第一篇：現(xiàn)代工業(yè)控制技術

現(xiàn)代工業(yè)控制技術（調(diào)速）

目錄

一、課程設計的目的.......................................................................................................................2

二、課程設計的要求.......................................................................................................................2

三、課程設計的任務（十機架連軋分部傳動直流調(diào)速系統(tǒng)的設計）.......................................3

（一）、連軋機原理...............................................................................................................3

（二）、基本參數(shù)...................................................................................................................3

(1)、電動機參數(shù)..............................................................................................................3

（三）、設計指標...................................................................................................................4

（四）設計要求.......................................................................................................................4

四、晶閘管整流主電路的設計與選擇...........................................................................................4

（一）、整流變壓器的計算與選擇.......................................................................................4

（1）、整流變壓器的電壓.............................................................................................5（2）、整流變壓器的電流.............................................................................................5（3）、整流變壓器的容量.............................................................................................5

（二）、整流元件的計算與選擇...........................................................................................5

（1）、整流元件的額定電壓Ukn.................................................................................6（2）、整流元件的額定電流IT....................................................................................6

（三）、電抗器的計算與選擇...............................................................................................6

（1）、實際應串入的平波電抗器LK（mH）.............................................................6

（四）、保護元件的計算與選擇...........................................................................................6

（1）、交流側(cè)阻容過壓保護.........................................................................................6（2）、交流側(cè)壓敏電阻過壓保護.................................................................................7（3）、晶閘管元件過壓保護.........................................................................................8（4）、晶閘管裝置的過流保護.....................................................................................8

（五）、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖...............................................................8

五、晶閘管雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設計與選擇...........................................................................9

（一）、晶閘管雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理.....................................................................10

（二）、給定積分器單元(GJ)電路電路設計及分析..........................................................11

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

（三）、速度調(diào)節(jié)器單元(ASR)及電路設計及分析.........................................................12

（四）、電流調(diào)節(jié)器單元(ACR)及電路設計及分析........................................................13

（五）、速度變換器（SB）及電路設計及分析................................................................13

（六）、觸發(fā)輸入及保護單元及電路設計及分析.............................................................14

（七）、直流調(diào)速系統(tǒng)整體分析.........................................................................................17

六、晶閘管轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試.....................................................................18

（一）、線路原理.........................................................................................................18

（二）、調(diào)試內(nèi)容及步驟.............................................................................................19

（三）、系統(tǒng)調(diào)試注意事項.........................................................................................21

七、體會與建議.............................................................................................錯誤！未定義書簽。

一、課程設計的目的

課程設計是本課程教學中極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，它不但起著提高本課程教學質(zhì)量、水平和檢驗學生對課程內(nèi)容掌握程度的作用，而且還將起到從理論過渡到實踐的 橋梁作用。因此，必須認真組織，周密布置，積極實施，以期達到下述教學目的。

① 通過課程設計，使學生進一步鞏固、深化和擴充在交直流調(diào)速及相關課程方面的基本只是、基本理論和基本技能，達到培養(yǎng)學生獨立思考、分析和解決實際問題的能力。

② 通過課程設計，讓學生養(yǎng)成嚴謹科學、嚴肅認真、一絲不茍和實事求是的工作作風，達到提高學生基本素質(zhì)之目的。

③ 通過課程設計，讓學生獨立完成一項直流或交流調(diào)速系統(tǒng)課題的基本設計工作，達到培養(yǎng)學生綜合應用所學知識和實際查閱相關設計資料能力的目的。

④ 通過課程設計，使學生熟悉設計過程，了解設計步驟，掌握設計內(nèi)容，達到培養(yǎng)學生工程繪圖和編寫設計說明書能力的目的，為學生今后從事相關方面的實際工作打下良好的基礎。

二、課程設計的要求

① 根據(jù)設計課題的技術指標和給定條件，在教師指導下，能夠獨立而正確地進行方案論證和設計計算，要求概念清楚、方案合理、方法正確、步驟完整。

② 要求掌握交直流調(diào)速系統(tǒng)的設計內(nèi)容、方法和步驟。③ 要求會查閱有關參考資料和手冊等。④ 要求學會選擇有關元件和參數(shù)。

⑤ 要求學會繪制有關電氣系統(tǒng)圖和編制元件細節(jié)。⑥ 要求學會編寫設計說明書。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

三、課程設計的任務（十機架連軋分部傳動直流調(diào)速系統(tǒng)的設計）

（一）、連軋機原理

在冶金工業(yè)中，軋制過程是金屬壓力加工的一個主要工藝過程，而連軋則是一種可以提高勞動生產(chǎn)率和軋制質(zhì)量的先進方法。其主要特點是被軋金屬同時處于若干機架之中，并沿著同一方向進行軋制最終形成一定的斷面形狀。其軋制原理和過程如圖3-1所示。

連續(xù)軋制的基本條件是物質(zhì)流量的不變性，即S1v1=S2v2?=Snvn=常數(shù)，這里S1?Sn和v1?vn分別為被軋金屬的橫斷面積和線速度。而連軋機的電氣傳動則應在保證物質(zhì)流量恒定的前提下承受咬鋼和軋制時的沖擊性負載，實現(xiàn)機架的各部分控制和協(xié)調(diào)控制。每個機架的上下軋錕公用一臺電動機實行集中拖動，不同機架采用不同電動機實行部分傳動，各機架軋錕之間的速度則按物質(zhì)流量恒定原理用速度鏈實現(xiàn)協(xié)調(diào)控制

物質(zhì)流量不變的要求應在穩(wěn)態(tài)和過渡過程中都得到滿足，因此，必須對過渡過程實踐和超調(diào)量都提出相應的限制。

連軋機的完整控制包括許多方面，本課題只考慮軋錕拖動的基本控制即調(diào)速問題，并以十機架軋機為例，至于張力卷取問題等將不涉及。

（二）、基本參數(shù)

考慮到課程設計的實踐有限，本課題直接給出各部分電動機的額定參數(shù)作為設計條件，不再提及諸如軋制力、軋制轉(zhuǎn)矩、軋錕直徑等概念和參數(shù)，以便簡化設計計算。(1)、電動機參數(shù)

以十機架為準，每個機架對應一臺電動機，由此形成10個部分，各部分電動機參數(shù)集中列表3-1中，其中Pn(kW)為額定功率、Un(V)為額定電壓、In（A）

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

為額定電流、nn[(r/min)]為額定轉(zhuǎn)速、Ra(Ω)為電動機內(nèi)阻、GD2a(N2m2)為電動機飛輪力矩、P為極對數(shù)。Ifn(A)為額定勵磁電流。

表3-1 各部分電動機額定參數(shù)

機架序號 電動機型號 Pn/Kw Un/V

In/A

na/(r/min)Ra/Ω

Ifn/A

Gda2/N2m

2

P/對 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Z2-92 Z2-91 Z2-82 Z2-81 Z2-72 Z2-71 Z2-62 Z2-61 Z2-52 Z2-51 67 48 35 26 19 14 11 8.5 6 4.2 230 230 230 230 230 230 230 230 230 230 291 209 152 113 82.55 61 47.8 37 26.1 18.25 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 1450 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 4.98 3.77 2.67 2.765 3.05 2.17 0.956 1.14 1.11 1.045 68.6 58.02 31.36 27.44 11.76 9.8 6.39 5.49 3.92 3.43 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

（三）、設計指標

① 穩(wěn)態(tài)指標：無靜差。

② 動態(tài)指標：電流超調(diào)量﹠i≤5%；啟動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量﹠n≤5%（按退飽和式計算）

（四）設計要求

① 要求以轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)形式作為系統(tǒng)的控制方案。② 要求主電路采用三相全橋整流形式。

③ 要求系統(tǒng)具有過流、過壓、過載和缺相保護。④ 要求觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力。

⑤ 要求對1號機架拖動系統(tǒng)設置給定積分器，其他機架拖動系統(tǒng)設置給定速度鏈，以實現(xiàn)速度協(xié)調(diào)控制。

四、晶閘管整流主電路的設計與選擇

（一）、整流變壓器的計算與選擇

在一般情況下，晶閘管裝置所要求的交流電壓與電網(wǎng)電壓往往不一致；因此，為了盡量減小電網(wǎng)與晶閘管裝置的相互干涉，要求它們相互隔離，故通常均要配

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

用整流變壓器。（1）、整流變壓器的電壓

整流變壓器的一次側(cè)直接與電網(wǎng)相連，當一次側(cè)繞組Y接時，一次側(cè)相電壓U1等于電網(wǎng)相電壓；當一次側(cè)繞組△接時，一次側(cè)相電壓U1等于電網(wǎng)線電壓。

整流變壓器的二次側(cè)相電壓U2與整流電路形式、電動機額定電壓Un、晶閘管裝置壓降、最小控制角αmin及電網(wǎng)電壓波動系數(shù)∈有關，可按下式近似計算。

U2=KzUn/∈AB 式中，Kz為安全系數(shù)，一般取為1.05～1.10左右。

（2）、整流變壓器的電流

整流變壓器的二次側(cè)相電流I2和一次側(cè)的相電流I1與整流電路的形式、負載性質(zhì)和電動機額定電流In有關，可別計算如下

I2=K2In I1=K1U2In/U1（3）、整流變壓器的容量

整流變壓器的二次側(cè)容量S2、一次側(cè)容量S1和平均計算容量S可分別計算如下

S2=m2U2I2 S1=m1U1I1 S=(S1+S2)/2 式中，m1、m2分別為一次側(cè)與二次側(cè)繞組的相數(shù)。以上各式中未定系數(shù)均列于表4-1中。

表4-1 整流變壓器的計算系數(shù)（電感負載）

計算系數(shù) 單相全孔橋

三相可靠半波

三相全控橋

三相半控橋

A=Udo/U2 B=Ud/Udo K2=I2/In K1=I1/In 0.9 cosα1 1

min

1.17 cosα

min

2.34 cosα

min

2.34(1+cosα

min)/2

0.577 0.472

0.816 0.816

0.816 0.816

（二）、整流元件的計算與選擇

正確選擇晶閘管和整流管，能夠使晶閘管裝置在保護可靠運行的前提下降低

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

成本。選擇整流元件主要是合理選擇它的額定電壓Ukn和額定電流（通過平均電流）IT,它們與整流電路形式、負載性質(zhì)、整流電壓及整流電流平均值、控制角α的大小等因素有關。一般按α=0計算，且同一裝置中的晶閘管和整流管的額定參數(shù)算法相同。

（1）、整流元件的額定電壓Ukn 整流元件的額定電壓Ukn與元件實際承受的最大峰值電壓Um有關，即

Ukn=（2～3）Um

（2）、整流元件的額定電流IT 整流元件的額定電流IT與最大負載電流Im有關，即

IT=(1.5～2.0)KfbIm

式中，Kfb為計算系數(shù)，參見表4-2；1.5～2.0為安全系數(shù)

表4-2 整流變壓器的計算系數(shù)（電感負載）計算系數(shù) 負載形式 單相橋式 三相半波 三相半控橋 Kfb 電阻負載 0.5 0.374 0.368 Kfb 電感負載 0.45 0.367 0.367

（三）、電抗器的計算與選擇

為了提高晶閘管裝置對負載供電的性能及運行的安全可靠性，通過需要在直流側(cè)串聯(lián)常有空氣隙的貼心電抗器，其主要參數(shù)為額定電流In和電感量IK.（1）、實際應串入的平波電抗器LK（mH）

LK=max(Lm,L1)-La-2LB 式中max取其中的最大值。

（四）、保護元件的計算與選擇

（1）、交流側(cè)阻容過壓保護

① 交流側(cè)過壓保護電容（單位為uF）的計算公式

C≥2i0%S//U22

式中 S————整流變壓器的平均計算容量，V2A；

i0%—————變壓器勵磁電流百分數(shù)，對于10～560kV2A的三相變壓

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

器，一般去i0%=4～10.電容C（單位為uF）的交流耐壓應大于或等于1.5Uc,Uc是阻容兩端正常工作的交流電壓有效值。

② 交流側(cè)過壓保護電阻的計算公式

R≥(6.9 U22/S)√￣(uk%/ i0%)式中，uk%為變壓器的短路比，對于10～1000kV2A的變壓器，對應uk%=5～10。

電阻功率P可在下式范圍內(nèi)選取

（2～3）（2πf）2K1(CR)CU22＜PR＜（1～2）[（2πf）2K1(CR)+K2]CU22 式中 R、C——為上述范圍內(nèi)阻容計算值；

f、U——電源頻率（Hz）和變壓器二次側(cè)相電壓（V）； 2～3和1～2——安全系數(shù)；

K1——計算系數(shù)，對于單相K1=1；對于三相K1=3；

K2——計算系數(shù)，對于單相K2=200；對于三相半波：阻容△接法K2=450；阻容Y接法K2=150；對于三相橋式：阻容△接法K2=900；阻容Y接法K2=300。

當CR＜0.2ms時，所選PR值接近于上式只右方； 當CR＞5ms時，所選PR值應接近于上式之左方。

③ 不同接法下阻容的實際取值：見表4-3.表中C和R為前述計算值。

表4-3 變壓器和阻容不同接法時電阻和電容的取值

三相二次側(cè)Y三相二次側(cè)△變壓器接法 單相

接 接

阻容裝置接法 與變壓器二次側(cè)并聯(lián) Y接 △接 Y接 △接

電容 C C C/3 3C C 電阻 R R 3R R/3 R（2）、交流側(cè)壓敏電阻過壓保護

① 電路用一只壓敏電阻；三相電路用三只壓敏電阻，可接成Y形或△形。壓敏電阻的額定電阻U1mA

U1mA≥€Um/0.8～0.9 式中 Um————壓敏電阻承受的額定電壓峰值，V；

€ ————電網(wǎng)電壓升高系數(shù)，取1.05～1.10； 0.8～.9————系數(shù)

② 壓敏電阻的通流容量Iy

Iy≥（20～0）I2

③敏電阻的殘壓（即限壓值）Uy

Uy≥KyU1Ma 式中，為殘壓比，當Iy≤100A時，Ky=1.8～；當Iy≥3kA時，Ky≤3。壓敏電阻的殘壓必須小于整流元件的耐壓值。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

（3）、晶閘管元件過壓保護

① 限制關斷過電壓的阻容RC的經(jīng)驗公式

C=(2～4)IT310

R=10～30 PR=0.45Um/R 式中，C的單位為uF；R的單位為Ω；PR的單位為W。

電容C的交流耐壓大于或等于1.5倍的元件承受的最大電壓Um。（4）、晶閘管裝置的過流保護

① 直流側(cè)快速熔斷器

熔體額定電流 IkRz≤1.5In ② 交流側(cè)快速熔斷器

熔體額定電流 IkRj≤1.5I2 ③ 晶閘管元件串聯(lián)快速熔斷器

熔體額定電流 Ik≤IkR≤1.57IT 式中IK為晶閘管元件的實際工作電流，單位為A ④ 總電源快速熔斷器

熔體額定電流 IkRD≤1.5I1

所有快速熔斷器的額定電流均大于熔體額定電流；快速熔斷器的額定電壓均應大于線路正常工作電壓的有效值。

（五）、晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖

2-3

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

圖 4-1

晶閘管直流調(diào)速系統(tǒng)主電路原理圖

五、晶閘管雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的設計與選擇 9

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

（一）、晶閘管雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的原理

圖5-1晶閘管雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)原理框圖

晶閘管直流調(diào)速裝置的主電路采用三相橋式全控整流電路。三相整流變壓器(TR)、三相同步變壓器(TR)、控制系統(tǒng)主要由給定積分器(GJ)、速度調(diào)節(jié)器(ASR)、電流調(diào)節(jié)器(ACR)、觸發(fā)輸入及保護單元(CSR)、觸發(fā)器(CF)、速度變換器(SB)、電流變換器(LB)等組成。速度調(diào)速器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的電流給定電壓，電流調(diào)節(jié)器的輸出作為觸發(fā)裝置的移相控制電壓，速度調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器采用PI調(diào)節(jié)器。

主電路采用三相橋式全控整流電路，如圖3－8所示。交流進線電源通過三相整流變壓器或者交流進線電抗器接至380 V交流電源。

(1)為了消除高次諧波的影響，整流變壓器采用△／Y接法。

(2)主電路設有過電壓保護和過電流保護。交直流側(cè)過電壓保護采用阻容過電壓吸收器和氧化鋅壓敏電阻。晶閘管元件換相過電壓保護采用阻容過電壓吸收器。過電流保護有快速熔斷

器、電子過電流保護以及過電流繼電器。電動機勵磁回路設有過電壓保護(壓敏電阻)和失磁保護(欠電流繼電器)。

(3)為了使電動機電樞電流連續(xù)并減小電流脈動以改善電動機的發(fā)熱和換向，在直流側(cè)接有濾波電抗器L。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

（二）、給定積分器單元(GJ)電路電路設計及分析

給定積分器的作用是把階躍或快速給定的輸入電壓變換成具有一定斜率以時間為函數(shù)的線性電壓輸出，它的輸出代表電動機的給定速度，該輸出量作為速度調(diào)節(jié)器(ASR)的給定信號。給定積分器電路如圖3—9所示。由圖可知給定積分器主要由三個集成放大器A1，A2，A3組成的電平檢測器(比較器)、積分器和倒相器

圖5-2 給定積分器電路圖

組成。A1組成的電平檢測器(比較器)接受輸入給定信號量并與A3倒相器輸出電壓反饋信號進行比較。A2組成的積分器，其積分時間常數(shù)取決于電阻R 13和R 14并聯(lián)值與電容C1的乘積，積分器將輸入電壓信號變換為以時間為函數(shù)的線性電壓。A3為倒相器，將A2的輸出信號反相。A3的輸出信號還通過電阻R8負反饋至A1輸入端，當R8=R3=30 kΩ時，使A2和A3的輸出穩(wěn)態(tài)絕對值與Al輸人給定電壓相等。輸入電壓與A2輸出電壓(即○12端輸出電壓)同相，而與A3輸出電壓(○16端輸出電壓)反相。

積分器輸出電壓斜率

du?U1?

dtRC1式中U1－A1電平檢測器輸出電壓限幅值；

?－電位器RP5與電阻R10串聯(lián)后輸出的分壓系數(shù)；

R－R13與R14并聯(lián)后的阻值。

可見，調(diào)整?，U1，R13，R14，C1便可調(diào)整輸出電壓斜率。A1比較器的

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

正向負向輸出電壓限幅采用三極管反饋限幅方式。調(diào)整電位器RP3，RP4可分別調(diào)整A1比較器輸出電壓的正向和負向輸出電壓的限幅值U1。調(diào)整電阻R13，R14，C1可粗調(diào)積分時間常數(shù)。調(diào)整電位器RP5阻值可調(diào)移相觸發(fā)角?。

（三）、速度調(diào)節(jié)器單元(ASR)及電路設計及分析

圖5-3速度調(diào)節(jié)器單元(ASR)電路圖

速度調(diào)節(jié)器單元的電路如圖3—10所示。速度調(diào)節(jié)器單元包括由Al組成的電平檢測器(比較器)和集成放大器A2組成的速度調(diào)節(jié)器兩個部分。電平檢測器(比較器)是由集成運算放大器A1加正反饋(R 14)而形成。它具有繼電回環(huán)特性，有一定的回環(huán)寬度，用以鑒別有無速度給定。當速度給定信號小于10．21V時，由于A1從電位器RP2獲得正向偏壓，所以A1輸出正向最大電壓，該輸出電壓通過二極管VDl加到A2速度調(diào)節(jié)器，使A2速度調(diào)節(jié)器迅速輸出負向限幅電壓，使電流調(diào)節(jié)器輸出一個推β信號，使晶閘管變流器觸發(fā)脈沖處于βmin，使系統(tǒng)處于可靠的停機狀態(tài)。當○14(○16)端速度給定信號大于

∣0.2∣V時，A1電平檢測器(比較器)迅速翻轉(zhuǎn)，輸出為負，由于二極管VDl的阻擋作用，便不再有正向偏壓加至此速度調(diào)節(jié)器，解除封鎖使A2速度調(diào)節(jié)器迅速退出負向飽和，并開始按速度偏差信號進行PI調(diào)節(jié)。速度調(diào)節(jié)器輸出正向電壓限幅采用三極管反饋限幅方式，調(diào)節(jié)電位器RP3用來改變正向電壓限幅值。調(diào)節(jié)器輸出負向電壓限幅采用二極管反饋限幅方式，負向電壓限幅值固定為－2 V。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

（四）、電流調(diào)節(jié)器單元(ACR)及電路設計及分析

電流調(diào)節(jié)器單元電路如圖3—11所示。電流調(diào)節(jié)器單元包括VDl～VD6所組成的電流檢測變換電路和集成放大器A組成的電流調(diào)節(jié)器兩個部分。

圖5-4 電流調(diào)節(jié)器單元(ACR)電路圖

二極管VDl～VD6三相整流橋接受來自二次側(cè)額定電流為0．1 A的電流互感器的信號，并變換成直流電壓，作為電流負反饋電壓輸出，電流負反饋電壓的大小可調(diào)節(jié)電位器RPl。電流調(diào)節(jié)器由⑤端接入速度調(diào)節(jié)器的輸出信號，其輸出端接觸發(fā)輸入單元。電流調(diào)節(jié)器輸出正向、負向電壓限幅采用二極管反饋限幅方式。

（五）、速度變換器（SB）及電路設計及分析

速度變換器將直流測速發(fā)電機電壓經(jīng)分壓后向速度調(diào)節(jié)器提供轉(zhuǎn)速反饋信號，同時還提供轉(zhuǎn)速指示儀表所需的信號、超速保護信號。速度變換器電路如圖3—12所示。直流測速發(fā)電機的電壓從③和○11端輸入。輸入信號經(jīng)電阻R1～R4降壓后，從○12端(輸出I)和④端(輸出Ⅱ)分別可輸出相反極性的轉(zhuǎn)速反饋電壓，交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

該轉(zhuǎn)速反饋電壓的大小可分別調(diào)節(jié)電位器RPl，RP2，具體可根據(jù)控制系統(tǒng)要求的轉(zhuǎn)速反饋電壓極性進行選擇。另外，經(jīng)二極管VDl～VD4整流后，從⑥端(輸出U)輸出恒正電壓，從⑤端(輸出Ⅵ)輸出恒負電壓。

超速保護電路是由集成放大器A組成的電平檢測器和小晶閘管VT組成帶有記憶功能的電平檢測器電路。轉(zhuǎn)速反饋電壓經(jīng)二極管VD11，VDl2整流變成正絕對值轉(zhuǎn)速反饋電壓，送電平檢測器輸入端，與偏置電壓進行比較。正常時轉(zhuǎn)速反饋電壓小于電位器RP4

圖5-5 速度變換器（SB）電路圖

上的取出偏置值，比較器輸出負向電壓，小晶閘管VT關斷，輸出Ⅲ為“1”高電平。當轉(zhuǎn)速反饋電壓大于電位器RP上的取出偏置值，則比較器輸出正向電壓，小晶閘管VT導通，輸出Ⅲ為低電平，并自保發(fā)出超速信號送電源及事故綜合單元。由于晶閘管VT一旦導通，即使觸發(fā)信號消失，它仍能保持導通狀態(tài)，起到事故記憶作用，因此在事故處理之后，需按復位按鈕進行復位。

（六）、觸發(fā)輸入及保護單元及電路設計及分析

觸發(fā)輸入及保護單元電路如圖3—13所示。

本單元包括過電流保護和觸發(fā)輸入兩個部分。

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

1)過電流保護電路。過電流保護電路由晶體管V1和小晶閘管VT及有關電

20端輸入，它與從電位器RPl取出的阻、電容組成。過電流信號電壓(負值)Ufi從○偏置電壓Ul

進行比較。系統(tǒng)正常工作狀態(tài)時, 過電流反饋電壓Ufi?狀態(tài)，V1飽和導通，小晶閘管，VT處于阻斷狀態(tài)，通過電阻R10，為V2提供飽和基極電流使其飽和導通；當系統(tǒng)過電流事故狀態(tài)時，過電流反饋電壓Ufi?R1?R2U1，VDl處于導通狀態(tài)，原R5R1?R2U1，VDl處于阻斷R5來通過R6注入Vl基極的電流轉(zhuǎn)移到VDl使Vl截止，正電源通過R7。VS1為晶閘管VT提供觸發(fā)電流，晶閘管VT導通，由于R10，R11的分壓作用使V2截止，正電源過R12、R13、VD5給觸發(fā)輸入電路輸入一個推β信號，將觸發(fā)脈沖推至最小逆變角βmin并保持，使晶閘管裝置處于最大逆變電壓下工作，迫使主電路電流下降以免事故擴大。由于晶閘管VT一旦導通，即使觸發(fā)信號消失，它仍能保持導通狀態(tài)并起到事故記憶作用，因此在事故處理后需按復位按鈕進行復位。使晶閘管VT關斷，解除記憶。調(diào)整RP1可調(diào)整過電流動作整定值。

2)觸發(fā)輸入電路。觸發(fā)輸入電路用于電流調(diào)節(jié)器和觸發(fā)脈沖電路之間作電

圖3－14 觸發(fā)輸入電路輸入與輸出關系

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位配合用，它將來自電流調(diào)節(jié)器輸出的正負信號電壓變換為正輸出信號電壓。以適應觸發(fā)電路的移

相信號電壓的要求。3號端的輸入電壓接電流調(diào)節(jié)器輸出電壓UK，13號端輸出電壓接觸發(fā)電路移相控制電壓UC端。本電路穩(wěn)態(tài)時輸入與輸出關系如圖3—14所示。

從電流調(diào)節(jié)器來的輸出電壓UK由3號端輸入，它與電位器RP2上取得的電壓U2進行疊加，在V3的基極A點得到的電位為：

UA?R16UK?R15U2R15?R16

若R15=R16，則UA=(U2+UK)/2 ,當UN?UA?ＵＭ時，V3，V4，V5工作在線性放大區(qū)，若忽略三極管射基極和二極管正向壓降，可得：

U13?U5b?U3b?(U2?UK)/2

由上式可知。當③端輸入電壓UK=0，調(diào)節(jié)電位器RP2上的偏移電壓U2．可改變觸發(fā)輸入單元輸出電壓U13，即可改變系統(tǒng)的觸發(fā)脈沖的初始相位角，使其處于90°值或所需值，具體可根據(jù)系統(tǒng)的控制要求而定。

本電路設有U13min(?min)和U13max(?min)限制。

當③端輸入控制電壓UK負向增大時，V3飽和導通，VD 8截止，正電壓通過R18為V4的基極提供飽和基極電流，V4飽和導通，Uce≈0，U4c=UN==UA，所以U13=UA= UN。因此即使輸入電壓UK負向電壓繼續(xù)增加，U13端輸出電壓不變，U13min=U4c，輸出電壓U13min對應于觸發(fā)電路控制角?min。調(diào)電位器RP3，可調(diào)U13min的值。

當③端輸入電壓UK正向電壓增加時，UA，U4c亦隨之上升，當UA，U4c>UM時，VD9導通，U13max，即使U3(正向電壓)繼續(xù)增大，使UA隨之上升。而U13卻保持UM不變，即U13=UM。輸出電壓U13max對應于觸發(fā)電路控制?min。調(diào)整電位器RP4，可改變U13的值,即?min的角度。

3）觸發(fā)脈沖單元。觸發(fā)脈沖單元采用串聯(lián)控制的鋸齒波同步觸發(fā)電路。該觸發(fā)電路由同步、鋸齒波形成與移相、脈沖形成與整形、雙脈沖形成和放大等環(huán)節(jié)組成。參見電力電子技術教材相關章節(jié)。

4）電源及故障綜合單元(G2)電源及故障綜合單元用以供給觸發(fā)裝置+24 v電源及綜合±15 V低電壓、過流超速等的故障信號。電源及故障綜合單元電路如圖3—15所示。

三相交流22 V電源經(jīng)VD01～VD06整流，電容C01，C02濾波輸出+24V，供觸發(fā)裝置。過電流、超速信號電壓經(jīng)④與⑤端輸入，正常時輸入均為“1”，三極管V2導通，繼電器K吸合。當發(fā)生過電流或超速時，④端或⑤端出現(xiàn)“0”(小于l V)。光電二極管亮指示出事故種類，V2截止，繼電器K釋放發(fā)出事故信號?！?5 V電源接②端和21端，交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

正常時V3導通，V3集電極電位小于零電位，不影響V1，V2狀態(tài)。當±15 v電源中任

一個電壓過低時，V3關斷使V1導通，V2截止，繼電器K釋放發(fā)出事故信號。

圖5-7 電源及故障綜合單元(G2)

（七）、直流調(diào)速系統(tǒng)整體分析

下面結(jié)合整個系統(tǒng)對不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)停車、正向起動、減速各種運行工作過程進行分析。

(1)停車狀態(tài)。電動機停車時，開關S打開，給定電壓U*n=0，速度調(diào)節(jié)器單元中Al速度給定比較器輸出一個大于+8 V的推β信號電壓，使速度調(diào)節(jié)器輸出電壓為負向限幅值－U*im，電流調(diào)節(jié)器輸出電壓為正向限幅值Ucm，通過觸發(fā)輸入單元CSR、觸發(fā)器CF，使晶閘管變流器控制角處于最小逆變角?min，電動機處于停車狀態(tài)。

(2)電動機正向起動運行。當開關S閉合，給出負的正向速度給定電壓(U*n?0)，當速度給定電壓U*n>∣0．2 ∣V時A1速度給定比較器迅速翻轉(zhuǎn)，輸出為負電壓，使速度調(diào)節(jié)器迅速退出負限幅值－U*im并開始按速度偏差信號進行P，I調(diào)節(jié)。經(jīng)積分給定器使給出負的給定電壓變成線性變化的負的給定電壓U*n。速度調(diào)節(jié)器的輸入偏差

△Un=U*n－Un其極性為負。由于轉(zhuǎn)速反饋電壓Un受機械慣性影響，增加較慢，所以速度調(diào)節(jié)器的輸出U*i為正的限幅值。該輸出電壓U*i是電流調(diào)節(jié)器的電流給定電壓，電流調(diào)節(jié)器輸入電壓△Ui=U*i－Ui，極性為正，因而電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc為負。經(jīng)過觸發(fā)輸入單元CSR，觸發(fā)器CF使晶閘管變流器的控制角從?min向前移動，使?<90°，晶閘管變流器工作于整流狀態(tài)，電動機正向起動。以后起動過程和前面所述的速度電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動過程一樣，不再重復。穩(wěn)態(tài)運行時，速度反饋電壓Un等于速度給定電壓U*n，速度調(diào)節(jié)器的輸出電壓U*i與負載電流反饋電壓Ui相等。

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(3)減速(或停車)。正向減速時速度給定值減小，極性不變?nèi)詾樨摻o定電壓，而電

動機轉(zhuǎn)速來不及改變，所以速度調(diào)節(jié)器的輸入端偏差△Un=U*n－Un為正，速度調(diào)節(jié)器ASR的輸出U*i為負的限幅值，使電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc為正，經(jīng)過觸發(fā)輸入單元CSR，觸發(fā)器CF使晶閘管變流器的控制角從?<90°，迅速后移至?min，主回路電流經(jīng)本橋逆變后很快衰減到零。對于不可逆系統(tǒng)由于晶閘管變流器只能提供一個方向的電流，電動機只在負載阻力矩作用下減速，直至電動機轉(zhuǎn)速降至接近新的給定值時。由于速度微分反饋的提前作用，使速度給定值U*n重新大于速度反饋值Un，速度調(diào)節(jié)器輸出開始退出負的限幅值，電流調(diào)節(jié)器輸出從正的最大值向負電壓變化，觸發(fā)器CF的觸發(fā)脈沖從?min開始前移，電流環(huán)和速度環(huán)相繼投入閉環(huán)工作，晶閘管變流器控制角?<90°，工作在整流狀態(tài)，電動機在新的給定值下運行。

當正向停車時速度給定電壓U*n=0(<∣0.2∣V時)，速度調(diào)節(jié)器單元中A1速度給定比較器輸出一個大于+8 V的推β信號電壓，使速度調(diào)節(jié)器輸出為負向限幅值－U*im，電流調(diào)節(jié)器輸出為正向限幅值+Ucm，使晶閘管變流器控制角迅速后移到?min，電動機在阻力矩作用下減速至停車。

六、晶閘管轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試

（一）、線路原理

雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的電流和轉(zhuǎn)速分別由兩個調(diào)節(jié)器進行調(diào)節(jié)，由于調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)的主要參量是轉(zhuǎn)速，故轉(zhuǎn)速作為主環(huán)放在外面，而電流環(huán)作為副環(huán)放在里面，這樣就可抑制電網(wǎng)電壓擾動對轉(zhuǎn)速的影響。

系統(tǒng)工作時，應首先給電動機加額定勵磁電壓，改變給定電壓U*n，即可方便地調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。ASR、ACR均設有限幅電路，速度調(diào)節(jié)器ASR的輸出U*i作為電流調(diào)節(jié)器ACR的給定，利用ASR的限幅達到限制起動電流的目的，ACR的輸出作為移相觸發(fā)器的控制電壓Uc，利用ACR的限幅達到限制αmin的目的。

當加入給定電壓U*n起動時，ASR飽和輸出，使電動機以限定的最大起動電流加速起動。直到電動機轉(zhuǎn)速達到給定轉(zhuǎn)速(即U*n=Un)并出現(xiàn)超調(diào)后，ASR退出飽和，最后穩(wěn)定運行在略低于給定轉(zhuǎn)速的相應數(shù)值上。

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圖6-1 晶閘管轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實驗電路原理框圖

（二）、調(diào)試內(nèi)容及步驟

1．雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試的基本原則‘

(1)先部件，后系統(tǒng)。即先將各環(huán)節(jié)的特性調(diào)好，然后才能組成系統(tǒng)。

(2)先開環(huán)，后閉環(huán)。即先使系統(tǒng)能正常開環(huán)運行，然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負反饋時組成閉環(huán)系統(tǒng)。

(3)先內(nèi)環(huán)，后外環(huán)。即閉環(huán)調(diào)試時，先調(diào)電流內(nèi)環(huán)，然后調(diào)轉(zhuǎn)速外環(huán)。2．單元部件參數(shù)整定和調(diào)試

(1）晶閘管觸發(fā)整流電路的檢查和調(diào)整：用雙蹤示波器觀察六個觸發(fā)單元的鋸齒波，要求波形正常、對稱，觸發(fā)用雙脈沖相位差應接近60°，利用總偏電位器調(diào)節(jié)偏置電壓，使控制電壓Uc=0時，觸發(fā)角α=90°

(2).ASR輸出限幅值整定：ASR按比例積分調(diào)節(jié)器接線，將Un*接到ASR的輸當輸入Un*為正而且增加時，調(diào)節(jié)ASR負限幅電位器，使ASR輸出為限幅值Uim，其值一般取為-6～-8V。

ACR輸出限幅值整定：整定ACR限幅值需要考慮負載的情況，留有一定整流電壓的余量。ACR按比例積分調(diào)節(jié)器接線，將U*n接到ACR的輸入端，用ACR的輸出Uc去控制觸發(fā)移相GT，當輸入U*n為負且增加時，通過示波器觀察到觸發(fā)移相角?移至?min為15°～30°的電壓即為ACR限幅值Ucm，可通過ACR正限幅電位器鎖定。

3． 電流環(huán)調(diào)試(電動機不加勵磁并堵轉(zhuǎn))

(1)電流反饋極性的測定及過電流保護環(huán)節(jié)整定。

整定時ASR、ACR均不接入系統(tǒng)，系統(tǒng)處于開環(huán)狀態(tài)。直接用給定電壓U*n作為Uc接到移相觸發(fā)器GT 以調(diào)節(jié)控制角?，此時應將電動機主回路中串聯(lián)的變阻器RM放在最大值處，以限制電樞電流。緩慢增加U*n，使?≥30°，然后逐步減小主回路中串聯(lián)的變阻器RM的阻值，直至電流Id=(1.1～1.2)IN，再調(diào)整電流變送器FBC 中的電流反饋電位器，使電流反饋電壓Ui近似等于已經(jīng)整定好的ASR輸出限幅值Uim，并由此判斷Ui的極性。繼續(xù)減

(3)

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小主回路中串聯(lián)變阻器RM的阻值，使電流Id=1.5IN，調(diào)整FBC中的過電流保護電位器，使過電流保護動作，并加以鎖定。

(2)系統(tǒng)限流性能的檢查和電流反饋系數(shù)β的測定。

將電流調(diào)節(jié)器ACR接成PI調(diào)節(jié)器，其參數(shù)參考值為Ri=20～40k?，Ci=0.47～4.7μF，然后接入控制回路。將電流負反饋信號Ui接入ACR組成電流閉環(huán)。通過給定器G直接給ACR加上給定電壓，并使U*n=Uim。觀察主回路電流是否Id≤(1．1～1．2)IN，若出現(xiàn)Id>(1．1～1．2)IN，則說明原先整定的電流反饋電壓Ui偏小。導致Ui偏小的原因是ACR給定回路及反饋回路的輸入電阻有差值。必須重新調(diào)整電流變送器FBC中的電流反饋電位器，使Ui增加，直至滿足要求為止。若當Un=U*im時，主回路電流Id≤(1．1～1．2)IN，則可繼續(xù)減小串聯(lián)變阻器RM的阻值，直至全部切除，Id應增加有限，小于過流保護值，這說明系統(tǒng)已經(jīng)具有限流保護效果。在此基礎上測定U i值，并計算出電流反饋系數(shù)β。

(3)電流環(huán)動態(tài)特性的調(diào)試。

在電流環(huán)的給定電壓Ui=(50％～70％)U*im情況下，改變主回路串聯(lián)變阻器RM的阻值，使Id=(50％～70％)IN，然后突減或突加給定電壓U*n，觀察并用慢掃示波器記錄電流波形Id= f(t)。在下列情況下再突加給定，觀察電流波形，研究給定值和調(diào)節(jié)器參數(shù)對電流環(huán)動態(tài)特性的影響。

①減小電流給定值；

②改變ACR反饋回路電容；

③改變ACR的比例放大系數(shù)((調(diào)節(jié)器積分時間常數(shù)不變)。

4． 速度環(huán)調(diào)試(電動機加額定勵磁)。

（1）ACR接成PI調(diào)節(jié)器并接入系統(tǒng)，ASR按P調(diào)節(jié)器接入，速度反饋開環(huán)，U*n作為ACR 輸入給定，逐漸加正給定U*n，當轉(zhuǎn)速n＝nN時，調(diào)FBS上的速度反饋電位器，使速度反饋電壓Un為最大。

（2）速度反饋極性判斷。加U*n使電機旋轉(zhuǎn)，然后接入速度反饋，使系統(tǒng)雙閉環(huán)。如轉(zhuǎn)速升高則極性有誤，如果轉(zhuǎn)速下降則極性正確。按負反饋要求將速度反饋信號Un接入ASR的輸入端。

5．系統(tǒng)特性測試

將ASR、ACR均以PI調(diào)節(jié)器接入系統(tǒng)，形成雙閉環(huán)不可逆系統(tǒng)，負載電阻Rfz起始置于最大，開關SL合上。

（1）系統(tǒng)靜態(tài)特性測試。（2）系統(tǒng)動態(tài)特性的觀察

用雙蹤慢掃描示波器觀察動態(tài)波形。在不同的系統(tǒng)參數(shù)下(速度調(diào)節(jié)器的增益、速度調(diào)節(jié)器的積分電容、電流調(diào)節(jié)器的增益、電流調(diào)節(jié)器的積分電容、速度反饋的濾波電容、電流反饋的濾波電容)，用記憶示波器觀察、記錄下列動態(tài)波形。

①突加給定電壓時電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。②突減給定電壓時電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。

③突加負載(即空載時閉合SL加額定負載)時電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。④突減負載(即突然打開SL)時電動機電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。

改變下列參數(shù)，重做上述實驗：

①改變給定電壓大小。

②改變ASR反饋回路電容值。

③改變ASR比例放大倍數(shù)(積分時間常數(shù)盡量不變)。

由此可分析給定值和調(diào)節(jié)器參數(shù)對轉(zhuǎn)速環(huán)動態(tài)性能的影響，確定調(diào)節(jié)器的最佳參數(shù)選擇和

交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設計

動態(tài)性能指標。

（三）、系統(tǒng)調(diào)試注意事項

1．雙蹤示波器兩個探頭的地線是通過示波器外殼短接的，故在使用時必須使兩個探頭的地線同電位(只用一根地線即可)，以免造成短路事故。

2．系統(tǒng)開環(huán)運行時，不能采用突加給定電壓的方法起動電動機，必須逐漸增加給定電壓，以免產(chǎn)生過大的電流沖擊。

3．調(diào)試電流環(huán)時，不要讓電動機在大電流下堵轉(zhuǎn)時間太長，以免電動機因過度發(fā)熱而損壞。

第二篇：現(xiàn)代工業(yè)控制機及網(wǎng)絡技術

課程設計

課程設計題目：現(xiàn)代工業(yè)控制機及網(wǎng)絡技術 系統(tǒng)方案

1.1 被控對象分析與描述

1.1.1 車庫選型

國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布的《特種設備目錄》中，將立體車庫分為九大類，具體是：升降橫移類、簡易升降類、垂直循環(huán)類、水平循環(huán)類、多層循環(huán)類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類和汽車專用升降機。

其中升降橫移類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類，這4種類型的車

庫都是最典型的、市場上最多采用的、市場占有率最高的、最適合大型化發(fā)展的。

升降橫移類機械式立體車庫設備，采用以載車板升降或橫移存取車輛的機械式停車設備。由于型式比較多，規(guī)模可大可小，對地的適應性較強，因此使用十分普遍。鋼結(jié)構(gòu)部分、載車板部分、鏈條傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護措施等。在停車設備的市場份額約占70%。

根據(jù)車庫的設計要求能實現(xiàn)大型轎車的存取，由 JB/T 8713-1998 可知,大型轎車的外形尺寸：車長×車寬×車高 = 5000mm×1850mm×1550mm，參照同類產(chǎn)品資料,并考慮安裝一些必要的檢測裝置(如檢測車輛尺寸是否滿足該車位尺寸要求的檢測器)和橫移電機的安裝地點。本立體車庫前、后立柱之間的距離設為 6000mm，車位的長度設為 5500mm，為便于顧客出入還要確保地面平層停車的空間不小于 1800mm,從而確定了地面平層與頂層直接的高度為 1800mm；考慮顧客開車門等情況，確定了一個車位的寬為 2000mm。

由于受收鏈裝置及進出車時間的限制，一般為2-4層，其中2,3層居多。實地考察后，發(fā)現(xiàn)停車的地方比較狹窄或者在路邊，而且長度在10米或10米的倍數(shù)。決定采用3層*5車位升降橫移類立體車庫。車庫尺寸規(guī)格為10m*6m*5.4m。1.1.2 車庫結(jié)構(gòu)

升降橫移式立體車庫主要是通過上位計算機來操控載車板，做上下升降、左右橫移來進行車輛的存取。它的主要結(jié)構(gòu)由五部分構(gòu)成，分別是主結(jié)構(gòu)框架、載車板系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。其整體結(jié)構(gòu)三視圖如圖 1.1 所示。

10000mm115400mm12***912345

圖 1.1車庫三視圖

1.主體結(jié)構(gòu)框架

主體結(jié)構(gòu)框架是升降橫移式立體車庫的主要支撐部分，主要由立柱、縱梁、橫梁以及導軌等組成。

2.載車板

載車板主要作用是乘載儲存的汽車，其上安裝一個橫移電機，帶動載車板系統(tǒng)做橫移操作，載車板又通過四根鏈條（鋼絲繩）與車庫框架相連，實現(xiàn)了升降電動機帶動載車板做升降運動。在設計載車板時，不僅要考慮到所承載車輛的重量，而且要保證在運動過程中車輛與載車板之間不產(chǎn)生滑移現(xiàn)象。為了防止這種現(xiàn)象的發(fā)生一般載車板上采用中間凸起、倒車限位裝置、車輪防滑裝置等。載車板結(jié)構(gòu)圖如圖 1.2 所示。

1-車輪固定裝置；2-倒車限位桿；3-載車板

圖 1.2 載車板結(jié)構(gòu)圖

3.傳動系統(tǒng)

傳動系統(tǒng)是整個車庫系統(tǒng)的核心，分為橫移、升降傳動系統(tǒng)。橫移傳動借助導軌、滑輪運用交流減速電機來驅(qū)動，它們之間通過一個鏈輪與鏈條的組合來實現(xiàn)動力的傳遞。升降傳動系統(tǒng)有升降電機提供動力，通過鏈條（鋼絲繩）來提升。如圖 1.3 所示升降傳動裝置簡圖?？紤]到該車庫結(jié)構(gòu)的特殊性，以及所選電機的安裝的地方，故選用兩級鏈條來實現(xiàn)傳動，圖 1.3 中 1、2 鏈輪實現(xiàn)一級傳動，3、4 鏈輪以及 3、7 鏈輪實現(xiàn)二級傳動。1 為傳動鏈輪安裝在減速器上，鏈輪 2、3 安裝在同一個轉(zhuǎn)軸上，鏈輪 5 安裝在車庫的縱梁上，用于鏈條的回轉(zhuǎn)，鏈輪 4、6 是一種支撐鏈輪也安裝在車庫的縱梁上。升降電機工作時，鏈輪 1、2 及鏈條帶動主動軸旋轉(zhuǎn)，主傳動軸轉(zhuǎn)動實現(xiàn)了鏈輪 3 的轉(zhuǎn)動，從而帶動載車板上升或下降。鏈輪 4、6 是再升降的時候起支撐的作用。

1-減速器鏈輪；2-主傳動軸大連輪；3-主傳動軸小鏈輪；4、5、6-起吊鏈輪；7-載車板

圖1.3 升降傳動裝置簡圖

4.安全防護系統(tǒng)

車庫的安全防護系統(tǒng)是十分重要的。因此，我們必須考慮到設備在各種情況下的安全措施。對此，安全防護系統(tǒng)有危險警報、防墜裝置、車輛超長檢測、緊急停車、溫度檢測等部分。防止載車板墜落裝置是安全防護系統(tǒng)的關鍵部件，決定了車庫停車安全性能。當車輛停放在車庫時，通過這個裝置可以防止載車板落下傷車傷人。本車庫選用了掛鉤式防墜落裝置，通過電磁鐵驅(qū)動來實現(xiàn)其工作。當電磁鐵通電，推桿運動而觸動安全掛鉤解鎖，反之亦然。這種防墜裝置結(jié)構(gòu)簡

單、易操作、成本低、且安全性高等特點被廣泛應用。如圖 1.4所示掛鉤式防墜落裝置。

1-電磁鐵；2-掛鉤 圖 2.5 掛鉤式防墜落裝置

1.2 系統(tǒng)總體設計

1.2.1車庫控制系統(tǒng)架構(gòu)

立體車庫控制系統(tǒng)主要是由下位 PLC 控制系統(tǒng)、上位工控機 PC 監(jiān)控系統(tǒng)等兩個部分組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。

圖 2.1 立體車庫控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

本文的重點是針對升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)，進行深入的研究與應用，如圖2.1 所示車庫控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。車庫控制系統(tǒng)通過 PLC 接收、處理各個傳感器反饋的數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)控制車庫存取動作，通過現(xiàn)場總線實現(xiàn) PLC 與上位機的通信，利用上位 PC機的數(shù)據(jù)通信、圖形顯示、數(shù)據(jù)處理及多媒體技術等對車庫進行監(jiān)控，進行實時接收、處理 PLC 從立體車庫停車現(xiàn)場收集的各種信號，并通過這些信號數(shù)據(jù)驅(qū)動上位機監(jiān)控界面中圖形的運動，進行現(xiàn)場實時監(jiān)控，減輕操作人員的工作量，更加方便快捷進行故障診斷。

立體車庫的自動存取車控制系統(tǒng)主要包括：

(1)各種信號的采集和控制輸出。PLC輸出信號給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關斷，同時將車位的空閑情況用燈泡顯示。

(2)電機控制線路、控制電機正反轉(zhuǎn)的接觸器、到位限位、平臺的上下行程限位及閘門的開閉。車庫采用車位檢測裝置代替人工找位，用升降裝置輸送汽車到位。系統(tǒng)在面板處設有急停開關，當發(fā)生意外時，按下急停開關，斷掉所有電機的電源，使平板無法繼續(xù)運行，以保護人員及設備的安全。

1.2.2 升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)組件

1.上位機

立體車庫控制系統(tǒng)的上位機主要是帶有車庫監(jiān)控系統(tǒng)的 PC 計算機，通過在 PC 機上安裝相應車庫管理與控制實現(xiàn)一個完整的監(jiān)控系統(tǒng)。如圖 2.11 所示與其相關的設備還有打印機、顯示器、語音提示設備和讀卡設備等。本文通過組態(tài)軟件完成車庫控制系統(tǒng)的應用，實現(xiàn)對車庫系統(tǒng)的監(jiān)控。

2.PLC 立體車庫控制系統(tǒng)的核心部件就是下位機，也就是 PLC（可編程控制器）。它連接著執(zhí)行機構(gòu)與上位機，通過車庫控制系統(tǒng) PLC 能夠?qū)崿F(xiàn)上位機的指令傳達與處理，控制車庫執(zhí)行機構(gòu)的運動。

3.現(xiàn)場總線

現(xiàn)場總線主要采用的是 MPI（多點接口通信協(xié)議）總線，通過 MPI 能夠?qū)崿F(xiàn) PLC與上位多臺設備進行連接與通信。MPI 的主要任務就是實現(xiàn)了 PLC 與

PC 機之間的通信，且由于 MPI 有著高速通信的特性，能夠?qū)崟r對車庫現(xiàn)場信息的采集、狀態(tài)的監(jiān)控和報警。

4.檢測系統(tǒng)

檢測系統(tǒng)是整個控制系統(tǒng)中不可或缺的一部分，其主要作用是提高車庫的安全性能。檢測系統(tǒng)的主要設備有光電開關、限位開關和一些報警器等。光電開關主要是對車輛的尺寸進行檢測，也對停車是否到位進行檢測；限位開關主要是對載車板的升降橫移運動的位置是否到位進行檢測；報警器主要是對車庫的火災等情況進行檢測。

圖 2.2 車位光電開關示意圖

如圖 2.2 所示，前后排光電開關 1、2 分別檢測后排車輛和前排車輛是否倒車入位，車頭當沒有車時或者車輛停到位時，光電傳感器接收端口與發(fā)光端口之間沒有障礙物，光信號能順利到達接收端口，此刻光電傳感器沒有信號發(fā)出，報警器不會發(fā)出報警信號，后續(xù)操作可以正常進行；當車輛沒有停到位時，接收端口接收不到光信號，那么控制器將接收到光電傳感器發(fā)出的信號，報警器報警，且鎖死控制器，并在警報解除前不能進行任何后續(xù)操作。系統(tǒng)硬件設計

2.1 硬件選型

目前，PLC 的制造廠家眾多，其系列型號更是琳瑯滿目。據(jù)不完全統(tǒng)計，全球共有二百多家的生產(chǎn)廠商，主要代表的公司是美國的 A-B 公司、日本的三菱公司及德國的西門子公司等。PLC 的產(chǎn)品型號就更多了，適用的范圍不同也各不相同。選擇一個合適的車庫控制系統(tǒng)的 PLC 對整體車庫的控制性能有很大的提高。

對本車庫的分析可知，車庫控制系統(tǒng)適用在工裝固定、維護方便的小型立體車庫，且車庫基本上為開關型控制量，每一個3層*5車位的模塊需要端口分別為 82個DI、77個DO、2個AI和1個AO端口。

但是由于系統(tǒng)是模塊化設計，為了方便以后車庫的增加，而且PLC與上位機WINCC通信數(shù)據(jù)量大，同時為了以后擴展系統(tǒng)擴充方便，決定選用S7-300PLC。

電源模塊選型，由手冊知道： CPU312 額定電流為750mA。

SM321 DI32*DC24V的電流為：7mA*32=210mA，共3個模塊650mA。SM322 DO32*DC24V的電流為0.5A，共三個模塊1.5A。SM334 AI4/AO2*12Bit的電流為150mA。

電源模塊電流=（0.75+0.65+1.5+0.15）/0.7=4.4A。

但由于PS307采用交流120/230V供電（面板上有輸入電壓選擇開關），輸出直流24V，有三種規(guī)格2A、5A、10A，所以選用5A的電源。

硬件選型如圖2.3所示：

圖 2.2 硬件選型

2.2 硬件資源分配

系統(tǒng)模擬量輸入有車庫溫度和車庫可燃物兩個：

IW352 IW354 車庫溫度

車庫可燃物含量

系統(tǒng)模擬量輸出，用于顯示當前剩余車位數(shù)量：

QW352 當前剩余車位數(shù)量

表2.1 數(shù)字量輸入表

序號*********26272829303***3738394041符號SB1SB2SB3SB4SB5SB6SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6SQ7SQ8SQ9SQ10SQ11SQ12SQ13SQ14SQ15SQ16SQ17SQ18SQ19SQ20SQ21SQ22SQ23SQ24SQ25SQ26SQ27SQ28SQ29SQ30SQ31SQ32SQ33SQ34SQ35地址I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I1.6I1.7I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4I2.5I2.6I2.7I3.0I3.1I3.2I3.3I3.4I3.5I3.6I3.7I4.0I4.1I4.2I4.3I4.4I4.5I4.6I4.7I5.0功能序號符號地址功能啟動42SQ36I5.19號載車板有車停止43SQ37I5.29號載車板車停到位復位44SQ38I5.3掛鉤9松到位急停45SQ39I5.4掛鉤9掛到位現(xiàn)場急停46SQ40I5.510號車位限位開關現(xiàn)場復位47SQ41I5.610號載車板平移故障1號車位限位開關48SQ42I5.710號載車板升降故障1號載車板平移故障49SQ43I6.010號載車板有車1號載車板有車50SQ44I6.110號載車板車停到位1號載車板車停到位51SQ45I6.2掛鉤10松到位2號車位限位開關52SQ46I6.3掛鉤10掛到位2號載車板平移故障53SQ47I6.411號車位限位開關2號載車板有車54SQ48I6.511號載車板升降故障2號載車板車停到位55SQ49I6.611號載車板有車3號車位限位開關56SQ50I6.711號載車板車停到位4號車位限位開關57SQ51I7.0掛鉤11松到位4號載車板平移故障58SQ52I7.1掛鉤11掛到位4號載車板有車59SQ53I7.212號車位限位開關4號載車板車停到位60SQ54I7.312號載車板升降故障5號車位限位開關61SQ55I7.412號載車板有車5號載車板平移故障62SQ56I7.512號載車板車停到位5號載車板有車63SQ57I7.6掛鉤12松到位5號載車板車停到位64SQ58I7.7掛鉤12掛到位6號車位限位開關65SQ59I8.013號車位限位開關6號載車板平移故障66SQ60I8.113號載車板升降故障6號載車板升降故障67SQ61I8.213號載車板有車6號載車板有車68SQ62I8.313號載車板車停到位6號載車板車停到位69SQ63I8.4掛鉤13松到位掛鉤6松到位70SQ64I8.5掛鉤13掛到位掛鉤6掛到位71SQ65I8.614號車位限位開關7號車位限位開關72SQ66I8.714號載車板升降故障7號載車板平移故障73SQ67I9.014號載車板有車7號載車板升降故障74SQ68I9.114號載車板車停到位7號載車板有車75SQ69I9.2掛鉤14松到位7號載車板車停到位76SQ70I9.3掛鉤14掛到位掛鉤7松到位77SQ71I9.415號車位限位開關掛鉤7掛到位78SQ72I9.515號載車板升降故障8號車位限位開關79SQ73I9.615號載車板有車9號車位限位開關80SQ74I9.715號載車板車停到位9號載車板平移故障81SQ75I10.0掛鉤15松到位9號載車板升降故障82SQ76I10.1掛鉤15掛到位

表2.2 數(shù)字量輸出表

序號*********26272829303***373839符號KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KM8KM9KM10KM11KM12KM13KM14KM15KM16KM17KM18KM19KM20KM21KM22KM23KM24KM25KM26KM27KM28KM29KM30KM31KM32KM33KM34KM35KM36KM37KM38KM39地址Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6Q1.7Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.6Q2.7Q3.0Q3.1Q3.2Q3.3Q3.4Q3.5Q3.6Q3.7Q4.0Q4.1Q4.2Q4.3Q4.4Q4.5Q4.6功能序號1號載車板左移401號載車板右移411號載車板傳感器運行421號載車板運行432號載車板左移442號載車板右移452號載車板傳感器運行462號載車板運行474號載車板左移484號載車板右移494號載車板傳感器運行504號載車板運行515號載車板左移525號載車板右移535號載車板傳感器運行545號載車板運行556號載車板左移566號載車板右移576號載車板上升586號載車板下降59掛鉤6606號載車板傳感器運行616號載車板運行627號載車板左移637號載車板右移647號載車板上升657號載車板下降66掛鉤7677號載車板傳感器運行687號載車板運行699號載車板左移709號載車板右移719號載車板上升729號載車板下降73掛鉤9749號載車板傳感器運行759號載車板運行7610號載車板左移7710號載車板右移符號KM40KM41KM42KM43KM44KM45KM46KM47KM48KM49KM50KM51KM52KM53KM54KM55KM56KM57KM58KM59KM60KM61KM62KM63KM64KM65KM66KM67KM68KM69KM70KM71KM72KM73KM74KM75KM76KM77地址Q4.7Q5.0Q5.1Q5.2Q5.3Q5.4Q5.5Q5.6Q5.7Q6.0Q6.1Q6.2Q6.3Q6.4Q6.5Q6.6Q6.7Q7.0Q7.1Q7.2Q7.3Q7.4Q7.5Q7.6Q7.7Q8.0Q8.1Q8.2Q8.3Q8.4Q8.5Q8.6Q8.7Q9.0Q9.1Q9.2Q9.3Q9.4功能10號載車板上升10號載車板下降掛鉤1010號載車板傳感器運行10號載車板運行11號載車板上升11號載車板下降掛鉤1111號載車板傳感器運行11號載車板運行12號載車板上升12號載車板下降掛鉤1212號載車板傳感器運行12號載車板運行13號載車板上升13號載車板下降掛鉤1313號載車板傳感器運行13號載車板運行14號載車板上升14號載車板下降掛鉤1414號載車板傳感器運行14號載車板運行15號載車板上升15號載車板下降掛鉤1515號載車板傳感器運行15號載車板運行自動運行手動運行載車板故障報警蜂鳴器車位已滿掛鉤故障燈車庫溫度報警車庫可燃物報警

第三篇：現(xiàn)代工業(yè)窯爐智能控制系統(tǒng)研究

現(xiàn)今陶瓷窯爐的發(fā)展方向是由過去提出的輥道化、自動化、煤氣化、輕型化、大型化向綠色（環(huán)保、節(jié)能和智能型）窯爐方向發(fā)展。

綠色窯爐的標準是低消耗（節(jié)能型），低污染（環(huán)保型）、低成本、高效率。

實現(xiàn)綠色窯爐的努力方向是：研究新的自動控制方式和方法、降低窯爐風機電耗和噪音、研究先進的燃燒器、使用新型的耐火材料和涂料、建立廢氣凈化研究檢測中心。

實現(xiàn)綠色窯爐的目標是：燃料消耗進一步下降１０％－２０％、窯爐熱效率提高１０％－２０％、電力消耗下降１０％－３０％、噪音和煙塵有較大程度的下降。這樣對原有的窯爐控制手段和方法提出了更高的技術要求。

目前窯爐的控制方法，已由９０年代的手動調(diào)節(jié)控制發(fā)展為智能控制；由分散型控制變?yōu)榧⑿涂刂疲粶囟扔梢郧暗膯渭儯校桑恼{(diào)節(jié)方法變?yōu)椋校桑募由夏：刂频恼{(diào)節(jié)方法；傳動由常規(guī)控制變?yōu)樽冾l技術的線速度控制等。隨著窯爐長度的增加（１５０－２５０ｍ）生產(chǎn)量的提高（６０００－１５００ｍ２／日），燒成周期的縮短（６０－３０ｍｉｎ）等因素變化，加上窯爐控制目標是一個多輸入、多輸出、多變量、大滯后、非線收的變化

量，使得我們過去的控制方法越來越不適應當前窯爐的發(fā)展要求。

隨著計算機技術和電子技術的發(fā)展，計算機控制技術逐漸取代了傳統(tǒng)控制技術，利用計算機技術和系統(tǒng)控制中的容錯技術對窯爐的控制實現(xiàn)了可能。

１、窯爐系統(tǒng)總體設計

１．１系統(tǒng)的管理

利用過程控制級計算機和先進的控制軟件在軟件中加上先進的容錯技術、依靠計算機本身的高可靠性，高穩(wěn)定性對各項過程進行控制，實現(xiàn)系統(tǒng)的實時監(jiān)視，實時管理、實時控制、出錯實時報警、實時控制過程中的數(shù)據(jù)存儲，并且通過光纖通訊管理人員管理計算機進行通訊，完成技術數(shù)據(jù)的監(jiān)控，記錄存儲和報表打印。

１．２風機系統(tǒng)的控制

利用獨立的可編程序控制器，風機用變頻器和外用控制硬件組成，以及可編程的通訊端口和過程控制級計算機通訊，實現(xiàn)計算機的管理控制，結(jié)合容錯技術、在檢測到風機及控制設備出現(xiàn)故障時自動切換到另一臺備用電機運行，確保設備的正常運行。

１．３傳動系統(tǒng)的控制

利用獨立的速度反饋信號模塊和電機專用三相交流模塊，對傳動電機實現(xiàn)線速度的閉環(huán)控制，利用專用的ＲＳ２３２／ＲＳ４８５信號通訊模塊，同過程控制級計算機實行通訊，可以方便，可靠，準確地設置每臺傳動電機之間的速度差，保證產(chǎn)品在窯內(nèi)燒成段的運行不重疊。同時利用容錯技術、檢測設備的實時運行情況，一旦發(fā)現(xiàn)異常、自動切換到備用控制回路，保證傳動的正常運行，防止堵窯事故的發(fā)生。

１．４窯爐溫度的控制

窯爐的溫度是一個大滯后的非線性量，在窯爐的控制中占有非常重要的地位。如何解除溫度的滯后性，是窯爐溫度控制的關鍵所在。利用計算機的混沌模糊控制技術，外加容錯技術的方法，取代傳統(tǒng)智能儀表。外加計算機管理是常規(guī)模式。

１． ５其他控制

窯爐控制除以上方法外，還有氣氛、壓力、報警等控制。其中報警控制由報警輸入模塊和報警輸出模塊組成，并用過程控制級計算機連接。

２、系統(tǒng)的優(yōu)缺點

２． １整機系統(tǒng)的優(yōu)點

（１）利用高可靠的控制軟件和人機界面，實現(xiàn)了友好的人機對話，使操作更為方便、快捷。

（２）減少了由車間設備管理員每時、每日向上一級領導遞送報表的繁鎖程序。

（３）在系統(tǒng)軟件設計中，利用混沌模糊控制技術和超強容錯技術，保證了設備運行中的高可靠性。

（４）在溫度控制過程中，利用模糊控制技術，使控制溫度的精確度和準確度提高了，可達≤±５℃，避免了在窯爐設備壓力和氣氛變化過程中溫度出現(xiàn)超調(diào)和欠調(diào)的現(xiàn)象。

（５）利用三相交流電機模塊和速度反饋模塊，對傳動電機實行閉環(huán)控制，實現(xiàn)傳動電機的線速度控制，避免了傳統(tǒng)變頻器調(diào)速的不一致性，使傳動電機的速度更準確，同時，也避免產(chǎn)品在窯內(nèi)運行過程中前后不一致的現(xiàn)象。

（６）實現(xiàn)了無紙自動記錄實時控制過程中的有關參數(shù)，方便以后備查，打印和調(diào)用。

（７）通過網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)管理人員同時直接管理設備，隨時進行實時數(shù)據(jù)，報表的打印，隨時撐握設備的運行工況。

（８）準確、實時、完善的報警功能使設備運行更安全、更可靠。

（９）本系統(tǒng)運行后，產(chǎn)品質(zhì)量可提高５％－８％，節(jié)能率達３％－５％，達到較好的節(jié)能增效目的。

２．２ 系統(tǒng)的缺點

（１）系統(tǒng)集成性、可靠性、安全性要求的提高導致項目設備成本增加。

（２）對負責維護、修理的技術人員提出了更高的技術水準。

３ 噴霧干燥塔自動控制系統(tǒng)

３．１過去存在的問題

以前很多陶瓷廠的噴霧干燥系統(tǒng)，全部采用人工操作，缺陷如下：

（１）采用微波爐烘干稱重測量，時間長，不準確。采用微波爐加熱一般需要４－５ｍｉｎ，時間過長。微波爐加熱存在溫度過高和不均勻現(xiàn)象，不能準確反映粉料水份的真實狀況。

（２）測量采用抽檢方式，不能全面反映粉料水份分布情況。

（３）測量時間長，采用抽檢方式，不能為操作人員提供實時的參數(shù)依據(jù)，不易及時控制。

（４）人工記錄現(xiàn)場的參數(shù)不可靠，不準確，給管理和考核帶來困難。

（５）采用人工操作的方式，人力成本高；噴料初期不穩(wěn)定時向長，資源浪費大。當粉料水份有偏差時，人工調(diào)節(jié)波動大，調(diào)節(jié)時間長，粉料品質(zhì)得不到保證。

針對以上存在的問題，設計出新的噴霧干燥塔自動控制系統(tǒng)。

３．２噴霧干燥塔自動控制系統(tǒng)優(yōu)點

噴霧干燥塔自動控制系統(tǒng)，主要是要實現(xiàn)粉料水份的在線控制，其自動控制系統(tǒng)的優(yōu)點主要有：

（１）系統(tǒng)采用在線水份測量儀進行粉料水份的監(jiān)視。在線水份測量儀每５秒鐘顯示一次水份值，能實時反映粉料的水份值。采用在線測量，所有粉料都通過檢測設備，能全面反映粉料水分的分布。

（２）在線粉料水分測量儀精度在０．３％內(nèi)，測量準確。

（３）系統(tǒng)具有粉料水分超限報警實時紀錄功能，并實現(xiàn)自動定時報表輸出。

（４）系統(tǒng)根據(jù)在線測量當前的水分值，采用動態(tài)趨勢控制的觀點，實現(xiàn)了水分的真正在線控制。

（５）系統(tǒng)根據(jù)粉料水分及熱風爐出口溫度計算后，輸出一信號來控制燃油量大小，進而來控制含水量在規(guī)定范圍內(nèi)。

（６）系統(tǒng)中粉料水分的控制是一個大時延，大滯后環(huán)節(jié)，系統(tǒng)加入熱風爐出口溫度與粉料水分值組成一串級控制系統(tǒng)，改善了系統(tǒng)的動態(tài)特性，使系統(tǒng)有較好的控制效果。

（７）自動調(diào)節(jié)與手動調(diào)節(jié)相比，有著調(diào)節(jié)精度高，響應快，效果好等特點。

４、噴霧干燥自動控制系統(tǒng)的組成及功能

噴霧塔無人監(jiān)控系統(tǒng)由溫度控制子系統(tǒng)，供漿控制子系統(tǒng)，燃燒控制子系統(tǒng)，負壓控制子系統(tǒng)及平臺系統(tǒng)六部分組成，其功能如下：

（１）溫度控制子系統(tǒng)

功能：該系統(tǒng)負責將噴霧塔內(nèi)的溫度控制在規(guī)定的范圍內(nèi)，當水分偏差超過規(guī)定范圍時，將塔內(nèi)溫度進行相應的升高或降低操作（要求是已安裝在線水份儀的前提下）。

組成：通過溫度傳感器接收現(xiàn)場的溫度信號，同時接收在線水分儀所測的粉料水分信號。當水份變化超出控制范圍時，如果水分增大，應升高塔內(nèi)溫度；如果水分減少，應降低塔內(nèi)溫度。同時，該系統(tǒng)根據(jù)溫度的變化需求輸出一指令給燃燒控制子系統(tǒng)，使其進行相應的調(diào)節(jié)。

（２）供漿控制子系統(tǒng)

功能：當水分波動不大時，可通過控制漿料的流量來控制粉料的水分，并可通過供漿壓力的大小來控制粉料的顆粒級配。

組成：系統(tǒng)通過控制供漿壓力來控制粉料的水分。如水分增大時，則減少供漿壓力，如水分降低，則增大供漿壓力。系統(tǒng)還具有噴槍堵塞自動控測功能，當發(fā)現(xiàn)噴槍堵塞時自動報警。

（３）燃燒控制子系統(tǒng)

功能：當噴霧塔內(nèi)的溫度要求升高或降低時，該系統(tǒng)控制熱風爐的燃油供給，同時控制合理的風油比，確保安全優(yōu)質(zhì)的燃燒。

組成：該子系統(tǒng)接收溫度控制子系統(tǒng)來的控制信號，當溫度需要升高時，應增加燃燒器油閥的開度；當溫度需要降低時，應減少燃燒器油閥的開度。同時，當油閥動作時，風門檔板開度也應隨之進行相應的比例調(diào)節(jié)，以確保燃燒的經(jīng)濟性。

（４）負壓控制子系統(tǒng)

功能：為保證粉料大小顆粒的合理，特別是減少微粉顆粒的影響，塔內(nèi)需要保證一定的負壓，該系統(tǒng)確保將塔內(nèi)負壓控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

組成：該系統(tǒng)通過壓力傳感器來檢測噴霧塔的負壓，當壓力升高時，需要開大引風機的抽力，反之則減引用機的抽力。

（５）啟停控制子系統(tǒng)

功能：該子系統(tǒng)負責整個系統(tǒng)的啟停操作。

組成：通過邏輯控制和聯(lián)鎖保護實現(xiàn)系統(tǒng)的自動起停及故障保護。

（６）系統(tǒng)平臺

功能及組成：此系統(tǒng)平臺通過硬件及軟件系統(tǒng)實現(xiàn)以上各子系統(tǒng)的控制功能，包括數(shù)據(jù)輸入輸出卡，工業(yè)控制軟件等。此子系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心，以上所有子系統(tǒng)都是在這個系統(tǒng)平臺上實現(xiàn)的。

５、噴霧塔自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)的可行性

噴霧干燥是以噴霧干燥塔為主體，并有供漿系統(tǒng)，熱風系統(tǒng)，除塵系統(tǒng)，及控制系統(tǒng)等構(gòu)成的設備。工作時，泥漿由泵壓送到霧化器內(nèi)，將泥漿霧化成細滴，進入干燥塔內(nèi)受到熱空氣干燥脫水，顆粒受重力作用下落，帶有微粉及水氣的空氣經(jīng)旋風分離器收集微粉再經(jīng)水浴除塵器后從排風機排出。要控制好粉料的穩(wěn)定性，噴霧塔內(nèi)的進出 風溫度，風量，泥漿的壓力以及泥漿的含水量等是關鍵要素，可見噴霧干燥塔的控制也是一個多變量的模糊控制系統(tǒng)。

噴霧干燥系統(tǒng)長期以來不能實現(xiàn)自動控制的原因，是噴霧塔粉料的品質(zhì)無法得到控制，就如同人沒有眼睛，自從在線水分測量儀在噴霧干燥系統(tǒng)使用以來，噴霧塔自動控制系統(tǒng)就成為現(xiàn)實。

以技術方面來看，噴霧干燥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，控制的對象就是熱風爐的燃燒器和泥漿泵的壓力，這比窯爐控制要簡單得多。此外，噴霧干燥塔體積較大，熱慣性大，自穩(wěn)定能力強，所以目前的技術完全能夠?qū)崿F(xiàn)該自動控制系統(tǒng)。

６、經(jīng)濟效益

（１）系統(tǒng)采用在線檢測粉料水分的設備，可以省去現(xiàn)場測量粉料的人員；由于采用在線檢測設備，可以實現(xiàn)三臺噴霧塔一個人定期抽檢的方式實現(xiàn)，減少了操作工人及現(xiàn)有測量設備的能耗。

（２）系統(tǒng)實現(xiàn)在線粉料水分的控制，同樣可以采用一個操作工人監(jiān)護三臺噴霧塔，減少了人工操作失誤造成的損失。

（３）初步核算，僅以上兩項與過去方式相比，最多可節(jié)約操作工人２０個，按目前每人１年工資加管理費１５０００元計，每年可節(jié)約人力成本３０萬元。從目前測量水份的方法耗電角度來看，采用微波爐測量水分，我們計算如下：一臺微波爐功率為１２００瓦；

年耗電＝１．２千瓦×２４小時×３００＝８６４０千瓦小時

電費（元）＝８６４０×０．８元＝６９１２元／１年

（４）由于實現(xiàn)了料粉水分在線檢測和自動控制溫度穩(wěn)定了粉料的質(zhì)量，減少壓磚分層，粘模，強度低等半成品缺陷，可提高產(chǎn)品質(zhì)量５％８％，能耗下降５％左右。

７、其他

（１）該系統(tǒng)是成熟設備，安裝調(diào)試時間一個月，系統(tǒng)控制部分為工控機，使用年限一般為５０萬小時，系統(tǒng)穩(wěn)定耐用性強。

（２）以投入來講，可分步實施，先做一個噴霧塔的自動控制系統(tǒng)，試用結(jié)果達到要求后，再做其余兩個塔的控制。

第四篇：《現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)管理》

一、判斷題：

1．管理既是一門科學，又是一門藝術。（對）

2．企業(yè)管理的重要任務就是把對社會承擔責任放在首位。（錯）

3．在組織成員一定的條件下，管理層次和管理幅度的關系是正比關系。（錯）4．在一般情況下，政治因素是影響顧客需求的主要因素。（錯）

5．不確定型決策是指各種決策方案的自然狀態(tài)是隨機的不能預先肯定，但可以從以往的統(tǒng)計資料估計出每種狀態(tài)出現(xiàn)的概率，并根據(jù)這一概率作出選擇的決策。（對）

6．工業(yè)總產(chǎn)值是指企業(yè)在計劃期內(nèi)生產(chǎn)的可供銷售的產(chǎn)品價值，一般按不變價格計算。（錯）7．全面質(zhì)量管理的特點就是要求對產(chǎn)品質(zhì)量進行全面的檢驗，保證不合格的產(chǎn)品不出廠。（錯）8．勞動定額是指在一定的生產(chǎn)技術和組織條件下，規(guī)定每個工人（或每個班組）在單位時間內(nèi)應當生產(chǎn)的產(chǎn)品（或零件）數(shù)量標準，或生產(chǎn)某種單位產(chǎn)品（或零件）應當消耗的時間標準。（對）9．產(chǎn)品的生命周期是指產(chǎn)品進入市場開始，直到被市場淘汰為止所經(jīng)歷的全部時間。（對）10．無形資產(chǎn)是指企業(yè)長期使用但沒有實物形態(tài)的資產(chǎn)。如專利權、商標權、著作權、土地使用

二、選擇題

1、企業(yè)治理制度是指為維護以（A）為核心的相關權益主體的利益。

A 股東 B 員工C 管理者D競爭者

2、古人云：“運籌于帷幄之中，決勝于千里之外”，這里的“運籌帷幄”反映了管理的哪一個職能？（A）

A計劃職能 B組織職能 C領導職能 D控制職能

3、目標管理(BMO)，是美國學者（C）于1954年首先提出來的，現(xiàn)已在世界各地廣泛應用。

A 赫茲伯格 B 邁克爾·哈默C 彼得·德魯克 D馬斯洛

4、下列說法不正確的是（B）。

A決策的結(jié)果是選擇一個滿意方案B決策是領導者的個人行為C 決策是一項有組織的集體活動D 決策應有若干個可供選擇的方案

5、屬于企業(yè)總體經(jīng)營戰(zhàn)略的是（A）。

A 成長戰(zhàn)略 B 成本領先戰(zhàn)略 C 差異化戰(zhàn)略 D 專一化戰(zhàn)略

6、企業(yè)經(jīng)營的根本目標是（B）。

A 滿足社會需要 B 實現(xiàn)利潤最大化 C 承擔社會責任 D 實現(xiàn)資源使用的經(jīng)濟化

7、“顧客總是對的”指的是（A）

A 市場營銷觀念 B 社會市場營銷觀念 C生產(chǎn)觀念 D推銷觀念

8、計劃和(D)是一個問題的兩個方面。A.組織 B.預測 C.控制 D.決策

9、企業(yè)在計劃中規(guī)定本要達到的實際生產(chǎn)能力，稱為(C)

A.設計能力 B.查實能力 C.計劃能力 D.經(jīng)濟規(guī)模

10、.生產(chǎn)管理中，制造資源計劃的英文縮寫是(B)

A.MRP B.MRPⅡ C.ERP D.MIS

三、名詞解釋

1、現(xiàn)代企業(yè)制度:指適應社會化大生產(chǎn)需要，符合市場經(jīng)濟規(guī)范，具備現(xiàn)代企業(yè)特征的企業(yè)基本制度體系。

2.企業(yè)管理:是通過計劃、組織、領導和控制，協(xié)調(diào)企業(yè)中以人為中心的資源與職能活動，以有效實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營目標的活動

3.計劃:是對組織未來活動進行預先籌劃。

4.決策: 是指在明確問題的基礎上，為未來的行動確定目標，并在多個可供選擇的行動方案中，選擇一個合理方案的分析判斷過程。

5.目標管理:是以制定和實現(xiàn)目標為中心的，被管理者自主控制達標過程，管理者實行最終成果控制的一種現(xiàn)代管理思想與管理方法

6.企業(yè)文化: 指在一定的社會政治、經(jīng)濟、文化背景條件下，企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營實踐過程中所創(chuàng)造或逐步形成的價值觀念、行為準則、作風和團體氛圍的總和

7.全面質(zhì)量管理:是指企業(yè)全體職工及有關部門同心協(xié)力，綜合運用管理技術.專業(yè)技術和科學方法，經(jīng)濟地開發(fā).研制.生產(chǎn)和銷售用戶滿意的產(chǎn)品的管理活動。

8.企業(yè)戰(zhàn)略：指企業(yè)根據(jù)環(huán)境的變化，本身的資源和實力選擇適合的經(jīng)營領域和產(chǎn)品，形成自己的核心競爭力，并通過差異化在競爭中取勝。

9．市場營銷：個人或集體通過交易其創(chuàng)造的產(chǎn)品或價值，以獲得所需之物，實現(xiàn)雙贏或多贏的過程。

四、簡答題

1．現(xiàn)代企業(yè)管理的基本職能和特征是什么？

答：現(xiàn)代企業(yè)管理的基本職能是：決策職能、計劃職能、組織職能、指揮職能、控制職能、協(xié)調(diào)職能、激勵職能、創(chuàng)新職能。

現(xiàn)代企業(yè)管理的特征是：突出經(jīng)營決策和經(jīng)營戰(zhàn)略、廣泛應用現(xiàn)代科學技術新成就，實行以人為中心的管理，實行系統(tǒng)管理：

2、合理組織生產(chǎn)過程的基本要求有哪些？

3、作為一個企業(yè)的管理者，應具備什么樣的基本技能？

對任何管理者來說，管理者需要具備各種管理技能，但不同層次的管理者，由于所處位置、作用和職能不同，對三種技能的需要程度則明顯不同。（1）高層管理者尤其需要概念技能（2）基層管理者更重視的是技術技能（3）對于人際技能，是每一個管理者都需要的

4、目標管理的基本步驟有哪些？

答：目標管理主要是由目標制定、目標實施和目標成果評價三個階段形成的一個循環(huán)周期。（1）目標制定，企業(yè)自下而上、自上而下地制定完整的目標體系；（2）目標實施，企業(yè)員工在管理者的指導下，全面落實企業(yè)目標；（3）目標成果評價，目標責任期結(jié)束，企業(yè)采用上下結(jié)合的方式進行成果評價。

5、企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略的管理過程分為哪幾個階段？

答：（1）戰(zhàn)略分析（2）戰(zhàn)略制定（3）戰(zhàn)略實施（4）戰(zhàn)略控制

五、論述題

1、結(jié)合計劃的含義和性質(zhì)，思考計劃在工作管理中的重要作用。

計劃工作是所有管理職能中最基本的職能，其任務就是明確目標，擬定實現(xiàn)目標的方法、措施。企業(yè)中的任何一項管理活動都需要制定計劃并按計劃執(zhí)行，否則就是盲目的行動，難以實現(xiàn)企業(yè)目標。計劃工作有廣義和狹義之分。廣義的計劃工作包括制定計劃、執(zhí)行計劃和檢查計劃三個環(huán)節(jié)在內(nèi)的工作過程。狹義的計劃工作是指制定計劃，即根據(jù)企業(yè)的內(nèi)外環(huán)境，權衡客觀的需要和主觀的可能，通過科學的預測，提出在未來一段時期內(nèi)所應達到的具體目標以及實現(xiàn)目標的措施、手段。從這個含義中，可以看出計劃工作的前提是預測，核心是決策。計劃工作主要包括兩個方面：一是目標，即做什么；二是達到目標的方法，即怎么做。計劃工作的性質(zhì)：

1）目的性。每一個計劃都是為了促進企業(yè)總目標和一定時期內(nèi)目標的實現(xiàn)。具體地說，計劃工作首先確定目標；然后，是今后的行動集中于目標，并預測忽然確定哪些行動有助于目標的實現(xiàn)，哪些行動不利于目標的實現(xiàn)。沒有計劃，實現(xiàn)企業(yè)目標過程中就難免走彎路，甚至遠離目標。2）主導性。計劃在管理的各種職能中處于主導地位。首先，從管理過程看計劃先于其他管理職能。其次，計劃工作貫穿于組織、領導和控制工作中。

3）普遍性。計劃工作在各級管理人員的工作中普遍存在的。4）效率性。目標要有效率。

5）靈活性。計劃必須具有靈活性，外部環(huán)境是復雜多變的

六、案例題

上海市有一家企業(yè)，需要大學畢業(yè)生。在招聘新員工時，應聘者條件很低，只要能夠解決戶口、基本居住條件和基本生活費用問題，就愿意在企業(yè)長期工作，以報知遇之恩。但是當后來最初提出的條件都得到解決，同時也在企業(yè)學習了一些本事以后，他們又另尋高就。企業(yè)經(jīng)營者對此大為惱火，說現(xiàn)在的年輕人真是不講道義，然而又沒有辦法。你對這個問題是怎么理解的？請運用所學知識分析理由。

（1）馬斯洛需要層次理論的內(nèi)容包括：生理需要，是指維持生存及延續(xù)種族的需要；安全需要，是指希求受保護與免遭威脅從而獲得安全感的需要；歸屬于愛的需要，是指每個人都有被他人或群體接納、愛護、關注、鼓勵及支持的需要；尊重的需要，是在生理、安全、歸屬和愛的需要得到基本滿足后產(chǎn)生的對自己社會價值追求的需要；求知需要，又稱認知和理解的需要，是指個人對自身和周圍世界的探索、理解即解決疑難問題的需要；審美的需要，是指對對稱、秩序、完整結(jié)構(gòu)，以及對行為完美的需要；自我實現(xiàn)的需要，即指個人渴望自己的潛能能夠得到充分的發(fā)揮，希 望自己越來越成為所希望的人物，完成與自己能力 相稱的一切活動（最高層次的需要）。

（2）馬斯洛需要層次之間的關系：出現(xiàn)的順序由高到低；各層次需要再去按人口所占比例由大到?。黄邆€層次可概括為兩種水平，前四為基本需要，后三位成長需要。（2）為員工進行職業(yè)生涯規(guī)劃；（3）加入激勵機制；

（4）讓員工感覺有一種歸屬感，能夠?qū)崿F(xiàn)自我價值；（5）為員工提供個人發(fā)展的空間。

第五篇：現(xiàn)代工業(yè)概論

我對鋼鐵冶金與成型機械工業(yè)概論的認識

我對鋼鐵冶金與成型機械工業(yè)概論的認識

說道鋼鐵冶金與成型，我想起我們專業(yè)安排的金工實習內(nèi)容。因為專業(yè)安排，我參加了鋼鐵的鍛造，鑄造，焊接，刨削，還有車工的實習，真正與鋼鐵接觸。從鋼件與鍛造加工，一一親手制作。現(xiàn)在學習了鋼鐵冶金和材料成型工業(yè)概論更進一步的加深了我對這方面的認識。

冶金是一門研究如何經(jīng)濟的從礦石活其他原料中提取金屬活金屬化合物，并用各種加工方法制成具有一定性能的金屬材料的科學。冶金的方法喝多，可以歸納為以下三種：一個是火法冶金?；鸱ㄒ苯疬^程包括原料準備，冶煉和精煉三個工序。第二種是濕法冶金，用溶劑來處理礦石。包括浸出，分離，富集和提取等工序。而電冶金是用電能來提取金屬。在實際生產(chǎn)中包括干燥焙燒煅燒燒結(jié)或球團熔煉精煉等工序。

鋼鐵工業(yè)是國家的基礎工業(yè)之一，在國民經(jīng)濟中占優(yōu)及其重要的地位。鋼鐵產(chǎn)量是衡量一個國家工業(yè)水平和生產(chǎn)能力的主要標志。

現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的過程是一個復雜而龐大的生產(chǎn)體系，最核心的生茶工藝為煉鐵，煉鋼，和軋鋼三個步驟。

鋼鐵的冶煉。工業(yè)生產(chǎn)的鐵根據(jù)含碳量分為生鐵（含碳量2％以上）和鋼（含碳量低于2％）?；旧a(chǎn)過程是在煉鐵爐內(nèi)把鐵礦石煉成生鐵，再以生鐵為原料，用不同方法煉成鋼，再鑄成鋼錠或連鑄坯?，F(xiàn)代工業(yè)煉鋼主要是以高爐煉成的生鐵和直接還原煉鐵法煉成的海綿鐵以及廢鋼為原料，用不同的方法煉成鋼。主要的煉鋼方法有轉(zhuǎn)爐煉鋼法、平爐煉鋼法、電弧爐煉鋼法3類煉鋼工藝可滿足一般用戶對鋼質(zhì)量的要求。為了滿足更高質(zhì)量、更多品種的高級鋼，便出現(xiàn)了多種鋼水爐外處理（又稱爐外精煉）的方法。如吹氬處理、真空脫氣、爐外脫硫等，對轉(zhuǎn)爐、平爐、電弧爐煉出的鋼水進行附加處理之后，都可以生產(chǎn)高級的鋼種。對某些特殊用途，要求特高質(zhì)量的鋼，用爐外處理仍達不到要求，則要用特殊煉鋼法煉制。如電渣重熔，是把轉(zhuǎn)爐、平爐、電弧爐等冶煉的鋼，鑄造或鍛壓成為電極，通過熔渣電阻熱進行二次重熔的精煉工藝；真空冶金，即在低于1個大氣壓直至超高真空條件下進行的冶金過程，包括金屬及合金的冶煉、提純、精煉、成型和處理。

鋼鐵冶煉的基本原料就是鐵水、廢鋼、鐵合金、石灰、螢石、白云石、合成造渣料、氧化劑、冷卻劑、增碳劑和還原劑等。利用脫碳反應硅的氧化反應錳的氧化和回錳、脫磷反應、脫硫反應、脫氧反應造渣反應來提煉鋼鐵。

轉(zhuǎn)爐煉鋼，氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法是當今國內(nèi)外最主要的煉鋼方法。氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法可以分為頂吹法、底吹法、頂?shù)讖秃洗禑挿ā?cè)吹法和頂?shù)讉?cè)三向復合吹煉法五種。冶煉后的合格鋼水一般通過模鑄澆注成鋼錠或連續(xù)澆注成剛坯，這個步驟叫做鋼的澆注，采用的方法主要是連續(xù)鑄鋼。

材料成型技術。

材料的利用與加工是人類生活中占有極其重要的作用，人類的歷史就是以材料為基礎劃分的，才來哦是人類物質(zhì)文明的基礎與支柱?？梢苑譃榻饘俨牧虾头墙饘俨牧?。而材料成型是把原來無定型的材料加工成形狀滿足要求的器件——管、棒、型、線、板、帶、條、箔及各種器件。

軋制成型。煉鋼廠的生產(chǎn)的鋼坯內(nèi)部往往會存在缺陷，只有經(jīng)過壓力加工制成各種型材才能呢個直接使用。軋鋼是聯(lián)合企業(yè)的最后一個環(huán)節(jié)。軋鋼是在旋轉(zhuǎn)

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我對鋼鐵冶金與成型機械工業(yè)概論的認識 的軋輥間改變鋼錠，鋼坯形狀的壓力加工過程叫軋鋼。軋鋼的目的與其他壓力加工一樣，一方面是為了得到需要的形狀，例如：鋼板，帶鋼，線材以及各種型鋼等；另一方面是為了改善鋼的內(nèi)部質(zhì)量，我們常見的汽車板、橋梁鋼、鍋爐鋼、管線鋼、螺紋鋼、鋼筋、電工硅鋼、鍍鋅板、鍍錫板，包括火車輪都是通過軋鋼工藝加工出來的。軋鋼的基本原理包括：鋼的組織及其在軋制中的變化、軋制變形量。

其中軋鋼方法按軋制溫度不同可分為熱軋與冷軋；按軋制時軋件與軋輥的相對運動關系不同可分為縱軋，橫軋和斜軋；按軋制產(chǎn)品的成型特點還可分為一般軋制和特殊軋制。周期軋制，旋壓軋制，彎曲成型等都屬于特殊軋制方法。熱加工基本的生產(chǎn)工藝流程包括皮來哦準備、加熱、軋制、精整、質(zhì)量檢查、包裝入庫。冷加工包括皮料準備、表面處理、冷軋、熱處理、精整、質(zhì)量檢查、包裝入庫等。

金屬材料成型的方法還包括鍛造成型、沖壓成型、擠壓成型、拉拔成型等。

經(jīng)過幾個星期的學習，我基本了解了鋼鐵冶煉和成型技術的知識，覺得對以后我的專業(yè)課一定有所幫助。以上就是我對鋼鐵冶煉和成型機械工業(yè)概論的一些認識。

陳友宏

學號1090941XX

工業(yè)工程10X班

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