【正文】 。 （ 3）仿真啟動后可以看到，輸入藍(lán)色底的代表通路，輸出藍(lán)色底的代表得電。下面我就把 X0、 X X X X X5 按照設(shè)計(jì)的動作先后，設(shè) ON 或 OFF時輸出的變化。 30 編寫一個簡單的梯形圖： 可以通過菜單欄啟動仿真： 也可以通過快捷圖標(biāo)啟動仿真： 31 上面兩種方式都可以啟動仿真，仿真窗口顯示運(yùn)行狀態(tài)，如果出錯會有說明： 啟動仿真后程序開始模擬 PLC 寫入過程： 程序?qū)懭牒螅? 32 這時可以通過軟件元件測試來強(qiáng)制一些輸入條件 ON，進(jìn)行仿真： 按照 以上的 的仿真方法及步驟對本設(shè)計(jì)仿真。因?yàn)榉抡孳浖患傻骄幊誊浖?GXDeveloper 中了，其實(shí)這個仿 真軟件相當(dāng)與編程軟件的一個插件。 在安裝有 GX Developer 的計(jì)算機(jī)內(nèi)追加安裝 GX Simulator ，就能夠?qū)崿F(xiàn)不在線時的調(diào)試，即仿 真，不在線調(diào)試功能內(nèi)包括軟元件的監(jiān)視測試外部機(jī)器的 I/O 的模擬操作等。 仿真裝置 仿真裝置：裝有 PLC 編程軟件 GXDeveloper（兼容仿真軟件 GXsimulator）的計(jì)算機(jī)一臺。仿真驗(yàn)證可以發(fā)現(xiàn)程序的錯誤。有 PH 測量儀 L3 的輸入，要考慮模擬量輸出模塊，經(jīng)綜合考慮選擇 三菱 224 型PLC,EM235 的輸入、輸出模塊。 評估控制任務(wù) 該控制系統(tǒng)有 5 個輸入點(diǎn)，分別為 SB SB液面?zhèn)鞲衅?L L2， PH測量儀 L3,； 26 有 5 個輸出點(diǎn) Y Y Y M、 HL， I/O 總點(diǎn)數(shù)有 10 個。當(dāng) PH 值： 2～ 4時，閥門 Y3 打開，放出酸化液。當(dāng)液面達(dá)到 2/3 時液面?zhèn)鞲衅?L2 變?yōu)?ON， Y2 閥門打開，液體 B 流入酸化罐。按下啟動按鈕 SB1，先是 YI 閥門打開，液體 A 流入酸化罐。 圖 61 酸化過程的自動控制裝置 原理接線圖 輸入輸出原理接線圖如圖 62所示 ]8[ 。 22 ORP（ mV）：177。兩路 420mA隔離電流輸出，兩組可編程繼電器，一組清洗功能繼電器， RS485 通訊，標(biāo)準(zhǔn) MODBUS 協(xié)議。該傳感器還具有體積小，重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠的特點(diǎn)。其 PH檢測范圍為 ～ ，檢測精度為177。 鉻酸鈉溶液用硫酸調(diào)整酸化率至 100%～ 102%， PH值變化范圍為 4～ 2，本設(shè)計(jì)取 PH值的標(biāo)準(zhǔn)值為 3。實(shí)現(xiàn) PH值的穩(wěn)定。工控機(jī)與數(shù)顯儀表的具體設(shè)置在 MCGS 組態(tài)軟件的設(shè)備窗口中完成的 ]19[ 。 PLC的默認(rèn)設(shè)置是只支持 RS232通信，所以要使用 RS485通信協(xié)議，必須事先用 RS232（即 PLC的編程口）通信，設(shè)置寄存器 PLC D8120寄存器，因此必須具有編程電纜一條 ]18[ 。 b0=0 →模數(shù)轉(zhuǎn)換通道 為 CH1； b0=1 →模數(shù)轉(zhuǎn)換通道為 CH2； b1由 0→ 1，模 /數(shù)轉(zhuǎn)換開始 。數(shù)據(jù)按二進(jìn)制形式保存。數(shù)據(jù)值按二進(jìn)制形式保存。不要將任何單元連接到未用端子 ]16[ 。 將電壓輸出端子短路或者連接電流輸出負(fù)載道電壓輸出端子可能會損壞 FX2N2DA。 25V）。在輸出電纜的幅載短使用單點(diǎn)接地（ 3級接地：不大于 100歐姆）。這 8個點(diǎn)可以分配成輸入或輸出， FX2N4DA消耗 FX2N主單元或有源擴(kuò)展單元 5V電源槽的 30mA電流。其通常轉(zhuǎn)換速度為 。 FX系列可編程控制器中 ， 與 PLC連接的特殊功能擴(kuò)展模塊位置從左至右依次編號 （ 擴(kuò)展單元不所示。1% 轉(zhuǎn)換 速度 15ms/通道 （ 常速 ） ]14[ FX2AD 模擬量輸入模塊有兩個輸入通道，可以接成電壓輸入，也可以接成電流輸入形式，其數(shù)字量和模擬量的比例關(guān)系如圖 41所示。 10%， 85mA（源于主單元的外部電源） 數(shù)字電路 5VDC， 30mA（源于主單元的內(nèi)部電源） 表 43模擬輸入 量輸入 性能指標(biāo) 18 項(xiàng)目 電壓輸入 電流輸入 電壓或電流輸入的選擇基于 FX2N對輸入端子的選擇，一次可同時使用 4個輸入點(diǎn) 模擬輸入范圍 DC 0到 10V（輸入阻抗： 200千歐） DC0到 20mA（輸入阻抗：250歐） 數(shù)字輸出 12位 分辨率 4uA 總體精度 177。 基于 FX2N電壓或電流的輸入 /輸出的選擇通過用戶配線來完成， 模擬量信號可通過雙絞屏蔽電纜接入，連接及方法如圖 41所示，當(dāng)使用電流輸入時，需將 V+及 I+端短接。 模擬量輸入模塊的功能及與 PLC系統(tǒng)的連接 ]13[ FX N2 2AD是 2模擬量輸入模塊具有 2個通道，可同時接受并處理 2路模擬量輸入信號， 最大分辨率為 12位。模擬量擴(kuò)展單元有單獨(dú)用于模 /數(shù)轉(zhuǎn)換的，單獨(dú)用于數(shù) /模轉(zhuǎn)換的，也有兼具模 /數(shù)及數(shù) /模兩種功能的。 PLC 模擬量擴(kuò)展單元的配置及應(yīng)用 PLC的普通輸入輸出端口均為開關(guān)量處理端口，為 了使 PLC能完成模擬量的處理，常見的方法是為整體式 PLC加配模擬量擴(kuò)展單元。 FX N2 、 FX NC2 型 PLC的功能很強(qiáng)，基本單元輸入輸出點(diǎn)數(shù)在 16~128之間，最多可以擴(kuò)展到 256點(diǎn)，編程指令也很強(qiáng)，運(yùn)行速度也很快，可用于要求很高的場合。其中 FX S0 、 FXS1 型 PLC只是基本單元，不能擴(kuò)展，輸入輸出點(diǎn)數(shù)在 10~30之間，用于要求不高、點(diǎn)數(shù)較少的場合。 17 PLC的選擇 由于張掖市錦丗化工有限公司大部分硬件和軟件都是 三菱 的，所以選用 三菱 的 PLC。 (3)其他邏輯控制。 (2)變頻器運(yùn)行方式的 控制 。由于體積小 ， 很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 ]18[ PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。 梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。 ，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。近年來 PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了 ]11[ 。此外， PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報(bào)信息。一些使用冗余 CPU的 PLC的平均無故障工作時間則更長。 PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。 另外有一種叫帶阻濾波器，就是濾掉一定頻率內(nèi)的信號，高和低的都通過 。高通濾波器相反，濾低通高。 濾波器分很多種，作用各不相同，但總名稱上總體來說，當(dāng)然是過濾信號的。接觸器電磁鐵的線圈 接到控制電路小。其中電磁機(jī)構(gòu)是 “ 感測 ” 元件，當(dāng)它感測到一定的 “ 電信號 ” 時就會帶動觸頭閉合或分?jǐn)?。由于接觸器功能較多，又具使用安全、維修方便、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，所以接觸器的應(yīng)用非常廣泛，有統(tǒng)計(jì)資料表明，電力系統(tǒng)總售電量 15 的一半以上是通過它分配到各種用電設(shè)備上去的。熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用。 當(dāng)電路發(fā)生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高，并且升高的電流有可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也有可能燒毀電路甚至造成火災(zāi)。 圖 32 變頻調(diào)速系統(tǒng) 構(gòu)成方塊圖 整個 PLC 控制系統(tǒng)按用戶要求 采用比較指令 ，根據(jù)比較結(jié)果選擇合適 圖 34 變頻調(diào)速接線圖 變頻器與電源 及電動機(jī)的連接 電源通過熔斷器、接觸器、濾波器和變頻器連接 ，變頻器輸出端接電動機(jī)。圖中 PH測量儀傳感器用于 檢測酸化罐中酸化液的 PH 值，常裝設(shè)在酸化罐的中部，當(dāng)用 PH大于給定值時， PH測量儀傳感器的輸出電流在 4～ 20mA 的 14 范圍內(nèi)增加， PH 值測量儀傳感器的輸出電流 通過 A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量后 輸入 PLC,采用變頻器的外輸入端子數(shù)字量頻率選擇操作方式，即 PLC 控制方式。 當(dāng) 按下停止按鈕 SB2，返回初始狀態(tài)。當(dāng) PH 測量儀傳感器測得的實(shí)際 PH 值大于 3 時， 選擇更高轉(zhuǎn)速的端口， 變頻器輸出頻率增加， 計(jì)量泵 電機(jī)加速運(yùn)行；當(dāng) PH 測量儀傳感器測得的實(shí)際 PH值小于 3時 ，選擇更低轉(zhuǎn)速的端口， 變頻器輸出頻率減小， 計(jì)量泵 電機(jī)減速運(yùn)行。 圖 24 變頻器 在電路中的接線圖 圖 變頻器控制回路端子 13 第 三 章 變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本構(gòu)成 變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本構(gòu)成 基于 FX2N變頻器 的 PLC 變頻調(diào)速設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是保持酸化罐中酸化液的 PH穩(wěn)定，電動球閥的開度由電機(jī)的轉(zhuǎn)速決定， 變頻器 的 轉(zhuǎn)速端子有正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、高速 、中速 、低速 等 7種組合方式 ， 變頻器的輸出隨接入轉(zhuǎn)速端子的不同而以不同的轉(zhuǎn)速帶動電機(jī)旋轉(zhuǎn)， 電機(jī)帶動計(jì)量泵，計(jì)量泵帶動電動球閥，調(diào)節(jié)電動球閥的開度，進(jìn)而改變硫酸的進(jìn)液量， 這就實(shí)現(xiàn)了保持 PH值的穩(wěn)定。 ]9[ 變頻器有 2個作用，一是作為電機(jī)的軟起動裝置，限制電動機(jī)的啟動電流；二是改變異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速 ，達(dá)到自動控制的目的 。 變頻器發(fā)生故障的輸出信號，該兩端連接信號燈，以顯示變頻器故障，變頻器面板上有故障復(fù)位按鍵，輕故障用復(fù)位按鍵 12 復(fù)位，可重新啟動變頻器。PH測量儀反饋來的 PH信號 (4～ 20mA)經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換后送入變頻器， 作為 PH反饋 ，變頻器根據(jù)PH給定和實(shí)測 PH差值 選擇變頻器相應(yīng)的轉(zhuǎn)速端口，變頻器以相應(yīng)的轉(zhuǎn)速帶動電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)帶動計(jì)量泵旋轉(zhuǎn)，電動球閥的開度，改變硫酸的進(jìn)液量， 控制酸化罐中反應(yīng)液保持在給定PH值上。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(jī)運(yùn)行的噪音。本變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管（ IGBT）作為功率輸出器件。 選用 FRF540 變頻器 ，F(xiàn)RF540變頻器 是用于控制三相交流電動機(jī)速度的變頻系列。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，變頻器選用通用型產(chǎn)品， 三菱變頻器 比較適合。為了方便與網(wǎng)絡(luò)接口，變頻器一般都設(shè)有網(wǎng)絡(luò)接口，都可以通過通信方式接收頻率控制指令，不少變頻器生產(chǎn)廠家還為自己的變頻器與 PLC 通信設(shè)計(jì)了專用的協(xié)議 ]8[ 。為了方便與輸出量為模擬電流或電壓的調(diào)節(jié)器、控 制器的連接，變頻器還設(shè)有模擬量輸入中端， 當(dāng)接在這些端口上的電流或電壓量在一定范圍內(nèi)平滑變化時，變頻器的輸出頻率在一定范圍內(nèi)平滑變化。這些端子的接通組合可通過機(jī)外設(shè)備，如PLC控 制實(shí)現(xiàn)。各段頻率值通過功能碼設(shè)定，頻率段的選擇通過外部端子選擇。 （ 2）外輸入端子數(shù)字量頻率選擇操作方式。這是通過操作面板上的按鈕手動設(shè)置輸出頻率的一種操作方式。 變頻器與外界交換信息的接口很多，除了主電路的輸入與輸出接線端外，控制電路還設(shè)有許多輸入輸出端子，另有通信接口及一個操作面板，功能碼的修訂一般就通過操作面板完成。功能碼在出廠時已按默認(rèn)值存儲。在變頻器接入電路工作前，要根據(jù)通用變頻器的實(shí)際應(yīng)用修定變頻器的功能碼。普通功能型變頻器適用于泵類負(fù)載及要求不高的反抗性負(fù)載，而高功能變頻器可適用于位能性負(fù)載 11 ]7[ 。采用矢量控制的變頻器通常稱為高功能變頻器。矢量控制是受調(diào)速性能優(yōu)良的直流電動機(jī)磁場電流及轉(zhuǎn)矩電流可分別控制啟發(fā)而設(shè)計(jì)的一種控制方式。采用轉(zhuǎn)差頻率控制的變頻器通常屬于多功能型變頻器。從電動機(jī)的轉(zhuǎn)速角度看，這是一種以電動機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度加上該速度下電動機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率確定變頻器的輸出頻率的控制方式。 （ 2）轉(zhuǎn)差頻率控制。因而實(shí)際變頻器中采用 E/f控制。 由于通用變頻器的負(fù)載主要是電動機(jī)，出于電動機(jī)磁場恒定的考慮，在變頻的同時都要伴隨著電壓的調(diào)節(jié)。圖 22為電流型變頻器主電路基本結(jié)構(gòu)示意圖 圖 22 電壓型變頻器和電流型變頻器主電路基本結(jié) 構(gòu) 10 RS TVD1VD2 VD3 VD4 VD5VD6VD7 VD8 VD9VD10 VD11 VD12CF 1 CF 2RC 1 RC 2 RHRBVBV1 V2V3 V4V5 V6S L R L U V W交 — 直 變 換能 耗 電 路 直 — 交 變 換圖 23 變頻器主電路結(jié)構(gòu)圖 變頻器的分類及工作原理 變頻器的較詳細(xì)的工作原理還與變頻器的工作方式有關(guān)，通用變頻器按工作方式分類如下： （ 1） U/f控制。有規(guī)律的控制逆變器中主開關(guān)的通與斷，可以得到任意頻率