【正文】 ......................................................................... 17 軟件系統(tǒng)的調(diào)試 ................................................................................................ 17 硬件系統(tǒng)的調(diào)試 ................................................................................................ 17 軟硬件結(jié)合調(diào)試 ................................................................................................ 17 7 結(jié)論 .......................................................................................................................... 18 致謝 .............................................................................................................................. 18 參考文獻 ...................................................................................................................... 19 附錄 1........................................................................................................................... 20 附錄 2........................................................................................................................... 21 1 1 緒論 變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展起來，正是順應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)自動化發(fā)展的要求，開創(chuàng)了一個全新的智能電機時代。隨著控制理論與功率電子技術(shù)的發(fā)展，交流電機變頻驅(qū)動得到推廣，隨著能源的緊張和人們環(huán)保意識的加強， 市場及時推出了適用于驅(qū)動各種普通三相異步電動機的各種變頻器。一改普通電動機只能以定速的方式運行的陳舊模式，使得電動機及其 拖動負載在無須任何改動的情況下即可以按照生產(chǎn)工藝要求調(diào)整轉(zhuǎn)速輸出，從而降低電機功耗達到系統(tǒng)高效運行的目的。 PLC 和變頻器的離心風(fēng)機控制系統(tǒng)目的和意義 PLC和變頻器的離心風(fēng)機控制系統(tǒng)，是今通風(fēng)系統(tǒng)的一個新興課題。其次，它能根據(jù)不同的季節(jié)，不同的時段，以及各種意外的情況做出反應(yīng)，保證根據(jù)實際的需要調(diào)節(jié)和控制風(fēng)流流動路線的作業(yè)，改變了傳統(tǒng)利用調(diào)節(jié)擋板、風(fēng)門、回流等方法來實現(xiàn)。此外，構(gòu)造這樣一個控制系統(tǒng)可減小占地面積，降低一次性投資，系統(tǒng)安全可靠，維修管理方便。在實際運行中 ,離心風(fēng)機的工 礦有時需根據(jù)生產(chǎn)要求進行調(diào)節(jié) , 使離心風(fēng)機輸出的工作流量與實際需要的流量相平衡。 離心風(fēng)機的控制存在的問題 離心風(fēng)機系統(tǒng)運行上有多處應(yīng)用．離心風(fēng)機設(shè)備主要用于通風(fēng)系統(tǒng)、鍋 爐的燃燒系統(tǒng)、其他設(shè)備的烘干 系 統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。排風(fēng)系統(tǒng)，在整個使用過程中，電機始終處于恒速運動，存在以下問題： （ 1）離心風(fēng)機采用異步電機，恒速運轉(zhuǎn)，風(fēng)速風(fēng) 壓不可調(diào)，無法實現(xiàn)自動 2 控制。 （ 3）電機啟動時，啟動電流大。 （ 5）控制柜一般安裝在現(xiàn)場電機附近，電擊功率較大，無法實現(xiàn)異地控制。 2 離心風(fēng)機變頻器技術(shù)調(diào)速控制系統(tǒng)總設(shè)計方案 離心風(fēng)機控制系統(tǒng)的要求 控制系統(tǒng)的要求： （ 1） 高可靠性，以適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場十分惡劣和復(fù)雜 的工作條件。 （ 3） 有豐富的可與工業(yè)現(xiàn)場信號相連接的工業(yè)接口，方便實現(xiàn)在線監(jiān)控。 （ 5） 有先進的系統(tǒng)環(huán)境和應(yīng)用軟件便于開發(fā)。 （ 7） 有可靠的報警系統(tǒng)，在離心風(fēng)機電機過熱，變頻器出現(xiàn)故障時能及時發(fā)出報警信號。因此，系統(tǒng)供氣壓力其本上維持在設(shè)定壓力 0H 的范圍內(nèi)供氣，也就是基本保持恒壓供氣。 圖 2 離心風(fēng)機工礦點的變化 圖 3 離心風(fēng)機變速恒壓工礦 當(dāng) , 21 HH …高于 0H 時，說明管網(wǎng)系統(tǒng)用氣量減少，管路阻力特性曲線21,AA ，…向 0A 方向變化，此時離心風(fēng)機轉(zhuǎn)速逐漸降低，管道壓力也由 12,HH …逐漸下 降，當(dāng) 39。1A …逐漸向 0A 移動，使管網(wǎng)系統(tǒng)供氣始終保持恒壓。H 保持恒定，見圖 3。 其中 : 0H 總管壓力給定值； )(tH 被調(diào)總管壓力， kPa ； △ ε 偏差， △ ε 0H )(tH ； v (t)變頻器轉(zhuǎn)速指令函數(shù)； )(sWa PID 調(diào)節(jié)器傳遞函數(shù)； 4 )(0 sW 調(diào)節(jié)對象傳遞函數(shù) (包括變頻器轉(zhuǎn)速特性，壓力變送器特性等 )。但都由于技術(shù)及設(shè)備復(fù)雜而不能在工業(yè)生產(chǎn)實際中廣泛應(yīng)用，隨著微機應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展特別是到了 80 年代采用大功率晶體管后，使得工業(yè)交流電機調(diào)速技術(shù)有了廣泛應(yīng)用的可能。 通過改變電動機工作電源頻率達到改變電機轉(zhuǎn)速的目的。這三種方法前兩種有一定的局限性，而變頻調(diào)速具有其他調(diào)速方法無可比擬的優(yōu)勢的性能和經(jīng)濟指標(biāo)己趕上直流調(diào)速系統(tǒng)。 另外，使用變頻調(diào)速還具有高效節(jié)能的效果。 變頻調(diào)速恒壓供氣系統(tǒng)的控制 特性分析 ： 電動機穩(wěn)定運行時 ,實際輸出轉(zhuǎn)矩由負載的需要來決定，在不同的轉(zhuǎn)速下，不同的負載需要的轉(zhuǎn)矩也是不同的，調(diào)速方法和控制特性應(yīng)適應(yīng)負載的要求。 根據(jù)風(fēng)機參數(shù)的比例定律，在不同 轉(zhuǎn)速時的 QH? 曲線如圖根據(jù)風(fēng)機相似方程；當(dāng)風(fēng)機轉(zhuǎn)速從 n 變到 39。Q =Q )/( 39。39。39。風(fēng)壓與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。 6 離心風(fēng)機主電路 三臺大容量的離心風(fēng)機 (1, 2, 3)根據(jù)工作狀態(tài)的不同，具有變頻、工頻兩種運行方式，因此每臺離心風(fēng)機均要求通過兩個接觸器分別與工頻電源和變頻電源輸出相聯(lián)。變頻器的主電路輸出端子 (U, V, W)經(jīng)接觸器接至三相電動機上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向與工頻時電機轉(zhuǎn)向不一致時，需要調(diào)換輸出端子 (U, V, W)的相序，否則無法工作。 圖 7 離心風(fēng)機主電路圖 離心風(fēng)機的控制電路 控制電路的設(shè)計中，必須要考慮弱電和強電之間的隔離問題。通過隔離，可延長系統(tǒng)的使用壽命，增強系統(tǒng)工作的可靠性。變頻器的輸出端嚴(yán)禁和工頻電源相連，也就是說不允許一臺電機同時接到工頻電源和變頻電源的情況出現(xiàn)。為提高互鎖的可靠性，在 PLC 控制程序 設(shè)計時，進一步通過 PLC 內(nèi)部的軟繼電器來做互鎖。通過轉(zhuǎn)換開關(guān)及相應(yīng)的電路來實現(xiàn)。 圖 8 離心風(fēng)機控線制路圖 8 3 硬件設(shè)計 壓力傳感器的選擇 本系統(tǒng)是將傳感器安裝在礦井中，通過實時檢測礦井內(nèi)的壓力 ,換算出與設(shè)定壓力之間的調(diào)整值，通過變頻器自動調(diào)節(jié)到合適的離心風(fēng)機轉(zhuǎn)速，從而使礦井內(nèi)壓力達到設(shè)定的壓力值。它是在單晶硅基片上用擴散工藝制成一定形狀的應(yīng)變元件，當(dāng)受到壓力作用時，使應(yīng)變元件的電阻率發(fā)生變化，電阻變化引起電路輸出電壓發(fā)生變化。壓阻式壓力傳感器廣泛應(yīng)用于流體壓力、壓差的測量。 FP0 系列 PLC 的特點 FP0 系列 PLC 在小機殼內(nèi)匯聚了先進的功能和優(yōu)異的表現(xiàn)，包括脈沖捕捉，兩路脈沖輸出， PID， PWM，高速計數(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信，模擬量設(shè)定和時鐘功能等。 I/O 點可以從最少的10 點擴展到最多的 128 點。主機和擴展單元都有專門的擴展接口，在擴展時可以直接連接，不需要連接電纜。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計流程 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計步驟附錄 1 所示， 在本系統(tǒng)的設(shè)計中，使用了一個主