【導(dǎo)讀】 袈膅莈螂羈羈芄螁蝕膄膀螀袃羇薈蝿羅節(jié)蒄螈肇肅莀螇螇芀芆螇衿肅薅袆羈艿蒁裊肄肁莇襖螃芇芃蒀羆肀艿蒀肈蒞薈葿螈膈蒄蒈袀莄莀蕆膆芆蒆肅罿薄薅螄膅蒀薄袇羇莆薄聿膃莂薃蝿肆羋薂袁芁薇薁羃肄蒃薀肅芀荿蠆螅肂芅蚈袇羋膁蚈羀肁蕿蚇蝿芆蒅蚆袂腿莁蚅羄莄芇蚄肆膇薆蚃螆羀蒂螃袈膅莈螂羈羈芄螁蝕膄膀螀袃羇薈蝿羅節(jié)蒄螈肇肅莀螇螇芀芆螇衿肅薅袆羈艿蒁裊肄肁莇襖螃芇芃蒀羆肀艿蒀肈蒞薈葿螈膈蒄蒈袀莄莀蕆膆芆蒆肅罿薄薅螄膅蒀薄袇羇莆薄聿膃莂薃蝿肆羋薂袁芁薇薁羃肄蒃薀肅芀荿蠆螅肂芅蚈袇羋膁蚈羀肁蕿蚇蝿芆蒅蚆袂腿莁蚅羄莄芇蚄肆膇薆蚃螆羀蒂螃袈膅莈螂羈羈芄螁蝕膄膀螀袃羇薈蝿羅節(jié)蒄螈肇肅莀螇螇芀芆螇衿肅薅袆羈艿蒁裊肄肁莇襖螃芇芃蒀羆肀艿蒀肈蒞薈葿螈膈蒄蒈袀莄莀蕆膆芆蒆肅罿薄薅螄膅蒀薄袇羇莆薄聿膃莂薃蝿肆羋薂袁芁薇薁羃肄蒃薀肅芀荿蠆螅肂芅蚈袇羋膁蚈羀肁蕿蚇蝿芆蒅蚆袂腿莁蚅羄莄芇蚄肆膇薆蚃螆羀蒂螃袈膅莈螂羈羈芄螁蝕膄膀螀袃羇薈蝿羅

　　

【正文】 N，則有： xf ＝ fk Nf （ ） xU ＝ uk NU （ ） 其中 kf為頻率可調(diào)比， ku為電壓可調(diào)比。將上述兩個公式代入異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩公式可得變頻后的轉(zhuǎn)矩公式： 22212 2 21 2 1 232 [ ( ) ( ) ]um f N x x fp s r k UT k f s r r s k x x?? ? ? ? 其中： sx 為頻率為 fx 時的轉(zhuǎn)差率。 在變頻器正常工作情況下，即 kf＝ km1 時的機械特性如圖 310 所示。 nn 1n 2n 3n 4f 3f 4f 2f 1of 1 f 2 f 3 f 4T k 4 T k 3 T k 2 T k 1 T M 圖 310kf＝ km1 時的機械特性 由圖 42 可知隨著 f 的下降，臨界轉(zhuǎn)矩 Tkx 逐漸減少，電動機的帶負(fù)載能力也隨之下降。這無疑給變頻調(diào)速帶來了瑕點。而針對這種想象一般要 采取電壓補償法。新系列的變頻器一般都提供了設(shè)置自動轉(zhuǎn)矩補償功能。變頻器可以根據(jù)電流的大小自動地決定補償?shù)某潭取? （ ）） ] 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計 （論文） 20 變頻器選型 該系統(tǒng)選用的變頻器是西門子 MM430 變頻器， 具有多個繼電器輸出 ， 具有多個模擬量輸出（ 0~20 mA） ， 2 個模擬輸入： AIN1： 0~10 V， 0~20 mA 和 – 10 至+10 V； AIN2： 0~10 V， 0~20 mA， 6 個帶隔離的數(shù)字輸入，并可切換為 NPN/PNP 接線 。它是一種風(fēng)機水泵負(fù)載專用變頻器，能適用于各種變速驅(qū)動系統(tǒng)，尤其是適用于工業(yè)部門的水泵和風(fēng)機。該 型變頻器，具有能源利用率高的特點，優(yōu)化了部分結(jié)構(gòu)與功能，便于工作人員進行操作，實現(xiàn)功能強。 它們具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。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聲。全面而完善的保護功能為變頻器和電動機提供了良好的保護。 變頻器參數(shù)設(shè)置 該 工業(yè)污水處理 系統(tǒng)中的 MM430 變頻器是一種風(fēng)機水泵負(fù)載專用變頻器，能適用于各種變速驅(qū)動系統(tǒng)，尤其適合用于工業(yè)部門的水泵和風(fēng)機。該變頻器，具有能源利用率高的特點，優(yōu)化了部分結(jié)構(gòu)與功能，便于工作人員進行操作，實現(xiàn)其控制功能。在此控制系統(tǒng)中， 需要對變頻器進行通信控制，因此需先對變頻器的參數(shù)進行設(shè)置，主要對一下幾個參數(shù)進行調(diào)整，如表 311 所示。 表 311 變頻器參數(shù)設(shè)置表 參數(shù)號 參數(shù)值 說明 P0005 21 顯示實際頻率 P0700 2 由端子排輸入 P1000 2 模擬輸入 P1300 2 可用于可變轉(zhuǎn)矩負(fù)載 P2021 6 9600baud P2021 1 USS 地址 P0300 根據(jù)具體電動機設(shè)置 電動機類型 P0304 根據(jù)具體電動機設(shè)置 電動機額定電壓 P0305 根據(jù)具體電動機設(shè)置 電動機額定電流 P0310 根據(jù)具體電動機設(shè)置 電動機額定頻率 P0311 根據(jù)具體電動機設(shè)置 電動機額定轉(zhuǎn)速 電動機的選型 在該 工業(yè)污水處理 系統(tǒng)中需要用到許多電機， Y2 系列三相異步電機 是專為西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計 （論文） 21 歐洲市場設(shè)計的三相異步電動機、電機出線盒置于電機機殼頂部、整機結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀大方，安裝尺寸符合 IEC 標(biāo)準(zhǔn)，具有高效、節(jié)能、起動轉(zhuǎn)矩大，使用維護方便等特點。 主要性能有： 絕緣等級： F； 防護等級： IP54 或 IP55； 電壓： 380V或 415V； 頻率： 50Hz 或 60Hz； 冷卻方式： IC411。 Y2 系列電動機有兩種設(shè)計，一種是適用于一 般機械配套和出口需要，在輕載時有較高效率，在實際運行中有較佳節(jié)能效果，且具有較高堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，此設(shè)計稱為 Y2Y 系列。中心高 63～ 355mm，功率從 ~315kW。電動機符合JB/ Y2 系列 (1P54)三相異步電動機（機座號 63～ 355）技術(shù)條件。 型號含義：如 Y2200L12Y：“ Y2”表示異步電動機第二次改型設(shè)計，“ 200”表示中心高，“ L”表示機座長短號，“ 1”表示鐵心長度序號，“ 2”表示極數(shù)，“ Y”表示第一種設(shè)計（可省略）。 第 2種設(shè)計是滿載時有較高效率，更適用于長期運行和負(fù)載率較高的使用場合，如水泵、風(fēng)機配套，此設(shè)計稱為 Y2E 系列，中心高 80～ 280mm，功率從 ～ 90kW。電動機符合 JB/ Y2 系列 (1P54)三相異步電動機（機座號 80～ 280）技術(shù)條件。 型號含義：如 Y2200L26E：“ Y2”表示異步電動機第二次改型設(shè)計，“ 200”表示中心高，“ L”表示機座長短號，“ 2”表示鐵心長度序號，“ 6”表示極數(shù)，“ E”表示第二種設(shè)計。 根據(jù)上述分析，選擇 Y2200L26E即可滿足要求。 對格柵機的清污機進行控制 ， 需要監(jiān)測格柵機兩側(cè)的 液 面差，在該系統(tǒng)中利用液位差計， 該系統(tǒng)選用的 超聲波液位差計型號 ： XL60YI4000。粗格柵、細(xì)格柵各安裝了一臺超聲波液位差計，通過格柵機前后的液位 差來反映格柵機阻塞程度，并傳輸?shù)?PLC 控制器，進行分析計算。當(dāng)液位差超過預(yù)設(shè)值后，系統(tǒng)控制清污機運行，清除大顆粒的污染物質(zhì)，保障污水流動暢通；在液位差未超過設(shè)定值時，清污機處于停止?fàn)顟B(tài)，這樣就可以大大減少設(shè)備損耗。 超聲波液位差計精度較高，且有多種量程可供選擇，其輸出信號有一下三種：可編程繼電器輸出、高精度 4～ 20mA 模擬信號輸出、 RS485 通信口輸出，可根據(jù)需要的信號選擇輸出，作為 PLC 的輸入信號 。 該系統(tǒng)選用的 超聲波液位差計型號 ： XL60YI4000。 工作溫度： 20~60℃ ， 工作電壓： AC220V 或 DC24V， 工作壓力：常壓 ， 差值精度： 177。3mm 或 ％ FS（取其較大者） ， 重復(fù)精度： 1‰ ， 分辨率： 1mm ， 方 向 角 ： 4176。/ 6176。 （全角） ， 工作頻率： 13KHz~40KHz（因型號規(guī)格而不同） ， 信號輸出： RS48 Modbus、標(biāo)準(zhǔn)的 420mA 電流信號和多路開關(guān)量輸出 。 采用先進的嵌入式微處理技術(shù)，使其測控儀器達(dá)到了高度的數(shù)字 化和智能化。它集超聲波傳感器、溫度補償電路、運算主機為一體的非接觸式液位差西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計 （論文） 22 測量儀器。超聲波液位差計具有精度高，壽命長，穩(wěn)定可靠，安裝維護方便等特點 。 溶解氧（ DO）是指溶解在水中的氧氣，它在河流、湖泊、海洋中都大量的存在，是檢測水質(zhì)和環(huán)境污染程度的主要指標(biāo)。用傳統(tǒng)的化學(xué)方法（如碘量滴定法）測定溶解液中的溶解氧是很費時的，且成本很高，不能連續(xù)測量，而用滴汞電極（ DME）的極譜分析最為簡單。但是 DME 的一些特殊性又影響了它在現(xiàn)場工作中的應(yīng)用。金與鉑電極能克服 DME 遇到的某些困難，但在一些生物 介質(zhì)中就失效。為了消除上述困難，膜覆蓋氧電極誕生了，它最初是由 Clark 在 1956 年提出的，故而得名 Clark 氧電極。這種電極利用膜可滲透氧但不能滲透水和有機及無機溶質(zhì)的原理，保護電極不與這類還原物質(zhì)緊密接觸，從而使傳感器的靈敏度不受影響。當(dāng)前用來測量水中溶解氧濃度最常用的儀器就是電化學(xué)傳感器（例如 Clark傳感器）。它是根據(jù)電池原理而設(shè)計的，本身就是個電池，不需要外加電壓，可通過測量電解電流來測量溶解氧濃度。測量時將其放入待測溶液，水質(zhì)溶解氧透過透氧膜，溶解于膜與電極之間的電解液薄層中，當(dāng)兩輸出端接上負(fù)載 電路時，氧在陰極表面上發(fā)生還原反應(yīng)。對結(jié)構(gòu)和透氧膜確定的傳感器而言，在一定溫度下，氧傳感器的電流只與試樣中的氧分壓成正比 。 因此，測定電流即可知氧濃度。選用 PH/溶解氧測量儀型號 :SA29MP525。測量范圍： pH：（ ~） pH mV：177。 mV，溶解氧：（ 0~） mg/L(ppm)；（ 0~） % 溫度：（ 10~110）℃精確度： pH：177。 pH mV：177。 % FS 溶解氧：177。 mg/L 溫度：177。 ℃，自動溫度補償： pH：（ 0~100）℃ 溶解氧：（ 0~45）℃ ， 其他參數(shù)：數(shù)據(jù)儲存： 900組 ， 通訊接口： RS232， 電源： DC9V/300mA。其特點是 高精度的 pH+溶解氧雙參數(shù)儀表。配用 2503 型 pH 電極，可用于離子強度較低、渾濁液體和膠體溶液的測量?？稍O(shè)定高純水和加氨純水二種特殊的 pH 測量模式，適合電力、石化等行業(yè)使用。新型的溶氧電極有鹽度測試功能，自動實現(xiàn)鹽度補償和溫度補償；儀器內(nèi)置氣壓傳感器，自動實現(xiàn)氣壓補償。極譜型溶氧電極，極化時間短，響應(yīng)快，測量準(zhǔn)確。 西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計 （論文） 23 4 軟件系統(tǒng)設(shè)計 采用西門子 公司為 S7— 200 系列 PLC 開發(fā)的 STEP7— Micro/WIN32 作為編程軟件，上面介紹了 工業(yè)污水處理 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和電氣控制部分的結(jié)構(gòu)，硬件結(jié)構(gòu)的總體 設(shè)計基本完成后，就要開始軟件部分的設(shè)計，根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求 和硬件部分的設(shè)計情況及 PLC 控制系統(tǒng) I/O 的分配情況，進行軟件編程設(shè)計。在軟件的設(shè)計中，首先按照需要實現(xiàn)的功能要求做出流程框圖，其次按照不同功能編寫不同功能模塊，這樣寫出的程序條例清晰，既方便編寫，也便于調(diào)試。 總體流程設(shè)計 根據(jù) 系統(tǒng)的控制要求，控制過程可以分為手動控制功能和自動運行功能。在手動控制模式下 ，每個設(shè)備可以單獨運行，以測試設(shè)備的性能，如圖 41 所示。 圖 41模式選擇流程圖 手動模式 在手動模式下，可單獨調(diào)試每個設(shè)備的運行，如圖 52 所示。在此模式下，可以通過按鈕對格柵機、清污機、轉(zhuǎn)碟曝氣機、刮泥機，以及各類泵進行控制，對于轉(zhuǎn)碟曝氣機的控制，可以通過按鈕增大或減小變頻器的頻率來改變其速度，以檢測調(diào)試性能。