【正文】 。利用單片機(jī)或PLC與計(jì)算機(jī)的通信技術(shù)，可使操作人員在機(jī)房就能實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全程操作。 改進(jìn)方法 針對(duì)此微波處理設(shè)備不足之處，建議采用單片機(jī)或PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的開機(jī)、關(guān)機(jī)的程序化控制。物料輸送機(jī)構(gòu)的開啟和關(guān)閉與磁控管的開閉也有順序要求。與目前的大部分微波設(shè)備一樣，本設(shè)備也采用人工方式操作。以出口溫度值為參照參數(shù)，采用PID算法，控制磁控管功率的輸出大小，達(dá)到溫度控制的要求。本設(shè)備在加熱器進(jìn)出口處采用混合抗流器（電抗行抗流器和電阻性抗流器的組合）能有效的抑制進(jìn)出口的微波泄漏，保證操作人員的人身安全。微波發(fā)生器總功率高達(dá)320Kw，處理能力達(dá)10t/h，可滿足大型污水處理廠的污泥處理要求。 PLC的I/O地址分配，見表351：地址說明啟動(dòng)按鈕關(guān)閉按鈕保護(hù)按鈕，按下開關(guān)，終止加熱運(yùn)行燈輸出停止燈輸出溫度正常指示燈溫度過高指示燈AQW0可控硅控制輸出 表351 I/O地址分配 PLC的內(nèi)存地址分配，見表352：地址說明VD250污泥出口溫度存放地址VD260加熱中段溫度存放地址VD270主控制器PID輸出存放地址VD300目標(biāo)設(shè)定溫度存放地址VD304主控制器Kc存放地址VD308主控制器Ti存放地址VD312主控制器Td存放地址VD320副調(diào)節(jié)器Kc存放地址表352 內(nèi)存地址分配 PID指令回路地址分配，見表353：地址名稱說明VD0主調(diào)節(jié)器過程變量（PVn）~VD4主調(diào)節(jié)器給定值（SPn）~VD8主調(diào)節(jié)器輸出值（Mn）~VD12主調(diào)節(jié)器增益（Kc）比例常數(shù)，可正可負(fù)VD16主調(diào)節(jié)器采樣時(shí)間（Ts）單位為s，必須是正數(shù)VD20主調(diào)節(jié)器積分時(shí)間（Ti）單位為min，必須是正數(shù)VD24主調(diào)節(jié)器微分時(shí)間（Td）單位為min，必須是正數(shù)VD120副調(diào)節(jié)器過程變量（PVn）~VD124副調(diào)節(jié)器給定值（SPn）~VD128副調(diào)節(jié)器輸出值（Mn）~VD132副調(diào)節(jié)器增益（Kc）比例常數(shù)，可正可負(fù)VD136副調(diào)節(jié)器采樣時(shí)間（Ts）單位為s，必須是正數(shù)VD140副調(diào)節(jié)器積分時(shí)間（Ti）單位為min，必須是正數(shù)VD144副調(diào)節(jié)器微分時(shí)間（Td）單位為min，必須是正數(shù)表353 PID指令回路表 控制程序梯形圖：1. 主程序 主程序1 主程序2 主程序3 主程序4 主程序能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的啟動(dòng)與關(guān)閉及緊急關(guān)閉，并根據(jù)相應(yīng)的指示燈能夠識(shí)別設(shè)備當(dāng)前的工作狀況。它們也相當(dāng)于兩個(gè)子程序。： 副回路PID向?qū)瓿?。?副回路PID存儲(chǔ)區(qū)位置設(shè)置由于不同PID配置地址不能夠重復(fù)，所以此處設(shè)置副回路PID存取區(qū)地址為從VB120開始的120個(gè)地址。 在PID配置時(shí)，選擇“新建”項(xiàng)，： 副回路PID配置新建單擊“下一步”，需要為副回路PID設(shè)置一個(gè)不同的PID回路，以免和主回路PID配置產(chǎn)生沖突。 單擊上圖“下一步”，將完成PID指令先導(dǎo)設(shè)置，： 主回路PID向?qū)瓿蓡螕簟巴瓿伞?，并確定設(shè)置，完成主回路PID程序設(shè)計(jì)。 單擊上圖的“下一步”，則進(jìn)入定義PID指令向?qū)傻腜ID初始化子程序和中斷程序名及手/自動(dòng)模式對(duì)話框，： 定義PID初始化子程序和中斷程序名主回路，PID初始化子程序名和中斷程序名如上圖所示。 跳過回路報(bào)警選項(xiàng)對(duì)話框，單擊下一步，將出現(xiàn)“為配置分配儲(chǔ)存區(qū)”對(duì)話框。 出現(xiàn)回路輸入量的極性與范圍設(shè)置，：回路輸入與輸出的參數(shù)設(shè)置如上如所示。由于主回路PID控制只用到PI控制，所以微分時(shí)間設(shè)為0分鐘。單擊下一步。PID指令先導(dǎo)能大大簡化PID程序的編寫工作量，同時(shí)更容易保證程序的嚴(yán)謹(jǐn)和完整。T2(加熱中段溫度傳感器)將采集到的設(shè)備加熱中段溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，電流信號(hào)在通過AIW2進(jìn)入PLC，作為副回路的反饋值，經(jīng)過副控制器（PID1）的P運(yùn)算產(chǎn)生輸出的信號(hào),由AQW0輸出，輸出的420mA電流信號(hào)控制可控硅的導(dǎo)通角，從而控制勵(lì)磁線圈初級(jí)線圈電壓，完成對(duì)溫度的控制。 STEP7—Micro/WIN項(xiàng)目窗口編程軟件為STEP7—Micro/WIN SP5，界面如上圖所示。程序編輯器包括程序邏輯和局部變量表，可在其中分配臨時(shí)局部變量的符號(hào)名。瀏覽條給出了多組按鈕，用于訪問STEP7Micro/WIN的不同編程特性。 程序的設(shè)計(jì)—Micro/WIN簡介 STEP7Micro/WIN 編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，由西門子公司專為S7200系列可編程控制器設(shè)計(jì)開發(fā)，它功能強(qiáng)大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。在本控制系統(tǒng)中，我們將污泥出口溫度作為主參數(shù)，加熱設(shè)備中段溫度為副參數(shù)。主調(diào)節(jié)器起定值控制作用，副調(diào)節(jié)器起隨動(dòng)控制作用，這是選擇規(guī)律的基本出發(fā)點(diǎn)。只有Ｔd合適，才能使超調(diào)量較小，減短調(diào)節(jié)時(shí)間。微分作用可以改善動(dòng)態(tài)特性，Ｔd偏大時(shí)，超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時(shí)間較短。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。但積分作用使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，Ｔi?。ǚe分作用強(qiáng)）會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定，但能消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高系統(tǒng)的控制精度。積分項(xiàng)對(duì)誤差的運(yùn)算取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)變大。（2）積分（I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。Ｋc太小，又會(huì)使系統(tǒng)的動(dòng)作緩慢。Ｋc偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時(shí)間加長。其控制器的輸出與輸入誤差成比例關(guān)系。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其他技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。兩路模擬信號(hào)經(jīng)過EM231轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)送入PLC，PLC再通過PID模塊進(jìn)行PID調(diào)節(jié)控制。完全可以滿足溫度控制要求，投入成本低，操作方便直觀并且容易維護(hù)。溫度傳感器將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為4~20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，送入PLC中進(jìn)行處理。擴(kuò)展模塊：使用EM231模擬量輸入模塊(4路輸入)和EM232模擬量輸出模塊（2路輸出）。2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。此系統(tǒng)選用的S7200 CPU226,CPU 226集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)。因此S7200系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。 聯(lián)軸器的選擇 由于電動(dòng)機(jī)輸出和傳動(dòng)滾筒輸入均采用鍵連接的形式，所以選擇凸緣聯(lián)軸器輸入軸和輸出軸的直徑均為Φ70，可確定聯(lián)軸器的型號(hào)為： YL11聯(lián)軸器GB584386： YL型凸緣聯(lián)軸器 本設(shè)備以污泥出口處溫度為主被控參數(shù)，以微波殺菌設(shè)備中段污泥溫度為副被控參數(shù)，以磁控管勵(lì)磁變壓器初級(jí)線圈電壓為被控參數(shù)，以PLC為控制器，構(gòu)成微波殺菌設(shè)備溫度串級(jí)控制系統(tǒng)。 所選擇R系列斜齒輪減速電機(jī)規(guī)格為：RF107DV100M6/BMG/HF/TF其中 6——電動(dòng)機(jī)極數(shù)；BMG——制動(dòng)器；HF——制動(dòng)器手動(dòng)釋放裝置；TF——電機(jī)熱保護(hù)裝置手動(dòng)釋放裝置。： 斜齒輪減速電機(jī)外形 減速器RF107安裝尺寸如表3410所示：表3410 斜齒輪減速器安裝尺寸在型號(hào)為RF107大行，取第一小行的數(shù)值作為設(shè)計(jì)參數(shù)。 由SEW R系列斜齒輪減速電機(jī)承載能力表可查的所需減速器型號(hào)和電動(dòng)機(jī)型號(hào)組合。德國SEW公司的R系列斜齒輪減速電機(jī)采用模塊組合設(shè)計(jì)，有極其多組合裝配型式，功率和轉(zhuǎn)矩范圍寬，選用方便。而一般的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速多很高（有1000r/min和1500r/min等），如果選用一般電動(dòng)機(jī)，則需專門配減速器，成本將增高。又有 （公式3417）式中 n——傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速，r/min。： 螺旋張緊裝置 電動(dòng)機(jī)和減速器的選擇 由前述內(nèi)容可知：傳動(dòng)滾筒直徑D=； 傳動(dòng)滾筒線速度V=。在帶式輸送機(jī)的總體布置時(shí)，選擇合適的拉緊裝置，確定合理的安裝位置，是保證輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)、起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)輸送帶在傳動(dòng)滾筒上不打滑的重要條件，通常確定拉緊裝置的位置時(shí)須考慮以下三點(diǎn)：①拉緊裝置應(yīng)盡量安裝在靠近傳動(dòng)滾筒的空載分支上，以利于起動(dòng)和制動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，對(duì)運(yùn)距較短的輸送帶可布置在機(jī)尾部，并將機(jī)尾部的改向滾筒作為拉緊滾筒；②拉緊裝置應(yīng)盡可能布置在輸送帶張力最小處，這樣可減小拉緊力；③應(yīng)盡可能使輸送帶在拉緊滾筒的繞入和繞出分支方向與滾筒位移線平行，且施加的拉緊力要通過滾筒中心。 輸送帶強(qiáng)度的校核 Tmax=≤ N 式中，B—帶寬，mm —帶芯拉斷強(qiáng)度，N/mm n—輸送帶安全系數(shù)，一般取10所以輸送帶符合強(qiáng)度要求。 （3415） 式中， 回程段最小張力，N 輸送帶單位長度質(zhì)量，kg/m 重力加速度，m/s2 允許的最大垂度， 回程段托輥間距，m帶入數(shù)據(jù)得 N回程段發(fā)生在傳動(dòng)滾筒繞出處，應(yīng)等于T2（傳動(dòng)滾筒繞出處拉力）。間接反映在輸送帶有一個(gè)最小張力的限制。動(dòng)堆積角φ=0176。其表達(dá)式為：Fu （345） 式中，承載帶總阻力 回程帶總阻力 承載帶總阻力之和為： A＇=gL（qB+qRO+qm）f1 （346）式中，g重力加速度，m/s2 L 帶式輸送機(jī)長度，m qB 輸送帶單位長度質(zhì)量，kg/m qRO 承載托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m qm 輸送物料單位長度質(zhì)量，kg/m f1承載托輥運(yùn)行阻力系數(shù)，回程帶總阻力之和為: B＇=gL(qB+qRU)f3 (347)式中，g 重力加速度，m/s2 L 帶式輸送機(jī)長度，m qB 輸送帶單位質(zhì)量，kg/m qRU 回程托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量，kg/m f3回程托輥運(yùn)行阻力系數(shù)，以上參數(shù)中輸送物料單位長度質(zhì)量（qm）是未知的。滾筒的軸承有布置在內(nèi)側(cè)與外側(cè)兩種形式。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，： 傳動(dòng)滾筒的基本結(jié)構(gòu)根據(jù)帶寬可確定基本參數(shù)如表346所示：