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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計(jì)花式噴泉的plc控制設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-07-26 14:29 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 個(gè)水泵?;ㄊ絿娙刂葡到y(tǒng)的原理如圖 22 所示:第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 可編程控制器(PLC)的選擇 PLC 概述可編程控制器,英文稱 Progammable Controller,簡(jiǎn)稱 PLC,本課題中用PLC 作為它的簡(jiǎn)稱。 PLC 是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù),但基于電子計(jì)算機(jī)。它通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)在其內(nèi)存中的程序,把經(jīng)輸入電路的物理過(guò)程得到的輸入信息,變換為所要求的輸出信息,進(jìn)而再通過(guò)輸出電路的物理過(guò)程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。PLC 有豐富的指令系統(tǒng),有各種各樣的 I/O 接口、通信接口,有大容量的內(nèi)存,有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng),因而具有以下基本的功能:;;;;(可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)部中斷)功能;;;、自診斷功能??梢哉f(shuō),凡普通小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能,PLC 幾乎也都可以做到。 的選型 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)確定控制方案,下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此,工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí),應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求,控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作,然后根據(jù)控制要求,估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等,最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。(1)輸入輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)的估算I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ8鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù),再增加 10%~20%的可擴(kuò)展余量后,作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。(2)存儲(chǔ)器容量的估算存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小,程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小,因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段,由于用戶應(yīng)用程序還未編制,因此,程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的,需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算,通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)代替。(3)控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)控制的需求,主要介紹一下幾種功能的選擇。PLC 主要用于順序邏輯控制,因此,大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,提高 PLC 的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。離線編程方式:PLC 和編程器公用一個(gè) CPU,編程器在編程模式時(shí),CPU 只為編程器提供服務(wù),不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后,編程器切換到運(yùn)行模式,CPU 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制,不能進(jìn)行編程。離線編程方式降低系統(tǒng)成本,但使用和調(diào)試不方便。在離線編程方式:CU 和編程器有各自的CPU,主機(jī) CPU 負(fù)載現(xiàn)場(chǎng)控制,并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī),下一掃描周期,主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言:順序功能(SFC) 、梯形圖(LD) 、功能模式圖塊(FBD)三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表(il) 、結(jié)構(gòu)體文(ST)兩種文本語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)(IEC113123) ,同時(shí),還應(yīng)該支持多種語(yǔ)言編程方式,如 C,Basic 等,以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。PLC 的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置,軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過(guò)軟件對(duì) PLC 內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷,通過(guò)軟件對(duì) PLC 的 CPU 與外幣輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱,直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求,并影響平均維修時(shí)間。 4.機(jī)型的選擇 通過(guò)對(duì)輸入/輸出點(diǎn)的選擇、對(duì)存儲(chǔ)量的選擇?對(duì) I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型的分許。 該控制系統(tǒng)選用三菱公司 FXON 系列的 PLC。它體積小,重量輕,使用壽命長(zhǎng),編程和維護(hù)方便,故障率低,通過(guò)擴(kuò)展模塊的鏈接,可以增加輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。我設(shè)計(jì)的花式噴泉模型共有 6 個(gè)輸入,11 個(gè)輸出,因此,選用型號(hào)為FX2N32MR 的 PLC。 變頻器的選型變頻調(diào)速技術(shù)是針對(duì)固定工頻而采取的高效節(jié)能措施,工頻(50Hz)是發(fā)電的最佳頻率,但它并非是所有用電設(shè)備的最佳工作頻率,因而導(dǎo)致許多設(shè)備長(zhǎng)期處于低頻率、低功率引述運(yùn)行狀態(tài)。占全國(guó)耗電 2/3 的交流電動(dòng)機(jī)目前大多數(shù)還在工頻、恒速下運(yùn)動(dòng),運(yùn)行效率只有 60%左右。為了提高效率,所以在本設(shè)計(jì)中用到變頻器。變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。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) ,先把貢品交流電源通過(guò)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(dòng)機(jī)。整流部分為三橋式不可控整流器,逆變比分為 IGBT 三相橋式逆變器,且輸出為 PWM 波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn):(1)采用變頻的目的:恒壓控制或恒流控制等。(2)變頻器的負(fù)載類型。如葉片泵或容積泵等,特別注意負(fù)載的性能曲線,性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)的方式方法。(3)變頻器與負(fù)載的匹配問(wèn)題::變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。:普通的離心泵,變頻器的額定電流與電動(dòng)機(jī)的額定電流相符。對(duì)于特殊的負(fù)載如深水泵等需要參考電機(jī)的性能參數(shù),以最大電流確定變頻器電流和過(guò)載能力。:這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或又減速裝置時(shí)有可能發(fā)生。Ⅰ.在使用變頻器驅(qū)動(dòng)告訴電機(jī)時(shí),由于高速電機(jī)的電抗小,高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流地阿牛值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型,其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。Ⅱ.變頻器如果要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí),此時(shí)要采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響,避免變頻器出力不足,所以在這樣的情況下,變頻器容量要更大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。Ⅲ.對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合,如高溫,高海拔,此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容,變頻器的容量要放大一檔。 本設(shè)計(jì)是通過(guò)變頻器蘇調(diào)技術(shù)來(lái)控制每環(huán)噴水的高度。我選用的是 FRS520(E)系列變頻調(diào)速器。其實(shí)物圖如圖 31 示。 水泵的選型泵是一種面大量廣通用型號(hào)機(jī)械設(shè)備,它廣泛地應(yīng)用于石油、化工、電力、冶金、礦山、選船、輕工、農(nóng)業(yè)、民用和國(guó)防各部門(mén),在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。泵的電能消耗起了積極作用。但是目前在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域中,由于選型不合理,許多的泵處于不合理運(yùn)行狀況,運(yùn)行效率低,浪費(fèi)了大量能量。還有的泵由于選型不合理,根本不能使用,或者使用維修成本增加,經(jīng)濟(jì)效益低。由此可見(jiàn),合理選泵對(duì)節(jié)約能源同樣具有重要意義。所謂合理選泵,就是要綜合考慮泵機(jī)組和泵站的投資和運(yùn)行費(fèi)用等綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),使之符合經(jīng)濟(jì)、安全、適用的原則。具體來(lái)說(shuō),有以下幾個(gè)方面:必須滿足使用流量和揚(yáng)程的要求,即要求泵的運(yùn)行工次點(diǎn)經(jīng)常保持在高效間運(yùn)行,這樣既能剩動(dòng)力又不易損壞。所選擇的水泵既要體積小、重量輕、造價(jià)便宜,又要具有良好的特性和較高的效率。具有良好的抗氣蝕性能,這樣既能減小泵房的開(kāi)挖深度,又不使水泵發(fā)生氣蝕,運(yùn)行平衡、壽命長(zhǎng)。 水泵的參數(shù)及性能(1)水泵的主要參數(shù)水泵參數(shù)是指工作性能的主要技術(shù)數(shù)據(jù),包括流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、效率和比轉(zhuǎn)數(shù)等。(Q)泵的流量市直單位時(shí)間所排出的液體的數(shù)量。通常泵的流量用體積計(jì)算,以 Q 表示
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