基于步進電機plc觸摸屏的水輪機調(diào)速器的電控設計畢業(yè)設計(參考版)
2025-06-26 19:03本頁面
【正文】 除此之外，還設計了機手動運行、機手動切自動、自動切機手動等相互切換程序，這些程序在主程序流程圖中未體現(xiàn)出來。如下圖所示：上圖是在任意兩條水頭下Hi,Hi+1的導葉與漿葉的協(xié)聯(lián)關系曲線，當導葉開度在某一值a0時，可以直接在離散的數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)查表，查到漿葉的轉(zhuǎn)角值ΦHi,，ΦHi+1。 協(xié)聯(lián)插值算法雙重調(diào)節(jié)水輪機的協(xié)聯(lián)曲線是一個具有兩個自變量的函數(shù) Φ=f(a,H)。輸入后的協(xié)聯(lián)數(shù)據(jù)掉電保持。（圖見下頁） 數(shù)字協(xié)聯(lián) 雙調(diào)節(jié)水輪機的協(xié)聯(lián)特性1．協(xié)聯(lián)數(shù)據(jù)根據(jù)用戶提供的機組協(xié)聯(lián)曲線，將其以表格的形式離散化，每條協(xié)聯(lián)曲線離散成100點。 2．停機規(guī)律：1）接到停機指令后，導葉即由當時開度，以第一停機速度將導葉關閉。模型參考閉環(huán)開機規(guī)律（請見模型參考閉環(huán)開機規(guī)律圖）有效地克服了上述開環(huán)開機規(guī)律的不足，在模型參考閉環(huán)開機規(guī)律中，機組轉(zhuǎn)速始終處于控制之下，按期望的轉(zhuǎn)速上升，接力器行程只是一個受轉(zhuǎn)速控制的被動因素；在開環(huán)開機規(guī)律中，接力器行程是一個主動因素，因而存在上述一些不定因素，也即暴露了其不足之處。 2）模型參考閉環(huán)開機規(guī)律與開環(huán)開機規(guī)律的比較：開環(huán)開機規(guī)律（請見開環(huán)開機過程圖）實質(zhì)上是對開度進行開環(huán)控制，因而需要具有空載開度的資料，而該資料往往不夠精確，這也就使開機規(guī)律不夠理想。c．與開環(huán)開機規(guī)律相比，此種開機規(guī)律啟動快速，又不過速。 開機、停機規(guī)律1．開機規(guī)律：1）基本開機特性：模型參考閉環(huán)開機規(guī)律a．在開機過程中，調(diào)速器始終處在閉環(huán)控制之中。（2）運行：a．調(diào)節(jié)規(guī)律：PI；b．給定參數(shù)：功率給定；c．功率死區(qū)：0~5%PN。；d．增減開度給定。1．頻率/開度調(diào)節(jié)模式：（1）條件：a．空載運行；b．負載運行時，指定為頻率/開度調(diào)節(jié)模式；c．功率調(diào)節(jié)時，功率信號故障或頻率超差。5．負載：除了實現(xiàn)空載的功能外，還具有：（1）模式判斷（人為和自動）；（2）功率閉環(huán)調(diào)節(jié)。3．開機過程：（1）開機；（2）讀頻差及檢錯；（3）A/D采樣及脈沖輸出；（4）故障診斷及處理；（5）操作處理。1．上電或復位程序：（1）設置標志單元（D和M）；（2）PLC模塊初始值；（3）設置定時器初始值；（4）采樣導葉反饋及頻差；（5）PID參數(shù)初值設置。10%l 交流輸入電壓：AC220V177。僅只是輸出電壓不同，原理框圖如下：+24V/+36V：供驅(qū)動模塊和外部繼電器、操作終端和機械柜上的指示燈用+15V：供接力器反饋、電機反饋、表頭調(diào)整板用l 交流輸入電壓/頻率：190~260VAC/47~63HZl 效率：典型值70%（滿載時）l 安全標準：滿足（A）UL478（B）VDE0871B級l 過電流保護：所有輸出端均有短路保護和過流保護。外部電源選用臺灣明緯開關電源，采用交、直流同時輸入。其內(nèi)部工作電壓為24VDC/5VDC。Ⅳ、運算速度快：測頻環(huán)節(jié)采用最新型高檔單片機，集成了時鐘倍頻電路，是同類型單片機中運算速度最快的單片機。遠遠超出標準的規(guī)定，這是任何一種PLC利用高速計數(shù)方式實現(xiàn)本體測頻達不到的。我公司采用總線方式，直接將數(shù)據(jù)通過總線送至PLC，徹底解決了長期困擾可編程調(diào)速器的關鍵點。②由于單片機測頻模塊與PLC的16點I/O輸入模塊各自工作于不同的時序，16Bit的差值數(shù)據(jù)在傳送時，容易出現(xiàn)時序配合不對，導致PLC讀入錯誤的值，引入了人為干擾信號。少部分廠家犧牲了測量精度，以PLC的高速計數(shù)器進行本體頻率測量；大多則采用一個單片機完成機、網(wǎng)頻的測量，再將二者的差值，以16Bit帶符號數(shù)據(jù)的形式，通過一個16點的I/O輸入模塊，送入PLC總線。② 頻率測量環(huán)節(jié)特點：Ⅰ、數(shù)據(jù)方式獨特：將PLC應用于水輪機調(diào)速器以來，一直由于PLC的高速計數(shù)模塊最高計數(shù)頻率僅能記到500K，遠遠不能達到水輪機微機調(diào)速器對測頻精度（750K）的要求。取至發(fā)電機出口PT的機頻信號以及取至電網(wǎng)PT的網(wǎng)頻信號，經(jīng)隔離、整形成同頻率的方波信號后，直接送至單片機的引腳，由單片機紀錄兩個上升沿之間經(jīng)過的基準脈沖個數(shù)，即可測得方波信號的周期，從而得到頻率。cm）轉(zhuǎn)動慣量 104kg 步進電機的選用 步進電機選用日本三洋公司生產(chǎn)的二相步進電機103H82220441，其具體特性如下表：項目說明絕緣介質(zhì)強度1000VAC絕緣電阻100MΩ（500VDC）絕緣等級B級允許的徑向負載220N允許的軸向負載60N基本步進角電壓每相電流2A/相每相電阻感抗保持力矩設置表格如下：開關細分數(shù)5801642550D1000010D2111000D3101011D4001100D5110000（2） 勵磁電流設置開關：。撥碼開關設置：（1） 細分數(shù)輸出脈沖切換（DIVISION）開關：D1,D2,D3,D4,D5。（4） 運行電流調(diào)整電位器RUN CURRENT：用于調(diào)整步進電機運行時的電流。（2） 高速調(diào)整電位器HIGH SPEED：用于調(diào)整步進電機高速時的轉(zhuǎn)速。步進電機驅(qū)動器有五個調(diào)整電位器和一組撥碼開關可用于驅(qū)動器的調(diào)整。驅(qū)動器輸出到步進電機的控制線為A,/A,B,/B,CA,CB六根線，其中A,/A,CA是步進電機A相線圈，B,/B,CB是步進電機B相線圈。ALARM LED：過熱保護電路工作時燈亮，并輸出報警信號。驅(qū)動器本身可通過DIP開關選擇在電機基本步距角脈沖。GROW OUT輸出端口：步進電機從停止到HIGH SPEED設定轉(zhuǎn)速的加速過程中，本信號輸出低電平，因此，利用GROW OUT輸出低電平時的脈沖數(shù)，可以計算出減速時間。步進電機啟/停是通過驅(qū)動器STOP/START控制信號控制，當STOP/START控制信號為低電平時步進電機啟動，否則步進電機停止。請見接線圖、外形尺寸圖、電路圖。步進電機驅(qū)動器電源可通過切手動繼電器切除或投入。采用自動電流降電路。操作終端作為人機界面的操作、顯示、參數(shù)設置、試驗等功能，與上位機的通訊也可由操作終端實現(xiàn)。每個處理器模塊集成有：.一個盒裝內(nèi)部RAM，可容納整個應用程序，并可由存貯卡擴展（RAM或flashEPROM）,.一個內(nèi)部實時時鐘.各種通迅模式:
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