【正文】 待控制臺及現(xiàn)場施工完成后，就可以進行聯(lián)機調(diào)試。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。(7) 編制技術(shù)文件。 控制系統(tǒng)硬件設計在硬件設計中，采用一臺變頻器控制三臺空壓機的電機運行，三臺電機的運行都有變頻/工頻兩種狀態(tài)，每臺電機都需要通過兩個接觸器與工頻電源和變頻輸出電源相連。變頻器輸入電源前面接入一個自動空氣開關，來實現(xiàn)電機、變頻器的過流過載保護接通，空氣開關的容量依據(jù)電機的額定電流來確定。還需要在工頻電源下面接入同樣的自動空氣開關，來實現(xiàn)電機的過流過載保護接通。在PLC的220V輸入電源前也需要接入自動空氣開關，保證PLC的正常運行。所有接觸器的選擇都要依據(jù)電動機的容量適當選擇。（主電路如圖49）由于每臺電機的工作電流都在幾百安以上，為了顯示電機當前的工作電流，必須在每臺電機三相輸入電源前面都接入一個電流互感器，電流互感器和熱繼電器、電流表連接。電流表安裝在控制柜上，可以方便地觀察電機的三相工作電流，便于操作人員監(jiān)測電機的工作狀態(tài)。同時熱繼電器可以實現(xiàn)對電動機的過熱保護。變頻器主電路電源輸入端子(U1，V1，W1)經(jīng)過空氣開關與三相電源連接，變頻器主電路輸出端子(U2，V2，W2)經(jīng)接觸器接至三相電動機上。對于有變頻/工頻兩種狀態(tài)的電動機，一定要保證在工頻電源拖動和變頻輸出電源拖動兩種情況下電機旋向的一致性，否則在變頻/工頻的切換過程中會產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)換電流，致使轉(zhuǎn)換無法成功。在變頻器起動、運行和停止操作中，必須用觸摸面板的運行和停止鍵來操作，不得以主電路的通斷來進行。上位機PLC變頻器M1~M3~M2~Km1Km2Km3Km4Km5Km6FR1FR3FR2QF1QF2QF3QF4L1L2L3圖49 控制系統(tǒng)主電路圖 PLC選型 本系統(tǒng)中共有3臺電機、3個電磁閥、7個壓力傳感器、12個溫度傳感器，啟動停止等開關控制信號共19個，共有64個I/O點、它們構(gòu)成了被控對象。電機的啟動由開關量控制，PLC模擬量模塊輸出4～20mA電流作為變頻器的控制端輸入，進行壓力的恒壓控制。PLC輸入輸出模塊I/O點數(shù)如表42所示。表42 PLC輸入輸出模塊I/O點數(shù)I/O類型模擬量輸入模擬量輸出開關量輸入開關量輸出信號類型類型數(shù)量類型數(shù)量類型數(shù)量類型數(shù)量進水溫度3變頻器控制型號1緊急停止3工頻繼電器3潤油溫度3檢修/正常3變頻繼電器3風包溫度3故障燈復位3超溫燈3電機溫度3報警燈復位1斷水燈3進水壓力3啟動按鈕3電磁閥3后冷壓力3停止按鈕3報警燈1總管壓力1自動/手動3運行燈3檢修燈3油壓低燈3統(tǒng)計點數(shù)AI19AO1DI19DO25總計64根據(jù)被控對象的I/O點數(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?？紤]到以后的擴展要求，選用CPU313C型號PLC，S7313C CPU包括一個主要處理單元、AI5/AO2以及DI24/DO16，這些都被集成在一個緊湊的獨立的設備中，該型號具有24數(shù)字輸入、16數(shù)字輸出。可提供標準值為24V DC的輸入和輸出電壓。其技術(shù)參數(shù)為：(1)指令運行時間：（二進制/定點/浮點）(2)主存儲器：32KB(3)SIMATIC Micro存儲卡：64KB～4M(4)本機分布式I/O：DI/DO：24/16 A1/AO*PT100：4+1/2(5)技術(shù)功能: 計數(shù)頻率測量：3 ( 30KHz ) ～ 4 ( )(6)接口：MPI (7)外形尺寸：120125130本設計變頻器選擇西門子MM440變頻器。它采用高性能的矢量控制技術(shù)，提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的動態(tài)特性，同時具備超強的過載能力，以滿足廣泛的應用場合。創(chuàng)新的BiCo（內(nèi)部功能互聯(lián)）功能有無可比擬的靈活性。 (1)主要特征 200V240V 177。10%，單相/三相，交流，； 380V480V177。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)置制動單元； 三組參數(shù)切換功能?？刂乒δ埽?線性v/f控制，平方v/f控制，可編程多點設定v/f控制，磁通電流控制免測速矢量控制，閉環(huán)矢量控制，閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制，節(jié)能控制模式； 標準參數(shù)結(jié)構(gòu)，標準調(diào)試軟件； 數(shù)字量輸入6個，模擬量輸入2個，模擬量輸出2個，繼電器輸出3個；獨立I/O端子板，方便維護；采用BiCo技術(shù)，實現(xiàn)I/O端口自由連接；內(nèi)置PID控制器，參數(shù)自整定；集成RS485通訊接口，可選PROFIBUSDP/DeviceNet通訊模塊； 具有15個固定頻率，4個跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；可實現(xiàn)主/從控制及力矩控制方式；在電源消失或故障時具有自動再起動功能；靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，帶有起始段和結(jié)束段的平滑特性；快速電流限制（FCL），防止運行中不應有的跳閘； 有直流制動和復合制動方式提高制動性能。 (2)保護功能 過載能力為200％額定負載電流，持續(xù)時間3秒和150％額定負載電流，持續(xù)時間60秒；過電壓、欠電壓保護；變頻器、電機過熱保護；接地故障保護，短路保護；閉鎖電機保護，防止失速保護；采用PIN編號實現(xiàn)參數(shù)連鎖。傳感器是能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。作為一個參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，傳感器占有非常重要的地位。下面對本系統(tǒng)中所涉及的傳感器作簡要比較并最終選型。(1)壓力傳感器的選型現(xiàn)場所需要測量的壓力參數(shù)有主機進水壓力、儲氣罐氣體壓力。壓力信號要求范圍為0～1MPa，%以上。目前市場上的壓力傳感器種類繁多，在選型時應根據(jù)不同的使用條件選擇不同的傳感器。本系統(tǒng)采用北京科熱測控技術(shù)有限責任公司研制的GPT壓力變送器。GPT壓力變送器壓力測量特性如下：傳感器為316不銹鋼膜片結(jié)構(gòu)，適用被測介質(zhì)可以是腐蝕性氣體、液體、蒸汽，測量范圍在20KPa～20MPa，%，%，%，三倍過壓范圍。信號輸出特性：電流型輸出：DC/4～20mA，最大負載電阻測算(含傳輸線內(nèi)阻)：Rmax= ( V 12 ) /（其中V為供電電壓）。供電特性：推薦工作供電電壓：DC/24V，空載工作電壓：DC/12V，最高過載電壓：DC/40V，最大輸出限流：30mA，內(nèi)設電壓極性反接保護。工作環(huán)境特性：環(huán)境溫度補償范圍：0～50℃，環(huán)境溫度工作范圍：20～80℃。工作環(huán)境濕度范圍：0～80％。外型結(jié)構(gòu)與典型接線：探頭外型尺寸：φ59mm120mm，重量：650g。 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。(2)溫度傳感器的選型現(xiàn)場的溫度信號范圍為0～160℃，所以溫度傳感器采用PT100標準電阻溫度傳感器。PT100是鉑電阻溫度傳感器，它適用于測量60℃到+400℃之間的溫度。(1)輸入輸出地址分配如表43所示表43輸入輸出地址分配(2)部分控制程序如下：// 上電初始化，調(diào)用子程序LD CALL SBR0LD S , 1LD S ，1// 變頻器頻率上限時增開空壓機LD AD= VD250, VD208AN TON T37, 50// 符合增開條件時，工頻空壓機運行數(shù)加1LD T37AB= VB301, 1EU= INCB VB301// 頻率下限時減開空壓機LDD= VD250, 1000AN TON T38, 30// 符合減開條件時，工頻機運行數(shù)減1LD T38AB VB301, 0EU= DECB VB301// 變頻器復位LD O O = // 產(chǎn)生當前空壓機工頻啟動脈沖信號LD T34EU= R , 1Network 17 LD S , 1Network 18 LD TON T39, 30Network 19 // 產(chǎn)生下一臺空壓機變頻運行啟動信號LD T39EU= R , 1R , 1致 謝本文是在沈老師的悉心指導下完成的，從論文的選題，方案的制定，工作的實施和論文的撰寫都得到了老師的許多啟發(fā)和指點。在設計期間，沈老師對我的設計表示了無微不至的關心，在我設計中遇到的每個問題和難點都得到了耐心、細致的指導和幫助，沈老師豐富的專業(yè)知識，精益求精，嚴謹治學的態(tài)度，求實的工作作風都使我受益匪淺。在論文成稿之際，謹向老師表示由衷的感謝和良好的祝愿。同時，感謝我的父母和親人給予我的無私的關懷和支持。此外，還要特別感謝與我一組的同學，當我遇到難題時，我們會共同探討，一起攻克難關。最后，感謝各位專家?guī)熼L在百忙之中審閱和指導。參考文獻[1] 寥常初主編. S7300/400 :機械工業(yè)出版社，.[2] 李向東主編. :機械工業(yè)出版社，.[3] 于慶廣. :清華大學出版社,2004.[4] 徐少明，:機械工業(yè)出版社，1994.[5] 吳中俊，：機械工業(yè)出版社，2004.[6] 黃山. PLC控制系統(tǒng)在煤礦空壓機中的應用:[學士學位論文]..[7] :[碩士學位論文].[8] 廖子庭,潘榮果. ,第6期: 1719.[9] 楊春軍. 基于PLC在礦山空氣壓縮機控制系統(tǒng)中的應用材料工程學. 中國論文下載中心. [10] 顧永輝等. 煤礦電工手冊——煤礦固定設備電力拖動. 煤炭工業(yè)出版社. 37