買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 動(dòng)噴淋抑塵系統(tǒng) 摘要 ： 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，煤炭生產(chǎn)企業(yè)運(yùn)量快速增長。在煤炭運(yùn)量快速增長的同時(shí)，煤炭運(yùn)輸和裝車引起的揚(yáng)塵影響鐵路周邊環(huán)境問題，一直是影響各局貨場及運(yùn)輸周邊環(huán)境環(huán)保問題的主要因素。為此，大力推動(dòng)煤炭抑塵項(xiàng)目的發(fā)展，努力建設(shè)和探索運(yùn)輸與環(huán)境和諧的煤炭運(yùn)輸形式已經(jīng)得到鐵道部高度重視。 目前，抑塵劑噴灑多數(shù)企業(yè)采用人工上車噴灑的全手工作業(yè)方式，其效率低下，費(fèi)時(shí)費(fèi)力的，同時(shí)存在各種不安全隱患。少數(shù)企業(yè)新裝了噴淋基站，但其噴灑量不能有效控制，沒有完整的數(shù)據(jù)跟蹤機(jī)制，不能對(duì)已經(jīng)作業(yè)的信息 進(jìn)行查詢和共享。 目前 針對(duì)抑塵劑噴灑現(xiàn)狀開發(fā)出了一套全自動(dòng)抑塵劑噴灑系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以在車輛行進(jìn)中噴灑，無需人工現(xiàn)場參與。大大提高作業(yè)效率，均勻控制噴灑流量，避免浪費(fèi)等，便于數(shù)據(jù)跟蹤和查詢，完全可以作為噴灑收費(fèi)的依據(jù)等。 在鐵路煤炭運(yùn)輸過程中 ,吹落的煤塵不 鐵路 抑塵站噴灑控制系統(tǒng)是在可編程用于控制噴灑泵起動(dòng)并控制流量變頻調(diào)速器，用于轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的交流接觸器。 本實(shí)用新型解決了鐵路抑塵劑噴灑自動(dòng)化的問題，而且計(jì)量準(zhǔn)確，噴灑均勻， 還避免遺漏到車廂空檔的鐵軌上。 關(guān)鍵字： 變頻調(diào)速； 監(jiān)控系統(tǒng) ；伺服電機(jī)； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘要 . 1 第 1 章 緒論 . 4 制鐵路運(yùn)煤揚(yáng)塵污染的方法 . 4 路抑塵站噴灑控制系統(tǒng)的背景和意義 . 4 內(nèi)研究概況 . 5 計(jì)任務(wù)及要求 . 5 第 2 章 鐵路抑塵站噴灑控制系統(tǒng) . 7 路抑塵站噴灑控制系統(tǒng) . 7 統(tǒng)的組成 . 7 統(tǒng)的特點(diǎn) . 7 題研究的對(duì)象 . 7 路抑塵站噴灑控制系統(tǒng)的及工作原理 . 8 統(tǒng)的構(gòu)成 . 8 作原理 . 10 第 3 章 器件的選型及介紹 . 12 編程控制器 . 12 介 . 12 特點(diǎn) . 13 主要功能 . 14 工作過程 . 15 經(jīng)濟(jì)分析 . 16 展?fàn)顩r及趨勢(shì) . 16 選型 . 17 接線 . 17 制元件 . 19 頻器 . 19 服電機(jī) . 23 測元件 . 28 聲波液位計(jì) . 28 度變送器 . 28 力變送器 . 29 磁流量計(jì) . 29 件表 . 30 . 31 第 4 章 制及編程 . 33 制實(shí)現(xiàn)的控制功能和控制方法 . 33 I/O 點(diǎn)分配 . 33 件設(shè)計(jì) . 34 形圖 . 36 第 5 章 結(jié)論 . 42 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 致 謝 . 44 參考文獻(xiàn) . 45 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 1 章 緒論 制鐵路運(yùn)煤揚(yáng)塵污染的方法 在鐵路煤炭運(yùn)輸過程中 ,吹落的煤塵不僅對(duì)沿線的生 態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染 ,而且對(duì)鐵路線路內(nèi)道床、鐵路信號(hào)和接觸電網(wǎng)等設(shè)備也會(huì)造成破壞 ,增加維修成本 ,對(duì)資源也造成不小的浪費(fèi)。解決鐵路揚(yáng)塵污染問題刻不容緩。 抑制鐵路運(yùn)煤揚(yáng)塵污染的方法主要有以下兩種： 1. 固體加蓋法。在貨運(yùn)列車車廂上加蓋或利用篷布等遮蓋 , 防止煤粉散落和吹入空氣中。這種方法雖然簡單 , 防塵效果較好 ,但成本較高 ,且操作麻煩 , 完善的測速系統(tǒng)、流量調(diào)控系統(tǒng)、鉤擋識(shí)別及車輛之間 。 2. 列車中煤層表面噴淋抑塵劑法。通過給列車煤層表面噴灑一層抑塵劑 , 使煤層表面形成以煤塊、煤粒和煤塵黏結(jié)在一起 的直徑較大的固化層 , 以此達(dá)到防止揚(yáng)塵污染的效果。 路抑塵站噴灑控制系統(tǒng)的背景和意義 煤炭運(yùn)輸引起的揚(yáng)塵影響鐵路周邊環(huán)境，需要進(jìn)行抑塵處理。設(shè)計(jì)全自動(dòng)抑塵劑噴灑系統(tǒng)，可以在車輛行進(jìn)中噴灑， 無需人工現(xiàn)場參與，起到抑制揚(yáng)塵，保護(hù)環(huán)境及減少運(yùn)輸煤損的作用。 僅對(duì)沿線的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染 ,而且對(duì)鐵路線路內(nèi)道床、鐵路信號(hào)和接觸電網(wǎng)等設(shè)備也會(huì)造成破壞 ,增加維修成本 , 對(duì)資源也造成不小的浪費(fèi)。解決鐵路揚(yáng)塵污染問題刻不容緩。 自從人類使用核能技術(shù)以來，放射性污染物質(zhì)的消除問題就一直是人們所關(guān)注的世界 性難題。傳統(tǒng)放射性沉降物的消除技術(shù)在適用范圍、功能、消除效果、作業(yè)效率或代價(jià)利益比上不同程度地存在這樣或那樣的缺陷，與核事故應(yīng)急或反核恐怖行動(dòng)的要求還不相適應(yīng)。 目前在放射性非固定性污染物消除領(lǐng)域中，比較先進(jìn)的技術(shù)是“剝離型膜體大面積壓制去污 方法”， 這種技術(shù)在用于清除放射性氣溶膠或沉降物時(shí)有噴灑 作業(yè)、放射性顆粒與壓制去污材料共聚膜體、膜體的剝離回收和膜體廢物的運(yùn)輸 4買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 個(gè)階段，其中完成噴灑作業(yè)階段的噴灑作業(yè)機(jī)械是實(shí)現(xiàn)壓制去污效果的重要手段。針對(duì)其作業(yè)環(huán)境惡劣、電磁干擾嚴(yán)重的情況，研制出集成性高、抗干擾能力強(qiáng)、操 作簡便的控制系統(tǒng)對(duì)有效地完成噴灑作業(yè)是十分關(guān)鍵的。 使用抑塵劑后對(duì)改善鐵路沿線的大氣和路面污染可以起到明顯作用。 內(nèi)研究概況 早在 20世紀(jì) 20年代 ,英國的學(xué)者就研究制作了一種濕潤劑并應(yīng)用于礦井。后來 , 美國和蘇聯(lián)的學(xué)者及研究人員也參與了濕潤劑的研究。 20 世紀(jì) 70 年代 , 中國一些高校對(duì)化學(xué)抑塵劑進(jìn)行了研制。近些年 ,抑塵劑的研究發(fā)展迅猛。目前的抑塵劑主要分為濕潤型化學(xué)抑塵劑、強(qiáng)吸水型抑塵劑和黏結(jié)型化學(xué)抑塵劑。從成本、效果和適用范圍等方面考慮 ,黏結(jié)型化學(xué)抑塵劑是一種不錯(cuò)的變廢為寶的抑塵劑 ,在國內(nèi)外得 到廣泛的應(yīng)用。 考慮到鐵路運(yùn)輸?shù)奶厥庑?,還必須研制出一種適合運(yùn)煤列車的噴灑控制系統(tǒng)。該設(shè)備應(yīng)針對(duì)鐵路區(qū)段線路的特點(diǎn) ,對(duì)于電力區(qū)間使用擺臂式噴灑設(shè)備 ,對(duì)于內(nèi)燃牽引區(qū)間宜使用龍門式設(shè)備 ,對(duì)列車高速行駛情況宜使用對(duì)噴式設(shè)備 ,對(duì)鏟車裝車情況可使用移動(dòng)車式噴灑設(shè)備。 由于運(yùn)煤列車速度較快 ,按照噴灑要求 ,控制系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車和車輛車型的識(shí)別。擺臂式的還應(yīng)能控制擺臂 ,在噴灑過程中自動(dòng)完成回轉(zhuǎn)和回位 ,要設(shè)有完善的測速系統(tǒng)、流量調(diào)控系統(tǒng)、鉤擋識(shí)別及車輛之間的停噴裝置等。固定噴灑設(shè)備中擺臂式噴灑最具代表性 ,下面主要分析這種擺 臂式防塵噴灑智能控制系統(tǒng)的可行性。 計(jì)任務(wù)及要求 1. 說明 鐵路運(yùn)輸過程中，當(dāng)列車經(jīng)過噴灑設(shè)備時(shí)，首先進(jìn)行雷達(dá)測速，之后根據(jù)火車速度的大 小由 制變頻器調(diào)節(jié)頻率，由此 來控制噴灑量，使噴灑流量與車速符合鐵道部規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1） 根據(jù)鐵路抑塵劑噴灑控制系統(tǒng)，進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)； （ 2） 根據(jù) 入、輸出點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)，確定變頻器的類型； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 3） 信號(hào)傳輸部分采用光電信號(hào)隔離器； （ 4） 噴灑部分的設(shè)計(jì) ,儲(chǔ)夜罐到噴灑為手動(dòng)，液體檢測采用超聲波液位計(jì)，液位計(jì)采 集液位，低液位報(bào)警并參于計(jì)算噴灑量，以減少流量傳感器采集 誤差。噴灑泵采用變頻器驅(qū)動(dòng)，速度由 （ 5） 檢測部分分別由 集傳感器的信號(hào)， 行量程轉(zhuǎn)換后參于控制 。 3. 設(shè)計(jì)成果 （ 1） 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告字?jǐn)?shù) （ 2） 根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇各種電氣元件； （ 3） 必須有 入、輸出點(diǎn)分配的定性分析； （ 4） 硬件電路圖； （ 5） 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)，提供 （ 6） 1#設(shè)計(jì)圖紙 2 張，一張為系統(tǒng)主電路原理圖和傳動(dòng)控制電路原理圖、一張為控制系統(tǒng)軟件流程圖； （ 7） 其它； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 2 章 鐵路抑塵站噴灑控制系統(tǒng) 路抑塵站噴灑控制系統(tǒng) 統(tǒng)的組成 該控制系統(tǒng)由 監(jiān)視管理層、中間控制層、現(xiàn)場執(zhí)行層組成。監(jiān)視管理層由工控計(jì)算機(jī)、可編程控制器 其配套設(shè)備構(gòu)成 ,配以圖形用戶界面 ,負(fù)責(zé)監(jiān)視臂式噴灑裝置的參數(shù)設(shè)置和下層設(shè)備的狀態(tài)、機(jī)車車輛識(shí)別工作 ,監(jiān)視噴灑作業(yè)情況。中間控制層是核心層 ,負(fù)責(zé)控制現(xiàn)場執(zhí)行設(shè)備和算法的執(zhí)行 ,采用高性能可編程 對(duì)現(xiàn)場進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制 ,控制變頻器以實(shí)現(xiàn)噴灑流量的恒壓和流量大小的調(diào)整?，F(xiàn)場執(zhí)行層由電機(jī)、變頻器、測速雷達(dá)、視頻頭等基礎(chǔ)設(shè)備成。 統(tǒng)的特點(diǎn) (1) 該系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù) , 實(shí)現(xiàn)對(duì)各種設(shè)備的智能 控制 , 達(dá)到最佳工況要求 ; (2) 通過變頻技術(shù) , 實(shí)現(xiàn)車速和噴灑流量的匹配 , 使用中節(jié)電效果顯著 ; (3) 具有隨時(shí)手動(dòng)控制功能 , 可與系統(tǒng)自動(dòng)控制互補(bǔ) , 安全性能較高 ; (4) 保護(hù)功能齊全 , 既可保護(hù)常規(guī)設(shè)備 , 又能對(duì)突發(fā)事件進(jìn)行自動(dòng)巡檢 , 具有主動(dòng)采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施及報(bào)警智能保護(hù)的能力 , 輔助管理人員進(jìn)一步提高管理能力 ; (5)改善工作環(huán)境 ,提高作業(yè)人員生產(chǎn)效率 ; (6)利用了變頻技術(shù) , 使防塵噴灑智能控制系統(tǒng)的噴灑水泵具有顯著的節(jié)能效果 , 且實(shí)現(xiàn)了軟啟軟停 , 減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊 , 操作簡便 , 能順利實(shí)現(xiàn)噴灑液體恒壓、恒流量控制。 題研究的對(duì)象 煤炭運(yùn)輸引起的揚(yáng)塵影響鐵路周邊環(huán)境，需要進(jìn)行抑塵處理。設(shè)計(jì)全自動(dòng)抑塵劑噴灑系統(tǒng)，可以在車輛行進(jìn)中噴灑，無需人工現(xiàn)場參與，起到抑制揚(yáng)塵，保護(hù)環(huán)境及減少運(yùn)輸煤損的作用。本畢業(yè)設(shè)計(jì)，涉及檢測， 氣控制，器件選買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 型，各器件使用 行控制。 鐵路抑塵站 統(tǒng)框圖如圖 圖 路抑塵站噴灑控制系統(tǒng) 系統(tǒng)方案圖 該系統(tǒng) 使用前先對(duì)設(shè)備功能進(jìn)行自檢 ,完成變送器工作狀態(tài)、模擬量的采集精 度 及檢測結(jié)果狀態(tài)的指示和報(bào)警的檢測。自檢正常后 ， 當(dāng)運(yùn)煤列車通過時(shí) ， 通過光電檢測系統(tǒng)識(shí)別牽引機(jī)車 ， 牽引機(jī)車通過后 ， 發(fā)出信號(hào)給 制傳動(dòng)減速箱 ， 與此同時(shí) 制變頻器啟動(dòng)噴灑泵 ， 雷達(dá)測速儀檢查列車速度 ， 反饋給 制變頻器 ， 給定電機(jī)不同頻率 ， 進(jìn)行流量和恒壓的控制 。光電檢測系統(tǒng)在列車鉤檔間發(fā)出信號(hào)給 用以控制變頻器輸出 ， 同時(shí) 伺服 電機(jī)通過傳動(dòng)連接裝置 ， 旋轉(zhuǎn)遮擋裝置實(shí)現(xiàn)停噴和噴灑作業(yè) 。 列車完全通過后系統(tǒng)自動(dòng)切換至清洗泵 ， 清洗完畢后清洗液回流到儲(chǔ)液罐。 至此 ， 噴灑過程完成。 路抑塵站噴灑控制系統(tǒng)的及工作原理 統(tǒng)的構(gòu)成 整個(gè)系統(tǒng)由 兩 臺(tái) 噴灑泵 ， 一臺(tái)變頻調(diào)速器、一臺(tái)潛水泵、 一臺(tái) 聲波液位檢測計(jì) 及若干輔助部件構(gòu)成。 兩 臺(tái)水泵中每臺(tái)泵的出水管均裝有手動(dòng)閥，以供維修和調(diào)節(jié)水量之用， 兩 臺(tái)泵協(xié)調(diào)工作以滿足 噴灑 需要； 噴灑 系統(tǒng)中檢測管路壓力的壓力 表 ，一般采用電阻式傳感器 (反饋 0 5或壓力變送工控 機(jī) 監(jiān)控設(shè)備 頻器 伺服電機(jī) 液壓傳動(dòng) 回流泵 光電檢測 雷達(dá)測速 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 器 (反饋 4 20；變頻器是 噴灑 系統(tǒng)的核心，通過改變電機(jī)的頻率實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無極調(diào)速、無波動(dòng)穩(wěn)壓的效果和各項(xiàng)功能。 從原理框圖，我們可以看出 該 系統(tǒng)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)檢測、控制系統(tǒng)、人機(jī)界面、以及報(bào)警裝置等部分組成。 (1)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由一組水泵組成，它們用于將噴灑液供于抑塵噴灑機(jī)構(gòu) ，圖 個(gè)水泵分為二種類型 : 噴灑泵 : :噴灑泵是將具備壓力的工作介質(zhì)水，通過噴嘴向吸入室高速噴出，將水的壓力能變?yōu)閯?dòng)能，形成高速噴出的流體，吸入室中的氣體被高速噴射的流體強(qiáng)力壓制帶著與之混合，形成氣液的混合體，流入擴(kuò)壓器從而使吸入室的壓力減小，形成真空，在擴(kuò)壓器的擴(kuò)張段內(nèi)混合噴射的流體動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，速率減 低，壓力升高，氣體被進(jìn)一步壓縮，與水一起排出 泵外，在水箱中起水散，氣體釋放入大氣，水由水泵循環(huán)，周而復(fù)始達(dá)到抽真空的目地。 潛水泵 : 潛水泵由 水泵、潛水電機(jī)、輸水管和控制開關(guān)四大部分組成。 (2) 信號(hào)檢測 在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號(hào)包括 噴灑液 的流量、壓力、溫度信號(hào)的檢測。 水壓信號(hào) :它反映的是系統(tǒng)內(nèi)部管道的 壓 力 值，它是噴灑控制系統(tǒng)的主要反饋信號(hào)。 水溫信號(hào) :它反映系統(tǒng)是否正常運(yùn)行， 伺服 電機(jī)是否過載、變頻器是否有異常。該信號(hào)為開關(guān)量信號(hào)。 流量信號(hào)： 它 反映 噴灑液流速的大小， 它是系統(tǒng)噴灑量大小的主要反饋信號(hào)。 超聲波液位檢測信號(hào)： 通過檢測液位的高低來控制噴灑速度 ，它是 儲(chǔ)液罐液位高低的主要反饋信號(hào)。 （ 3） 控制系統(tǒng) 一般安裝在 括 頻器和電控設(shè)備三個(gè)部分。 它是整個(gè)變頻恒壓噴灑 控制系統(tǒng)的核心。 力、報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集，對(duì)來自人機(jī)接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、實(shí)施控制算法，得出對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案，通過變頻調(diào)速器和接觸器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 變頻器 :它是對(duì)噴灑泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元 。變頻器跟蹤 成對(duì)噴灑泵的速度 控制。 電控設(shè)備 :它是由一組接觸器、保護(hù)繼電器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等電氣元件組成。用于在 的切換、手 /自動(dòng)切換等。 (4)人機(jī)界面 人機(jī)界面是人與機(jī)器進(jìn)行信息交流的場所。通過人機(jī)界面，使用者可以更改設(shè)定壓力，修改一些系統(tǒng)設(shè)定以滿足不同工藝的需求，同時(shí)使用者也可以從人機(jī)界面上得知系統(tǒng)的一些運(yùn)行情況及設(shè)備的工作狀態(tài)。人機(jī)界面還可以對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行監(jiān)示，對(duì)報(bào)警進(jìn)行顯示。 (5)通訊接口 通訊接口是本系統(tǒng)的一個(gè)重 要組成部分，通過該接口，系統(tǒng)可以和組態(tài)軟件以及其他的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同時(shí)通過通訊接口，還可以將現(xiàn)代先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到本系統(tǒng)中來，例如可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的診斷和維護(hù)等 (6)報(bào)警裝置 作為一個(gè)控制系統(tǒng)，報(bào)警是必不可少的重要組成部分。由于本系統(tǒng)能適用于不同的 噴灑 領(lǐng)域，所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行，防止因電機(jī)過載、變頻器報(bào)警、電網(wǎng)過大波動(dòng)等等造成的故障，因此系統(tǒng)必須要對(duì)各種報(bào)警量進(jìn)行監(jiān)測，由 行顯示和保護(hù)動(dòng)作控制，以免造成不必要的損失 。 作原理 由加料機(jī)把原 料加入攪 拌罐與清水混合，然后由潛水泵提升至儲(chǔ)液抽罐里，其過程為手動(dòng)方式， 人為操作按鈕。噴灑時(shí)，當(dāng)列車經(jīng)過時(shí)，首先進(jìn)行雷達(dá)測速，然后根據(jù)結(jié)果自動(dòng)計(jì)數(shù)參數(shù)，使噴灑流量與車速符合設(shè)要求，整體控制示意圖如下： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 噴 噴 嘴 嘴 加料機(jī) 超聲波液位檢測 雷 達(dá) 測 速 器 攪拌罐 光電 檢測 噴灑泵 拌熱帶 鐵路抑塵站噴灑控制系統(tǒng) 中電氣系統(tǒng)主要為：配電部分，控制部分，操作部分，檢測部分，視頻部分組成?？刂撇糠秩坎捎眠M(jìn)口材料和部分國產(chǎn)材料，主要以法國施耐德產(chǎn)品為主，攪拌機(jī)的起停采用手動(dòng)方式，配電回路采用軟啟動(dòng)器 ，加料機(jī)和潛水泵的啟停采用人工的方式，配電回路因功率較小而采用直接啟動(dòng)方式，清洗罐中的操作也全部分手動(dòng)。儲(chǔ)液罐到噴灑為手動(dòng) /自動(dòng)方式，液位檢測采用超聲音波液位計(jì)，液位計(jì)采集液位，低液位報(bào)警并參于計(jì)算噴灑量，以減少流量傳感器采集誤差。噴灑泵采用變頻器驅(qū)動(dòng)，速度由 定。檢測部分分別由 集傳感器的信號(hào)， 行量程轉(zhuǎn)換后參于控制。視頻部分采用硬盤錄像機(jī)，可以看到手動(dòng) /自動(dòng)錄像，視頻部分和控制系統(tǒng)是相互完全獨(dú)立的兩套系統(tǒng)。 攪 拌 機(jī) 潛水泵 儲(chǔ)液罐 清水罐 清洗罐 流量壓力溫度檢測 圖 路抑塵站噴灑控制系 統(tǒng)原理圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 第 3 章 器件的選型及介紹 編程控制器 介 編程控制器是 60 年代末在繼電器系統(tǒng)上發(fā)展起來的，當(dāng)時(shí)稱作可編程邏輯控制器 (簡稱 編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展與繼電器控制系統(tǒng)有很大的關(guān)系。繼電器是一種用弱電信號(hào)控制強(qiáng)電信號(hào)的電磁開關(guān)，但在復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，故障的查找和排除非常困難，不適應(yīng)于工藝要求發(fā)生變化的場合。由此，產(chǎn)生了可編程控制器，它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)，用面向控制過程、面向用戶的簡單編程語句，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，是簡單易懂，操作方便、可靠性高的新一代 通用工業(yè)控制器，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一?？删幊炭刂破骶哂胸S富的輸入 /輸出接口，并具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，但它的產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，其靈活標(biāo)準(zhǔn)的配置能夠適應(yīng)工業(yè)上的各種控制。在實(shí)際應(yīng)用中，其硬件可根據(jù)實(shí)際需要選用配置，其軟件則需要根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 圖 可編程邏輯控制器，采用的是計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，最初主要用于順序控制，只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算。隨著微電子技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，以及工業(yè)自動(dòng)化控制愈來愈高的需求， 度上、智能化模塊 以及聯(lián)網(wǎng)通信上，都有很大的提高?，F(xiàn)在的 功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了順買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 序控制、邏輯控制的范圍，具備了模擬量控制、過程控制以及遠(yuǎn)程通信等強(qiáng)大功能。美國電氣制造商協(xié)會(huì) (其正式命名為可編程控制器 (簡稱 是為了和個(gè)人計(jì)算機(jī) (簡稱 們常常把可編程控制器仍簡稱為 事實(shí)上與所有的器件一樣， 無法向操作者顯法方便、快速地改變相關(guān)參數(shù)、配方。因此，在現(xiàn)今的稍微復(fù)雜一 些的控制系統(tǒng)中，現(xiàn)完整的控制功能。 特點(diǎn) 現(xiàn)代可編程控制器不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量的邏輯控制，還具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)處理、運(yùn)動(dòng)控制、模擬量 制、通信網(wǎng)絡(luò)等功能。在發(fā)達(dá)的工業(yè)化國家，可編程控制器已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，其應(yīng)用已擴(kuò)展到樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、商業(yè)、公用事業(yè)、測試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。歸納可編程控制器主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： 1. 靈活、通用 在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制器件是大量的繼電器，整個(gè)系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計(jì)好的電器控制圖，由人工布線、 焊接、固定等手段組裝完成的，其過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如果因?yàn)楣に嚿系纳栽S變化，需要改變電器控制系統(tǒng)的話，那么原先的整個(gè)電器控制系統(tǒng)將被全部拆除，而重新進(jìn)行布線、焊接、固定等工作，浪費(fèi)了大量的人力、物力和時(shí)間。而可編程控制器是通過存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話，只需要修改程序以及改動(dòng)極少量的接線即可。而且，同一臺(tái)可編程控制器還可以用于不同的控制對(duì)象，只要改變軟件就可以實(shí)現(xiàn)不同的控制要求，因此具有很大的靈活性、通用性。 2. 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 對(duì)于機(jī)械手系統(tǒng)來說，可靠性、抗干擾能力是 非常重要的指標(biāo)，如何能在各種工作環(huán)境和條件 (如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等 )下，平穩(wěn)可靠的工作，將故障率降至最低，是研制每一種控制系統(tǒng)必須考慮的問題。 現(xiàn)代 用了集成度很高的微電子器件，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成，其可靠性程度是使用機(jī)械觸點(diǎn)的繼電器所無法比擬的。為了保證 在惡劣的工業(yè)環(huán)境可靠的工作，在其設(shè)計(jì)和制造過程中采取了一系列硬件和軟件方面的抗干擾措施，使其可以適應(yīng)惡劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3. 操作方便、維修容易 用電氣操作人員熟悉的梯形圖和功能助記符編程，使用戶十分方 便的讀懂程序和編寫、修改程序。對(duì)于使用者來說，幾乎不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)。工程師編好的程序十分清晰直觀，只要寫好操作說明書，操作人員經(jīng)短期的學(xué)習(xí)就可以使用。 4. 功能強(qiáng) 現(xiàn)代 僅具有條件控制、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和步進(jìn)等控制功能，而且還能完成 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換、數(shù)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等。因此，它既可控制開關(guān)量，又可控制模擬量；既可控制一個(gè)機(jī)械手，又可控制一個(gè)機(jī)械手群；既可控制簡單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)；既可現(xiàn)場控制，又可遠(yuǎn)程控制。 5. 體積小、重量輕和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 由于 用 了半導(dǎo)體集成電路。因此具有體積小、重量輕、功耗低的特點(diǎn)。且 為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用、體積小巧，并由于具備很強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力，使之易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，因而成為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化十分理想的控制設(shè)備 10。 同樣，可編程序控制器控制也有其不足的地方，在性價(jià)比上要高于繼電器控制和單片機(jī)控制，其開發(fā)潛力要差于單片機(jī)，并且通用性不好，不同廠家的可編程序控制器以及其附屬單元都是固定專用等等。 主要功能 一種應(yīng)用面很廣、發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動(dòng)化裝置，在工廠自 動(dòng)化(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) (占重要地位。 統(tǒng)主要有以下功能： （ 1） 多種控制功能； （ 2） 數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)與處理功能； （ 3） 通信聯(lián)網(wǎng)功能； （ 4） 輸入、輸出接口調(diào)理功能； （ 5） 人機(jī)界面功能； （ 6） 編程、調(diào)試功能。 重量、體積、功耗和硬件價(jià)格一直在降低，雖然軟件價(jià)格占的比重買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 有所增加，但是各廠商為了競爭也相應(yīng)地降低了價(jià)格。另外，采用 可以大大縮短設(shè)計(jì)、編程和投產(chǎn)周期，使總價(jià)格進(jìn)一步降低。 品面臨現(xiàn)場總線的發(fā)展，將再次革新，滿足工業(yè)與民用控制的更高需求 11。 工作過程 圖 用循環(huán)順序掃描的工作方式，其工作過程就是程序的執(zhí)行過程，它分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段，如圖 ： 輸入映像寄存器的數(shù)據(jù)，取決于輸入端子板在上一個(gè)刷新時(shí)間的狀態(tài)； 程序如何執(zhí)行，取決于用戶所編的程序和輸入映像寄存器、元件映像寄存器中存放的所需軟元件的狀態(tài)； 輸出映像寄存器（包含在元件映像寄存器中）的狀態(tài)，由輸出指令的執(zhí)行結(jié)果決定。 輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)，由上一 個(gè)刷新時(shí)間輸出映像寄存器的狀態(tài)決定； 輸出端子上的輸出狀態(tài)，由輸出鎖存器中的狀態(tài)決定 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 經(jīng)濟(jì)分析 綜上所述，在各種環(huán)境中，使用 制機(jī)構(gòu)設(shè)備，生產(chǎn)流水線和生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制將越來越廣泛。 對(duì) 經(jīng)濟(jì)分析，應(yīng)從以下幾方面考慮： 1. 從影響成本的各個(gè)因素綜合考慮 對(duì)目前生產(chǎn)設(shè)備控制裝置來說，有三種類型： 繼電器控制； 半導(dǎo)體器件控制； 制。價(jià)格僅是選擇 牌的一個(gè)因素，而可靠性是選擇控制裝置時(shí)需要考慮的又一個(gè)重要因素。 2. 從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期長短考慮 不論是 對(duì)舊設(shè)備進(jìn)行改造，還是設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備。毫無疑問，生產(chǎn)、設(shè)計(jì)周期越短越好，甚至希望邊設(shè)計(jì)、邊安裝、邊調(diào)試和邊生產(chǎn)，特別是產(chǎn)品更新?lián)Q代，生產(chǎn)工藝改造，不需改動(dòng)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備及其外部接線，就能馬上組織生產(chǎn)，這不僅節(jié)約了勞動(dòng)力，而且新產(chǎn)品能盡快投入市場。這無疑給企業(yè)增加了活力，提高了經(jīng)濟(jì)效益。如果把這些要求得以實(shí)現(xiàn)，繼電器或半導(dǎo)體都不能滿足，而 完全可以實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)槭褂?必改動(dòng)外部設(shè)備接線，只要對(duì)軟件進(jìn)行一些改變就可以了。也就是說只要改變梯形圖，按照新工藝要求重新輸入新程序或修改原程序即可。這既經(jīng) 濟(jì)又簡捷，可以達(dá)到事半功倍的效果。 據(jù)調(diào)查，目前我國 70%的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備，都是采用繼電器進(jìn)行控制的，除了可靠性差外，程序設(shè)計(jì)也很繁雜。從方案的確立到技術(shù)條件的設(shè)計(jì)以及施工的設(shè)計(jì)，圖面的工作量很大，這勢(shì)必造成設(shè)計(jì)周期長。而采用 制可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，甚至有些文件資料也不必繪制成圖。設(shè)計(jì)人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來輸入，或修改程序使得梯形圖能準(zhǔn)確無誤地反映生產(chǎn)要求。編程人員也可根據(jù)新產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)提出的新工藝要求，重新編寫程序并把它存儲(chǔ)在塊中去，需要加工哪種產(chǎn)品的程序，操作人員可以隨時(shí)調(diào) 用，這既簡單、方便又保密。 展?fàn)顩r及趨勢(shì) 現(xiàn)代 發(fā)展主要有兩個(gè)趨勢(shì)：一是向體積更小、速度更快、功能更強(qiáng)和價(jià)格更低的微小型方面發(fā)展；二是向大型網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、好的兼容性和多功能方面發(fā)展。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1. 大型網(wǎng)絡(luò)化 主要是朝 向發(fā)展，使其具有 統(tǒng)的一些功能。網(wǎng)絡(luò)化和通信能力強(qiáng)是 展的一個(gè)重要方面，向下可將多個(gè) I/O 框架相連，向上與工業(yè)計(jì)算機(jī)、以太網(wǎng)、 等相連構(gòu)成整個(gè)工廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 2. 多功能 隨著自調(diào)整、步進(jìn)電機(jī)控制、位置控制、伺服控制等模塊的出現(xiàn) ，使 選型 潛水泵 、 噴灑泵 可變頻運(yùn)行 也可工頻運(yùn)行，需 6個(gè)輸出 點(diǎn) ，變頻器的運(yùn)行與關(guān)斷由 個(gè)輸出 點(diǎn) ， 控制變頻器使電機(jī)正轉(zhuǎn)需 1個(gè)輸出信號(hào)控制，報(bào)警器的控制需要 1個(gè)輸出點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)量一共 9個(gè)。控制起動(dòng)和停止需要 2個(gè)輸入點(diǎn)， 變頻器極限頻率的檢測信號(hào)占用 點(diǎn)， 系統(tǒng)自動(dòng) /手動(dòng)起動(dòng)需 1輸入點(diǎn)，手動(dòng)控制電機(jī)的工頻 /變頻運(yùn)行需 6個(gè)輸入點(diǎn)，控制系統(tǒng)停止運(yùn)行需 1個(gè)輸入點(diǎn)，檢測電機(jī)是否過載需 3個(gè)輸入點(diǎn)，共需 19個(gè)輸入點(diǎn)。 系統(tǒng)所需的輸入輸出點(diǎn)數(shù)量共為 35個(gè)點(diǎn) 。 本系統(tǒng)選用 接線 服電機(jī) 控制 水泵 控制 制 洗罐 控制 灑閥 控制洗閥 控制 1的熱繼電器， 2的熱繼電器， 3的熱繼電器。 為了防止出現(xiàn)某臺(tái)電動(dòng)機(jī)既接工頻電又接變頻電設(shè)計(jì)了電氣互鎖 。 在同 時(shí) 控制 頻率檢測的上 /下限信號(hào)分別通過 2與 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 0002010304050706080910110001020304050607080910110001024障二變頻 故障一備用光電二光電一右轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)急停左點(diǎn)動(dòng)右點(diǎn)動(dòng)手動(dòng)復(fù)位手動(dòng)或自 動(dòng)本地或 遠(yuǎn)程泵1或泵2電熱絲右出水閥左出水閥噴 灑泵運(yùn) 行清洗 電磁閥噴灑 電磁閥清洗攪拌加料機(jī)潛水泵伺服電機(jī)注釋01S 3S 5S 7S 9S S S S S S S S S S 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 制元件 頻器 1. 變頻器的構(gòu)成 通常由變頻器主電路（ 逆變?cè)┙o異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源。此電源輸出的電壓或電流及頻率，由控制回路的控制指令進(jìn)行控制。而控制指令則根據(jù)外部的運(yùn)轉(zhuǎn)指令進(jìn)行運(yùn)算獲得。對(duì)于需要更精密速度或快 速響應(yīng)的場合，運(yùn)算還應(yīng)包含由變頻器主電路和傳動(dòng)系統(tǒng)檢測出來的信號(hào)和保護(hù)電路信號(hào)，即防止因變頻器主電路的過電壓、過電流引起的損失外，還應(yīng)保護(hù)異步電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)等 。 圖 頻器的構(gòu)成 給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，稱為主電路。圖 示是典型的電壓逆變器的例子，其主電路由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸引在整流和逆變時(shí)產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。另外，異步電動(dòng)機(jī)需要制動(dòng)時(shí)，有時(shí)要附加“制動(dòng)回路”。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 整流器 最近大量使用的是二極管的交流器，圖 示，它把工頻電源變換為直流電源?？捎脙山M晶體管交流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。 平波回路 在整流器整流后的直流電壓中，含有電源 6 倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電壓吸收脈動(dòng)電壓（電流）。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路的構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。 逆變器 同整流器相反，逆變器的作用是將直流功率變換為所需要頻率的交流功率，根據(jù) 制信號(hào)使 6 個(gè)開關(guān)器件導(dǎo) 通、關(guān)斷，就可以得到三相頻率可變的交流輸出。 制動(dòng)回路 異步電動(dòng)機(jī)在再生制動(dòng)區(qū)域使用時(shí)（轉(zhuǎn)差率為負(fù)），再生能量儲(chǔ)存于平波回路電容器中，使直流電壓升高。一般說來，由機(jī)械系統(tǒng)（含電動(dòng)機(jī)）慣量積蓄的能量比電容能儲(chǔ)存的能量大，需要快速制動(dòng)時(shí)，可用由逆變流器向電源反饋或設(shè)置制動(dòng)回路（開關(guān)和電阻）把再生功率消耗掉，以免直流電路電壓上升。 圖 型的電壓型逆變器一例 變頻器具有過壓、欠壓、過流、過載、短路、失速等自動(dòng)保護(hù)功能。能實(shí)現(xiàn)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 電機(jī)軟起動(dòng)，減小電氣和機(jī)械沖擊噪音， 延長設(shè)備使用壽命。 噴灑 系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn) : （ 1） 節(jié)能： 變頻調(diào)速恒壓 噴灑 設(shè)備使整個(gè) 噴灑 系統(tǒng)始終保持最優(yōu)工作狀態(tài)節(jié)電率可達(dá) 35% 60% ，這一特點(diǎn)已被廣大用戶所認(rèn)識(shí)并帶來效益 。 （ 2） 占地面積小，投人少，效率高 。 （ 3） 配置靈活，功能齊全，自動(dòng)化程度高。 （ 4） 由于變頻恒壓調(diào)速直接從水源 噴灑 ，減少了原有 噴灑 方式的二次污染， 大大降低水質(zhì)污染的可能性 。 （ 5） 通過通信控制，可以實(shí)現(xiàn)無人值守，節(jié)省了人力物力 。 器的選型 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)選用 頻器 ，如下圖所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4. 變頻器的接線 變頻器的接線圖如圖 管腳 7管腳，控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)。 頻率檢測的上 /下限信號(hào)分別通過 2與 圖 服電機(jī) 伺服電機(jī)在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī) 服電機(jī) ,可使控制速 度 ,位置精度非常準(zhǔn)確。將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。 伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到 1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn) 1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖L 1L 2L 3C 65 3 P 90 - 4U 3 -