【正文】 （ 3）接下來我做個簡單的實例 ： 啟動編程軟件 GXDeveloper，創(chuàng)建一新工程 。當達到液面 1/3 時 ,L1 變?yōu)?ON,啟動攪拌電機 M，對兩種液體進行攪拌。 21 第五章 PH值 測量 儀 PH 測量儀（選 303 工業(yè) PH） 在控制系統(tǒng)中檢測是非常重要的一部分，它將檢測到控制量反饋給系統(tǒng)， 才能實現(xiàn)自動控制，該系統(tǒng)需要檢測的是 PH值，該系統(tǒng)中選用 PH測量儀，它的作用是通過安裝在酸化罐中的 PH測量儀傳感器，把 PH信號變成 4～ 20 mA間變化的電流 信號 的標準信號送入 變頻器的模擬量輸入端口 進行 PID調(diào)節(jié)，經(jīng)運算與給定 PH參數(shù)進行比較，得出一個 調(diào)節(jié)參數(shù)，送給控制電機 ， 調(diào)節(jié)電機的 轉(zhuǎn)速， 進而控制電動球閥的開度， 調(diào)節(jié)系統(tǒng) 反應(yīng)液的進液 量，使酸化罐中的 PH保持在給定 PH上；當 PH不符合的給定值時，通過變頻器調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速。 如果輸出存在電氣噪聲或者電壓波動，可以連接一個平滑電容器（ 。以下介紹三菱 FX N2系列 PLC的模擬量 輸入 模塊 FX2AD。 ，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。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。 接觸器是一種用來頻繁地接通或切斷負載的主電路和大容量的控制電器，便于實現(xiàn)遠距離控制的自動切換電器。 PLC控制變頻器的運行與關(guān)斷； U、 V、 W輸出端接接觸器接電機，變頻器 驅(qū)動 電機 。 （ 3） 外輸入端子模擬量頻率選擇操作方式。 通用變頻器按工作方式分類的主要工程意義在于各類變頻器對負載的適應(yīng)性?，F(xiàn)代變頻器控制電路的核心器件是微型計算機，全數(shù)字化控制為變頻器的優(yōu)良性能提供了硬件保障 ]6[ 。這種無功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件 (電容器或電抗器 )來緩沖。 而交流電動機的同步轉(zhuǎn)速 : PfN 11 60? 式中 1N 同步轉(zhuǎn)速， r/min； 1f 定子頻率， Hz； P 電機的極對數(shù)。變頻 器的技術(shù)規(guī)格已統(tǒng)一成國際性標準，可根據(jù)用戶的需要實現(xiàn)靈活的配置 。 3）控制理論和微電子技術(shù)的支持 。這樣可以有效的減輕 工作人員 的勞動強度， 減少誤操作，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，改善工作環(huán)境， 基本實現(xiàn)自動化控制 。而且還要人工嚴格控制加酸的速度，加酸速度過快暴沸，容易造成人 生安全問題的發(fā)生。 變頻器的 PLC變頻調(diào)速系統(tǒng) 集變頻 技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。 (4)進行畢業(yè)設(shè)計撰寫 ,進行最后的整 理、調(diào)試、改善畢業(yè)設(shè)計的工作 。 本設(shè) 計的目的就是將其改為基于FX2N變頻器的 PLC 變頻調(diào)速系統(tǒng)。 的選型設(shè)計。 二 . 論文（設(shè)計）的基本要求 畢業(yè)設(shè)計題目為：基于 FX2N變頻器的 PLC 變頻調(diào)速設(shè) 。在中國 , FXN2在同類小型 PLC 中 ,以絕對的優(yōu)勢占據(jù)著最大的市場份額。本設(shè)計針對重鉻酸鈉生產(chǎn)過程中酸化的技術(shù)的落后進行改造。企業(yè)主導(dǎo)產(chǎn) 品鉻鹽系列有紅礬鈉、鉻酸酐、氧化鉻綠、鉻粉以及硫酸、水泥等，利用鉻鹽廢渣生產(chǎn)的產(chǎn)品有硫化堿、氫氧化鋁、氧化鋁、含鉻合金，冰晶石、鋁鉻鞣劑、草酸亞鐵、鉻黑、五氧化二釩、氟硅酸鈉等。 直到酸化值達到設(shè)定 pH 值 3 時放出酸化液 ， 也就意味著這罐 酸化液達到了指標范圍。但是隨著社會生產(chǎn)力及技術(shù)的不斷發(fā)展，直流傳動的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯示出來。國內(nèi)許多合資公司生產(chǎn)當今國際上先進的產(chǎn)品，自己開發(fā)應(yīng)用軟件，能為國內(nèi)外重大工程項目提供一流的電氣傳動控制系統(tǒng)，在變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用和研究上取得了很大的成績 。但開關(guān)頻率提高，會增加器件自身的開關(guān)損耗，影響變頻器的效率和可靠性，使其調(diào)制頻率受到限制。變頻器分為交 交和交 直 交兩種形式。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出。因而實際變頻器中采用 E/f控制。功能碼在出廠時已按默認值存儲。根據(jù)設(shè)計要求，變頻器選用通用型產(chǎn)品， 三菱變頻器 比較適合。當 PH 測量儀傳感器測得的實際 PH 值大于 3 時， 選擇更高轉(zhuǎn)速的端口， 變頻器輸出頻率增加， 計量泵 電機加速運行；當 PH 測量儀傳感器測得的實際 PH值小于 3時 ，選擇更低轉(zhuǎn)速的端口， 變頻器輸出頻率減小， 計量泵 電機減速運行。接觸器電磁鐵的線圈 接到控制電路小?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。 (3)其他邏輯控制。 10%， 85mA（源于主單元的外部電源） 數(shù)字電路 5VDC， 30mA（源于主單元的內(nèi)部電源） 表 43模擬輸入 量輸入 性能指標 18 項目 電壓輸入 電流輸入 電壓或電流輸入的選擇基于 FX2N對輸入端子的選擇，一次可同時使用 4個輸入點 模擬輸入范圍 DC 0到 10V（輸入阻抗： 200千歐） DC0到 20mA（輸入阻抗：250歐） 數(shù)字輸出 12位 分辨率 4uA 總體精度 177。不要將任何單元連接到未用端子 ]16[ 。其 PH檢測范圍為 ～ ，檢測精度為177。 評估控制任務(wù) 該控制系統(tǒng)有 5 個輸入點，分別為 SB SB液面?zhèn)鞲衅?L L2， PH測量儀 L3,； 26 有 5 個輸出點 Y Y Y M、 HL， I/O 總點數(shù)有 10 個。 （ 3）仿真啟動后可以看到，輸入藍色底的代表通路，輸出藍色底的代表得電。 仿真裝置 仿真裝置：裝有 PLC 編程軟件 GXDeveloper（兼容仿真軟件 GXsimulator）的計算機一臺。 22 ORP（ mV）：177。 b0=0 →模數(shù)轉(zhuǎn)換通道 為 CH1； b0=1 →模數(shù)轉(zhuǎn)換通道為 CH2； b1由 0→ 1，模 /數(shù)轉(zhuǎn)換開始 。其通常轉(zhuǎn)換速度為 。 FX N2 、 FX NC2 型 PLC的功能很強，基本單元輸入輸出點數(shù)在 16~128之間，最多可以擴展到 256點，編程指令也很強，運行速度也很快，可用于要求很高的場合。 梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，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。 另外有一種叫帶阻濾波器，就是濾掉一定頻率內(nèi)的信號，高和低的都通過 。 圖 32 變頻調(diào)速系統(tǒng) 構(gòu)成方塊圖 整個 PLC 控制系統(tǒng)按用戶要求 采用比較指令 ，根據(jù)比較結(jié)果選擇合適 圖 34 變頻調(diào)速接線圖 變頻器與電源 及電動機的連接 電源通過熔斷器、接觸器、濾波器和變頻器連接 ，變頻器輸出端接電動機。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動機運行的噪音。 （ 2）外輸入端子數(shù)字量頻率選擇操作方式。采用轉(zhuǎn)差頻率控制的變頻器通常屬于多功能型變頻器。 一般三相變頻器的整流電路由三相全波整流橋組成。 (2)直流中間電路。 變頻調(diào)速技術(shù)作為高新技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)和節(jié)能技術(shù)，已經(jīng)滲透到所有經(jīng)濟領(lǐng)域的技術(shù)部門中。由于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具 有很強的信息處理能力，能通過自身學(xué)習(xí)來解決復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題，故目前已成為非線性系統(tǒng)建模的重要技術(shù)。 70 年代以來， 6 隨著新型自關(guān)斷電力電子器件、智能功率集成電路的問世，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展和計算機技術(shù)的應(yīng)用，新的控制策略不斷涌現(xiàn)，使得交流調(diào)速技術(shù)得到迅猛發(fā)展，并已在冶金、機械、電氣、紡織、食品等行業(yè)得到普遍應(yīng)用，交流調(diào)速以其顯著的節(jié)電效果，優(yōu)良的調(diào)速性能以及廣泛的適用性逐步取代直流調(diào)速的地位， 已經(jīng)成為電氣傳動領(lǐng)域發(fā)展的主流方向 。如果檢驗酸化率在指標范圍之內(nèi)時，開啟酸化罐放料閥將酸化液壓入酸化液儲罐進行下個工序的生產(chǎn)；如果檢測不合格時，就按要求補加硫酸和原液調(diào)制控制范圍之內(nèi) ]2[ 。因此，在生產(chǎn)上通常使硫酸過量，以保證鉻酸鈉充分轉(zhuǎn)化。 最終實現(xiàn)智能檢測 PH值 ，自動控制 進液量 ， 提高 自動化 水平 ， 提高 生產(chǎn) 效率的目的 。 （ 3）選定 PLC，設(shè)計 PLC 與擴展模塊、電機、變頻器的連接電路。 ，最后縮放于 A4 紙張上打印。 編號 0614320 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 2020 屆本科） 題 目： 基于 FX2N變頻器的 PLC 變頻調(diào)速設(shè)計 系 (部 )院： 機 電 工 程 系 專 業(yè)： 電 氣 工 程 及 其 自 動 化 作者姓名： 王 輝 指導(dǎo)教師： 張 曉 峰 職稱 : 副 教 授 完成日期： 2020 年 5 月 15 日 二 ○ 一 ○ 年 五 月 2 河西學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 （四）設(shè)計資料整理要求 A4 紙張打印，按照要求編寫目錄、頁碼后，按次序裝訂（含設(shè)計任務(wù)書）。 （ 2）根據(jù)選定的 PH 值調(diào)節(jié)點設(shè)計 PLC 電路并繪制 PLC 梯形圖。 這樣就構(gòu)成了以設(shè)定 PH 值為基準的閉環(huán)控制系統(tǒng)。在此公司主要采用硫酸法，硫酸法為最常用的工業(yè)方法： 其化學(xué)反應(yīng)式為： 2Na2CrSO4+H2SO4 ? Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O 鉻酸鈉轉(zhuǎn)變?yōu)橹劂t酸鈉的離子平衡式： 2CrO42+2H+ ? 2CrO4 ? Cr2O72+H2O 加入的酸發(fā)生酸的離解，離解式為： HA ? H++A 顯然，由于酸化 反應(yīng)為可逆反應(yīng)， 鉻鹽根的轉(zhuǎn)化率在理論上只能趨近于而不能達到 100%。應(yīng)用此方法檢測酸化率達到控制范圍之內(nèi)后 ，不得因攪拌時間不夠而造成生產(chǎn)料液局部酸化而使酸化液總樣不合格。 然而，要實現(xiàn)對交流電動機高性能的調(diào)速遠比直流電動機調(diào)速困難得多。各種高性能變頻控制都是國內(nèi)外研究的熱點，其未來主要的發(fā)展方向 是 1）實現(xiàn)變頻器的人工智能化對于交流電機這樣多變量、強耦合的參數(shù)非線性時變的復(fù)雜被控對象，要獲得良好的控制性能較為困難。研究環(huán)保型整流器，使其不產(chǎn)生諧波，且實現(xiàn)功率雙向流動是國內(nèi)外目前研究的熱點問題。電網(wǎng)側(cè)的變流器是整流器，它 的作用是把三相 (也可以是單相 )交流整流成直流 ]10[ 。 性能的優(yōu)劣決定了變頻器的性能。更重要的是，在 E/f=常數(shù)的條件下，通過對轉(zhuǎn)差率的控制，可以實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)矩的控制。具體操作又有兩種方法，一個按面板上頻率上升或頻率下降的按鈕調(diào)節(jié)輸出頻率，另一個方法是通過直接設(shè)定頻率 數(shù)值調(diào)節(jié)輸出頻率。因此，它們具有很高的運行可靠性