【正文】 selsction of PLC ............................................................................... 17 the selsction of the Inverter.................................................................... 22 the selsction of the water pump ............................................................. 25 the selsction of the Sensor...................................................................... 25 VI the selsction of the Touch screen ........................................................... 27 Electrical control system for the main circuit .............................................. 28 The external wiring diagram of the PLC ...................................................... 29 The Inverter circuit ........................................................................................ 33 Chapter 4 Control algorithm and software design for the system ............... 34 The design for Control algorithm and Parameter project settings .............. 34 The digital PID algorithm ...................................................................... 34 Parameter project settings for PID......................................................... 37 The software design of control system ......................................................... 39 The main program of the system ........................................................... 39 The main branch program of rhe system ............................................... 41 Communication Design for PLC and touch screen...................................... 43 Chapter 5 Analysis of antijamming ................................................................ 47 The kind of Interfering signals of PLC in the system.................................. 47 The design for antijamming in the system .................................................. 48 The design for antijamming of the power system ............................... 48 The design for antijamming of the Grounding system........................ 49 The design for antijamming of the input and output circuits.............. 50 The design for antijamming of the external wiring ............................. 53 The design for antijamming of the software ........................................ 54 The kind of Interfering signals of inverter the system ................................ 56 The design for antijamming of the inverter in the system ......................... 56 The other attetions in antijamming of the inverter in the system .............. 58 CHAPTER 6 Economic and soclal analysis .................................................... 59 Conclusion ............................................................................................................... 60 Acknowledgement .................................................................................................. 61 VII References................................................................................................................ 62 Appendix………………………………………………………………………… 65 1 第 1章 緒論 隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，人們對電 能的需求越來越多，由于燃煤火電機組在我國發(fā)電行業(yè)中一直占據(jù)主要地位，火力發(fā)電廠的發(fā)展更為迅速，到 2020 年底，我國總裝機容量達到 億千瓦，其中火電約占 億千瓦，預(yù)計 2020 年全國裝機容量會達到 7 億千瓦，火電機組約 億千瓦 [1]?；鹆Πl(fā)電在國民用電中占有很大的比重，人們認識到火力發(fā)電的重要性。 火力發(fā)電廠機組要發(fā)電需 要在輔機的參與下實現(xiàn)的，各種輔機的運行狀況直接影響機組的正常運行，輔機系統(tǒng)的耗能很大。鍋爐給水泵不僅是是火力發(fā)電廠中最重要的輔機之一，而且是火力發(fā)電廠的耗能大戶。因此，人們對蒸汽鍋爐給水泵的控制系統(tǒng)的要求也越來越高。因此實現(xiàn)蒸汽鍋爐給水泵的控制系統(tǒng)的智能化就顯得十分必要。實現(xiàn)控制系統(tǒng)的節(jié)能減排，這在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計中有很重要的應(yīng)用意義。 國內(nèi)外研究動態(tài) PLC 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 PLC 是可編程控制器，它是基于一個或者多個微型處理器，用來控制工業(yè)機器的專用電子裝置。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用。 PLC 憑借這自身顯著優(yōu)點，從 20 世紀 70 年代初開始的 30 年的時間里，PLC 生產(chǎn)已發(fā)展成一個巨大的產(chǎn)業(yè)，據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)在世界上大約有 200多廠商生產(chǎn) 400 多個品種的 PLC 產(chǎn)品 [2]。其中 AB 公司為代表，其 PLC5 系列只使用梯形圖，而不采用語句表。由于美國與歐洲 PLC 技術(shù)的形成是在相互隔離的情況下，獨自研究開發(fā)獲得的，所以歐洲的 PLC 產(chǎn)品和美國的 PLC 產(chǎn)品存在著明顯的差異。在日本有 6070 家 PLC 廠商，生產(chǎn) 200 多個品種的 PLC產(chǎn)品，而日本的 PLC 技術(shù)是從美國引進的，因 此，日本的 PLC 產(chǎn)品相對于美國產(chǎn)品，存在一定 “繼承 ”的痕跡，但日本將自己的 PLC 主推產(chǎn)品定位在小型機上。相比之下，美國、歐洲在小型 PLC 產(chǎn)品方面就相對差一些。由于 PLC 所用的芯片技術(shù)一直掌握在國外公司手中，這制約了自有PLC 品牌的研制開發(fā)，因此，國內(nèi)生產(chǎn) PLC 的企業(yè)大都是引進國外的技術(shù)和生產(chǎn)線。中型 PLC 也有了產(chǎn)品 。國內(nèi) PLC 形成產(chǎn)品化的生產(chǎn)企業(yè)約 30 多家，如：蘇州電子計算機廠、蘇州機床電器廠、上海蘭星電氣有限公司、天津市自動化儀表廠、北京機械工業(yè)自動化所等。 變頻調(diào)速技術(shù)國內(nèi)外的發(fā) 展現(xiàn)狀 變頻技術(shù)是應(yīng)交流電動機無級調(diào)速的需要而誕生的，它是采用電力半導(dǎo)體器件將電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電能的一種靜止變流技術(shù) [3]。它的特點是通用化、系列化和規(guī)?；a(chǎn)。以變頻器為主的構(gòu)成的現(xiàn)代變頻調(diào)速系統(tǒng)具有損耗低、效率高、外部電路簡單等顯著優(yōu)點，因此，近年來在電氣傳動領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。最新產(chǎn)品全部采用微機全數(shù)字化控制 [4]。意大利 ABB 公司在大功率無換向器電機變頻調(diào)速技術(shù)方面已能提供了單機容量為 6 萬 KW 的設(shè)備。東芝有低壓 IGBT 的多重式、多級串聯(lián)高壓變頻器，其控制系統(tǒng)已實現(xiàn)全數(shù)字化 ，用于電力機車、風機、水泵傳動。但是國內(nèi)研究逆變器型變頻器的單位很多，已通過技術(shù)鑒定的有長沙礦山研究院、西安整流器研究所、成都科技大學(xué)等，功率多在 100kw 以下，這一類矩形波逆變器，如果不采用多元化，輸出波形都比較差。但是將變頻技術(shù)應(yīng)用于蒸汽鍋爐給水泵的控制系統(tǒng)的設(shè)計還較少。因此，在未來一段時間里變頻調(diào)速技術(shù)將逐步應(yīng)用于蒸汽鍋爐給水泵的控制系統(tǒng)中，這才是我們以后重點的研究方向。 指出大容量機組中給水閥等引起的壓力損失 對蒸汽鍋爐給水的控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)及可靠性影響的研究是一個重要 5 的發(fā)展趨勢 [5]， shengweiwang 與 JohnBurt 等也進行了冷卻水系統(tǒng)中變壓變流量在線監(jiān)測技術(shù)的研究 [6]。對于鍋爐給水泵的優(yōu)化運行，國內(nèi)學(xué)者多集中于從改變變速 及定速水泵、串并聯(lián)水泵的運行臺數(shù)和流量分配等方面進行整個機組的優(yōu)化運行，隨著電網(wǎng)容量的不斷增大，研究變壓變流量這種有可能實現(xiàn)最佳節(jié)能的控制方式有何大的發(fā)展空間。變頻調(diào)速技術(shù)涉及到電動機、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息與控制技術(shù)等多個科學(xué)領(lǐng)域。 異步電機調(diào)速的基本原理基于以下公式： pfn 11 60? () 在公式 ()中： 1n 同步轉(zhuǎn)速 (r/min)。 一般異步電動機轉(zhuǎn)速 n 與同步轉(zhuǎn)速之間存在一個滑差關(guān)系，即 )1()1( 1601 ssnn p f ???? () 在公式 ()中： n異步電動機轉(zhuǎn)速（ r/min）； S異步電動機轉(zhuǎn)差率。 近幾年在國 內(nèi)變頻調(diào)速技術(shù)得到了極大發(fā)展。由于流量與轉(zhuǎn)速成正比，而電動機的消耗功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此當需水量降低時，電動機轉(zhuǎn)速降低，水泵出口流量減少，電動機的消耗功率大幅度下降，從而達到節(jié)約能源的目的。因此， PLC 與交流電機變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用對蒸汽鍋爐給水泵控制系統(tǒng)的改善有重大意義。本系統(tǒng)將以水位的變化、過熱蒸汽的流量和給水泵出口流量作為參量來控制變頻器調(diào)節(jié)給水泵電機的轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對蒸汽鍋爐內(nèi)水位的有效控制，以實現(xiàn)蒸汽鍋爐給水泵安全、高效、節(jié)能運行的目的。再根據(jù)設(shè)計的控制電路，進行 PLC、變頻器和傳感器的選型、配置和接線，完成整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計。我們要根據(jù)蒸汽鍋爐給水泵的控制系統(tǒng)技術(shù)要求以及所設(shè)計的硬件電路完成 PLC 和顯示屏的通信程序設(shè)計與編寫以及 PLC 與變頻器間的通信程序設(shè)計與編寫。 根據(jù) 蒸汽鍋爐給水泵的控制系統(tǒng) 技術(shù)要求以及所設(shè)計的硬件電路完成供水系統(tǒng)主程序、參數(shù)初始化子程序、模擬量模塊檢查子程序、水位變化和給水泵出口流量變化采樣的子程序、變頻器模擬輸入電壓中斷程序的設(shè)計與編寫。本文所設(shè)計的系統(tǒng)造價都非常的高并且關(guān)系到國民的用電問題，所以進行系統(tǒng)的抗干擾性分析是必要的。 通過以上工作的完成，我們將完成 蒸汽鍋爐給水 泵的控制系統(tǒng)的設(shè)計。并且本系統(tǒng)在節(jié)能減排、提高效益、抗干擾性強等多個方面，本系統(tǒng)都具有重要的理論與實際意義。因此，我在設(shè)計時選用了現(xiàn)代工業(yè)實現(xiàn)自動化的核心設(shè)備 —PLC。為了達到高 效節(jié)能的目的，我們應(yīng)用了核心控制裝備 —變頻器。 控制系統(tǒng)的主要功能 ，能夠?qū)崿F(xiàn)自動和手動變頻的運行切換，使給水泵始終處于在變頻運行狀態(tài)下。 ，當給水泵發(fā)生故障停機時，發(fā)出聲光報警，同時啟動備