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摘要：电气自动化在水电站中的应用主要体现在水电站的自动化方面，本文在此基础上阐述了水电站自动化的作用和内容，并进一步分析了设备选型及自动化设计。关键词：电气自动化 水电站 应用一、引言随着电力电子技术、微电子技术迅猛发展，电气自动化在水电站中也得到了广泛应用，这又主要体现在水电站的自动化方面。水电站的自动化是实现水轮发电机组自动化的关键部分，是利用计算对整个水电生产过程监控的“耳目”“手脚”，它担负自动监测机组和辅助设备的状态，发出拟定的报警信号、执行自动操作任务。水电站自动化的程度取决于电站的规模，电站的型式及主要机电设备的性能。水电站自动化就是要使水电站生产过程的操作、控制和监视，能够在无人(或少人)直接参与的情况下，按预定的计划或程序自动地进行。水电站自动化程度是水电站现代化水平的重要标志，同时，自动化技术又是水电站安全经济运行必不可少的技术手段。水电站自动化具有提高工作的可靠性、提高运行的经济性、保证电能质量、提高劳动生产率、改善劳动条件等作用。二、水电站自动化的内容水电站自动化的内容，与水电站的规模及其在电力系统中的地位和重要性、水电站的型式和运行方式、电气主接线和主要机电设备的型式和布置方式等有关。总的来说，水电站自动化包括完成对水轮发电机组运行方式的自动控制、完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视、完成对辅助设备的自动控制、完成对主要电气设备的控制、完成对水工建筑物运行工况的控制和监视几个方面。(一)完成对水轮发电机组运行方式的自动控制一方面，实现开停机和并列、发电转调相和调相转发电等的自动化，使得上述各项操作按设定的程序自动完成；另一方面，自动维持水轮发电机组的经济运行，根据系统要求和电站的具体条件自动选择最佳运行机组数，在机组间实现负荷的经济分配，根据系统负荷变化自动调节机组的有功和无功功率等。此外，在工作机组发生事故或电力系统频率降低时，可自动起动并投入备用机组；系统频率过高时，则可自动切除部分机组。(二)完成对水轮发电机组及其辅助设备运行工况的监视如对发电机定子和转子回路各电量的监视，对发动机定子绕组和铁芯以及各部轴承温度的监视，对机组润滑和冷却系统工作的监视，对机组调速系统工作的监视等。出现不正常工作状态或发生事故时。迅速而自动地采取相应的保护措施，如发出信号或紧急停机。(三)完成对辅助设备的自动控制包括对各种油泵、水泵和空压机等的控制，并发生事故时自动地投入备用的辅助设备。(四)完成对主要电气设备(如变压器、母线及输电线路等)的控制、监视和保护。(五)完成对水工建筑物运行工况的控制和监视如闸门工作状态的控制和监视，拦污栅是否堵塞的监视，上下游水位的测量监视，引水压力管的保护(指引水式电站)等。中心
维修电工技师论文摘 要 ：在 传 统 的 接 触 器 控 制 电 路 中 往 往 因 为 电 器 元 件 过 多 ，使 设 备 运 行 可 靠 性 下 降 ， 维 护 人 员 工 作 量 增 加 、 维 修 费 用 上 升 ， 本 文 使 用 了 PLC 可 编 程 控 制 器 代 替 传 统 的 接 触 器 控 制 ，并 阐 述 了 中 央 空 调 系 统 的 运 行 及 保护要求。 关 键 词 ： PLC、 梯 形 图 、 中 央 空 调 。 PLC 在 中 央 空 调 控 制 系 统 中 的 应 用前言随着我国经济的不断发展，社会高度信息化，新的高科技技术不断应用到 各 个 方 面 中 ，使 得 智 能 化 已 成 为 一 种 发 展 的 必 然 趋 势 。智 能 化 也 往 往 是 从 设 备 自 动 化 系 统 开 始 我 公 司 于 1996 年 安 装 了 4 台 单 螺 杆 冷 水 机 组 ， 其 制 冷 剂 为 R22,冷 却 方 式 为 水 冷 。 安 全 保 护 有 ： 相 序 保 护 、 蒸 发 器 水 流 保 护 、 冷 凝 器水流保护、冰点保护、过载保护、电机热保护、高、低压保护等，由 于设备所用元器件过多，如接触器、中间继电器、时间继电器等，使控 制电路复杂，在使用五、六年后系统便经常性不能正常运行，维护过程 又烦琐复杂，维护费用直线上升，为使设备能正常运行，减少维护人员 工作量，降低维护费用，改善工作环境，于是决定对其控制系统进行改 造 ， 由 于 PLC 控 制 具 有 可 靠 性 高 ， 抗 干 扰 能 力 强 ， 通 用 性 强 ， 容 易 扩 充 功能不需改变线路、结构紧凑、体积小、重量轻、功耗低、维修工作量 少 ， 现 场 连 接 方 便 等 优 点 ， 所 以 公 司 决 定 将 原 控 制 电 路 改 成 PLC 控 制 。 1、 空调运行的保护及要求的分析 首 先 ，此 单 螺 杆 冷 水 机 组 ，要 求 开 机 前 必 须 将 空 调 机 组 的 电 加 热 器 送 电 预 热 ， 以 使 冷 冻 油 油 温 在 40℃ 以 上 ， 使 冷 冻 油 的 粘 度 降 低 ， 同 时 使 冷 冻 油 和 制 冷 剂 分 离 （ 约 24 小 时 ） 因 加 热 器 功 率 较 小 ， 设 备 的 金 属 外 壳 吸 收 热 量 散 热 ，所 以 加 热 器 可 长 期 加 热 ，不 必 担 心 油 温 过 高 ，当 电 机 运 行 时 ，切 断 电 加 热 器 ，冷 冻 油 吸 收 电 机 产 生 的 热 量 。电 源 要 有 相 序 保 护 ， 电 源 相 序 必 须 正 确 ， 压 缩 机 电 机 不 得 反 转 ， 压 缩 机 电 机 要 求 Y-? 起 动 ， 电 机 过 载 时 热 继 电 器 要 动 作 ， 电 机 温 度 不 得 高 于 90℃ ， 当 电 机 过 热 时 电 机 内 热 保 要 动 作 ，要 有 高 、低 压 保 护 ，吸 气 压 力 和 排 气 压 力 应 在 至 之 间 ， 空 调 运 行 时 必 须 有 冷 却 水 流 和 冷 冻 水 流 ， 压 力 为 至 左 右 ，且 进 出 水 水 压 差 要 为 左 右 ，还 要 有 冰 点 保 护 ， 当 设 备 运 行 后 冷 冻 水 温 比 设 定 水 温 小 2℃ 时 ， 设 备 应 停 机 ， 如 果 该 系 统 失 灵 ， 水 温 下 降 到 4℃ 时 必 须 停 机 ， 防 止 冰 堵 ， 冻 坏 设 备 ，当 设 备 运 行 后 冷 冻 水 温 到 设 定 温 度 +2℃ 时 ，设 备 能 自 动 起 停 ，每 次 停 机 后 在 10 分 钟 内 机 组 不 能 2 次 运 行 。 按 下 设 备 起 动 按 钮 后 ， 能 量 电 磁 阀 MV 4 与 MV 1 要 打 开 ， 经 240 秒 延 时 后 ，电 机 Y 型 起 动 5 秒 后 电 机 ? 型 运 行 ，运 行 6 秒 后 ，要 关 闭 能 量 电 磁 阀 MV 1 同 时 打 开 能 量 电 磁 阀 MV 2 压 缩 机 加 载 为 40%运 行 ， 运 行 5 分 钟 后 ， 量 电 磁 阀 MV 3 打 开 同 时 关 闭 能 量 电 磁 阀 MV 2 压 缩 机 电 机 加 载 能 为 70%运 行 ，再 运 行 10 分 钟 后 ，能 量 电 磁 阀 MV 3 关 闭 压 缩 机 电 机 加 载 为 100%运 行 ， 当 冷 冻 水 温 大 于 水 温 设 定 值 2℃ 时 ， 设 备 减 载 ， 压 缩 机 1 电 机 为 70%负 载 运 行 ，当 冷 冻 水 温 达 到 设 定 水 温 时 ，设 备 再 次 减 载 ，压 缩 机 电 机 为 40%负 载 运 行 ，当 冷 冻 水 温 小 于 设 定 值 2℃ 时 ，设 备 自 动 停 机 ， 当 冷 冻 水 温 回 升 到 大 于 设 定 值 2℃ 且 停 机 10 分 钟 以 上 时 ， 设 备 要 能自动启动。 当系统出现任一可能损坏设备的情况时都要求设备立刻停机并报 警 。 当 设 备 有 异 常 现 象 时 可 按 下 急 停 按 钮 SEM， 设 备 强 行 停 机 。 2、 图 形 设 计 1、 主 电 路 图 见 图 ① 2、 梯 形 图 见 图 ② 3、 主 要 元 器 件 见 表 ① 4、 PLC 的 输 入 、 输 出 继 电 器 及 控 制 对 象 见 表 ② 5、 能 量 电 磁 阀 动 作 与 能 量 对 照 表 见 表 ③ 6、 程 序 清 单 见 表 ④ 3、 空 调 设 备 的 运 行 准 备 工 作 1、 在 准 备 开 起 空 调 前 一 天 将 空 调 电 源 送 上 使 电 加 热 器 工 作 将 冷 冻 油 加 热 至 40℃ 以 上 (约 要 24 小 时 )油 温 到 40℃ 时 油 温 保 护 器 常 开 触 点 闭 合 使 PLC 输 入 继 电 器 X502 断 开 。 2、 主 机 电 源 相 位 正 确 ， 相 位 继 电 器 动 作 使 PLC 输 入 继 电 器 X501 断开。 3、 打 开 所 有 水 流 阀 门 4、 调 节 风 管 阀 门 使 集 气 箱 风 机 打 循 环 风 (可 以 进 少 量 新 空 气 )。 5、 起 动 集 气 箱 风 机 、 冷 却 塔 风 机 、 冷 冻 水 泵 和 冷 却 水 泵 ， 当 蒸 发 器 和 冷 凝 器 有 水 流 时 且 水 流 压 力 和 压 力 差 达 到 设 备 允 许 值 时 ，蒸 发 器 水 流 开 关 和 冷 凝 器 水 流 开 关 闭 合 使 PLC 输 入 继 电 器 X503、 X504 断 开 。 6、 水 温 开 关 均 为 常 开 ， 当 水 温 低 于 开 关 设 定 温 度 时 开 关 闭 合 ， 电 机 过 热 保 护 、 热 继 电 器 均 为 常 开 ， 高 压 保 护 开 关 设 定 为 ， 高 压 大 于 开 关 闭 合 ， 低 压 保 护 开 关 设 定 为 ， 低 压 低 于 低 压 开 关 闭 合 。 7、 冷 冻 水 温 开 关 设 定 到 需 要 值 (暂 且 把 冷 冻 水 温 开 关 设 定 到 7℃ ， 把 其 余 两 温 度 开 关 ， 水 温 上 限 值 和 下 限 值 分 别 设 为 9℃ 和 5℃ )。 起 动 空 调 当 一 切 准 备 工 作 就 绪 ， PLC 辅 助 继 电 器 M101 失 电 ， 报 警 灯 熄 灭 ， 设备此时可以起动运行。 由 于 时 间 继 电 器 T455 早 在 设 备 加 热 时 就 得 电 并 在 10 分 钟 后 动 作 ， 所 以 时 间 继 电 器 T455 的 常 开 触 点 早 已 闭 合 不 影 响 设 备 起 动 。 按 下 起 动 按 钮 SB 1 ， PLC 的 输 入 继 电 器 X400 得 电 常 开 触 点 闭 合 使 辅 助 继 电 器 从 M100 得 电 ， M100 的 常 开 触 点 闭 合 自 锁 ， 同 时 使 输 出 继 电 器 Y530 得 电 自 锁 ，Y530 常 开 触 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y430、Y431 得 电 并 锁 ， Y530 常 开 触 点 闭 合 使 交 流 接 触 电 器 KM 3 得 电 使 星 型 接 点 闭 合 ， Y431 常 开 闭 合 使 时 间 继 电 器 T450 得 电 ， T450 开 始 计 时 ， 输 出 继 电 器 Y430、 Y431 得 电 又 使 能 量 电 磁 阀 MV 4 、 MV 1 得 电 打 开 ， 当 时 间 继 电 器 T450 延 时 240 秒 后 ， T450 常 开 触 点 闭 合 ， 使 输 出 继 电 器 Y432 得 电 并 自 锁 ， Y432 得 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 动 作 ， 压 缩 机 电 机 开 始 起 动 ， Y432 2 常 开 触 点 闭 合 又 使 起 动 指 示 灯 H 2 亮 ， 时 使 时 间 继 电 器 T455 失 电 复 位 ， 同 接 触 器 KM 1 的 一 组 控 制 加 热 器 的 常 闭 触 点 断 开 使 电 加 热 器 停 止 工 作 ， 冷 冻 油 吸 收 电 机 产 生 的 热 量 ，Y432 得 电 又 使 时 间 继 电 器 T451 得 电 ，压 缩 机 电 机 起 动 5 秒 后 ，时 间 继 电 器 T451 动 作 ， 输 出 继 电 器 Y530 失 电 ， 使 使 交 流 接 触 器 KM 3 失 电 断 开 星 型 接 点 ， 同 时 时 间 继 电 器 T451 常 开 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y433 得 电 ， Y433 得 电 自 锁 ， 使 时 间 继 电 器 T452 得 电 ， T452 开 始 计 时 ，Y433 得 电 又 使 交 流 接 触 器 KM 2 得 电 ，压 缩 机 电 机 开 始 正常运行， Y433 动 作 又 使 起 动 指 示 灯 H 2 熄 灭 同 时 使 运 行 指 求 灯 H 3 亮 ， 时 间 继 电 器 T452 得 电 在 压 缩 机 电 机 运 行 6 秒 后 时 间 继 电 器 T452 动 作 ， T452 常 闭 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y431 失 电 ， Y431 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 1 失 电 闭 合 ，T452 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y434 得 电 ，使 能 量 电 磁 阀 MV 2 得 电 打 开 、压 缩 机 电 机 加 载 为 40%运 行 ，时 间 继 电 器 T452 的 另 一 组 常 开 触 点 闭 合 ， 时 间 继 电 器 T453 得 电 ， 缩 机 电 机 再 运 行 300 使 压 秒 后 ， 时 间 继 电 器 T453 动 作 使 输 出 继 电 器 Y435 得 电 ， 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 得 电 打 开 ， T453 动 作 又 使 输 出 继 电 器 Y434 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 2 失 电 关 闭 ， 缩 机 电 机 加 载 为 70%运 行 ， 压 T453 的 另 一 组 常 开 触 点 闭 合 ， 时 间 继 电 器 T454 得 电 压 缩 机 电 机 再 运 行 600 秒 后 ， 时 间 继 电 器 T454 动 作 ， T454 断 开 输 出 继 电 器 Y435， Y435 失 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 失 电 关 闭 、 压 缩 机 电 机 加 载 100%运 行 ， 在 运 行 一 段 时 间 后 当 冷 冻 水 温 下 降 到 9℃ 时 ， 9℃ 水 温 开 关 闭 合 使 输 入 继 电 器 X402 动 作 ， X402 常 闭 触 点 断 开 ，使 时 间 继 电 器 T451、T452、T453、T454 断 电 复 位 ，输 入 继 电 器 X402 的 常 开 闭 合 ， 输 出 继 电 器 Y435 得 电 使 能 量 电 磁 阀 MV 3 得 电 打 开 ， 使 压 缩 机 电 机 减 载 为 70%运 行 ， 当 冷 冻 水 温 下 降 到 7℃ 时 ， 7℃ 温 控 开 关 闭 合 ，输 入 继 电 器 X505 动 作 ，X505 常 闭 触 点 断 开 ，使 输 出 继 电 器 Y435 断 电 ，Y435 断 电 又 使 能 量 电 阀 MV 3 失 电 关 闭 ，X505 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y434 得 电 ，Y434 得 电 又 使 能 量 电 阀 MV 2 得 电 打 开 ，同 时 压 缩 机 电 机 减 载 为 40%运 行 ， 当 冷 冻 水 温 继 续 下 降 到 5℃ 时 ， 5℃ 温 控 开 关 闭 合 使 输 入 继 电 器 X403 得 电 ， X403 常 闭 触 点 断 开 ， 输 出 继 电 器 Y430、 使 Y434 失 电 ， 使 能 量 电 阀 MV 4 、 MV 2 失 电 闭 合 ， X403 常 开 触 点 闭 合 ， 使 输 出 继 电 器 Y431 得 电 ， Y431 得 电 自 锁 并 使 能 量 电 阀 MV 1 得 电 打 开 ， X403 常 开 触 点 闭 合 同 时 使 输 出 继 电 器 Y437 得 电 动 作 ， Y437 的 常 闭 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y432、 Y433 失 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 、 KM 2 压 缩 机 电 机 停 机 ，Y432 失 电 又 使 Y434、Y435、Y437 失 电 ，输 出 继 电 器 Y432、 Y433 失 电 又 使 运 行 指 示 灯 H 3 熄 灭 ，当 KM 1 失 电 常 闭 触 点 闭 合 又 使 电 加 热 器 工 作 (如 果 冷 冻 水 温 下 降 到 比 设 定 值 小 2℃ 时 ， 限 水 温 控 制 器 不 动 下 作 ， 冷 冻 水 温 将 继 续 下 降 ， 当 冷 冻 水 温 下 降 到 4℃ 时 ， 冰 点 保 护 开 关 常 开 闭 合 ， 输 入 继 电 器 X406 常 开 闭 合 ， 辅 助 继 电 器 M101 得 动 作 M101 使 使 的 常 闭 触 点 断 开 使 辅 助 继 电 器 M100 和 输 出 继 电 器 Y530 失 电 ， M100 失 电 使 输 出 继 电 器 Y430、 Y431、 Y432、 Y433、 Y434、 Y435 失 电 使 交 流 接 触 器 KM 1 、 2 断 电 ， 缩 机 电 机 强 行 停 机 ， 关 闭 所 有 能 量 电 磁 阀 ， KM 压 并 同 时 从 M101 的 常 开 触 点 闭 合 使 输 出 继 电 器 Y534 得 电 报 警 指 示 灯 H 4 亮 ， 此 时 设 备 无 法 再 起 动 运 行 ， 只 有 当 故 障 排 除 后 ， 辅 助 继 电 器 M101 失 电 复 位 ， 报 警 指 示 灯 H 4 熄 灭 ， 设 备 才 可 以 起 动 运 行 )， 当 冷 冻 水 温 回 升 到 5℃ 时 ， 5℃ 温 控 开 关 断 开 ， 输 入 继 电 器 X403 常 开 触 点 断 开 ， 输 出 继 电 3 器 Y437 失 电 ， Y437 触 点 复 位 ， 当 水 温 回 升 到 7℃ 时 ， 7℃ 温 控 开 关 复 位 ，当 水 温 回 升 到 9℃ 时 ，9℃ 温 度 开 关 复 位 ，输 入 继 电 器 X402 失 电 复 位 ，如 果 此 时 已 停 机 10 分 钟 ，时 间 继 电 器 T455 已 动 作 ，那 么 ，输 出 继 电 器 Y530 将 得 电 动 作 ， 使 交 流 接 触 器 KM 3 得 电 闭 合 ， 设 备 进 入 下 一 轮 运行。 注意在设备运行过程中有任一保护器动作或设备的运行条件变化 到 允 许 值 以 外 ， 那 么 辅 助 继 电 器 M101 都 将 动 作 使 设 备 强 行 停 机 报 警 ， 并 使 报 警 指 标 灯 H4 亮 ， 只 有 在 故 障 消 除 后 设 备 方 可 运 行 。 停 机 空调设备停机最好等空调压缩机电机自动停机后，按下停止按钮 SB 2 ，这 样 可 以 减 轻 因 压 缩 机 电 机 突 然 停 时 产 生 的 大 电 流 对 设 备 和 电 气 元件的损伤。 按 下 停 止 按 钮 SB 2 ，使 输 入 继 电 器 X401 闭 合 ，使 输 出 继 电 器 Y436 得 电 动 作 ， 断 开 辅 助 继 电 器 M100， M100 常 开 触 点 断 开 使 输 出 继 电 器 Y430、 Y431、 Y432、 Y433、 Y434、 Y435 压 缩 机 电 机 停 机 所 有 能 量 电 磁阀关闭，运行指示灯熄灭，当压缩机停机后，在没有特殊情况下， 集所箱风机、冷却塔以及冷却水泵和冷冻水泵应继续开启，在冷凝器 和蒸发器中的水温接近常温后再停机，以减少因水温过高和过低对设 备造成损伤。 4、 结 论 设 备 在 改 造 后 经 过 一 年 多 的 运 行 ，未 出 现 过 故 障 ，运 行 稳 定 ，达 到 了 预 期 的 效 果 ，减 轻 了 维 修 人 员 的 工 作 量 ，为 公 司 节 约 了 大 量 的 维 修 费 用，也改善了公司的工作环境。 5、 主 要 元 器 件 表 ： 主要元器件表① 元器件符号 PLC MV 1 —MV 4 SEM FR 1 R1 RCP 元器件名称 三 菱 F1-40MR 能量电磁阀 急停按钮 热继电器 电加热器 相序保护器 元器件符号 FU 1 —FU 5 KM 1 —KM 3 M H 1 —H 4 T Q1 元器件名称 熔断器 交流接触器 压缩机电机 指示灯 变压器 空气开关 PLC 输入、输出继电器及控制对象表② 输入、输出继电器及控制对象表② 输入继电器符号 X400 X401 控制对象 起动按钮 SB1 停止按钮 SB2 输入继电器符号 Y430 Y431 被控制对象 能量电磁阀 MV4 能量电磁阀 MV1 4 X402 X403 X404 X405 X406 X407 X500 X501 X502 X503 X504 X505 开机温控 停机温控 电机内热保 热继电器 冰点保护 高压保护 低压保护 相序保护 油温开关 蒸发水流开关 冷凝水流开关 温度设定开关 Y432 Y433 Y434 Y435 Y530 Y532 Y533 Y534 交流接触器 KM1 交流接触器 KM2 能量电磁阀 MV2 能量电磁阀 MV3 交流接触器 KM3 起动指示灯 H2 运行指示灯 H3 报警指示灯 H4 能量电磁阀动作与能量对照表③ 能量电磁阀动作与能量对照表③ OPEN OR CLOSE MV1 1 0 0 0 1 0 MV2 0 1 0 0 0 0 MV3 0 0 1 0 0 0 MV4 1 1 1 1 0 0 能量 启动 40% 70% 100% 运行停止 停机 注：1、“1”表示能量电磁阀打开，“0”表示能量电磁阀关闭。 2、MV1、MV2、MV3、MV4 为能量电磁阀。 3、运行停止是指冷冻水温到了设定值后设备自动停机。 5 6 7 程序清单表④ 程序清单表④ 序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 指令 LD OR ANI ANI OUT LD OUT LD AND ANI OR ANI ANI ANI OUT LD OR ANI ANI AND OUT LD OR OR ANI AND OUT LD AND OUT K LD OR 元件号 X400 M100 Y436 M101 M100 X401 Y436 M100 T455 X402 Y530 T451 M101 Y433 Y530 Y530 Y430 Y436 X430 M100 Y430 Y530 Y431 X403 T452 M100 Y431 Y431 Y530 T450 240 T450 Y432 序号 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 指令 AND ANI ANI OUT LD ANI OUT K LD OR AND ANI ANI ANI OUT LD ANI OUT K LD OR ANI ANI ANI AND OUT LD OUT K LD OR ANI ANI 元件号 M100 Y436 Y437 Y432 Y432 X402 T451 5 T451 Y433 M100 Y436 Y437 Y530 Y433 Y433 X402 T452 6 T452 X505 T453 X403 Y431 Y432 Y434 T452 T453 300 T453 X402 T454 X505 序号 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 指令 ANI AND OUT LD OUT K LD AND OUT LDI OUT K LD ANI OUT LD AND OUT LD OUT LD OR OR OR OR ORI ORI ORI ORI OUT END 元件号 Y431 Y432 Y435 T453 T454 600 X403 Y432 Y437 Y432 T455 600 Y432 Y433 Y532 Y432 Y433 Y533 M101 Y534 X404 X405 X406 X407 X500 X501 X502 X503 X504 M101 8 总结 随着我国经济的不断发展，社会高度信息化，新的高科技技术不断 应 用 到 各 个 方 面 中 ，使 得 智 能 化 已 成 为 一 种 发 展 的 必 然 趋 势 。智 能 化 也 往 往 是 从 设 备 自 动 化 系 统 开 始 。本 文 主 要 针 对 我 们 本 次 的 毕 业 设 计《 智 能 化 小 型 中 央 空 调 》阐 述 PLC 控 制 设 计 与 智 能 化 中 央 空 调 (冷 冻 站 )系 统 的关系。 现在本文就系统改造实现情况作简单介绍：本文的系统调试应分为 两 步 ，设 备 电 气 控 制 系 统 调 试 和 中 心 网 络 系 统 调 试 。我 们 就 已 完 成 的 设 备电气控制系统设计、 试及使用情况作一下说明： 对实验室的要求： 调 针 要 求 电 气 系 统 运 行 稳 定 ，感 温 精 确 度 高 ，维 护 方 便 寿 命 长 ，并 能 联 网 进 行管理。除此之外在实际使用中系统的故障报警部分设计还不够完善， 许 多 功 能 还 未 开 发 。本 文 经 过 对 设 备 状 况 和 同 学 们 对 中 央 空 调 学 习 认 识 的 调 研 ，本 文 认 为 可 采 用 三 菱 公 司 的 A 系 列 PLC 作 为 设 备 的 控 制 系 统 核 心 。它 不 仅 具 备 普 通 PLC 可 编 程 控 制 器 的 各 种 优 点 ，而 且 能 够 利 用 以 太 网 网 络 模 块 （ B2/B5） 组 建 MELSECNET 网 络 ， 最 终 达 到 建 成 先 进 的 分 布 式控制系统，既实现各种设备之间的联网，实现远程控制和管理。 我们本次的设计中有两套中央空调系统，由三台冷却水泵、三台冷 冻 水 泵 、一 台 冷 却 塔 风 机 、两 台 冷 水 机 组 等 主 要 设 备 组 成 两 套 制 冷 系 统 （ 因 系 统 小 ，冷 却 塔 功 率 大 ，实 验 室 要 求 等 ，本 系 统 较 一 般 两 套 制 冷 系 统 不 同 的 是 两 台 冷 水 机 组 却 只 选 择 一 个 冷 却 塔 ，经 计 算 核 定 ，这 并 不 影 响 其 效 果 ）其 中 冷 水 机 组 是 由 设 备 生 产 厂 成 套 供 应 的 。根 据 本 次 设 计 的 实 验 室 要 求 ，我 们 选 择 了 2*5 匹 全 封 闭 式 压 缩 机 冷 水 机 组 。它 一 般 是 根 据 空 气 调 节 原 理 及 规 律 等 由 微 处 理 器 自 动 控 制 。冷 水 机 组 由 压 缩 机 、冷 凝器与蒸发器组成。 缩机把制冷剂压缩， 缩后的制冷机进入冷凝器， 压 压 被 冷 却 水 冷 却 后 ，变 成 液 体 ，析 出 的 热 量 由 冷 却 水 带 走 ，并 在 冷 却 塔 里 排 入 大 气 。液 体 制 冷 剂 由 冷 凝 器 进 入 蒸 发 器 蒸 发 吸 收 热 量 ，使 冷 冻 水 降 温，然后冷冻水进入冷风机盘管吸收空气中的热量。 如此循环不已， 把室内的热量带出，达到降低环境温度的目的。 当 然 系 统 基 本 达 到 了 设 计 的 要 求 ，它 不 仅 具 备 基 本 逻 辑 控 制 功 能 ，还 具 有联网通信功能和管理功能等。 外相对与老的控制系统， 工作稳定、 另 它 故 障 率 低 ，并 能 进 行 系 统 自 动 报 警 ，操 作 及 维 护 十 分 简 便 ，维 修 综 合 成 本（待机时间等）大大降低。 在 智 能 化 中 央 空 调 冷 冻 系 统 中 ， 采 用 PLC 控 制 系 统 是 切 实 可 行 的 ， 中 央 空 调 冷 冻 系 统 用 PLC 控 制 可 以 有 效 地 保 证 其 工 作 稳 定 、可 靠 ，便 于 维 护 ， 且 性 能 价 格 比 高 。 同 时 以 PLC 为 核 心 的 高 可 靠 的 监 控 系 统 实 现 了 对 空 调 主 机 的 控 制 及 两 台 主 机 之 间 的 协 调 控 制 ，具 有 先 进 、可 靠 、经 济、灵活等显著特点。 9 参考文献 1．《中央空调工程设计与施工》，吴继红、李佐周编著，高等教育出版社 2．《制冷空调自动控制》，张子慧等编著，科学出版社 1 3. 三菱公司，三菱微型可编程控制器编程手册，2000 4. 《可编程控制器原理及应用》，顾战松、陈铁年编著，国防工业出版社，1996 5. 肖海亮等编著，实现微机和 PLC 在以太网中的通信，电气自动化， 6. 宋伯生编著，可编程控制器配置、编程、联网，中国气象出版社，
双模轮胎定型硫化机机械手及其微机控制系统设计 [机电一体] 05-11本机属B型双模轮胎定型硫化机。用曲柄连杆传动，采用蒸锅式（或热板式）加热，升降翻转式开合模。胶囊伸直或收缩由中心机构操纵；机械手升降、转动、卸胎机构进出均采用水缸驱动；后充气采用二位四点式装置；控制系统采用PLC可编程控制程序控制。本机主要由 ... 精密电动平移台设计(机械结构和电气系统)(精品)☆ [机电一体] 04-07摘 要 本文对XYZ精密电动平移台的机械结构和电气系统进行设计。简要对电动平移台及机电一体化体技术的发展现状进行调查分析。电动平移台的机械设计分别对丝杠、导轨、电机等进行选型校核，本文选用 滚珠丝杠副、GGF分离型滚动直线导轨、75BF001步进电机作为 ... 粮库环境测量仪器的设计(测控技术与仪器)(精品)☆ [机电一体] 02-26摘 要 温湿度检测在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。特别对于粮库中粮食的存储有着及其重大的意义。利用单片机技术的湿度检测系统以其体积小，可靠性高而被广泛采用。本文对湿度检测系统进行了分析设计。首先，对温湿度检测技术的应用领域和发展状况 ... 无人机舱门系统的设计,加工和测试(论文) [机电一体] 02-23摘 要 舱门系统虽作为无人机的一个小部分，但也是其必不可少的部分。舱门系统不仅可作为通向无人机内部各部分的通道，还能作为一些装置的保护屏障，因此，对于舱门系统的设计也极其重要。本文在研究了无人机的发展现状下，通过三维建模分析，设计了一种舱门 ... 型无绳电水壶耐久插拔实验机设计 [机电一体] 02-22摘要 随着改革开放的大潮的推动，我国人民生活水平得到了很大的提高，物质生活水平也有了质的飞跃。家用电器大到冰箱、彩电小到电饭煲、电水壶都已经很普及了。现代生活越来越追求简单方便，无绳电水壶的使用也成了必然趋势。提高拉生活水平，人们便会更加注 ... 胶带运输机胶带撕裂保护设计(精品)☆ [机电一体] 01-15摘 要 矿用钢绳芯胶带输送机纵向撕裂问题一直是煤矿安全急待解决而又未能真正很好解决的难题。本设计针对胶带撕裂故障绝大多数发生在落料口附近，通过在落料口处装设撕带检测装置，用于胶带纵撕故障的实时监测与保护。胶带纵向撕裂故障通常是由于煤料中掺杂 ... 基于PLC数控机床上下料机械手的设计☆ [机电一体] 01-10摘 要 本文是设计数控机床上下料机械手，通过查阅相关资料以及对本专业知识的学习和应用，对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手。针对机械手的腰座、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统 ... 卧式镗床电气控制系统的设计(PLC) [机电一体] 12-22摘要 随着机械工业的发展，作为工作母机的各类机床得到了广泛的应用，而这些机床的自动化和精密程度却有很大差异。在欧美、日本等国家里，他们的机床数控化程度都相对比较高，但在我国国内的机床大约有90%多还处于老式的继电器控制下。由于继电器控制的机床 ... 丝网印花机构设计(机电一体化) [机电一体] 12-18摘要：在自动印花设备结构设计时，采用了外槽轮机构带动工作台旋转，并在印花机构和推网机构中采用螺旋机构进行传动。最后成形时所包含的主要部件是底座、槽轮、销子、螺杆、螺母、导轨、轴、工作台等。需要对一些重要部件进行强度校验。 采用传统的继电器控 ... 基于虚拟仪器的多点随机振动测试系统(测控)(LabView+CAD)☆ [机电一体] 12-05摘 要 现在的机械工程和机械工业中，振动测试、信号处理以及振动分析已是十分重要的环节。计算机和软件技术的迅速发展，虚拟仪器正在逐渐成为测试领域的发展领头羊，采用虚拟仪器实现振动测试与分析也成振动测试的发展趋势。本文先对虚拟仪器的发展及振动测 ...
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一、供热系统消耗能量的环节和评估1．供热系统消耗能量的环节供热系统由热源反热能送达热用户，一般都要经过热制备、转换、输送和用热这几个环节。我国城市集中供热热制备主要来自燃烧化石燃料（煤、油、气）的区域锅炉房和城市热电厂。区域锅炉房的主要耗能设备是锅炉、燃料输送及灰渣清除机械、鼓风机和引风机、水制备和输配系统的水泵（循环水泵、补水泵和加压泵）；它们耗用的能源是燃料、电力、水和热；通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热电厂是由抽凝式、或背压式（包括恶化真空）供热机组排（抽）汽通过热能转换装置（通常称为首站热交换器）传递给热网系统；首站是供热系统的热源，主要耗能设备是热交换器、输配系统的水泵。它们耗用的能源是蒸汽、电力、水和热；通常可能用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。热能输送由热网承担，供热管道由钢管、保温层和保护层组成，其结构依敷设而异。管道敷设有架空、管沟和直埋三种方式。它们的能量消耗是沿途散热的热损失和泄漏的水、热损失。一般可用热网热效率来表示其保温效果和保热程度；热网补水率来表示热网水泄漏的程度。在热网管线上有时还设置中间加压泵，以降低和改善系统水力工况（设置在非空载干线上，还能节省输送电耗），它的能量消耗设备是水泵，可用单位供热量的耗电量来评定耗能水平。 毕业论文 能量转换是通过热力站交换器把一级网的热能传递给二级网，并由它输送到热用户。热力站是二级网的热源，主要耗能设备是热交换器、二级网系统循环水泵和补水泵。它们耗用的能源是一级网高温水/蒸汽、电力、水和热；通常可以用单位供热量的消耗量来评定耗能水平。用热环节即终端系统用热设备。城市集中供热主要是建筑物内的采暖（为简化分析只谈最大热用户）。一般都是通过采暖散热器把热传给房间以保持舒适的室内温度。它的耗能设备是采暖散热器。其能耗量取决于建筑维护结构保温性能、保持的室内温度和外界环境的温度；其耗热量可通过计量进入的循环水量和供、回水温差积分获得。通常以单位供暖面积的耗热量来评定耗能水平。2．系统热耗的估计供热系统从热制备→转换→输送→用热环节的能量进入和输出必须相等，即：输入能量=可用能量+∑能量损失能源利用率=可用能量/输入能量可以这样认为：供热系统是由多个子系统组成。热用户是终端，采暖散热器是终端用热设备。热力站、二级网和终端组成二级网子系统，热力站热交换器成为该子系统的能量转换点，一级网水则为它的热源。锅炉房（或热电厂首站），一级网和热力站组成一级网子系统，热力站是该子系统的热用户，锅炉受热面（或首站热交换器）成为能量转换设备，锅炉（或热电厂流经汽机制蒸汽）是热源。锅炉本体（或热电厂）自成一个子系统，称为热源子系统。若设采暖散热器耗为NO，二级网管路热损失为E1，泄露漏热损失E2，热力站内热损失E3，二级网管路热损失为E4，泄漏热损失E5，锅炉房（首站）内热损失E6。输入能量是燃料热N3，能量损失包括化学不完全燃烧损失E7、固体不完全燃烧损失E7、飞灰热损失E8、灰渣热损失E9，排烟热损失E10、（热电厂还应增加一项；供热分担的厂内热损失E11），输出则是二级网子系统的输入能量N2。 毕业论文 则：一级网子系统的输入热量N1=NO+E1+E2+E3一级网子系统热能利用率B1=100×NO/N1（%）二级网子系统的输入热量 N2=N1+E4+E5+E6二级网子系统热能利用率B2=100×N1/N3（%）热源子系统的输入热量N3=N2+E7+E8+E9+E10（+En）热源子系统热能利用率B3=100×N2/N3即锅炉热效率（热电厂热效率）（%）供热系统热能利用率B=B1×B2×B33．系统电耗的估计系统电耗评估与热能评估一样可以子系统后叠加。系统主要耗电设备有循环水泵、补水泵、鼓风机和引风机等，它们单位供热量的电耗由下式计算：（1）水泵耗电量式中，G……水泵运行流量 m3/h；ΔH……水泵运行扬程 m；η……水泵运行效率%；∑NO……系统供热量； h……有效小时数。（2）风机耗电量可用同一个计算公式。此时式中，G……风机运行风量 h；ΔH……风机运行风压 m；η……风机运行效率（对皮带传动应包括机械传动效率）%；∑NO……系统供热量4．系统泄漏损失的估计系统泄漏损失导致水资源和热能两方面损失。毕业论文 (1) 水资源损失量可认为等于系统补水量BS。若系统运行循环水量为G，则系统补水率P=100×BS/G （%）(2) 系统泄漏热损失由下式计算：单位供热量的泄漏热损失BR=（P×G×ρ×c（t1-t0）/∑NO）式中ρ……水的密度，C……水的比热，t1……供水温度，t0……水源温度二、从供热系统供热现状看节能潜力下面列举一些实例，一是说明供热系统供热现状能耗存在着很大的差别，节能潜力巨大。二是说明经科学技术来改进和完善的系统，节能效果显著。1．1993年北京对住宅供暖煤耗进行抽查，结果是煤耗差别很大；数据如表2-1；1993年北京住宅供暖煤耗情况统计 表2-1单位供暖面积煤耗（kg/m2）22253139占全市最单位的百分数（%）5204530与全市煤耗平均值比较（%）说明：H煤发热量为毕业论文 全市煤耗平均值为 Kg /m2。2．沈阳惠天热电有限公司沈海热网（原沈阳第二热力公司）应用微机监控，节能可观：该公司于1993年12月7日对33个微机监控的热力站统计，采暖平均热指标为·m2，而无微机监控的热力站统计，采暖平均热指标为42 Kcal/h·m2。这说明采用微机监控，实施科学运行，消除系统失调，可节能15%左右。3．山东省荣成市供热公司安装自力式平衡阀，即节能又增收：该公司文化站（热力站）是以热电厂蒸汽为热源的一个热力站。供热面积12万平方米，分东、南、西北三条支线，连接91热用户。1997年在供水或回水管上共安装73台自力式流量控制器（除末端和压差较小的引入口不设置外，占全部热用户的80%），使热网系统水力工况大为改善；原来三条支线的供回水温差分别为东区℃、南区℃、西北区℃，现在的供回水一样，都是13℃，实现了水力平衡；经调整后的单位供热面积循环水量在2-3公斤/小时，大多数在公斤/小时，达到设计要求；在与去年蒸汽用量持平的情况下，增加供热面积1万平方米，增收用户热费达万元。只运行一强45KW的水泵（原来是二台30KW的水泵），节约循环水泵电费约70万元。说明二级热网改善，解决水平失调，就可节约热能8%，循环水泵电功率减少25%。毕业论文 ．山东省烟台技术开发区热力公司发现架空和地沟敷设管道的热损失很大：该公司于去年冬天对热力管道保温状况进行测定。发现热网效率低于90%，其中架空和地沟热损失占，其保温效果远不如直埋敷设。经初步整理的结果如表2-2。三种敷设方式管道保温状况实测数据表 2-2敷设方式架空地沟直埋管道外径（mm）820820529测点间距（m）3552133．52647保温材料/厚度（mm）海泡石/20岩棉/68聚氨脂/50实测流量（m3/h）22281364→→管壁温度（℃）→→→单位面积热损失（W/m2）85057292沿途温度降（m2/km）说明：实测时间：. 实测时室外温度：3-4℃ 毕业论文 ．山东省烟台市民生小区计量收费改造试验有效果：1997年在建设部城建司的指导下，美国霍尼韦尔公司与烟台市合作在烟台市民生小区建立示范点进行计量收费的实验。试验有单管式和双管式系统，并有相应的对比楼。试验楼内采暖系统入口都安装热量计、散热器前都设温控阀；入口的自力式压差控制阀、立管的平衡阀、散热器回水支管制流量表、散热器上的热分配器按不同方案设置、对比楼内只在采暖系统入口安装热量计。根据一个冬季运行的数据表明，没有过热和地冷现象，用户满意，能耗都低于对比楼，节能率。三、供热系统能耗悬殊的原因分析1．设备效率的不同¨锅炉热效率是衡量热源子系统热能利用率的指标。体现燃料热被有效利用的程度。，燃煤供热锅炉的设计热效率（≥7MW）一般在75-85 %（燃油、汽供热锅炉热效率在90%左右）。但在使用时，由于锅炉结构、燃料供应、技术水平、管理水平、人员素质等方面不同的原因，使锅炉的运行效率差别很大。好的，能达到设计热效率，保证锅炉出力。差的，燃烧不完全、排烟温度高、各项热损失大，热效率不及50%，锅炉出力大帐降低；导致能源浪费，大气环境污染增加。¨风机、水泵效率是电能转化为有用功的份额，体现电能被有效利用的程度：目前，风机、水泵效率一般在55-75%。它们的流（风）量和扬程（压头）的选择与配置是十分重要的，选择与配置得当，装机电功率合适，运行工作点处于设备高效率区域，电耗少。选择与配置不当（一般是偏大），装机电功率偏大，运行工作点偏离设备高效率区域，则电耗多，两者的相差可达10-30%。不仅如此，锅炉的鼓、引风机配置不当，还会导致锅炉热效率下降。循环水泵配置不当，还会系统水力工况。 毕业论文 风机是热源子系统的主要附属设备，水泵是热网（一级和二级）网子系统的主要设备。其电耗大小，不但对电资源有影响，也对运行成本有显著影响。由于城市集中供热热负荷有随气候及用热变化的特点，设置变速风机和水泵已在并被实践证明可以进一步节能。2．输送条件的不同：¨热网热效率是输送过程保热程度的指标，体现管道保温结构的效果。一般热网热效率应大于90-95%。从上面实测情况看，直埋敷设管道能达到这一要求；而架空和管沟都达不互要求，其热损失远大于10%。如果地沟积水，管道泡水，保温性能遭破坏，其热损失甚至大于裸管。这一广泛存在于早期建设的热网。¨热网补水率可近似认为（忽略水热胀冷缩的补充）是输送过程失水的指标。目前，热网（特别是二级网）运行补水率差别很大，在范围变化。正常情况下，应在2%左右；好的，补水率可在1%以下；差的，管道泄漏和用户放（偷）水严重，补水率可达10%左右。系统泄漏丢失的热水，补充的是比回水低得多的冷水（一般是10-15℃），要把它加热到供水温度至少是循环水的三倍（二级网运行供水温度一般为55-85℃，回水温度40-60℃）。这就是说，系统补水不仅是水耗问题，热耗是更大的问题。例如：补水率1%，即相当于减少至少3%的供热量；补水率10%，则相当减少至少30%的供热质量，其差别多大呀！ 毕业论文 ．运行技术水平的不同：¨热网水力失调度是流量分配不均程度的指标：按用户热负荷分配流量，使每个用户室温达到一致且满足要求，则失调度为1，即热网无水力的失调，若分配不当，出现冷，热不均现象，说明有水力失调，其失调度是大于或小于1。大于1，会把用户室温过高，导致热量浪费，小于1，会使用户室温达不到要求，供热不合格是不允许的。为解决失调问题，正确的做法应该是改进和完善热网，如在终端设置自力式流量平衡阀或其它有效措施；但至今仍然有大量的系统工程不同程度地采用'大流量小温差'来缓和这一问题。其实，'大流量小温差'运行并不减少供热量的热损失，而且带来循环水泵电耗的在幅度增加和热源供热量的增大（电耗与流量、扬程成正比；在管网不变条件下，电功率随流量的三次方变化）。实例说明，解决水力失失调，系统在设计流量下运行，能挖出8-15%的供热量。¨科学运行调度实施按需供热，实现设备长期在高效率区间运行：做到这一点，供热能耗就会降低，违背这一点的，供热能耗就会升高。下面仅举几例说明：☆根据实际情况，制订调节方式：目前，一般采用质调节。有些系统条用质、量并调，在初、末寒期适当减少循环不泵运行台数，就明显降低电耗。国外普遍采用量调节，其原因是：①量调节的循环水泵电耗最少。从上说，在管道尺寸已经确定的情况下，减少流量和降低电耗是三次方关第。如流量减少30%，电功率节省，对于多数地区一长段时间用70%左右的流量运行，年减少电耗40%左右是不成问题的。这是一个十分可观的节能数字。②量调节对用户用热量变化的响应比质调节快得多，质调节的温度变化从热源到用户的传递是以流速进行，管道中水流速为1至2米/秒，传送到1公里远的用户需要的时间是8分20秒-16分50秒，如果传送到10公里远的用户就需要小时；如果水流速低，传递时间将增加。而量调节是以声速传递，其响应几乎是同步的，因此，一级网采用量调节是发展趋势。量调节应采用变速循环水泵，采用阀门节流的量调节运行，省电很少。 毕业论文 按照室外温度绘制运行负荷图、温度图、流量图甚至时间图，并以它们指导运行。这样可以避免初、末寒期供大于需，浪费能量。☆热源的容量和台数是由设计人员根据设计负荷、最大负荷、最小负荷和平均负荷的大小而确定的。运行时应根据热负荷的大小选择投入台数，这是因为锅炉热效率是随运行负荷变化的，一般地说，每台都维持在80%以上负荷能获得高效率运行。低负荷运行效率降低，这里有10%以上的节能潜力。☆设置热源和热网的微机监控系统，可实行最优化的运行调节和控制，实践已说明是目前实现运行节能的有效技术措施。4．管理体制和水平的不同：¨供热单位正处于体制转轨过渡时期，自我经营、自我改造和自我发展的思想和能力有差别：在供热从福利变为商品、经营单位从事业机构转变以的期间，有的已经成为自负盈亏的企业（包括承包的），为质量保证和效益驱动，在上级主管部门支持下积极以科学技术改进和完善系统，以高质量商品供给用户，以减少能耗来降低成本和提高经济效益。有耕耘就会有收获，因而能源利用率逐年提高。有的还停滞不前留原来的位置，热费收不上、效益谈不上、改造无资金；老系统、老设备、老，于是，能耗就居高不下，能源利用率也就居高不下毕业论文 ¨供热单位管理水平的不同显著影响能耗：人员和技术管理、系统和设备的检查、保养、维修和改造更新，……等差别对能耗影响是不言而喻的。例如，链条炉采用分层燃烧技术，就能改善燃烧提高热效率，保护和保持管道无泄漏和保温结构完好，就能减少大量能源浪费；严格水处理和保持水质，维持转换设备传热表面清洁，就能减少传热热阻、提高设备传热效率；对用户实行计量收费，就能刺激用户节能的积极性；……等等。不一一列举。四、依靠科学技术提高供热热源利用率1．利用科学技术提高能源利用率：所谓'节能潜力'是预测一定时期内，耗能系统和设备的各个环节，利用当前科学技术，采取技术上可行、经济上合理、优化系统和设备以及用户能接受的措施后，可取得的节能效益（减少能耗量或降低能耗率）。也就是说，预测通过技术改造和用户可接受的有效措施后，可取得的系统能源利用效率提高的程度。2．与先进评估指标的差距体现节能的潜力：节能的潜力是通过分析对比得出的。目标是反各个耗能环节现有的耗能指标提高到先进水平，其运行评估指标的变化量则体现了节能潜力。因此，其潜力大小于对比对象和自身的基础有关，所以，各单位、各系统的潜力是不可能完全相同的。毕业论文 各环节欲追求的先进评估指标可以选用：①上最好的水平；②国内先进水平；③全国平均水平；④国际先进水平；⑤理论上能达到的最高水平。而且，随着节能科学技术的发展，系统和设备的不断进步和完善，选择先进的评估指标也会不断变化。3．寻找能耗差距，制订可行措施，挖掘节能潜力：每个供热低位要定期检测评估各耗能环节的能耗指标，对比先进指标寻找能耗差距，分析能耗差别的原因，结合实际情况，研究和提出为实现先进指标的可行（包括技术和管理等方面）方案，经技术经济论证认为技术可行且经济合理后才能（分期或一次）实施。实施后，在运行中再检验是否达到预测的应挖掘的节能潜力和经济效益。
基于PID的锅炉温度控制系统设计 摘要:利用BP神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,将神经网络PID与LabVIEW友好地人 机交互结合,实现对锅炉温度的控制.仿真结果表明,该系统具有更小的超调量,并且更快地到达需要的控制温 度. 关键词:BP神经网络;PID控制;温度控制 温度是锅炉生产蒸汽质量的重要指标之一,也是保证锅炉设备安全的重要参数.同时,温度是影响锅 炉传热过程和设备效率的主要因素.例如,在利用烟化炉对锌、铝冶炼过程中,如果温度过低,则还原速度 和挥发速度都会降低;但温度也不宜过高,否则在温度超过1 250℃时,可能形成Zn-Fe合金,有害于烟 化炉的作业,因此温度的精确测量和控制是十分必要的.作为工业控制系统中的基本方式,PID控制对于 动态反应较缓慢的工业过程是非常好的控制规律[1].但是,当工业过程复杂,负荷变化很多,对象的纯滞 后又较大时常规PID控制达不到要求,为了解决上述问题系统采用PLC作为下位机,PC作为上位机,利 用labVIEW构造人机交互界面,应用神经网络PID对系统进行控制,设计锅炉温度的监制电路. 1 系统总体设计 系统通过热电偶传感器检测出锅炉的温度,采集的信号经过A/D电路转换后传给PLC控制器.PLC 根据数据做出判断,当锅炉处在升温阶段时对锅炉进行加热,当锅炉处于保温段时调用PID算法控制温 度满足输出要求.同时PLC把数据传给PC机,PC机做出显示和报警.具体电路如图1所示. 1·1 主控芯片 S7-300PLC是西门子生产的模块式中小型PLC,提供了大量可以选择的模块,包括:PS 电源模块、CPU模块、IM接口模块、SM信号模块、FM功能模块和CP通信模块.其中FM模块可实现高 速级数、定位控制、闭环控制功能;CP模块是组态网使用的接口模块常用的网络有PROFIBUS,工业以太 网及点对点连接网络.这些模块可以通过U形总线紧密地固定在轨道上,一条导轨共有11个槽号:1号槽 至3号槽分别放置电源、CPU、IM模块4号槽至11号槽 可以随意放置其他模块. 1·2 通信网络 一般的自动化系统都是以单元生产设备 为中心进行检测和控制,不同单元的生产设备间缺乏信息 交流,难以满足生产过程的统一管理.西门子全集成自动 化解决方案顺应了当今自动化的需求,TIA从统一的组态 和编程、统一的数据管理及统一的通信三方面集成在一 起,从现场级到管理级,可以使用如工业以太网、PROFIB- BUS,MPI,EIB等通信网络.根据设计的需要可以自由选择通信网络的配置[2]. 1·3 温度传感器 热电偶是将2种不同的导体焊接起来组成闭合回路,当两端节点有温度差时,两端点 之间产生电动势,回路中会产生电流,这种现象称为热电效应.热电偶温度传感器就是利用这一效应来工 作的.在工业生产过程中被测点与基准节点之间的距离常常过远,为了节省热电偶材料,降低成本,通常采 用补偿导线的方式进行补偿[3]. 1·4 显示界面 LabVIEW是美国NI公司推出的图形化工业控制测控开发平台,是目前应用最广、发展 最快、功能最强的图形软件集成开发环境.LabVIEW具有界面友好、开发周期短等优点,广泛应用于仪器 控制、数据采集、数据分析和数据显示等领域.所以,我们可以在计算机上采用它来实现对设备运行状态的 监控,同时也可以对各种数据进行采集显示.系统的温度显示界面如图2所示. 2 系统控制算法设计 PID控制是工业过程控制中最常用的一种控制方法, 但常规的PID控制在被控对象具有复杂的非线性时,如锅 炉的温度控制,不仅具有较大的纯延迟,而且模型也不确 定时,对于这种对象往往难以达到满意的控制效果.BP神 经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,通过神 经网络自身的学习,找到最佳组合的PID控制参数,以满 足控制系统的要求.具体的神经网络PID控制系统框图如 图3所示. 设PID神经元网络是一个3层BP网络,包括2个输入节点,3个隐含层节点,1个输出接点.输入节 点对应所选的系统运行状态量,如系统不同时刻的输入量和输出量等,必要时要进行归一化处理.输出节 点分别对应PID控制的3个可调参数KP,KI,KD.输入层的2个神经元在构成控制系统可分别输入系统 被调量的给定值和实际值.由文献[4]和[5]中的前向算法可得到输出层的权系数计算公式为: 3结论 PID控制算法是一种易于实现而且经济实用的方法,具有很强的灵活性,但在被控制对象具有复杂的 非线性时,难以满足控制要求,而神经网络PID控制具有逼近任意非线性函数的能力,神经网络PID与 LabVIEW结合实现对锅炉温度的数据采集、控制和显示,提高了锅炉监控系统的效率. 参考文献: [1] 邓洪伟.供暖锅炉温度和压力的PLC控制[J].动力与电力工程,2008(18):93-94. [2] 张运刚.西门子S7-300/400PLC技术与应用[M].北京:人民邮电出版社,2007. [3] 何希才.传感器及其应用实例[M].北京:机械工业出版社,2004. [4] 何离庆.过程控制系统与装置[M].北京:重庆大学出版社,2003. [5] 舒怀林.PID神经元网络及其控制系统[M].北京:国防工业出版社,2006.
纯属建议，，，，你还是先学会自己独立思考吧？
我以前做过类似的论题，朋友若是能给点辛苦费，我来帮你完成。
文章什么要求啊字数了？
浅谈矿井提升机的PLC控制系统一、国内提升机的现状 （一）交流拖动方式 采用串电阻调速的交流拖动方式，有单绳和多绳两种系列，大都采用改变转差率S的调速方法，在调速中产生大量的转差功率，使大量电能消耗在转子附加电阻上，导致调速的经济性变差。极少数提升机采用串级调速方法，其调速范围窄，且投资大。 （二）直流拖动方式 我国煤矿采用的晶闸管整流供电的直流提升机已较普遍，但大多数为80年代引进和90年代中期以前国产的矿井提升机SCR-D电控系统。这些电控系统，其调节控制保护回路基本上都是模拟形式。这种系统由于受元器件设计和制造水平的限制，存在着一定的缺陷。 （三）研制与发展 1.国产大型直流提升机及电控系统已逐步完善和推广使用。 2.大功率变频调速电控提升机效率可达98%，国内组织研究了这种系统并已经运用到了实际生产中。 二、PLC硬件组成及原理 可编程控制器PLC主要由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。 （一）PLC系统组成 主控PLC系统由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。装在主控柜内。带有辅控PLC的电控系统，辅控PLC系统由电源、CPU、通讯单元、高数计数单元、模拟量I/O单元、数字量I/O单元等硬件组成。 （二）各单元基本特点 1.电源单元：电源输入电压100-240V AC，为PLC提供总线电源及基本电源； 单元：CPU单元为PLC的核心，包括有存储器接口、编程接口等，是程序执行的载体。其上插入的存储器模块用锂电池保持RAM内容；PLC可在其上设置为程序执行“STOP”或“RUN”方式。 三、控制原理 （一）定子控制回路 当井口或井底向机房发出开车信号后，此时如果主电源和控制电源均已接通；油泵电机已经运行；油温、油压正常；制动手柄、操纵手柄均处于零位，过卷复位、调闸转换开关、检修换相转换开关、检修换挡转换开关处于正常位置，制动转换开关处于脚踏位置，并为开动提升机（绞车）作好准备。在正常情况下，若将制动手柄缓缓前推松闸，当油压达到开闸电压时，同时向前或向后推动操纵手柄，主接触器随即闭合，主电机定子接通电源，于是提升机（绞车）开始正向或反向转动，从而将载荷提升或下放。 （二）转子控制回路 定子回路接通电源后，此时操纵手柄仍处于给电状态，主电动机转子回路的附加电阻全部加入，电机转轴输出力矩仅为额定力矩的30-40%。此力矩可以消除传动系统的齿轮间隙和平稳地拉紧钢绳以减少冲击，也可以轻载启动提升机（绞车）。此时提升机（绞车）稳定在预备级上运行，此时提升机（绞车）在轻载时将产生米/秒的爬行速度以便检查井筒和钢丝绳，以及满足在斜井提升中矿车在甩车道上爬行。 将操纵手柄逐档向前或向后推动，PLC将根据启动电流及档位延时分别闭合1JC-5JC（或8JC），将电机转子电阻分段切除，从而实现预备级向加速级的转变，电机逐渐加速。 当手柄推至最前端或最后端时，匀速接触器（最后一级加速接触器）动作，全部附加电阻被切除，提升机（绞车）加速完毕而进入等速阶段运行。 电机转子的切除是以电流函数为主，时间函数为辅的原则进行切换控制。电动机外接电阻级数是由所控电动机功率及转子参数所决定。一般采用5级或8级启动电阻。 提升机（绞车）既可以由低速调至高速，也可以由高速调至低速运行，这时只要将操纵手柄推出或拉回至任意一档位置，提升机（绞车）就可以稳定在该位置相应的速度上运行。 （三）减速控制 提升机（绞车）运行至减速点（可通过PLC设定）时，PLC给出减速信号，JSJ动作，减速铃声响和减速指示灯亮，引起绞车司机注意，同时绞车自动减速至最后两三个档位；绞车司机接到减速信号之后，应根据运行经验，将操纵手柄逐档收回，使提升机（绞车）逐渐减速，使电机降速至爬行速度，等提升机（绞车）运行至终点位置时，制动手柄和操纵手柄应迅速拉回零位。在提升机（绞车）快运行至终点，可辅以施可调机械闸来降速，一直运行到终点位置。 （四）限速保护回路 当提升机（绞车）进入减速运行阶段，PLC一方面自动减挡，另一方面根据速度给定曲线进行限速，减速阶段超10%PLC进行安全制动。 （五）过速保护回路 1.当提升机（绞车）进入等速运行阶段，测速发电机检测出的电压信号，一方面通过变送器送入PLC进行处理，超额定速度的15%PLC进行安全制动；另一方面通过整定过速继电器GSJ给出过速保护信号，GSJ的信号一个进入硬件安全回路进行安全制动，另一个信号进入PLC进入软件安全回路进行安全制动。 2.当提升机（绞车）进入等速运行阶段，在减速箱或低速轴旁装有旋转编码器，用来检测出绳速度，通过PLC进行处理，超额定速度的15%PLC进行安全制动。免费论文网：
电力拖动自动控制系统 课程涉及到各种电动机控制系统的模型建立、系统分析和系统设计等的基础理论。下面是我为大家整理的电力拖动自动控制系统论文，供大家参考。
《 浅析电力拖动自动控制系统 》
【摘 要】电力拖动控制系统是一种较为重要的控制系统，其在工业生产中发挥着很大的作用，随着社会的发展以及科技的推动，这一系统开始趋向于自动化的应用形式。电能在人们的生活中发挥着重要的作用，电器的种类越来越多，现代社会对电力的需求量也越来越大，所以，自动化的电力拖动控制系统，可以更好的满足人类社会对电力的需求。本文分析了电力拖动自动控制系统的设计原理，还介绍了电力拖动自动控制系统的安全防护，希望对相关电力人员有所帮助，使相关企业生产可以更加安全、稳定的进行。
【关键词】电力拖动;系统;自动控制;原理;安全防护
电力拖动系统在工业领域应用极其广泛，伴随着我国科技的发展，工业企业的生产效率越来越高，人类社会对电能的需求量也越来越大。很多工业企业引进了先进的机械设备，提高了企业的生产水平，同时也对电力拖动控制系统提出了更高的要求，所以，电力拖动控制系统的自动化也是企业未来发展的必然趋势。电力拖动自动控制系统是对传统系统的改进与优化，这种系统在运行的过程中，更加安全稳定，而且满足了企业对自动化机械设备生产运行的要求。为了使电力拖动自动控制系统发挥更大的效用，相关人员要研究出更加完善的安全防护 措施 ，这也可以为企业增产以及效益提升做出更大的贡献。
1.电力拖动自动控制系统的设计原理
电力拖动控制系统在工业企业生产中发挥着重要的作用，工作人员在系统运行的过程中，可以更好的掌握电动机的运行状况，还可以通过信息反馈，了解企业生产运行机制的运转情况，比较常见的反馈信息是电流信息。电力拖动控制系统中包含着很多的构件，其中电气设备是生产运行机制中比较重要的系统，其也是企业实现机械自动控制的关键因素。在利用计算机设备，可以在系统运行的过程中，可以直观的从 显示器 中，了解设备的运行状况，通过计算机等设备的信息反馈，可以有效的实现电力拖动的自动化控制。
实现电力拖动控制系统的自动化运行，需要借助先进的计算机技术，相关工作人员通过计算机信息的反馈，以及企业生产需求的变化，可以有效的制定出不同的控制方案，还可以实现机械运行的自动化生产。在这一过程中，计算机的编程起着至关重要的作用，计算机不但具有强大的计算等功能，还具有操作便捷等特点，所以，工作人员一定要多了解计算机相关知识，这样才能编制出独立的驱动程序，实现多种设备的自动控制。工作人员还要利用计算机操作技术，实现系统的对接测试，这些步骤有利于简化电力拖动自动化控制编程。电力拖动自动控制系统的各项参数可以认为调动，根据不同的要求，技术人员可以更改编程，所以这项工作具有一定的变动性。但是从系统的设计原理来看，电力拖动自动控制系统在调整的过程中，需要遵循一定的设计原则，其主要是利用计算机作为控制中心，而且是通过信号传输完成下达命令以及执行命令这一系列工作。
2.电力拖动系统自动控制的内容选择
电力拖动自动控制系统对电动机的选择
电动机功率的选择应当与生产机械标准要求直接挂钩，要选择与其相匹配，能够拥有一定负载的电动机，这样，才能保证生产机械的正常运行。电动机采用直流还是交流电需要结合企业经济、技术等方面综合考量，通常情况，企业只需要选择操作简单，稳定性强、价格低廉的交流异步电动机。但如果所在企业生产机械功率大、调速范围广，则可以采用调速性能优质的直流电动机。在选择电动机时也要考虑后期维护问题，任何系统在使用一段时间后，都可能因为外界因素的干扰而出现故障，为了降低线路损坏对企业生产效益的影响，设计人员一定保证维护工作的便捷性，便于及时抢修。
电力拖动自动控制系统对电器控制线路的选择
电器控制线路的选择是电力拖动自动控制系统中一项重要的工作，其不但影响着整个控制系统的安装设计，也影响着电器选择的质量，在选择电器控制线路时，需要参考不同部件的特点以及生产的需求，在控制线路时，要利用总体框架，细化生产线路中局部电器的控制，还要考虑不同设备之间的关联，将局部电器控制融入整体线路控制中，构成完整的控制线路。
在设计的过程中，还要保证线路运行的稳定性以及安全性，这样才能有效的提高企业的生产效率，降低生产过程中安全事故发生的概率。电器控制线路的选择，需要保证元件选择的正确性，所以，设计人员一定要选择性能良好的设备，这样能延长设备使用年限，还能降低外界因素对电器的影响与干扰，使电器的运行线路更加稳定。相对而言，选择安全可靠的继电器，可以降低电器出现故障的概率，也可以降低设备维修的成本。另外，在选择具体的电器控制线路时，设计人员还要注意以下几点内容：
触头设计
在选择电器控制线路时，首先要保证线路中的电器触头可以有效的对接在一起。比如，有的线路中，将常闭与常开的电器触头连接在一起，这两种电器处于不同的电源中，很容易因为触头的长期接触而出现短路等问题，而且如果该线路的绝缘防护措施做的不好，则很容易引发线路的安全故障。
电器线圈联接
在设计电器的线圈联接时，要注意线路中的电器线圈是否联接正确，如果出现线圈设计失误问题，一定要及时处理，否则也会影响线路的正常运行。在检测电器线圈的联接时，要观察串联的线圈是否存在于交流控制线路中，要保证两个线圈的外加电压不能超过额定电压，另外，非并联的线圈也不能直接联接。
3.电力拖动自动控制系统的安全防护
短路保护
短路故障一般是因为电流短路而造成局部电气设备绝缘体过热损害，电流过大，容易造成强大的电磁脉冲进而产生电动应力，进而损害电力拖动自动控制系统或各种电器设备。
过流保护
如果使用电动机不当，很容易使得电动机超负荷运作，这样会引起电动机局部过电流，一般的过电流能量是正常启动电动机电流的数倍，因此容易损害电动机及系统元器件。
热保护
任何元器件在经过长时间工作时都会出现过热现象，如果电动机绕组或长时间超载运行，那么势必会造成自身温度高于允许值，进而导致电动机出现故障，为避免过热损害，可以采用多个电动机相替换的 方法 进行热保护。
4.结语
综上所述，本文对电力拖动自动控制系统的设计原理、设计时电动机以及电器线路的选择进行了介绍，这些内容可以有效的保证电力拖动控制系统的稳定运行。另外，笔者还对电力拖动自动控制系统的安全防护提出了几点建议，希望对相关设计人员有所帮助，从而提高该系统的安全性以及稳定性，使其在工业生产应用的过程中，发挥更大的效用。
【参考文献】
[1]王春凤，杨耕.电力电子与运动控制实验平台安全性建设[J].实验技术与管理，2011(07).
[2]陈伯时.电力拖动自动控制系统―运动控制系统[M].北京：机械工业出版社，2003.
[3]黄华.浅析电力系统中的电器控制线路设计[J].科技信息，2010(35).
《 试论电力拖动自动控制系统 》
摘要：随着社会的高速发展，更多电器的出现导致电力的需求不断攀升，因而人们对电力拖动控制系统自动化程度提出了更高更新的要求。鉴于此，拟通过对电力拖动控制系统的设计原理、设计方案的确定、设计应遵循的规章以及安全防护等内容进行分析，为使用者与企业提供借鉴与参考。
关键词：电力拖动 自动控制 运行
中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章 编号：1007-3973(2012)010-028-02
1 引言
随着科技日新月异的发展，机械自动化程度与生产水平达到了前所未有的高度，在当前的工业生产领域中，电力拖动自动控制系统得到了广泛的应用。电力拖动自动控制系统的优势在于：一方面可以保障自身 系统安全 稳定运行;另一方面可以满足企业机械生产要求。电力拖动系统可以很好的对电动机、各类继电器等原件进行保护，进而减少系统运行过程中故障发生概率。因此，研究电力拖动自动控制系统，提升其自动化程度，增强其安全性，完善其功能，对于企业而言是至关重要的。
2 电力拖动系统自动控制原理及其设计
电力拖动系统自动控制原理
操作人员在电力拖动控制系统运行过程中可以得到电动机各信息的反馈，例如电流反馈等。在电力拖动控制系统中，电气设备是实现机械自动控制的核心器件。计算机系统在此过程中的主要作用是显示信息显示、运行连锁、安全保护等信息，同时其也是电力拖动系统自动控制实现的唯一途径。
在计算机系统中，操作人员可以利用计算机根据实际生产需求实行不同的自动控制方案。电力拖动自动控制主要是利用计算机完成逻辑计算、功能模块化、编程等工作，然后为操作人员提供独立于机械设备的仪器驱动程序，方便使用者可以较快的将程序与自己的系统进行对接测试，方便编程。虽然电力拖动自动控制系统的各项参数及要求的设定“因人而异”。但从系统的本质来讲，系统构成的基本原理还是殊途同归的，即以计算机为系统的集中控制中心，信号输入给计算机下达指令，信号输出执行指令。电力拖动自动控制系统计算机接收信号与输出信号的系统反应如图1所示。
电力拖动自动控制系统方案的确定
在电力拖动自动控制设计方面，是否确定好方案与控制方式将会决定整个设计能否成功。如果宏观方案是正确切实可行的，那么生产设备各项指标达到要求的可能性才能得到保障。在设计时，即便出现某个控制环节设计的错误，也可以通过不断改进与测试达到要求，但如果宏观方案一开始就制定有问题，那么设计工作必须等到方案明确后重新开始。
学术领域认为，所谓电力拖动自动控制方案，其主要是依据不同的生产工艺要求，例如根据运动要求、加工效率、零部件加工精度等条件来决定电动机运行、类型、数量、传动方式等控制要求。最后将这些调研好的工艺要求与控制要求相结合，作为电气控制原理图设计电器原件选择的重要参考凭证。譬如说，在设计效率要求较高的加工机床时，拖动方式可以随机变化，如可以使用直流拖动，也可以使用集中拖动等。确定好拖动方案后，拖动电动机的数量以及各项参数也随之明了，控制方式的选择就是控制要求的选择。
电力拖动系统自动控制电动机的选择
在确定好电力拖动系统设计方案后，需要根据实际需求对电动机的数量、规格及各项参数如额定转速、功率等进行选择与确定。笔者通过 总结 ，归纳出电动机在选择方面应当遵循以下几点：
(1)电动机功率的选择应当与生产机械标准要求直接挂钩，要选择与其相匹配，能够拥有一定负载的电动机，这样，才能保证生产机械的正常运行。此外，在明确电动机功率时，还需对以下三大要素进行综合考虑：1)允许过载能力;2)启动能力;3)电动机发热。确决定电动机功率选择的核心条件是电动机容量，通常，电动机容量容易受外界环境影响，所以电动机额定功率的确定要进行多次校验确认。
(2)电动机采用直流还是交流电需要结合企业经济、技术等方面综合考量，笔者认为，通常情况，企业只需要选择操作简单，稳定性强、维护遍历、价格低廉的交流异步电动机即可。但如果所在企业生产机械功率大、调速范围广，则可以采用调速性能优质的直流电动机。
(3)电动机额定转速需要结合以下方面来选择，主要是看所在企业机械匹配的技术经济程度，如企业所需电动机需拥有较高的使用寿命，并较少使用，那么就需要结合企业经济、技术等多方面因素来选择;如果企业使用电动机频繁，那么该电动机额定转速就需要以电动机的动能储存量来选择。
(4)必须在供电电网电压基础上选择电动机额定电压各参数，必须保证两者一致。电动机机构形式要根据企业的作业环境进行选择。
总而言之，电动机数量、规格以及各项参数的选择应当根据企业的经济、技术、作业环境、使用需求等多方面综合考虑来选择，要保证所选择的电动机既能满足企业生产机械的实际需求，又能够保证其运行的可靠性与实惠。
电力拖动设计中电器控制线路的设计
拖动方案与电动机的选择之后，其次是电器控制线路的设计。电器控制线路是整个电器选择与安装图设计的主要依据，通常，电器控制线路的设计方法是，根据所有部件不同的需求，根据控制线路的总体框架来细化局部线路，最后根据生产机械的实际需求与相互关联，将局部线路统筹规划到线路总体框架中，形成一个完整的控制线路。
设计前期调研：控制线路设计之初，设计者需要对企业生产工艺与机械实际需求进行调研。对于一般企业而言，控制线路仅需要满足下属三种功能即可：即制动、起动与反向。生产机械工艺较大的企业通常还需要平滑调速、安全预警功能等。另外，操作者能否对控制线路做出及时反应，能否进行操作等问题也都需要设计人员在设计前调研明白。
设计过程的掌控：控制线路能否稳定安全运行取决于控制线路工作是否安全与稳定，因此在选择设计元件时，应当采用性能良好、使用期限长、抗干扰能力强、安全可靠、稳定的继电器，同时在规划具体线路时，笔者认为，设计人员还需要注意以下几点内容： (1)触头的设计，要保证所有电器触头必须全部正确对接。例如同一电器，如果将常闭与常开的辅助头放在一起，那么当将它们接在不同相的电源上时，很可能由于限位开关上的常开/闭触头产生电位差使得电路短路，如果线路没有良好的绝缘性，那么势必会造成电路短路事故。
(2)设计电器线圈联接时，要保证所有电器线圈正确联接。串联的两个电器线圈一般不能出现在交流控制电路中，即便串联的两个线圈的额定电压和等同于外加电压，也不允许非并联线圈连接。要实现接触器与接触器，接触器与线圈的同步，应当将所有线圈并联在电路中，使所有线圈承受相同的额定电压。
(3)设计后的控制机构，其后期维护与操作必须简单明了，在操作人员采用某种控制方式控制时，可以根据实际需求迅速、快捷的切换到其他控制方式，例如，在进行自动控制时，可以根据需求直接切换到手动控制，所有电控设备都需保证其后期运行的稳定性与维护的便利性，同时还需为其配置隔离电器，以便在仪器出现故障时进行抢修。
电力拖动自动控制系统设计应遵循的原则
笔者通过总结，归纳出当前电力拖动自动控制系统在设计时应当遵循的原则：
(1)经济简单化原则。企业在选择电力拖动自动控制系统时，都想要低廉的价格换来可靠的电力拖动控制系统。因此在设计过程中，设计人员应当尽最大努力将系统不必要的电器与触头数量进行减少，线路设计应当最优化。
(2)稳定、安全、可靠性原则。在经济简单化原则基础上选择稳定性、可靠性、安全性较强的元件。
3 电力拖动自动控制系统的安全防护
任何系统的出现都需要制定想匹配的安全防护措施，电力拖动自动控制系统亦是如此，一般情况下，电力拖动自动控制系统的安全防护分为两种：一种是计算机系统保护;另一种是电器保护。电器保护是最基本，也是必要的保护，其通常有过流保护、短路保护、欠压保护以及热保护。而计算机系统保护则是不可或缺的保护，它属于高级保护，主要是对确保系统运行、维稳等进行保护。笔者在下文将从以下几点对电力拖动自动控制系统的安全防护进行分析：
(1)短路保护：短路故障一般是因为电流短路而造成局部电气设备绝缘体过热损害，电流过大，容易造成强大的电磁脉冲进而产生电动应力，进而损害电力拖动自动控制系统或各种电器设备。
(2)过流保护：如果使用电动机不当，很容易使得电动机超负荷运作，这样会引起电动机局部过电流，一般的过电流能量是正常启动电动机电流的数倍，因此容易损害电动机及系统元器件。
(3)欠压保护：系统运行过程中，如果电源电压不能满足电动机正常运作的需求，容易造成系统因欠压而减缓电动机速率甚至同志运作，当负载矩不变时，可以适当的增加电源来提压。另外，欠压还会造成电气释放问题，进而影响系统所有器件的正常工作，情况严重时还会出现系统故障。所以，笔者认为，当电压达到电动机电压临界值时，可以采取切断电源措施来进行保护。
(4)热保护：任何元器件在经过长时间工作时都会出现过热现象，如果电动机绕组或长时间超载运行，那么势必会造成自身温度高于允许值，进而导致电动机出现故障，为避免过热损害，可以采用多个电动机相替换的方法进行热保护。
(5)安全链：安全链的保护主要涉及五个方面。1)欠压保护的控制;2)过流保护的控制;3)水压保护;4)油压保护;5)轴瓦温度保护。安全链是将上述五种保护串联在一起的保护，无论其中哪个环节出现问题，计算机都会直接将自动控制系统关闭。
(6)运行连锁和启动连锁的保护：当计算机接收到信号后，电力拖动自动控制的实现主要是通过计算机所配置的程序完成，该过程主要是预防系统运行时信号条件的消失或电动机缺乏条件启动的保护。
4 结论
本文通过对电力拖动自动控制系统各方面的研究，提出了加强、完善系统设计与安全防护的意见，以期为设计者与使用者提供帮助。
参考文献：
[1] 王春凤，李旭春，杨耕.电力电子与运动控制实验平台安全性建设[J].实验技术与管理，2011(07).
[2] 陈伯时.电力拖动自动控制系统——运动控制系统[M].北京：机械工业出版社，2003.
[3] 黄华.浅析电力系统中的电器控制线路设计[J].科技信息，2010(35).
[4] 罗毅，李莺.浅析电力拖动系统稳定运行的充要条件[J].太原师范学院学报(自然科学版)，2006(02).
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毕业设计开题报告 课题名称：电动汽车用永磁同步电机及其控制系统 一 、本课题设计的目的： 1、学习了解电动汽车的发展现状及未来的发展趋势。 2、学习电动汽车驱动系统的相关知识，掌握永磁同步电机的数学模型以及永磁同步电动机控制系统的主流控制策略。 3、深入学习电动汽车用永磁同步电机的控制原理、控制方法及运用仿真软件对控制过程进行仿真。 4、运用matlab/simulink软件建立一个初级的永磁同步电机的控制系统，包括硬件和软件部分并进行仿真实验。 二 、课题现状和发展趋势： 目前车用永磁电机的发展现状：（1）永磁同步电机驱动系统已形成了一定的研发和生产能力，开发了不同系列产品，可应用于各类电动汽车；产品部分技术指标接近国际先进水平，但总体水平与国外仍有一定差距；基本具备永磁同步电机集成化设计能力；多数公司仍处于小规模试制生产，少数公司已投资建立车用驱动电机系统专用生产线。 (2)电机控制器关键部件电机控制器用位置／转速传感器多为旋转变压器，目前基本采用进口产品，我国部分公司已具备旋转变压器的研发生产能力，但产品精度、可靠性与国外仍有差距。IGBT基本依赖进口，价格昂贵，国产车用IGBT尚处于研究阶段。 我国驱动电机及其控制器存在的主要问题：(1)电机原材料、控制器核心部件研发能力较弱，依赖进口，如硅钢片、电机高速轴承、位置／转速传感器、IGBT模块等。进口产品成本高，影响电机系统产业化。 (2)我国车用电机的机电集成水平与国外差距较大。控制器集成度较 低，体积、重量相对偏大。 (3)现阶段国家出台的电动汽车驱动电机系统标准较少，且不完善。如：不同类型电机系统采用同一检测标准，缺乏可靠性、耐久性评价方法等。 车用电机及控制系统的发展趋势如下：(1)电机本体永磁化：永磁电机具有高转矩密度、高功率密度、高效率、高可靠性等优点。我国具有世界最为丰富的稀土资源，因此高性能永磁电机是我国车用驱动电机的重要发展方向。 (2)电机控制数字化：专用芯片及数字信号处理器的出现，促进了电机控制器的数字化，提高了电机系统的控制精度，有效减小了系统体积。 (3)电机系统集成化：通过机电集成（电机与发动机集成或电机与变速箱集成）和控制器集成，有利于减小驱动系统的重量和体积，可有效降低系统制造成本。 三 、设计的重点与难点，拟采用的途径： （一）课题设计的重点难点是：1、学习分析车用永磁同步电机的优势；2、学习永磁同步电机的数学模型；3、根据永磁同步电机的数学模型分析最优控制策略；4、利用matlab/simulink建立控制系统并进行仿真试验。 （二）难点突破途径：1、查阅相关文献，对永磁同步电机进行系统的深入的学习与认识；2、学习matlab/simulink软件的使用，通过上机练习深入掌握。 四 、设计进度计划： 课题设计主要分为三个阶段： 第一阶段：1、复习永磁同步电机的相关知识，查阅资料学习永磁同步电机的优点；2、学习永磁同步电机的数学模型，总结其特点，可行的控制方法；3、根据其数学模型，研究不同控制策略的区别，并找出最优控制策略。 第二阶段：学习matlab/simulink软件的使用。 第三阶段：结合前期的学习，对简单的永磁同步电机控制系统的软件和硬件进行设计。
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基于PLC的恒压供水系统设计摘要随着人民生活水平的日趋提高，新技术和先进设备的应用，使给供水设计得到了发展的机遇。于是选择一种符合各方面规范、卫生安全而又经济合理的供水方式，对我们给供水设计带来了新的挑战。本系统采用PLC进行逻辑控制，采用带PID功能的变频器进行压力调节，系统存在工作可靠，使用方便，压力稳定，无冲击等优越性。本设计恒压变频供水设备由PLC、变频器、传感器、低压电气控制柜和水泵等组成。通过PLC、变频器、继电器、接触器控制水泵机组运行状态,实现管网的恒压变流量供水要求。设备运行时,压力传感器不断将管网水压信号变换成电信号送入PLC,经PLC运算处理后,获得最佳控制参数,通过变频器和继电器控制元件自动调整水泵机组高效率地运行。供水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系统主管道水压的；系统水处理设备运转的监视、控制；故障及异常状况的报警等。现场监控站内的控制器按预先编制的软件程序来满足自动控制的要求，即根据供水管的高/低水压位信号来控制水泵的启/停及进水控制阀的开关，并且进行溢水和枯水的预警等。文中详细介绍了所选PLC机、变频器、传感器的特点、各高级单元的使用及设定情况，给出了系统工作流程图、程序设计流程图及设计程序。关键词：可编程控制器；变频器；传感器目录1前言供水系统发展过程及现状供水系统的概述．变频恒压供水系统主要特点：．恒压供水设备的主要应用场合：．恒压供水技术实现：32系统总体设计方案系统设计方案系统控制要求控制方案运行特征系统方案可编程控制器(PLC)的特点及选型特点及应用可编程控制器的选型．PLCCPM2A模拟量输入/输出单元变频器选型及特点产品信息：变频节能理论：．变频恒压供水系统及控制参数选择：．变频恒压供水系统的优点及体现远传压力表主要技术指标结构原理系统控制流程设计系统组成及作用系统运行过程203软件设计系统中检测及控制开关I/O分配地址及标志位分配表流程图程序设计：294.结论43致谢44参考文献45
基于单片机的变频恒压供水控制系统的设计·三菱plc控制的双恒压无塔供水系统·双恒压供水西门子PLC毕业设计·恒压供水系统的PLC控制设计·基于欧姆龙PLC的变频恒压供水系统设计·变频恒压供水控制系统·PLC变频调速恒压供水系统·基于PLC变频器控制的恒压供水系统设计·基于PLC与组态软件的多泵恒压供水控制系统的设计·变频调速恒压供水系统 变频器plc 毕业论文·PLC控制的恒压供水系统的设计·变频器在恒压供水控制系统中的应用·高层建筑PLC控制的恒压供水系统的设计·基于松下系列PLC恒压供水系统的设计·变频器在恒压供水行业的应用·PLC在恒压供水变频调速控制系统中的应用·基于PLC的变频调速恒压供水系统·恒压供水泵站的PLC控制·变频恒压供水系统·基于单片机的恒压供水系统的设计
1 引言 供水系统在人们生活和工业应用当中是必不可少的。随着人们生活水平的提高和现代工业的发展，人们对供水系统的质量和可靠性的要求越来越高。变频恒压供水系统能够很好的满足现代供水系统的要求。在变频恒压供水系统出现以前，有以下供水方式：(1) 单台恒定转速泵的供水系统这种供水方式是水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，严重影响了城市公用水管管网压力的稳定，水泵整日不停运转。这种系统简单、造价最低，但耗电严重，水压不稳，供水质量极差。(2) 恒定转速泵加水塔（或高位水箱）的供水系统这种供水方式是由水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔注满水后水泵停止工作，水塔水位低于某一高度时水泵启动，水泵处于断续工作状态中。这种方式比前一种省电，供水压力比较稳定，但基建设备投资大，占地面积大，水压不可调，供水质量差。(3)恒定转速泵加气压罐的供水系统这种供水方式是利用封闭的气压罐代替水塔蓄水，通过检测罐内压力来控制水泵的开与停。当罐中压力降到压力下限时，水泵启动；当罐中压力升到压力上限时，水泵停止。这种方式，设备的成本比水塔要低很多。但是电机起动频繁，易造成电机的损坏，能耗大。变频恒压供水系统不仅克服了过去供水系统的缺点，而且有其自身的优点。此系统采用了先进的s7－200plc和变频器mm440，s7-200具有低廉的价格和强大的指令，可以满足多种多样的小规模的控制要求，变频器mm440具有很高的运行可靠性、功能的多样性和全面而完善的控制功能。这种供水方式不仅提高了供水系统的稳定性和可靠性，而且实现水泵的无级调速，使供水压力能够跟踪系统所需水压，提高了供水质量。同时变频器对水泵采取软启动，启动时冲击电流很小，启动能耗小。2 供水系统的基本特性供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程h与流量q之间的关系曲线f (q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。扬程特性所反映的是扬程h与用水流量q之间的关系。由图1的扬程特性表明，流量q越大，扬程h越小。在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量q的大小主要取决于用户的用水情况。管阻特性是以水泵的转速不变为前提，阀门在某一开度下，扬程h与流量q之间的关系h=f (q)。管阻特性反映了水泵转动的能量用来克服水泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图1可知，在同一阀门开度下，扬程h越大，流量q也越大，流量q的大小反映了系统的供水能力。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的平衡工作点，如图1中a点。在这一点，用户的用水流量和供水系统的供水流量达到平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。当用水流量和供水流量达到平衡时，扬程ha稳定，供水系统的压力也保持恒定。 图1 供水系统的基本特性3 变频恒压供水系统的构成及工作原理 系统的构成变频恒压供水系统采用西门子的s7-200 plc作为控制器，变频器mm440是频率调节器，交流接触器和电动机作为执行机构，压力传感器作为控制的反馈元件。s7-200 plc选用内部控制模块cpu224，模拟量2路输入通用模块、模拟量2路输出通用模块和pid模块。cpu224有14路输入/10路输出，对于小型的控制系统而言够用。pid模块使用方便，在软件中只需要配置pid的每个参数。三相交流电与mm440的电源输入口连接，经过变频器变频后的交流电接异步电动机，异步电动机带动水泵转动。s7-200数字输出口输出控制信号到交流接触器，交流接触器两端连接的是工频或变频的三相交流电，主要起接通或断开三相交流电与异步电动机。s7-200的模拟输出口输出控制电压信号给mm440的模拟电压输入口ain1+和ain1-，该控制电压主要调节交流电的频率。压力传感器从供水网络中反馈压力信号，压力信号经过滤波放大后输入给s7-200的模拟输入口。系统的结构如图2所示。 图2 变频恒压供水系统的总体框图 系统的工作原理变频恒压供水系统是由三相异步电动机带动水泵旋转来供水，通过变频器调节输入交流电的频率而调节异步电动机的转速，从而改变水泵的出水流量来调节供水系统的压力。因此，供水系统变频的实质是三相异步电动机的变频调速，通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。异步电机的转速为： 其中： n0为异步电机同步转速；n为异步电机转子转速；f为异步电机的定子输入交流电的频率；s为异步电机的转差率；p为异步电机的极对数。由上式可知，当异步电机的极对数p不变时，电机转子转速n与定子输入交流电频率f成正比。当系统启动，运行在自动模式时，此时手动模式无效。系统按照给定的水压进行设定，plc根据给定的水压自动调节交流电的频率，精确跟踪给定的供水压力。在用水量高峰时期，系统的用水量猛增，扬程降低，供水量不足，供水水压下降，1#电机输入交流电的频率会升高，以提高供水水压。当交流电的频率达到最大频率，供水水压仍然小于设定的水压时，1#电机会自动切换到工频状态下，同时2#电机启动并工作在变频状态。在夜间，系统的用水量递减，扬程升高，供水量过大，2#电机会退出变频状态，1#电机由工频切换到变频状态，并不断调节交流电频率，系统最终要维持供水的设定压力。当系统运行在手动模式时，自动模式无效。在自动模式出现问题或系统在维护期间时，系统才会采用手动模式。用户根据需要，可以从plc的输入开关输入信号，选择1#电机或2#电机运行在工频状态。变频恒压供水系统的功能要求：系统的供水压力能够准确跟踪给定供水压力（稳态误差在5％内）；可以自动进行自动模式/手动模式切换。系统的控制原理框图如图3所示。压力传感器从供水管网反馈电压信号，电压信号经过滤波放大后送到s7-200的模拟输入口，与给定的供水压力信号比较形成压力偏差信号，经过plc（s7-200）pid模块pi调节后发出控制电压信号，送到变频器mm440的模拟输入调节端口。送到变频器mm440的模拟电压信号与连接到变频器mm440的三相交流电的频率一一对应，调节控制电压信号就可以调节三相交流电的频率。系统是以供水管网的供水压力为控制对象而构成的闭环控制系统，其设计是按照两个电机就可以完全满足供水要求。 图3 变频恒压供水系统的控制原理框图4 硬件电路设计 主电路变频恒压供水系统就是利用异步电机拖动水泵的。系统的主电路由电源开关q、熔断器fu、交流接触器km、热继电器kr等组成，采用了一台变频器切换控制两台电机，1#电机和2#电机可以在工频和变频状态下进行切换，交流接触器的通断由s7－200的输出口控制。主电路如图4所示。 图4 系统主电路图 控制电路控制电路主要由plc（s7－200）、变频器mm440等组成，plc外围电路接线图如图5所示。总电源开关为q，sb0为plc的程序启动按钮，与plc的输入口相连接，当按下sb0时，为“1”，plc程序启动。k1为系统的自动模式开关，当k1接通时，为“1”，交流接触器km1闭合，系统自动运行。当变频器的频率达到上限频率时，为“1”，1#泵和电机切换到工频状态下，2#泵和电机变频启动。当变频器的频率达到下限频率时，为“1”，2#电机停止运行，1#电机由工频切换到变频状态下。和的状态由变频器输入。k2为系统的手动模式开关，当k2接通时，为“1”，交流接触器km1断开，系统不能自动运行，用户可以根据需要接通k3或k4来选取1#电机或2#电机工频运行。km1为控制1#电机和2#电机在自动模式下运行的交流接触器，km2为控制1#电机在变频下运行的交流接触器，km3为控制1#电机在工频下运行的交流接触器，km4为控制2#电机在变频下运行的交流接触器，km5为控制2#电机在工频下运行的交流接触器。 图5 plc外围接线图5 程序设计 plc程序设计plc程序设计的主要流程如图6所示。合上开关q，按下起动按钮sb0，plc程序复位。当合上开关k1，为“1”，系统在自动模式下运行，交流接触器km1接通，系统将根据程序跟踪设定供水压力。 图6 主程序流程图当用户用水量递增，变频器达到频率50hz，供水压力还没有达到设定的供水压力时，mm440输出高电平到。此时，为“0”， 为“1”，交流接触器km2断开，km3接通，1#电机由变频切换到工频。定时器计时3s，变频器停止，变频器的频率由最高频率50hz逐渐下降，3s后为“1”，2#电机接到变频器开始变频运行。设置延迟时间主要原因是让变频器的频率下降，软启动静止的2#电机，减小电机启动电流，避免电机烧毁。当用户用水量减小，变频器达到下限频率30hz，供水压力还是高于设定的供水压力时，mm440输出高电平到。此时，为“0”，km2断开，2#电机退出变频并逐渐停止。同时为“1”，为“0”，交流接触器km2接通，km3断开，1#电机由工频切换到变频。下限频率设定在30hz主要原因：在供水系统中，转速过低时会出现水泵的全扬程小于基本扬程（实际扬程）形成水泵“空转”的现象。在多数情况下，下限频率应定为30hz～35hz。当合上开关k2，系统在手动模式下运行，交流接触器km1断开。用户可以根据需要，合上开关k3，交流接触器km3接通，选择1#电机在工频下运行。合上开关k4，交流接触器km5接通，选择2#电机在工频下运行。 变频器mm440的参数配置变频器mm440主要使用的是模拟输入口ain1+和ain1－，模拟电压信号输入后通过a/d转换器得到数字信号。由plc模拟输出口输出模拟控制电压信号，输入到变频器的模拟口，变频器的频率和控制电压一一对应。系统使用变频器的模拟端口，最高频率应该设置为50hz，最低频率为30hz。mm440的参数配置如附表所示。附表 mm440的参数配置 6 结束语应用西门子plc（s7－200）内部的pid模块和变频器mm440的无极调速控制恒压供水系统，高效节能，调速供水效果突出，抗干扰能力强。同时采用变频器对电机实行软起动，减少了设备损耗，延长了水泵、电机设备的使用寿命。以供水水压为控制对象的闭环控制，稳态误差小，动态响应快，运行稳定。实验效果表明，采用plc（s7－200）和变频器mm440构成的变频恒压供水系统，具有很强的实用性，体现了变频调速恒压供水的技术优势，为供水领域开辟了切实有效的途径。参考文献[1] 李光,谢欢,王直杰. 高压变频器模拟量控制电路及功能设计[j]. 电气传动自动化,2008,38(7):63-68.[2] 彭旭昀. 一种基于变频器pid功能的plc控制恒压供水系统[j]. 机电工程技术,2005,34(10):54-56.[3] 陈新恩,王永祥. 基于s7-200的变频调速恒压供水系统[j]. 制造业电气,2006,25(6):37-39.[4] 朱玉堂. 变频恒压供水系统的研究开发与应用[d]. 杭州:浙江大学,2005.