 控制實現(xiàn)的壓力、溫度、流量、液位控制 器，能實現(xiàn) PID控制功能的可編程控制器 (PLC)，還有可實現(xiàn) PID 控制的 PC 系統(tǒng)等等。智能 控制的典型實例是模糊全自動洗衣機等。此外，當(dāng)電源系統(tǒng)一次側(cè)帶有真空斷路器時，短路開閉會產(chǎn)生較高的沖擊電壓。而雷擊因地域和季節(jié)有很大差異。減少噪聲干擾的具體方法有：變頻器周圍所有繼電器、接觸器的