【正文】 力的恒壓控制。 (1)主要特征 200V240V 177。 (1)壓力傳感器的選型 現(xiàn)場(chǎng)所需要測(cè)量的壓力參數(shù)有主機(jī)進(jìn)水壓力、儲(chǔ)氣罐氣體壓力。工作環(huán)境濕度范圍： 0～ 80％。 GPT 過程連接外螺紋規(guī)格 M20 (或定制 )； DPT 過程連接內(nèi)螺紋規(guī)格 M12 。 目前市場(chǎng)上的壓力傳感器種類繁多，在選型時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的使用條件選擇不同的傳感器。10 %，三相，交流， ； 矢量控制方式，可構(gòu)成閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制； 高過載能力，內(nèi)置制動(dòng)單元； 三組參數(shù)切換功能。 表 42 PLC 輸入輸出模塊 I/O 點(diǎn)數(shù) I/O 類型 模擬量輸入 模擬量輸出 開關(guān)量輸入 開關(guān)量輸出 信 號(hào) 類 型 類型 數(shù)量 類型 數(shù)量 類型 數(shù)量 類型 數(shù)量 進(jìn)水溫度 3 變頻器控制型號(hào) 1 緊急停止 3 工頻繼電器 3 潤(rùn)油溫度 3 檢修 / 正常 3 變頻繼電器 3 風(fēng)包溫度 3 故障燈復(fù)位 3 超溫?zé)? 3 電機(jī)溫度 3 報(bào)警燈復(fù)位 1 斷水燈 3 進(jìn)水壓力 3 啟動(dòng)按鈕 3 電磁閥 3 后冷壓力 3 停止按鈕 3 報(bào)警燈 1 總管壓力 1 自動(dòng) / 手動(dòng) 3 運(yùn)行燈 3 檢修燈 3 油壓低燈 3 統(tǒng)計(jì)點(diǎn)數(shù) AI 19 AO 1 DI 19 DO 25 總計(jì) 64 河南理工大學(xué)成人教育 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說 明 書 31 根據(jù)被控對(duì)象的 I/O 點(diǎn)數(shù)以及工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方面的考慮，采用 SIEMENS 公司的 S7300 系列 PLC。電流表安裝在控制柜上，可以方便地觀察電機(jī)的三相工作電流，便于操作人員監(jiān)測(cè)電機(jī)的工作狀態(tài)。如不滿足要求，再回去修改程序或檢查界限，直到滿足要求為止?？梢姡捎?PLC 控制，可以使整個(gè)工程的周期縮短。如需要完成的動(dòng)作（動(dòng)作時(shí)序、動(dòng)作條件、必須的保護(hù)和聯(lián)鎖等）、操作方式（手動(dòng)、自動(dòng)、連續(xù)、單周期、單步等）。由于上述兩種傳感器 正常工作時(shí)，均輸出 4～ 20mA 電流信號(hào)給 PLC 模擬輸入模塊。 表 41 控制參數(shù) 參數(shù)編號(hào) 地址偏移量（字節(jié)） 變量名 變量類型 備注 1 50 PVn IN 調(diào)節(jié)量 2 54 SPn IN 給定量 3 58 Mn IN/OUT 控制量 4 62 KC IN 比例增益 5 66 TS IN 采樣時(shí)間（ s） 6 70 TI IN 積分時(shí)間（ min） 7 74 TD IN 微分時(shí)間（ min） 8 78 MX IN/OUT 累積偏移量 9 82 PVn1 IN/OUT 上一次調(diào)節(jié)量 表 41中變量名說明如下： SPn：第 n采樣時(shí)刻的給定值 。 5 10 15 20 25 30 0 t/s MPa 河南理工大學(xué)成人教育 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說 明 書 25 S7300 系列 PLC 中的 CPU313 提供了用于閉環(huán)控制 PID 運(yùn)算指令，用戶只需在 PLC的內(nèi)存中填寫一張 PID 控制參數(shù)表（見表 41）再執(zhí)行指令： “ PID Table Loop” 即可完成 PID運(yùn)算，其中操作數(shù) Table表使用變量存儲(chǔ)器 VBx來指明控制參數(shù)表的表 頭字節(jié)；操作數(shù) Loop 只可選擇 07的整數(shù)，表示本次 PID 閉環(huán)控制所針對(duì)的環(huán)路編號(hào)，最多 8路。根據(jù)偏差 e(n)和偏差變化率 ec(n)值的不同，在線適當(dāng)調(diào)節(jié)參數(shù) KP、 KI和 KD值，可以有效提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和精度，減小超調(diào)并縮短響應(yīng)時(shí)間，提高系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。對(duì)連續(xù)時(shí)間類型， PID 控制方程的標(biāo)準(zhǔn)形式為： ])()()([)( dt tdeTTdtteteKtu DIp ??? ? （ 41） 式 (41)中， u(t)為 PID 控制器的輸出，與執(zhí)行器的位置相對(duì)應(yīng)； t 為采樣時(shí)間； KP為控制器的比例增益； e(t)為 PID 控制器的偏差輸入，即給定值與測(cè)量值之差； TI為控制器的積分時(shí)間常數(shù)； TD為控制器的微分時(shí)間常數(shù)。其中，模糊 PID控制技術(shù)扮演了十分重要的角色，并且仍將成為未來研究與應(yīng)用的重點(diǎn)技術(shù)之一。 該過程最多分 5 個(gè)階段。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有動(dòng)作或者出現(xiàn)故障時(shí)能夠彈出提示消息并記錄存儲(chǔ)下來 。為了保護(hù)空壓機(jī)及變頻器， 1空壓機(jī)的 KM1 與 KM2 之間進(jìn)行了電氣互鎖。 河南理工大學(xué)成人教育 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說 明 書 17 圖 43 啟動(dòng)過程 空壓機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)原理如圖 44所示。當(dāng)壓力大于設(shè)定值時(shí)，通過 PID 調(diào)節(jié)降低頻率，當(dāng)頻率降為 20HZ，延時(shí) 30s 后，若測(cè)量值仍大于設(shè)定值，則變頻器切換到下一正在運(yùn)行的空壓機(jī)進(jìn)行調(diào)速，同時(shí)關(guān)閉當(dāng)前機(jī)。當(dāng)用風(fēng)量減小，若 3 臺(tái)空壓機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)， 3 空壓機(jī)變頻運(yùn)行而此時(shí)變頻器的頻率降到頻率的下限值 20Hz 時(shí)，則自動(dòng)停止 1空壓機(jī)，若還不能滿足要求，則自動(dòng)停 止 2 空壓機(jī)的運(yùn)行。 運(yùn)行：正常情況，電機(jī) M1 處于變頻調(diào)速狀態(tài)，電動(dòng)機(jī) M M3處于停機(jī)狀態(tài)。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及變送器、電磁線圈、控制閥等直接連接。 PLC 的主要特點(diǎn) (1)高可靠性 1)所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 映像區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在 下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。包括邏輯運(yùn)算功能。傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)被淘汰。 鑒于以上原因，本系統(tǒng)選用螺桿式空壓機(jī)。當(dāng)壓力稍高于排氣管中的壓力時(shí)，缸內(nèi)空氣便頂開排氣閥排入排氣管中，并繼續(xù)排出到活塞移至左邊的末端為止。當(dāng)活塞 2 向右邊移動(dòng)時(shí)，汽缸左邊的容積增大，壓力下降 ,當(dāng)壓力降到稍低于進(jìn)氣管中空氣壓力時(shí)，管內(nèi)空氣便頂開進(jìn)氣閥 3進(jìn)入氣缸，并隨著活塞的向右移動(dòng)繼續(xù)進(jìn)入氣缸，直到活塞移至右邊的末端為止。 3)不能制成微型：螺桿壓縮機(jī)依靠間隙密封氣體，目前一般只有容積流量大于，螺桿壓縮機(jī)才具有優(yōu)越的性能。 (1)螺桿壓縮機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 1)可靠性高：螺桿壓縮機(jī)零部件少，沒有易損件，因而它運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，壽命長(zhǎng)，大修間隔期可達(dá) 4～ 8萬小時(shí)。其嚙合面逐漸向排氣端移動(dòng)。轉(zhuǎn)子兩端的圓柱滾子軸承使轉(zhuǎn)子實(shí)現(xiàn)徑向定位，并承受壓縮機(jī)中的徑向力。 空壓機(jī)控制系統(tǒng)中 PLC 的引入極大地簡(jiǎn)化了空壓機(jī)系統(tǒng)的操作，節(jié)省了人力并且提高了系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。影響其安全生產(chǎn)的因素主要有 空壓機(jī) 的超溫、超壓、斷水、斷油等。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 關(guān)鍵詞： 空氣壓縮機(jī)；可編程控制器（ PLC）控制系統(tǒng)；變頻器 ； PID 調(diào)節(jié)器 河南理工大學(xué)成人教育 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說 明 書 目 錄 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1 PLC 控制在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展近況 ................................................................................... 1 課題的背景和意義 ...................................................................................................... 1 第二章 空氣壓縮機(jī) .................................................................................................................. 3 空氣壓縮機(jī)及分類 ...................................................................................................... 3 螺桿式空壓機(jī) .............................................................................................................. 3 螺桿式空壓機(jī)基本結(jié)構(gòu) ................................................................................... 3 螺桿壓縮機(jī)的工作原理 ................................................................................... 4 螺桿壓縮機(jī)的特點(diǎn) ........................................................................................... 4 活塞式空壓機(jī) .............................................................................................................. 5 第三章 可編程控制器（ plc）控制系統(tǒng) .................................................................................. 8 PLC 的產(chǎn)生和發(fā)展 ........................................................................................................ 8 PLC 基本結(jié)構(gòu) ................................................................................................................ 8 PLC 基本工作原理 ........................................................................................................ 9 掃描技術(shù) ........................................................................................................... 9 PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間 ....................................................................................... 11 PLC 的主要特點(diǎn) .......................................................................................................... 11 第四章 基于 plc 的煤礦空壓機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 .............................................................. 13 控制系統(tǒng)組成 ............................................................................................................ 13 控制系統(tǒng)的工作原理 ................................................................................................ 14 空壓機(jī)切換工作過程 ..................................................................................... 19 通信方式 ..............................................