【正文】 端口并不是直接和交流接觸器連接，而是通過中間繼電器去控制電機(jī)動(dòng)作。在 PLC 輸出端口和交流接觸器之間引入中間繼電器，其目的是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的強(qiáng)電和弱電之間的隔離，保護(hù)系統(tǒng)，延長系統(tǒng)的使用壽命，增強(qiáng)系統(tǒng)工作的可靠性。系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)手動(dòng)自動(dòng)、欠壓、過壓保護(hù)，電機(jī)的故障指示，變頻器的故障指示以及報(bào)警輸出，模擬量的輸入、輸出模塊。 控制電路中還必須考慮系統(tǒng)電機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)指示燈的設(shè)計(jì)，為了節(jié)省PLC 的輸出端口，在電路中可以采用 PLC 輸出端子的中間繼電器的相應(yīng)常 開觸點(diǎn)的斷開和閉合來控制相應(yīng)電機(jī)指示燈的亮和熄滅，指示當(dāng)前系統(tǒng)電機(jī)的工作狀態(tài)。其控制電路圖如圖 所示。 手動(dòng)控制時(shí)，首先扳動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān) SF1,使電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕 SF2，接觸器 QA1 吸合并自保，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng) ,運(yùn)行指示燈 PG3 亮。當(dāng)接觸器 QA1 吸合時(shí)，中間繼電器 QA3 接通，變頻器 STF 接通，變頻器啟動(dòng)。當(dāng)變頻器故障輸出時(shí)，開始報(bào)警 PB0 鈴響，報(bào)警指示燈亮。按下復(fù)位按鈕 SF9，中間繼電器 QA4 接通，常閉觸頭 SF7 打開，解除報(bào)警，變頻器停止運(yùn)行。使電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，按下按鈕 SF2，接觸器線圈失電，主觸頭 SF4 打開，電動(dòng)機(jī)停止。 自動(dòng)控制時(shí)，扳動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān) SA6，通過 PLC 編程控制，來完成電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 1 23 4手 動(dòng) 停 止 自 動(dòng)P G 0P G 1P G 2P G 3P G 4Q A 0Q A 1Q A 2Q A 3Q A 4S F 1S F 1S F 2S F 3S F 4S F 5S F 4S F 4S F 7S F 8S F 7S F 9S F 7P B 0F A 1L 1NS F 6 圖 控制系統(tǒng)的控制回路 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 補(bǔ)水泵控制系統(tǒng) 圖 補(bǔ)水泵系統(tǒng)方案圖 為了保護(hù) PLC 設(shè)備， PLC 輸出端口并不是直接和交流接觸器連接，而是通過中間繼電器去控制電機(jī)或者閥門的動(dòng)作。在 PLC 輸出端口和交流接觸器之間引入中間繼電器，其目的是為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的強(qiáng)電和弱電之間的隔離，保護(hù)系統(tǒng)，延長系統(tǒng)的使用壽命，增強(qiáng)系統(tǒng)工作的可靠性。 由于每 臺(tái)電機(jī)的工作電流都在幾百安以上，為了顯示電機(jī)當(dāng)前的工作電流，必須在每臺(tái)電機(jī)三相輸入電源前面都接入兩個(gè)電流互感器，電流互感器和熱繼電器、兩個(gè)電流表連接。 圖 是電流互感器的接線圖，兩個(gè)電流表一個(gè)安裝在控制柜上，另一個(gè)安裝在操作臺(tái)上，可以方便地觀察電機(jī)的三相工作電流，便于工作人員監(jiān)測電機(jī)的工 作狀態(tài)，同時(shí)熱繼電器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的過熱保護(hù)。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 MA 1 A 2B E 1B E 2M A 圖 電流互感器的接線圖 補(bǔ)水泵有兩臺(tái)臺(tái)， 1和 2補(bǔ)水泵都配有變頻器。當(dāng) 1補(bǔ)水泵采用變頻控制啟動(dòng)后仍不能滿 足要求時(shí)，讓 1補(bǔ)水泵工作于工頻同時(shí)啟動(dòng) 2補(bǔ)水泵。電動(dòng)機(jī)的工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行分別由接觸器 QA QA QA QA4 控制，圖 中 VVF代表變頻器。 圖 補(bǔ)水泵電氣控制線路圖 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 給水泵控制系統(tǒng) 如圖 電動(dòng)機(jī)的工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行分別由接觸器 BB BB2 控制，圖 中 VVF 代表變頻器。 圖 給水泵電氣控制接線圖 如圖 所示， SF3 為“集中 /手動(dòng)”狀態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“集中”位置時(shí)，由 PLC 控制給水泵的運(yùn) 行；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于“手動(dòng)”位置時(shí)，由機(jī)旁手動(dòng)操作水泵的運(yùn)行。集中運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行兩種狀態(tài)互為閉鎖。 PG PG2 分別代表高報(bào)警和低報(bào)警。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 F AS F 3 S F 1 S F 2Q A 1B BS F 1Q 1 . 6Q 1 . 7Q 1 . 4Q 1 . 5S F 2S F 1Q A 2P G 1P G 2L 1N 圖 電氣控制原理圖 變頻器的選型 變頻器是把電壓，頻率固定的交流電變換成電壓，頻率分別可調(diào)的交流電的變換器。變頻調(diào)速器與外界的聯(lián)系點(diǎn)基本上分三部分：一是主電路接線端，包括工頻電網(wǎng)的輸入端（ R， S， T），接電機(jī)的頻率，電壓連續(xù)可調(diào)的輸出端（ U， V，W）。二是控制端子，包括外部信號(hào)控制變頻調(diào)速器工作的端子，變頻 帶調(diào)速器工作狀態(tài)指示端子，變頻器與微機(jī)或其他變頻的通訊接口。三是操作面板包括液晶顯示屏和鍵盤。 一、變頻器頻率范圍的設(shè)定 基本頻率與最高頻率 電動(dòng)機(jī)的額定頻率稱為變頻器的基本頻率，當(dāng)頻率給定信號(hào)為最大值時(shí)，變頻器的給定頻率，稱為最高頻率，在上升時(shí)間一定的情況下，最高頻率決定了變西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 頻器輸出頻率的變化速度。 上限頻率與下限頻率 上限頻率與下限頻率是調(diào)速控制系統(tǒng)所要求變頻器的工作范圍，它們的大小應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作情況設(shè)定。 二、變頻器及其型號(hào) 根據(jù)設(shè)計(jì)題目要求，按照電動(dòng)機(jī)的額定功率，最大使用電機(jī)容量，本設(shè)計(jì)選用 三菱 FRF540(L)S FRF540LS 系列變頻器 節(jié)能型、一般負(fù)載適用 FR－ F500（ L） 1. 功率范圍： 75～ 900KW（ 3 相 380V， FR－ F540（ L）系列）。 2．采用最佳勵(lì)磁控制方式，實(shí)現(xiàn)更高節(jié)能運(yùn)行。 3．內(nèi)置 PID，變頻器 /工頻切換和可以實(shí)現(xiàn)多泵循環(huán)運(yùn)行功能。 4．柔性 PWM，實(shí)現(xiàn)更低噪音運(yùn)行。 5．內(nèi)置 RS485 通信口。 6． 75KW 以上隨機(jī)帶 DC 電抗器。 表 FRF540LS系列技術(shù)規(guī)格 FRF540LS系列 型號(hào) FRF540L□□ CH 400V S75K S90K S110K S132K S160K S185K S220K S250K S315K S400K 適用電機(jī)容量（ KW)(注1） 輕載變轉(zhuǎn)矩 75 90 110 132 160 185 220 250 315 400 可變轉(zhuǎn)矩 75 90 110 110 132 160 185 220 280 375 輸 出 額定電流（ A） 輕載變轉(zhuǎn)矩 144 180 216 260 302 360 432 477 610 750 可變轉(zhuǎn)矩 144 180 214 216 260 302 360 432 547 722 過載能力（注 3） 輕載變轉(zhuǎn)矩 110% 60s 秒 (反時(shí)限特性 ) 可變轉(zhuǎn)矩 120% 60 秒 ,150% 秒 (反時(shí)限特性 ) 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 電壓（注 4） 三相， 380V 至 480V 電 源 額定輸入交流電壓 /頻率 三相， 380V 至 480V 50Hz/60Hz 交流電壓允許波動(dòng)范圍 323 至 528V 50Hz/60Hz 頻率允許波動(dòng)范圍 177。5% 電源容（ KVA) (注 5） 輕載變轉(zhuǎn)矩 110 137 165 198 230 274 329 363 464 571 變轉(zhuǎn)矩 110 137 165 165 198 230 274 329 417 550 保護(hù)結(jié)構(gòu) 開放型（ IP00） 冷卻方式 強(qiáng)制風(fēng)冷 大約重量（ kg) 41 57 66 66 66 68 120 120 220 235 (注 )： 4極電機(jī)時(shí)的最大適用容量。 ,輸出電壓為 200V級(jí)時(shí)， 220V時(shí)的容量；輸出電壓為 400V級(jí)時(shí)， 440V時(shí)的容量。 (%)表示的。反復(fù)使用時(shí)，必須等待變頻器和電機(jī)降到 100%負(fù)荷時(shí)的溫度以下。 ，在電源電壓以下可以任意設(shè)定最大輸出電壓。 (包括輸入電抗器和電線 )的值而變化。 本設(shè)計(jì)所選變頻器的型號(hào)： 基本型號(hào) 最大使用電機(jī)容量（ KW） 輸出額定電流（ A） 電壓等級(jí)（ v） FRF540L90KCH 90 180 400 FRF540L37KCH 37 70 400 FRF540L75KCH 75 144 400 FRF540L75KCH 75 144 400 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 傳感器的選型 一、溫度傳感器的選型 選用鎳鉻 鎳硅熱電偶。這種熱電偶分度號(hào)為“ K”。它的正極是鎳鉻合金，負(fù)極為鎳硅。溫度測量范圍為 200～ 1200℃ .其特點(diǎn)是測溫范圍很寬，熱電動(dòng)勢與溫度關(guān)系很近似線性，熱電動(dòng)勢大及價(jià)格極低。缺點(diǎn)是熱電動(dòng)勢的穩(wěn)定性較 B型或 S 型熱電偶插，且負(fù)極有明顯的導(dǎo)磁性。 在使用熱電偶進(jìn)行測溫時(shí)，只有將冷端的溫度恒定，熱端電動(dòng)勢才是熱端溫度的單值函數(shù)。由于熱電偶的分度表是以冷端溫度為零時(shí)作出的，因此，在使用時(shí)要正確地反映熱端溫度，必須使 冷端溫度恒定為零。這樣就需要進(jìn)行一些補(bǔ)償措施。 1) 冷端恒溫法 2) 補(bǔ)償導(dǎo)線法 3) 計(jì)算修正法 4) 電橋補(bǔ)償法 其中，電橋補(bǔ)償法的連接電路如圖 所示 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 R2 R3 I1 I2 I R4 e R1 Rcm U R5 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 圖 電橋補(bǔ)償法連接電路 二、壓力傳感器的選型 本設(shè)計(jì)中采用 CYB20S 普通型壓力傳感器。 CYB20S 系列壓力變送器使用CYB10S 壓力傳感器為敏感元件 ,和電子線路做成一體化結(jié)構(gòu)，輸出為 4～ 20mA、0～ 5V 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) , 適合工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)配套。 CYB20S 為圓柱型全不銹鋼結(jié)構(gòu)，體積小，零點(diǎn)和靈敏度 可從外部直接調(diào)整，使用方便。 三、 液位傳感器的選型 本設(shè)計(jì)采用光電傳感器 OPG01，該光電傳感器包含一個(gè)紅外 LED 和光接收器。從 LED 的光直接到達(dá)傳感器頂端的棱鏡，當(dāng)沒有液體存在時(shí)， LED 中的光在棱鏡中被反射到接受器。當(dāng)上升的液體侵入棱鏡時(shí)，光被折射到液體中，只有少許或無光到達(dá)接受器。感應(yīng)這個(gè)變化，接受器開動(dòng)了單元中的電動(dòng)開關(guān)，外部報(bào)警或控制電路從而工作。 第 5 章 鍋爐自動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) PLC 控制流程圖 在所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求而進(jìn)行程序的編制，在程序編制之前的工作是繪制流程圖 ，流程圖的編寫將決定所設(shè)計(jì)的程序的性能和完成設(shè)計(jì)任務(wù)要求。 下面是本控制系統(tǒng)程序的基礎(chǔ)功能塊說明，通過調(diào)用這些基礎(chǔ)功能塊就構(gòu)成了系統(tǒng)控制程序。這些基礎(chǔ)功能塊有 STEP7 標(biāo)準(zhǔn)庫自帶的，包括 CP340 專用通信功能塊 FB2 和 FB3；連續(xù) PID 控制功能塊 FB41； ASCII 轉(zhuǎn)換為 16 進(jìn)制功能塊 FC94和 16進(jìn)制轉(zhuǎn)換為 ASCll碼功能塊 FC95。發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文處理功能塊 FB12,見圖 68。下面具體介紹這些基礎(chǔ)功能塊的設(shè)計(jì)流程。 主程序設(shè)計(jì) 主程序通過循環(huán)組織塊完成，圖 給出了 OB1 中的主程序結(jié)構(gòu)。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 圖 循環(huán)組織塊包括鍋爐系統(tǒng)的控制、 電機(jī)啟 /?？刂啤⒛M量控制、循環(huán)泵控制、通信處理。 鍋爐系統(tǒng)的控制確定鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和爐排電機(jī)的變頻器頻率