【正文】 ............................................................................ 6 溫度傳感器的選擇 .................................................................................... 6 主控單元的設(shè)計 .................................................................................................. 13 PLC 的特點 .............................................................................................. 13 PLC 的硬件系統(tǒng)組成 .............................................................................. 16 PLC 工作的全過程分為三部分 .............................................................. 17 PLC 的外部結(jié)構(gòu)及各部件的作用 .......................................................... 19 執(zhí)行原件的設(shè)計 .................................................................................................. 23 變頻調(diào)速技術(shù)的特點及應(yīng)用 .................................................................. 23 變頻器的原理與控制及選型 .................................................................. 24 變頻器的外部配置及應(yīng)注意的問題 ...................................................... 27 風(fēng)機、水泵采用變頻控制的優(yōu)勢 .......................................................... 28 離心式水泵的組成及工作原理 .............................................................. 30 離心泵的相關(guān)參數(shù)的分析及計算 .......................................................... 30 水泵臺數(shù)的確定原則 .............................................................................. 36 PLC 與變頻器的通信 ........................................................................................... 37 與計算機、上位 PLC 的通信 ............................................................ 37 用 S7200 實現(xiàn) PID 控制 .......................................................................... 44 4 冷卻水溫度控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ................................................................................. 47 WINCC 的性能特點 ............................................................................................... 47 WinCC 簡介 .............................................................................................. 47 WinCC 的性能特點 .................................................................................. 47 WinCC 的新增功能 ........................................................................ 48 系列 PLC 與 WINCC 組態(tài)軟件的通信 ....................................................... 50 通過 Profibus 協(xié)議進行通信的實現(xiàn) ................................................... 50 通過 PPI 協(xié)議進行通信的實現(xiàn) .............................................................. 51 通信實例研究和實現(xiàn) .............................................................................. 52 結(jié) 論 ............................................................................................................................. 56 參考文獻 ............................................................................................................................. 58 致 謝 ............................................................................................................................. 60 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計 1 1 緒論 焊接溫度控制的發(fā)展、現(xiàn)狀及 趨勢 焊接溫度的檢測 無 論何種控溫系統(tǒng)，焊接溫度的實時檢測是一個重要而又困難的問題。 金屬復(fù)合板材生產(chǎn)技 術(shù)綜述 。其中鉑熱是阻的測量精確度是最高的，它不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)測溫，而且被制成標準的基準儀。 PT100 設(shè)計參數(shù) PT100 鉑熱電阻 A 級在 0℃時的電阻值 R0=100177。 通常情況下是這樣的，將一個基準電壓加在 pt100 回路上，測量 pt100 上的電壓信號（ mv），阻值變化是電壓信號自然也變化，再經(jīng)過運放放大后入入 A/D 芯片入行 A/D 轉(zhuǎn)換，經(jīng)過程序再將電壓信號換算成電阻值，采用查表方式（將電阻值和相對應(yīng)的 溫度值做成表格放到芯片 rom中）的到溫度值 測量結(jié)構(gòu) ① 裝配式鉑電阻 裝配式鉑電阻由外保護管、延長導(dǎo)線、測溫電阻、氧化鋁裝配而成，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單，適用范圍廣，成本較低，絕大部分測溫場合使用的產(chǎn)品均屬裝配式，其結(jié)構(gòu)如 圖35： ② 鎧裝鉑電阻 鎧裝鉑電阻由電阻體、引線、絕緣氧化鎂及保護套管整體拉制而成，頂部焊接鉑電阻，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較高，比普通裝配式鉑電阻的響應(yīng)速度更快，抗震性能更好，測溫范圍更寬，并且長度方向可以彎曲，適用于剛性保護管不能插入 或需要彎曲 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計 11 圖 35裝配式鉑電阻結(jié)構(gòu)圖 測量的部位測溫，但必須注意的是由于頂部是測溫元件所在位置，所以其端部 30mm是不得彎曲的，其結(jié)構(gòu)如圖 36： 圖 36鎧裝鉑電阻結(jié)構(gòu)圖 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計 12 圖 37 消除非線性誤差的電橋電路 D VC C A VC C B R1 R2 R3 R3C 圖 38 穩(wěn)定電壓源的電橋電路 RW1RW2RW3AB1B2 RTAB1B2 A 2 A11 0 KR 5 2 K 1 0 KR 61 0 K1 0 K1 0 K1 0 KR 4 O P 2 7 0 A 3 O P 2 7 0 UTR2R11 0KR31 0 0 K1 0K U0 1 0 0 歐 姆 0 ℃電纜 圖 39 3線式測溫度路實例 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計 13 圖 310電橋的二線制接線電路 圖 311電橋的 三線制接線電路 圖 312 PT100 前置放大電路 主控單元的設(shè)計 PLC 的特點 抗干擾能力強，可靠性好 : 滾焊機采用 PLC 控制后，大大簡化了復(fù)雜的繼電器邏輯，提高了系統(tǒng)的可靠性；而且操作簡單．運行穩(wěn)定，焊接效果良好，經(jīng)過實踐運行表明：該系統(tǒng)技術(shù)性能 完全達到國外同類機組的技術(shù)裝配水平．保持了零故障運行，產(chǎn)生了極大的經(jīng)濟效益和社會效益。 PLC 的硬件系統(tǒng)組成 PLC 的硬件系統(tǒng)主要由中央處理器（ CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口電源等部分組成。 圖 320 S7200系列 PLC外部結(jié)構(gòu)實物圖 輸出接線端子：用于連接被控設(shè)備。 確定 PLC的 I/O 點數(shù)，選擇 PLC機型。 ⑥ PLC 模塊的選擇 ： 遠程 I/O 模塊：輸入、輸出裝置比較分散，工作現(xiàn)場遠離控制站。 變頻調(diào)速技術(shù)的特點及應(yīng)用 變頻器基礎(chǔ)： VVVF 是 Variable Voltage and Variable Frequency 的縮寫，意為改變電壓和改變頻率，也就是人們所說的變壓變頻。這就是水泵變頻調(diào)速的節(jié)能作用。 由式（ 1）可知，轉(zhuǎn)速 n 與頻率 f 成正比，只要改變頻率 f 即可改變電動機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率 f在 0～ 50Hz 的范圍內(nèi)變化時，電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。 ③ 矢量控制（ VC）方式 矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流 Ia、 Ib、Ic、通過三相－二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流 Ia1Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流電流 Im It1（ Im1 相當(dāng)于直流電動機的勵磁電流； It1 相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流），然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標反變換，實現(xiàn)對異步電動機的控制。 轉(zhuǎn)矩控制型變頻器的選型及相關(guān)問題 基于調(diào)速方便、節(jié)能、運行可靠的優(yōu)點，變頻調(diào)速器已逐漸替代傳統(tǒng)的變極調(diào)速、電磁調(diào)速和調(diào)壓調(diào)速方式。尤其是從變頻器到電機之間 的動力電纜一定要選用屏蔽結(jié)構(gòu)的電纜，且要盡可能短，這樣可降低電磁輻射和容性漏電流。改造設(shè) 備時，不涉及電動機及所驅(qū)動的風(fēng)機、泵本身，停機改造時問短。另外， 由 PWM 變頻器產(chǎn)生的矩形斬波沖擊電壓疊加在電動機運行電壓上，會對電動機對地絕緣構(gòu)成威脅。 特別要考慮絕緣耐沖擊電壓的能力。變頻器在調(diào)速范圍、加減速性能、速度、精度等方面的優(yōu)勢和其增速特性，可使生產(chǎn)效率顯著提高。 需要注意的是，變頻器的額定容量及參數(shù)是針對一定的海拔高度和 環(huán)境溫度而標出的，一般指海拔 1000m 以下，溫度在 40℃或 25℃以下。天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計 27 其實質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實現(xiàn)的。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機無級調(diào)速的需要而誕生的。 變頻調(diào)速的主要特點有：體積小，重量輕，可掛墻安裝，不占地面；可手控、遙控，亦可與可編程可控制器、計算機等聯(lián)結(jié)，實現(xiàn)自控；啟動電流約為電機額定電流的１ .７倍（電機啟動電流為５倍～ 7 倍額定電流），對電網(wǎng)設(shè)備沖擊??；具有許多種保護功能（如過壓、欠壓、過流、短路、瞬間停電等）；可減振降噪，延長設(shè)備使用壽命。 ⑧ PLC 的軟件設(shè)計 ： PLC 的軟件設(shè)計指 PLC 控制系統(tǒng)中用戶程序的設(shè)計。 包括驅(qū)動負載 ：