第一篇:現(xiàn)代工業(yè)控制機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
課程設(shè)計(jì)
課程設(shè)計(jì)題目:現(xiàn)代工業(yè)控制機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 系統(tǒng)方案
1.1 被控對(duì)象分析與描述
1.1.1 車(chē)庫(kù)選型
國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布的《特種設(shè)備目錄》中,將立體車(chē)庫(kù)分為九大類(lèi),具體是:升降橫移類(lèi)、簡(jiǎn)易升降類(lèi)、垂直循環(huán)類(lèi)、水平循環(huán)類(lèi)、多層循環(huán)類(lèi)、平面移動(dòng)類(lèi)、巷道堆垛類(lèi)、垂直升降類(lèi)和汽車(chē)專(zhuān)用升降機(jī)。
其中升降橫移類(lèi)、平面移動(dòng)類(lèi)、巷道堆垛類(lèi)、垂直升降類(lèi),這4種類(lèi)型的車(chē)
庫(kù)都是最典型的、市場(chǎng)上最多采用的、市場(chǎng)占有率最高的、最適合大型化發(fā)展的。
升降橫移類(lèi)機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)設(shè)備,采用以載車(chē)板升降或橫移存取車(chē)輛的機(jī)械式停車(chē)設(shè)備。由于型式比較多,規(guī)??纱罂尚?,對(duì)地的適應(yīng)性較強(qiáng),因此使用十分普遍。鋼結(jié)構(gòu)部分、載車(chē)板部分、鏈條傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)措施等。在停車(chē)設(shè)備的市場(chǎng)份額約占70%。
根據(jù)車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)要求能實(shí)現(xiàn)大型轎車(chē)的存取,由 JB/T 8713-1998 可知,大型轎車(chē)的外形尺寸:車(chē)長(zhǎng)×車(chē)寬×車(chē)高 = 5000mm×1850mm×1550mm,參照同類(lèi)產(chǎn)品資料,并考慮安裝一些必要的檢測(cè)裝置(如檢測(cè)車(chē)輛尺寸是否滿(mǎn)足該車(chē)位尺寸要求的檢測(cè)器)和橫移電機(jī)的安裝地點(diǎn)。本立體車(chē)庫(kù)前、后立柱之間的距離設(shè)為 6000mm,車(chē)位的長(zhǎng)度設(shè)為 5500mm,為便于顧客出入還要確保地面平層停車(chē)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(kāi)車(chē)門(mén)等情況,確定了一個(gè)車(chē)位的寬為 2000mm。
由于受收鏈裝置及進(jìn)出車(chē)時(shí)間的限制,一般為2-4層,其中2,3層居多。實(shí)地考察后,發(fā)現(xiàn)停車(chē)的地方比較狹窄或者在路邊,而且長(zhǎng)度在10米或10米的倍數(shù)。決定采用3層*5車(chē)位升降橫移類(lèi)立體車(chē)庫(kù)。車(chē)庫(kù)尺寸規(guī)格為10m*6m*5.4m。1.1.2 車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)
升降橫移式立體車(chē)庫(kù)主要是通過(guò)上位計(jì)算機(jī)來(lái)操控載車(chē)板,做上下升降、左右橫移來(lái)進(jìn)行車(chē)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(chē)板系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、安全防護(hù)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(chē)庫(kù)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(chē)庫(kù)的主要支撐部分,主要由立柱、縱梁、橫梁以及導(dǎo)軌等組成。
2.載車(chē)板
載車(chē)板主要作用是乘載儲(chǔ)存的汽車(chē),其上安裝一個(gè)橫移電機(jī),帶動(dòng)載車(chē)板系統(tǒng)做橫移操作,載車(chē)板又通過(guò)四根鏈條(鋼絲繩)與車(chē)庫(kù)框架相連,實(shí)現(xiàn)了升降電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)載車(chē)板做升降運(yùn)動(dòng)。在設(shè)計(jì)載車(chē)板時(shí),不僅要考慮到所承載車(chē)輛的重量,而且要保證在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中車(chē)輛與載車(chē)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(chē)板上采用中間凸起、倒車(chē)限位裝置、車(chē)輪防滑裝置等。載車(chē)板結(jié)構(gòu)圖如圖 1.2 所示。
1-車(chē)輪固定裝置;2-倒車(chē)限位桿;3-載車(chē)板
圖 1.2 載車(chē)板結(jié)構(gòu)圖
3.傳動(dòng)系統(tǒng)
傳動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)車(chē)庫(kù)系統(tǒng)的核心,分為橫移、升降傳動(dòng)系統(tǒng)。橫移傳動(dòng)借助導(dǎo)軌、滑輪運(yùn)用交流減速電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng),它們之間通過(guò)一個(gè)鏈輪與鏈條的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。升降傳動(dòng)系統(tǒng)有升降電機(jī)提供動(dòng)力,通過(guò)鏈條(鋼絲繩)來(lái)提升。如圖 1.3 所示升降傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖。考慮到該車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)的特殊性,以及所選電機(jī)的安裝的地方,故選用兩級(jí)鏈條來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng),圖 1.3 中 1、2 鏈輪實(shí)現(xiàn)一級(jí)傳動(dòng),3、4 鏈輪以及 3、7 鏈輪實(shí)現(xiàn)二級(jí)傳動(dòng)。1 為傳動(dòng)鏈輪安裝在減速器上,鏈輪 2、3 安裝在同一個(gè)轉(zhuǎn)軸上,鏈輪 5 安裝在車(chē)庫(kù)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(chē)庫(kù)的縱梁上。升降電機(jī)工作時(shí),鏈輪 1、2 及鏈條帶動(dòng)主動(dòng)軸旋轉(zhuǎn),主傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了鏈輪 3 的轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)載車(chē)板上升或下降。鏈輪 4、6 是再升降的時(shí)候起支撐的作用。
1-減速器鏈輪;2-主傳動(dòng)軸大連輪;3-主傳動(dòng)軸小鏈輪;4、5、6-起吊鏈輪;7-載車(chē)板
圖1.3 升降傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖
4.安全防護(hù)系統(tǒng)
車(chē)庫(kù)的安全防護(hù)系統(tǒng)是十分重要的。因此,我們必須考慮到設(shè)備在各種情況下的安全措施。對(duì)此,安全防護(hù)系統(tǒng)有危險(xiǎn)警報(bào)、防墜裝置、車(chē)輛超長(zhǎng)檢測(cè)、緊急停車(chē)、溫度檢測(cè)等部分。防止載車(chē)板墜落裝置是安全防護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,決定了車(chē)庫(kù)停車(chē)安全性能。當(dāng)車(chē)輛停放在車(chē)庫(kù)時(shí),通過(guò)這個(gè)裝置可以防止載車(chē)板落下傷車(chē)傷人。本車(chē)庫(kù)選用了掛鉤式防墜落裝置,通過(guò)電磁鐵驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其工作。當(dāng)電磁鐵通電,推桿運(yùn)動(dòng)而觸動(dòng)安全掛鉤解鎖,反之亦然。這種防墜裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)
單、易操作、成本低、且安全性高等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)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(shè)計(jì)
1.2.1車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)架構(gòu)
立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)主要是由下位 PLC 控制系統(tǒng)、上位工控機(jī) PC 監(jiān)控系統(tǒng)等兩個(gè)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(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
本文的重點(diǎn)是針對(duì)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng),進(jìn)行深入的研究與應(yīng)用,如圖2.1 所示車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)通過(guò) PLC 接收、處理各個(gè)傳感器反饋的數(shù)據(jù),并實(shí)現(xiàn)控制車(chē)庫(kù)存取動(dòng)作,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn) PLC 與上位機(jī)的通信,利用上位 PC機(jī)的數(shù)據(jù)通信、圖形顯示、數(shù)據(jù)處理及多媒體技術(shù)等對(duì)車(chē)庫(kù)進(jìn)行監(jiān)控,進(jìn)行實(shí)時(shí)接收、處理 PLC 從立體車(chē)庫(kù)停車(chē)現(xiàn)場(chǎng)收集的各種信號(hào),并通過(guò)這些信號(hào)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)上位機(jī)監(jiān)控界面中圖形的運(yùn)動(dòng),進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控,減輕操作人員的工作量,更加方便快捷進(jìn)行故障診斷。
立體車(chē)庫(kù)的自動(dòng)存取車(chē)控制系統(tǒng)主要包括:
(1)各種信號(hào)的采集和控制輸出。PLC輸出信號(hào)給接觸器線圈,控制接觸器的接通與關(guān)斷,同時(shí)將車(chē)位的空閑情況用燈泡顯示。
(2)電機(jī)控制線路、控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器、到位限位、平臺(tái)的上下行程限位及閘門(mén)的開(kāi)閉。車(chē)庫(kù)采用車(chē)位檢測(cè)裝置代替人工找位,用升降裝置輸送汽車(chē)到位。系統(tǒng)在面板處設(shè)有急停開(kāi)關(guān),當(dāng)發(fā)生意外時(shí),按下急停開(kāi)關(guān),斷掉所有電機(jī)的電源,使平板無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行,以保護(hù)人員及設(shè)備的安全。
1.2.2 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)組件
1.上位機(jī)
立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的上位機(jī)主要是帶有車(chē)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)的 PC 計(jì)算機(jī),通過(guò)在 PC 機(jī)上安裝相應(yīng)車(chē)庫(kù)管理與控制實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的監(jiān)控系統(tǒng)。如圖 2.11 所示與其相關(guān)的設(shè)備還有打印機(jī)、顯示器、語(yǔ)音提示設(shè)備和讀卡設(shè)備等。本文通過(guò)組態(tài)軟件完成車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)庫(kù)系統(tǒng)的監(jiān)控。
2.PLC 立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的核心部件就是下位機(jī),也就是 PLC(可編程控制器)。它連接著執(zhí)行機(jī)構(gòu)與上位機(jī),通過(guò)車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng) PLC 能夠?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)的指令傳達(dá)與處理,控制車(chē)庫(kù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。
3.現(xiàn)場(chǎng)總線
現(xiàn)場(chǎng)總線主要采用的是 MPI(多點(diǎn)接口通信協(xié)議)總線,通過(guò) MPI 能夠?qū)崿F(xiàn) PLC與上位多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行連接與通信。MPI 的主要任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)了 PLC 與
PC 機(jī)之間的通信,且由于 MPI 有著高速通信的特性,能夠?qū)崟r(shí)對(duì)車(chē)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)信息的采集、狀態(tài)的監(jiān)控和報(bào)警。
4.檢測(cè)系統(tǒng)
檢測(cè)系統(tǒng)是整個(gè)控制系統(tǒng)中不可或缺的一部分,其主要作用是提高車(chē)庫(kù)的安全性能。檢測(cè)系統(tǒng)的主要設(shè)備有光電開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)和一些報(bào)警器等。光電開(kāi)關(guān)主要是對(duì)車(chē)輛的尺寸進(jìn)行檢測(cè),也對(duì)停車(chē)是否到位進(jìn)行檢測(cè);限位開(kāi)關(guān)主要是對(duì)載車(chē)板的升降橫移運(yùn)動(dòng)的位置是否到位進(jìn)行檢測(cè);報(bào)警器主要是對(duì)車(chē)庫(kù)的火災(zāi)等情況進(jìn)行檢測(cè)。
圖 2.2 車(chē)位光電開(kāi)關(guān)示意圖
如圖 2.2 所示,前后排光電開(kāi)關(guān) 1、2 分別檢測(cè)后排車(chē)輛和前排車(chē)輛是否倒車(chē)入位,車(chē)頭當(dāng)沒(méi)有車(chē)時(shí)或者車(chē)輛停到位時(shí),光電傳感器接收端口與發(fā)光端口之間沒(méi)有障礙物,光信號(hào)能順利到達(dá)接收端口,此刻光電傳感器沒(méi)有信號(hào)發(fā)出,報(bào)警器不會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào),后續(xù)操作可以正常進(jìn)行;當(dāng)車(chē)輛沒(méi)有停到位時(shí),接收端口接收不到光信號(hào),那么控制器將接收到光電傳感器發(fā)出的信號(hào),報(bào)警器報(bào)警,且鎖死控制器,并在警報(bào)解除前不能進(jìn)行任何后續(xù)操作。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
2.1 硬件選型
目前,PLC 的制造廠家眾多,其系列型號(hào)更是琳瑯滿(mǎn)目。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全球共有二百多家的生產(chǎn)廠商,主要代表的公司是美國(guó)的 A-B 公司、日本的三菱公司及德國(guó)的西門(mén)子公司等。PLC 的產(chǎn)品型號(hào)就更多了,適用的范圍不同也各不相同。選擇一個(gè)合適的車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的 PLC 對(duì)整體車(chē)庫(kù)的控制性能有很大的提高。
對(duì)本車(chē)庫(kù)的分析可知,車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)適用在工裝固定、維護(hù)方便的小型立體車(chē)庫(kù),且車(chē)庫(kù)基本上為開(kāi)關(guān)型控制量,每一個(gè)3層*5車(chē)位的模塊需要端口分別為 82個(gè)DI、77個(gè)DO、2個(gè)AI和1個(gè)AO端口。
但是由于系統(tǒng)是模塊化設(shè)計(jì),為了方便以后車(chē)庫(kù)的增加,而且PLC與上位機(jī)WINCC通信數(shù)據(jù)量大,同時(shí)為了以后擴(kuò)展系統(tǒng)擴(kuò)充方便,決定選用S7-300PLC。
電源模塊選型,由手冊(cè)知道: CPU312 額定電流為750mA。
SM321 DI32*DC24V的電流為:7mA*32=210mA,共3個(gè)模塊650mA。SM322 DO32*DC24V的電流為0.5A,共三個(gè)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(kāi)關(guān)),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(chē)庫(kù)溫度和車(chē)庫(kù)可燃物兩個(gè):
IW352 IW354 車(chē)庫(kù)溫度
車(chē)庫(kù)可燃物含量
系統(tǒng)模擬量輸出,用于顯示當(dāng)前剩余車(chē)位數(shù)量:
QW352 當(dāng)前剩余車(chē)位數(shù)量
表2.1 數(shù)字量輸入表
序號(hào)*********26272829303***3738394041符號(hào)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(hào)符號(hào)地址功能啟動(dòng)42SQ36I5.19號(hào)載車(chē)板有車(chē)停止43SQ37I5.29號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位復(fù)位44SQ38I5.3掛鉤9松到位急停45SQ39I5.4掛鉤9掛到位現(xiàn)場(chǎng)急停46SQ40I5.510號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)現(xiàn)場(chǎng)復(fù)位47SQ41I5.610號(hào)載車(chē)板平移故障1號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)48SQ42I5.710號(hào)載車(chē)板升降故障1號(hào)載車(chē)板平移故障49SQ43I6.010號(hào)載車(chē)板有車(chē)1號(hào)載車(chē)板有車(chē)50SQ44I6.110號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位1號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位51SQ45I6.2掛鉤10松到位2號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)52SQ46I6.3掛鉤10掛到位2號(hào)載車(chē)板平移故障53SQ47I6.411號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)2號(hào)載車(chē)板有車(chē)54SQ48I6.511號(hào)載車(chē)板升降故障2號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位55SQ49I6.611號(hào)載車(chē)板有車(chē)3號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)56SQ50I6.711號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位4號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)57SQ51I7.0掛鉤11松到位4號(hào)載車(chē)板平移故障58SQ52I7.1掛鉤11掛到位4號(hào)載車(chē)板有車(chē)59SQ53I7.212號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)4號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位60SQ54I7.312號(hào)載車(chē)板升降故障5號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)61SQ55I7.412號(hào)載車(chē)板有車(chē)5號(hào)載車(chē)板平移故障62SQ56I7.512號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位5號(hào)載車(chē)板有車(chē)63SQ57I7.6掛鉤12松到位5號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位64SQ58I7.7掛鉤12掛到位6號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)65SQ59I8.013號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)6號(hào)載車(chē)板平移故障66SQ60I8.113號(hào)載車(chē)板升降故障6號(hào)載車(chē)板升降故障67SQ61I8.213號(hào)載車(chē)板有車(chē)6號(hào)載車(chē)板有車(chē)68SQ62I8.313號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位6號(hào)載車(chē)板車(chē)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(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)7號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)72SQ66I8.714號(hào)載車(chē)板升降故障7號(hào)載車(chē)板平移故障73SQ67I9.014號(hào)載車(chē)板有車(chē)7號(hào)載車(chē)板升降故障74SQ68I9.114號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位7號(hào)載車(chē)板有車(chē)75SQ69I9.2掛鉤14松到位7號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位76SQ70I9.3掛鉤14掛到位掛鉤7松到位77SQ71I9.415號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)掛鉤7掛到位78SQ72I9.515號(hào)載車(chē)板升降故障8號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)79SQ73I9.615號(hào)載車(chē)板有車(chē)9號(hào)車(chē)位限位開(kāi)關(guān)80SQ74I9.715號(hào)載車(chē)板車(chē)停到位9號(hào)載車(chē)板平移故障81SQ75I10.0掛鉤15松到位9號(hào)載車(chē)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(hào)*********26272829303***373839符號(hào)KM1KM2KM3KM4KM5KM6KM7KM8KM9KM10KM11KM12KM13KM14KM15KM16KM17KM18KM19KM20KM21KM22KM23KM24KM25KM26KM27KM28KM29KM30KM31KM32KM33KM34KM35KM36KM37KM38KM39地址Q(chēng)0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4Q1.5Q1.6Q1.7Q2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.6Q2.7Q3.0Q3.1Q3.2Q3.3Q3.4Q3.5Q3.6Q3.7Q4.0Q4.1Q4.2Q4.3Q4.4Q4.5Q4.6功能序號(hào)1號(hào)載車(chē)板左移401號(hào)載車(chē)板右移411號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行421號(hào)載車(chē)板運(yùn)行432號(hào)載車(chē)板左移442號(hào)載車(chē)板右移452號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行462號(hào)載車(chē)板運(yùn)行474號(hào)載車(chē)板左移484號(hào)載車(chē)板右移494號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行504號(hào)載車(chē)板運(yùn)行515號(hào)載車(chē)板左移525號(hào)載車(chē)板右移535號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行545號(hào)載車(chē)板運(yùn)行556號(hào)載車(chē)板左移566號(hào)載車(chē)板右移576號(hào)載車(chē)板上升586號(hào)載車(chē)板下降59掛鉤6606號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行616號(hào)載車(chē)板運(yùn)行627號(hào)載車(chē)板左移637號(hào)載車(chē)板右移647號(hào)載車(chē)板上升657號(hào)載車(chē)板下降66掛鉤7677號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行687號(hào)載車(chē)板運(yùn)行699號(hào)載車(chē)板左移709號(hào)載車(chē)板右移719號(hào)載車(chē)板上升729號(hào)載車(chē)板下降73掛鉤9749號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行759號(hào)載車(chē)板運(yùn)行7610號(hào)載車(chē)板左移7710號(hào)載車(chē)板右移符號(hào)KM40KM41KM42KM43KM44KM45KM46KM47KM48KM49KM50KM51KM52KM53KM54KM55KM56KM57KM58KM59KM60KM61KM62KM63KM64KM65KM66KM67KM68KM69KM70KM71KM72KM73KM74KM75KM76KM77地址Q(chēng)4.7Q5.0Q5.1Q5.2Q5.3Q5.4Q5.5Q5.6Q5.7Q6.0Q6.1Q6.2Q6.3Q6.4Q6.5Q6.6Q6.7Q7.0Q7.1Q7.2Q7.3Q7.4Q7.5Q7.6Q7.7Q8.0Q8.1Q8.2Q8.3Q8.4Q8.5Q8.6Q8.7Q9.0Q9.1Q9.2Q9.3Q9.4功能10號(hào)載車(chē)板上升10號(hào)載車(chē)板下降掛鉤1010號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行10號(hào)載車(chē)板運(yùn)行11號(hào)載車(chē)板上升11號(hào)載車(chē)板下降掛鉤1111號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行11號(hào)載車(chē)板運(yùn)行12號(hào)載車(chē)板上升12號(hào)載車(chē)板下降掛鉤1212號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行12號(hào)載車(chē)板運(yùn)行13號(hào)載車(chē)板上升13號(hào)載車(chē)板下降掛鉤1313號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行13號(hào)載車(chē)板運(yùn)行14號(hào)載車(chē)板上升14號(hào)載車(chē)板下降掛鉤1414號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行14號(hào)載車(chē)板運(yùn)行15號(hào)載車(chē)板上升15號(hào)載車(chē)板下降掛鉤1515號(hào)載車(chē)板傳感器運(yùn)行15號(hào)載車(chē)板運(yùn)行自動(dòng)運(yùn)行手動(dòng)運(yùn)行載車(chē)板故障報(bào)警蜂鳴器車(chē)位已滿(mǎn)掛鉤故障燈車(chē)庫(kù)溫度報(bào)警車(chē)庫(kù)可燃物報(bào)警
第二篇:現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)
現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)(調(diào)速)
目錄
一、課程設(shè)計(jì)的目的.......................................................................................................................2
二、課程設(shè)計(jì)的要求.......................................................................................................................2
三、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)(十機(jī)架連軋分部傳動(dòng)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)).......................................3
(一)、連軋機(jī)原理...............................................................................................................3
(二)、基本參數(shù)...................................................................................................................3
(1)、電動(dòng)機(jī)參數(shù)..............................................................................................................3
(三)、設(shè)計(jì)指標(biāo)...................................................................................................................4
(四)設(shè)計(jì)要求.......................................................................................................................4
四、晶閘管整流主電路的設(shè)計(jì)與選擇...........................................................................................4
(一)、整流變壓器的計(jì)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(jì)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(jì)算與選擇...............................................................................................6
(1)、實(shí)際應(yīng)串入的平波電抗器LK(mH).............................................................6
(四)、保護(hù)元件的計(jì)算與選擇...........................................................................................6
(1)、交流側(cè)阻容過(guò)壓保護(hù).........................................................................................6(2)、交流側(cè)壓敏電阻過(guò)壓保護(hù).................................................................................7(3)、晶閘管元件過(guò)壓保護(hù).........................................................................................8(4)、晶閘管裝置的過(guò)流保護(hù).....................................................................................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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)及分析..........................................................11
交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
(三)、速度調(diào)節(jié)器單元(ASR)及電路設(shè)計(jì)及分析.........................................................12
(四)、電流調(diào)節(jié)器單元(ACR)及電路設(shè)計(jì)及分析........................................................13
(五)、速度變換器(SB)及電路設(shè)計(jì)及分析................................................................13
(六)、觸發(fā)輸入及保護(hù)單元及電路設(shè)計(jì)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(xiàng).........................................................................................21
七、體會(huì)與建議.............................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。
一、課程設(shè)計(jì)的目的
課程設(shè)計(jì)是本課程教學(xué)中極為重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),它不但起著提高本課程教學(xué)質(zhì)量、水平和檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容掌握程度的作用,而且還將起到從理論過(guò)渡到實(shí)踐的 橋梁作用。因此,必須認(rèn)真組織,周密布置,積極實(shí)施,以期達(dá)到下述教學(xué)目的。
① 通過(guò)課程設(shè)計(jì),使學(xué)生進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)充在交直流調(diào)速及相關(guān)課程方面的基本只是、基本理論和基本技能,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
② 通過(guò)課程設(shè)計(jì),讓學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)、嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍和實(shí)事求是的工作作風(fēng),達(dá)到提高學(xué)生基本素質(zhì)之目的。
③ 通過(guò)課程設(shè)計(jì),讓學(xué)生獨(dú)立完成一項(xiàng)直流或交流調(diào)速系統(tǒng)課題的基本設(shè)計(jì)工作,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和實(shí)際查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料能力的目的。
④ 通過(guò)課程設(shè)計(jì),使學(xué)生熟悉設(shè)計(jì)過(guò)程,了解設(shè)計(jì)步驟,掌握設(shè)計(jì)內(nèi)容,達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生工程繪圖和編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)能力的目的,為學(xué)生今后從事相關(guān)方面的實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。
二、課程設(shè)計(jì)的要求
① 根據(jù)設(shè)計(jì)課題的技術(shù)指標(biāo)和給定條件,在教師指導(dǎo)下,能夠獨(dú)立而正確地進(jìn)行方案論證和設(shè)計(jì)計(jì)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(shè)計(jì)內(nèi)容、方法和步驟。③ 要求會(huì)查閱有關(guān)參考資料和手冊(cè)等。④ 要求學(xué)會(huì)選擇有關(guān)元件和參數(shù)。
⑤ 要求學(xué)會(huì)繪制有關(guān)電氣系統(tǒng)圖和編制元件細(xì)節(jié)。⑥ 要求學(xué)會(huì)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
三、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)(十機(jī)架連軋分部傳動(dòng)直流調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì))
(一)、連軋機(jī)原理
在冶金工業(yè)中,軋制過(guò)程是金屬壓力加工的一個(gè)主要工藝過(guò)程,而連軋則是一種可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和軋制質(zhì)量的先進(jìn)方法。其主要特點(diǎn)是被軋金屬同時(shí)處于若干機(jī)架之中,并沿著同一方向進(jìn)行軋制最終形成一定的斷面形狀。其軋制原理和過(guò)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(jī)的電氣傳動(dòng)則應(yīng)在保證物質(zhì)流量恒定的前提下承受咬鋼和軋制時(shí)的沖擊性負(fù)載,實(shí)現(xiàn)機(jī)架的各部分控制和協(xié)調(diào)控制。每個(gè)機(jī)架的上下軋錕公用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)實(shí)行集中拖動(dòng),不同機(jī)架采用不同電動(dòng)機(jī)實(shí)行部分傳動(dòng),各機(jī)架軋錕之間的速度則按物質(zhì)流量恒定原理用速度鏈實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制
物質(zhì)流量不變的要求應(yīng)在穩(wěn)態(tài)和過(guò)渡過(guò)程中都得到滿(mǎn)足,因此,必須對(duì)過(guò)渡過(guò)程實(shí)踐和超調(diào)量都提出相應(yīng)的限制。
連軋機(jī)的完整控制包括許多方面,本課題只考慮軋錕拖動(dòng)的基本控制即調(diào)速問(wèn)題,并以十機(jī)架軋機(jī)為例,至于張力卷取問(wèn)題等將不涉及。
(二)、基本參數(shù)
考慮到課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐有限,本課題直接給出各部分電動(dòng)機(jī)的額定參數(shù)作為設(shè)計(jì)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(jiǎn)化設(shè)計(jì)計(jì)算。(1)、電動(dòng)機(jī)參數(shù)
以十機(jī)架為準(zhǔn),每個(gè)機(jī)架對(duì)應(yīng)一臺(tái)電動(dòng)機(jī),由此形成10個(gè)部分,各部分電動(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)
為額定電流、nn[(r/min)]為額定轉(zhuǎn)速、Ra(Ω)為電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻、GD2a(N2m2)為電動(dòng)機(jī)飛輪力矩、P為極對(duì)數(shù)。Ifn(A)為額定勵(lì)磁電流。
表3-1 各部分電動(dòng)機(jī)額定參數(shù)
機(jī)架序號(hào) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) Pn/Kw Un/V
In/A
na/(r/min)Ra/Ω
Ifn/A
Gda2/N2m
2
P/對(duì) 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(shè)計(jì)指標(biāo)
① 穩(wěn)態(tài)指標(biāo):無(wú)靜差。
② 動(dòng)態(tài)指標(biāo):電流超調(diào)量﹠i≤5%;啟動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量﹠n≤5%(按退飽和式計(jì)算)
(四)設(shè)計(jì)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(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載和缺相保護(hù)。④ 要求觸發(fā)脈沖有故障封鎖能力。
⑤ 要求對(duì)1號(hào)機(jī)架拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置給定積分器,其他機(jī)架拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置給定速度鏈,以實(shí)現(xiàn)速度協(xié)調(diào)控制。
四、晶閘管整流主電路的設(shè)計(jì)與選擇
(一)、整流變壓器的計(jì)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(shè)計(jì)
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(dāng)一次側(cè)繞組Y接時(shí),一次側(cè)相電壓U1等于電網(wǎng)相電壓;當(dāng)一次側(cè)繞組△接時(shí),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(dòng)機(jī)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(dòng)系數(shù)∈有關(guān),可按下式近似計(jì)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(fù)載性質(zhì)和電動(dòng)機(jī)額定電流In有關(guān),可別計(jì)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(jì)算容量S可分別計(jì)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(jì)算系數(shù)(電感負(fù)載)
計(jì)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(jì)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(hù)可靠運(yùn)行的前提下降低
交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
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(guò)平均電流)IT,它們與整流電路形式、負(fù)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(guān)。一般按α=0計(jì)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(shí)際承受的最大峰值電壓Um有關(guān),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(fù)載電流Im有關(guān),即
IT=(1.5~2.0)KfbIm
式中,Kfb為計(jì)算系數(shù),參見(jiàn)表4-2;1.5~2.0為安全系數(shù)
表4-2 整流變壓器的計(jì)算系數(shù)(電感負(fù)載)計(jì)算系數(shù) 負(fù)載形式 單相橋式 三相半波 三相半控橋 Kfb 電阻負(fù)載 0.5 0.374 0.368 Kfb 電感負(fù)載 0.45 0.367 0.367
(三)、電抗器的計(jì)算與選擇
為了提高晶閘管裝置對(duì)負(fù)載供電的性能及運(yùn)行的安全可靠性,通過(guò)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(shí)際應(yīng)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(hù)元件的計(jì)算與選擇
(1)、交流側(cè)阻容過(guò)壓保護(hù)
① 交流側(cè)過(guò)壓保護(hù)電容(單位為uF)的計(jì)算公式
C≥2i0%S//U22
式中 S————整流變壓器的平均計(jì)算容量,V2A;
i0%—————變壓器勵(lì)磁電流百分?jǐn)?shù),對(duì)于10~560kV2A的三相變壓
交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
器,一般去i0%=4~10.電容C(單位為uF)的交流耐壓應(yīng)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(guò)壓保護(hù)電阻的計(jì)算公式
R≥(6.9 U22/S)√ ̄(uk%/ i0%)式中,uk%為變壓器的短路比,對(duì)于10~1000kV2A的變壓器,對(duì)應(yīng)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(jì)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(jì)算系數(shù),對(duì)于單相K1=1;對(duì)于三相K1=3;
K2——計(jì)算系數(shù),對(duì)于單相K2=200;對(duì)于三相半波:阻容△接法K2=450;阻容Y接法K2=150;對(duì)于三相橋式:阻容△接法K2=900;阻容Y接法K2=300。
當(dāng)CR<0.2ms時(shí),所選PR值接近于上式只右方; 當(dāng)CR>5ms時(shí),所選PR值應(yīng)接近于上式之左方。
③ 不同接法下阻容的實(shí)際取值:見(jiàn)表4-3.表中C和R為前述計(jì)算值。
表4-3 變壓器和阻容不同接法時(shí)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(guò)壓保護(hù)
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(dāng)Iy≤100A時(shí),Ky=1.8~;當(dāng)Iy≥3kA時(shí),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(shè)計(jì)
(3)、晶閘管元件過(guò)壓保護(hù)
① 限制關(guān)斷過(guò)電壓的阻容RC的經(jīng)驗(yàn)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(guò)流保護(hù)
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(shí)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(yīng)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(shè)計(jì)
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(shè)計(jì)與選擇 9
交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
(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(hù)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(jìn)線電源通過(guò)三相整流變壓器或者交流進(jìn)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(shè)有過(guò)電壓保護(hù)和過(guò)電流保護(hù)。交直流側(cè)過(guò)電壓保護(hù)采用阻容過(guò)電壓吸收器和氧化鋅壓敏電阻。晶閘管元件換相過(guò)電壓保護(hù)采用阻容過(guò)電壓吸收器。過(guò)電流保護(hù)有快速熔斷
器、電子過(guò)電流保護(hù)以及過(guò)電流繼電器。電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁回路設(shè)有過(guò)電壓保護(hù)(壓敏電阻)和失磁保護(hù)(欠電流繼電器)。
(3)為了使電動(dòng)機(jī)電樞電流連續(xù)并減小電流脈動(dòng)以改善電動(dòng)機(jī)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(shè)計(jì)
(二)、給定積分器單元(GJ)電路電路設(shè)計(jì)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(shí)間為函數(shù)的線性電壓輸出,它的輸出代表電動(dòng)機(jī)的給定速度,該輸出量作為速度調(diào)節(jié)器(ASR)的給定信號(hào)。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(gè)集成放大器A1,A2,A3組成的電平檢測(cè)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(cè)器(比較器)接受輸入給定信號(hào)量并與A3倒相器輸出電壓反饋信號(hào)進(jìn)行比較。A2組成的積分器,其積分時(shí)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(hào)變換為以時(shí)間為函數(shù)的線性電壓。A3為倒相器,將A2的輸出信號(hào)反相。A3的輸出信號(hào)還通過(guò)電阻R8負(fù)反饋至A1輸入端,當(dāng)R8=R3=30 kΩ時(shí),使A2和A3的輸出穩(wěn)態(tài)絕對(duì)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(cè)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(jiàn),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(shè)計(jì)
正向負(fù)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(fù)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(shí)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(shè)計(jì)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(cè)器(比較器)和集成放大器A2組成的速度調(diào)節(jié)器兩個(gè)部分。電平檢測(cè)器(比較器)是由集成運(yùn)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(wú)速度給定。當(dāng)速度給定信號(hào)小于10.21V時(shí),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(guò)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(fù)向限幅電壓,使電流調(diào)節(jié)器輸出一個(gè)推β信號(hào),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(jī)狀態(tài)。當(dāng)○14(○16)端速度給定信號(hào)大于
∣0.2∣V時(shí),A1電平檢測(cè)器(比較器)迅速翻轉(zhuǎn),輸出為負(fù),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(fù)向飽和,并開(kāi)始按速度偏差信號(hào)進(jìn)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(lái)改變正向電壓限幅值。調(diào)節(jié)器輸出負(fù)向電壓限幅采用二極管反饋限幅方式,負(fù)向電壓限幅值固定為-2 V。
交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
(四)、電流調(diào)節(jié)器單元(ACR)及電路設(shè)計(jì)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(cè)變換電路和集成放大器A組成的電流調(diào)節(jié)器兩個(gè)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(lái)自二次側(cè)額定電流為0.1 A的電流互感器的信號(hào),并變換成直流電壓,作為電流負(fù)反饋電壓輸出,電流負(fù)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(hào),其輸出端接觸發(fā)輸入單元。電流調(diào)節(jié)器輸出正向、負(fù)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(shè)計(jì)及分析
速度變換器將直流測(cè)速發(fā)電機(jī)電壓經(jīng)分壓后向速度調(diào)節(jié)器提供轉(zhuǎn)速反饋信號(hào),同時(shí)還提供轉(zhuǎn)速指示儀表所需的信號(hào)、超速保護(hù)信號(hào)。速度變換器電路如圖3—12所示。直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的電壓從③和○11端輸入。輸入信號(hào)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(shè)計(jì)
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(jìn)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(fù)電壓。
超速保護(hù)電路是由集成放大器A組成的電平檢測(cè)器和小晶閘管VT組成帶有記憶功能的電平檢測(cè)器電路。轉(zhuǎn)速反饋電壓經(jīng)二極管VD11,VDl2整流變成正絕對(duì)值轉(zhuǎn)速反饋電壓,送電平檢測(cè)器輸入端,與偏置電壓進(jìn)行比較。正常時(shí)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(fù)向電壓,小晶閘管VT關(guān)斷,輸出Ⅲ為“1”高電平。當(dāng)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(dǎo)通,輸出Ⅲ為低電平,并自保發(fā)出超速信號(hào)送電源及事故綜合單元。由于晶閘管VT一旦導(dǎo)通,即使觸發(fā)信號(hào)消失,它仍能保持導(dǎo)通狀態(tài),起到事故記憶作用,因此在事故處理之后,需按復(fù)位按鈕進(jìn)行復(fù)位。
(六)、觸發(fā)輸入及保護(hù)單元及電路設(shè)計(jì)及分析
觸發(fā)輸入及保護(hù)單元電路如圖3—13所示。
本單元包括過(guò)電流保護(hù)和觸發(fā)輸入兩個(gè)部分。
交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
1)過(guò)電流保護(hù)電路。過(guò)電流保護(hù)電路由晶體管V1和小晶閘管VT及有關(guān)電
20端輸入,它與從電位器RPl取出的阻、電容組成。過(guò)電流信號(hào)電壓(負(fù)值)Ufi從○偏置電壓Ul
進(jìn)行比較。系統(tǒng)正常工作狀態(tài)時(shí), 過(guò)電流反饋電壓Ufi?狀態(tài),V1飽和導(dǎo)通,小晶閘管,VT處于阻斷狀態(tài),通過(guò)電阻R10,為V2提供飽和基極電流使其飽和導(dǎo)通;當(dāng)系統(tǒng)過(guò)電流事故狀態(tài)時(shí),過(guò)電流反饋電壓Ufi?R1?R2U1,VDl處于導(dǎo)通狀態(tài),原R5R1?R2U1,VDl處于阻斷R5來(lái)通過(guò)R6注入Vl基極的電流轉(zhuǎn)移到VDl使Vl截止,正電源通過(guò)R7。VS1為晶閘管VT提供觸發(fā)電流,晶閘管VT導(dǎo)通,由于R10,R11的分壓作用使V2截止,正電源過(guò)R12、R13、VD5給觸發(fā)輸入電路輸入一個(gè)推β信號(hào),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(kuò)大。由于晶閘管VT一旦導(dǎo)通,即使觸發(fā)信號(hào)消失,它仍能保持導(dǎo)通狀態(tài)并起到事故記憶作用,因此在事故處理后需按復(fù)位按鈕進(jìn)行復(fù)位。使晶閘管VT關(guān)斷,解除記憶。調(diào)整RP1可調(diào)整過(guò)電流動(dòng)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(guān)系
交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
位配合用,它將來(lái)自電流調(diào)節(jié)器輸出的正負(fù)信號(hào)電壓變換為正輸出信號(hào)電壓。以適應(yīng)觸發(fā)電路的移
相信號(hào)電壓的要求。3號(hào)端的輸入電壓接電流調(diào)節(jié)器輸出電壓UK,13號(hào)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(shí)輸入與輸出關(guān)系如圖3—14所示。
從電流調(diào)節(jié)器來(lái)的輸出電壓UK由3號(hào)端輸入,它與電位器RP2上取得的電壓U2進(jìn)行疊加,在V3的基極A點(diǎn)得到的電位為:
UA?R16UK?R15U2R15?R16
若R15=R16,則UA=(U2+UK)/2 ,當(dāng)UN?UA?UM時(shí),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(dāng)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(shè)有U13min(?min)和U13max(?min)限制。
當(dāng)③端輸入控制電壓UK負(fù)向增大時(shí),V3飽和導(dǎo)通,VD 8截止,正電壓通過(guò)R18為V4的基極提供飽和基極電流,V4飽和導(dǎo)通,Uce≈0,U4c=UN==UA,所以U13=UA= UN。因此即使輸入電壓UK負(fù)向電壓繼續(xù)增加,U13端輸出電壓不變,U13min=U4c,輸出電壓U13min對(duì)應(yīng)于觸發(fā)電路控制角?min。調(diào)電位器RP3,可調(diào)U13min的值。
當(dāng)③端輸入電壓UK正向電壓增加時(shí),UA,U4c亦隨之上升,當(dāng)UA,U4c>UM時(shí),VD9導(dǎo)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(duì)應(yīng)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(jiàn)電力電子技術(shù)教材相關(guān)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(guò)流超速等的故障信號(hào)。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(guò)電流、超速信號(hào)電壓經(jīng)④與⑤端輸入,正常時(shí)輸入均為“1”,三極管V2導(dǎo)通,繼電器K吸合。當(dāng)發(fā)生過(guò)電流或超速時(shí),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(lèi),V2截止,繼電器K釋放發(fā)出事故信號(hào)?!?5 V電源接②端和21端,交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
正常時(shí)V3導(dǎo)通,V3集電極電位小于零電位,不影響V1,V2狀態(tài)。當(dāng)±15 v電源中任
一個(gè)電壓過(guò)低時(shí),V3關(guān)斷使V1導(dǎo)通,V2截止,繼電器K釋放發(fā)出事故信號(hào)。
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(gè)系統(tǒng)對(duì)不可逆直流調(diào)速系統(tǒng)停車(chē)、正向起動(dòng)、減速各種運(yùn)行工作過(guò)程進(jìn)行分析。
(1)停車(chē)狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)停車(chē)時(shí),開(kāi)關(guān)S打開(kāi),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(gè)大于+8 V的推β信號(hào)電壓,使速度調(diào)節(jié)器輸出電壓為負(fù)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(guò)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(dòng)機(jī)處于停車(chē)狀態(tài)。
(2)電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合,給出負(fù)的正向速度給定電壓(U*n?0),當(dāng)速度給定電壓U*n>∣0.2 ∣V時(shí)A1速度給定比較器迅速翻轉(zhuǎn),輸出為負(fù)電壓,使速度調(diào)節(jié)器迅速退出負(fù)限幅值-U*im并開(kāi)始按速度偏差信號(hào)進(jìn)行P,I調(diào)節(jié)。經(jīng)積分給定器使給出負(fù)的給定電壓變成線性變化的負(fù)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(fù)。由于轉(zhuǎn)速反饋電壓Un受機(jī)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(fù)。經(jīng)過(guò)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(dòng),使?<90°,晶閘管變流器工作于整流狀態(tài),電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)。以后起動(dòng)過(guò)程和前面所述的速度電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程一樣,不再重復(fù)。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),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(fù)載電流反饋電壓Ui相等。
交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
(3)減速(或停車(chē))。正向減速時(shí)速度給定值減小,極性不變?nèi)詾樨?fù)給定電壓,而電
動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)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(fù)的限幅值,使電流調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc為正,經(jīng)過(guò)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(duì)于不可逆系統(tǒng)由于晶閘管變流器只能提供一個(gè)方向的電流,電動(dòng)機(jī)只在負(fù)載阻力矩作用下減速,直至電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降至接近新的給定值時(shí)。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(kāi)始退出負(fù)的限幅值,電流調(diào)節(jié)器輸出從正的最大值向負(fù)電壓變化,觸發(fā)器CF的觸發(fā)脈沖從?min開(kāi)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(dòng)機(jī)在新的給定值下運(yùn)行。
當(dāng)正向停車(chē)時(shí)速度給定電壓U*n=0(<∣0.2∣V時(shí)),速度調(diào)節(jié)器單元中A1速度給定比較器輸出一個(gè)大于+8 V的推β信號(hào)電壓,使速度調(diào)節(jié)器輸出為負(fù)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(dòng)機(jī)在阻力矩作用下減速至停車(chē)。
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(gè)調(diào)節(jié)器進(jìn)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(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)速的影響。
系統(tǒng)工作時(shí),應(yīng)首先給電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)磁電壓,改變給定電壓U*n,即可方便地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。ASR、ACR均設(shè)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(dá)到限制起動(dòng)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(dá)到限制αmin的目的。
當(dāng)加入給定電壓U*n起動(dòng)時(shí),ASR飽和輸出,使電動(dòng)機(jī)以限定的最大起動(dòng)電流加速起動(dòng)。直到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)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(yùn)行在略低于給定轉(zhuǎn)速的相應(yīng)數(shù)值上。
交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
圖6-1 晶閘管轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)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(kāi)環(huán),后閉環(huán)。即先使系統(tǒng)能正常開(kāi)環(huán)運(yùn)行,然后在確定電流和轉(zhuǎn)速均為負(fù)反饋時(shí)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(shí),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(gè)觸發(fā)單元的鋸齒波,要求波形正常、對(duì)稱(chēng),觸發(fā)用雙脈沖相位差應(yīng)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(shí),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(dāng)輸入U(xiǎn)n*為正而且增加時(shí),調(diào)節(jié)ASR負(fù)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(fù)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(dāng)輸入U(xiǎn)*n為負(fù)且增加時(shí),通過(guò)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(guò)ACR正限幅電位器鎖定。
3. 電流環(huán)調(diào)試(電動(dòng)機(jī)不加勵(lì)磁并堵轉(zhuǎn))
(1)電流反饋極性的測(cè)定及過(guò)電流保護(hù)環(huán)節(jié)整定。
整定時(shí)ASR、ACR均不接入系統(tǒng),系統(tǒng)處于開(kāi)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(shí)應(yīng)將電動(dòng)機(jī)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)
交直流調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)
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(guò)電流保護(hù)電位器,使過(guò)電流保護(hù)動(dòng)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(cè)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(fù)反饋信號(hào)Ui接入ACR組成電流閉環(huán)。通過(guò)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(shuō)明原先整定的電流反饋電壓Ui偏小。導(dǎo)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(mǎn)足要求為止。若當(dāng)Un=U*im時(shí),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(yīng)增加有限,小于過(guò)流保護(hù)值,這說(shuō)明系統(tǒng)已經(jīng)具有限流保護(hù)效果。在此基礎(chǔ)上測(cè)定U i值,并計(jì)算出電流反饋系數(shù)β。
(3)電流環(huán)動(dòng)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(duì)電流環(huán)動(dòng)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(shí)間常數(shù)不變)。
4. 速度環(huán)調(diào)試(電動(dòng)機(jī)加額定勵(lì)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(kāi)環(huán),U*n作為ACR 輸入給定,逐漸加正給定U*n,當(dāng)轉(zhuǎn)速n=nN時(shí),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(jī)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(fù)反饋要求將速度反饋信號(hào)Un接入ASR的輸入端。
5.系統(tǒng)特性測(cè)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(fù)載電阻Rfz起始置于最大,開(kāi)關(guān)SL合上。
(1)系統(tǒng)靜態(tài)特性測(cè)試。(2)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的觀察
用雙蹤慢掃描示波器觀察動(dòng)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(dòng)態(tài)波形。
①突加給定電壓時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。②突減給定電壓時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。
③突加負(fù)載(即空載時(shí)閉合SL加額定負(fù)載)時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。④突減負(fù)載(即突然打開(kāi)SL)時(shí)電動(dòng)機(jī)電樞電流波形和轉(zhuǎn)速波形。
改變下列參數(shù),重做上述實(shí)驗(yàn):
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(shí)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(duì)轉(zhuǎn)速環(huán)動(dòng)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(shè)計(jì)
動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。
(三)、系統(tǒng)調(diào)試注意事項(xiàng)
1.雙蹤示波器兩個(gè)探頭的地線是通過(guò)示波器外殼短接的,故在使用時(shí)必須使兩個(gè)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(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí),不能采用突加給定電壓的方法起動(dòng)電動(dòng)機(jī),必須逐漸增加給定電壓,以免產(chǎn)生過(guò)大的電流沖擊。
3.調(diào)試電流環(huán)時(shí),不要讓電動(dòng)機(jī)在大電流下堵轉(zhuǎn)時(shí)間太長(zhǎng),以免電動(dòng)機(jī)因過(guò)度發(fā)熱而損壞。
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(guò)去提出的輥道化、自動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)是低消耗(節(jié)能型),低污染(環(huán)保型)、低成本、高效率。
實(shí)現(xiàn)綠色窯爐的努力方向是:研究新的自動(dòng)控制方式和方法、降低窯爐風(fēng)機(jī)電耗和噪音、研究先進(jìn)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(cè)中心。
實(shí)現(xiàn)綠色窯爐的目標(biāo)是:燃料消耗進(jìn)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(duì)原有的窯爐控制手段和方法提出了更高的技術(shù)要求。
目前窯爐的控制方法,已由90年代的手動(dòng)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?;溫度由以前的單純PID調(diào)節(jié)方法變?yōu)椋校桑募由夏:刂频恼{(diào)節(jié)方法;傳動(dòng)由常規(guī)控制變?yōu)樽冾l技術(shù)的線速度控制等。隨著窯爐長(zhǎng)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(biāo)是一個(gè)多輸入、多輸出、多變量、大滯后、非線收的變化
量,使得我們過(guò)去的控制方法越來(lái)越不適應(yīng)當(dāng)前窯爐的發(fā)展要求。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)控制技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)控制技術(shù),利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)控制中的容錯(cuò)技術(shù)對(duì)窯爐的控制實(shí)現(xiàn)了可能。
1、窯爐系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
1.1系統(tǒng)的管理
利用過(guò)程控制級(jí)計(jì)算機(jī)和先進(jìn)的控制軟件在軟件中加上先進(jìn)的容錯(cuò)技術(shù)、依靠計(jì)算機(jī)本身的高可靠性,高穩(wěn)定性對(duì)各項(xiàng)過(guò)程進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)視,實(shí)時(shí)管理、實(shí)時(shí)控制、出錯(cuò)實(shí)時(shí)報(bào)警、實(shí)時(shí)控制過(guò)程中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),并且通過(guò)光纖通訊管理人員管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊,完成技術(shù)數(shù)據(jù)的監(jiān)控,記錄存儲(chǔ)和報(bào)表打印。
1.2風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的控制
利用獨(dú)立的可編程序控制器,風(fēng)機(jī)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(guò)程控制級(jí)計(jì)算機(jī)通訊,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的管理控制,結(jié)合容錯(cuò)技術(shù)、在檢測(cè)到風(fēng)機(jī)及控制設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)切換到另一臺(tái)備用電機(jī)運(yùn)行,確保設(shè)備的正常運(yùn)行。
1.3傳動(dòng)系統(tǒng)的控制
利用獨(dú)立的速度反饋信號(hào)模塊和電機(jī)專(zhuān)用三相交流模塊,對(duì)傳動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)線速度的閉環(huán)控制,利用專(zhuān)用的RS232/RS485信號(hào)通訊模塊,同過(guò)程控制級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)行通訊,可以方便,可靠,準(zhǔn)確地設(shè)置每臺(tái)傳動(dòng)電機(jī)之間的速度差,保證產(chǎn)品在窯內(nèi)燒成段的運(yùn)行不重疊。同時(shí)利用容錯(cuò)技術(shù)、檢測(cè)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況,一旦發(fā)現(xiàn)異常、自動(dòng)切換到備用控制回路,保證傳動(dòng)的正常運(yùn)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(gè)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(guān)鍵所在。利用計(jì)算機(jī)的混沌模糊控制技術(shù),外加容錯(cuò)技術(shù)的方法,取代傳統(tǒng)智能儀表。外加計(jì)算機(jī)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(bào)警等控制。其中報(bào)警控制由報(bào)警輸入模塊和報(bào)警輸出模塊組成,并用過(guò)程控制級(jí)計(jì)算機(jī)連接。
2、系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)
2. 1整機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
(1)利用高可靠的控制軟件和人機(jī)界面,實(shí)現(xiàn)了友好的人機(jī)對(duì)話(huà),使操作更為方便、快捷。
(2)減少了由車(chē)間設(shè)備管理員每時(shí)、每日向上一級(jí)領(lǐng)導(dǎo)遞送報(bào)表的繁鎖程序。
(3)在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中,利用混沌模糊控制技術(shù)和超強(qiáng)容錯(cuò)技術(shù),保證了設(shè)備運(yùn)行中的高可靠性。
(4)在溫度控制過(guò)程中,利用模糊控制技術(shù),使控制溫度的精確度和準(zhǔn)確度提高了,可達(dá)≤±5℃,避免了在窯爐設(shè)備壓力和氣氛變化過(guò)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(jī)模塊和速度反饋模塊,對(duì)傳動(dòng)電機(jī)實(shí)行閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)電機(jī)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(dòng)電機(jī)的速度更準(zhǔn)確,同時(shí),也避免產(chǎn)品在窯內(nèi)運(yùn)行過(guò)程中前后不一致的現(xiàn)象。
(6)實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙自動(dòng)記錄實(shí)時(shí)控制過(guò)程中的有關(guān)參數(shù),方便以后備查,打印和調(diào)用。
(7)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),實(shí)現(xiàn)管理人員同時(shí)直接管理設(shè)備,隨時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),報(bào)表的打印,隨時(shí)撐握設(shè)備的運(yùn)行工況。
(8)準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、完善的報(bào)警功能使設(shè)備運(yùn)行更安全、更可靠。
(9)本系統(tǒng)運(yùn)行后,產(chǎn)品質(zhì)量可提高5%-8%,節(jié)能率達(dá)3%-5%,達(dá)到較好的節(jié)能增效目的。
2.2 系統(tǒng)的缺點(diǎn)
(1)系統(tǒng)集成性、可靠性、安全性要求的提高導(dǎo)致項(xiàng)目設(shè)備成本增加。
(2)對(duì)負(fù)責(zé)維護(hù)、修理的技術(shù)人員提出了更高的技術(shù)水準(zhǔn)。
3 噴霧干燥塔自動(dòng)控制系統(tǒng)
3.1過(guò)去存在的問(wèn)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(chēng)重測(cè)量,時(shí)間長(zhǎng),不準(zhǔn)確。采用微波爐加熱一般需要4-5min,時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。微波爐加熱存在溫度過(guò)高和不均勻現(xiàn)象,不能準(zhǔn)確反映粉料水份的真實(shí)狀況。
(2)測(cè)量采用抽檢方式,不能全面反映粉料水份分布情況。
(3)測(cè)量時(shí)間長(zhǎng),采用抽檢方式,不能為操作人員提供實(shí)時(shí)的參數(shù)依據(jù),不易及時(shí)控制。
(4)人工記錄現(xiàn)場(chǎng)的參數(shù)不可靠,不準(zhǔn)確,給管理和考核帶來(lái)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(shí)向長(zhǎng),資源浪費(fèi)大。當(dāng)粉料水份有偏差時(shí),人工調(diào)節(jié)波動(dòng)大,調(diào)節(jié)時(shí)間長(zhǎng),粉料品質(zhì)得不到保證。
針對(duì)以上存在的問(wèn)題,設(shè)計(jì)出新的噴霧干燥塔自動(dòng)控制系統(tǒng)。
3.2噴霧干燥塔自動(dòng)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
噴霧干燥塔自動(dòng)控制系統(tǒng),主要是要實(shí)現(xiàn)粉料水份的在線控制,其自動(dòng)控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)主要有:
(1)系統(tǒng)采用在線水份測(cè)量?jī)x進(jìn)行粉料水份的監(jiān)視。在線水份測(cè)量?jī)x每5秒鐘顯示一次水份值,能實(shí)時(shí)反映粉料的水份值。采用在線測(cè)量,所有粉料都通過(guò)檢測(cè)設(shè)備,能全面反映粉料水分的分布。
(2)在線粉料水分測(cè)量?jī)x精度在0.3%內(nèi),測(cè)量準(zhǔn)確。
(3)系統(tǒng)具有粉料水分超限報(bào)警實(shí)時(shí)紀(jì)錄功能,并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定時(shí)報(bào)表輸出。
(4)系統(tǒng)根據(jù)在線測(cè)量當(dāng)前的水分值,采用動(dòng)態(tài)趨勢(shì)控制的觀點(diǎn),實(shí)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(fēng)爐出口溫度計(jì)算后,輸出一信號(hào)來(lái)控制燃油量大小,進(jìn)而來(lái)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(gè)大時(shí)延,大滯后環(huán)節(jié),系統(tǒng)加入熱風(fēng)爐出口溫度與粉料水分值組成一串級(jí)控制系統(tǒng),改善了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,使系統(tǒng)有較好的控制效果。
(7)自動(dòng)調(diào)節(jié)與手動(dòng)調(diào)節(jié)相比,有著調(diào)節(jié)精度高,響應(yīng)快,效果好等特點(diǎn)。
4、噴霧干燥自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及功能
噴霧塔無(wú)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(fù)壓控制子系統(tǒng)及平臺(tái)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(fù)責(zé)將噴霧塔內(nèi)的溫度控制在規(guī)定的范圍內(nèi),當(dāng)水分偏差超過(guò)規(guī)定范圍時(shí),將塔內(nèi)溫度進(jìn)行相應(yīng)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(guò)溫度傳感器接收現(xiàn)場(chǎng)的溫度信號(hào),同時(shí)接收在線水分儀所測(cè)的粉料水分信號(hào)。當(dāng)水份變化超出控制范圍時(shí),如果水分增大,應(yīng)升高塔內(nèi)溫度;如果水分減少,應(yīng)降低塔內(nèi)溫度。同時(shí),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(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。
(2)供漿控制子系統(tǒng)
功能:當(dāng)水分波動(dòng)不大時(shí),可通過(guò)控制漿料的流量來(lái)控制粉料的水分,并可通過(guò)供漿壓力的大小來(lái)控制粉料的顆粒級(jí)配。
組成:系統(tǒng)通過(guò)控制供漿壓力來(lái)控制粉料的水分。如水分增大時(shí),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(dòng)控測(cè)功能,當(dāng)發(fā)現(xiàn)噴槍堵塞時(shí)自動(dòng)報(bào)警。
(3)燃燒控制子系統(tǒng)
功能:當(dāng)噴霧塔內(nèi)的溫度要求升高或降低時(shí),該系統(tǒng)控制熱風(fēng)爐的燃油供給,同時(shí)控制合理的風(fēng)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(lái)的控制信號(hào),當(dāng)溫度需要升高時(shí),應(yīng)增加燃燒器油閥的開(kāi)度;當(dāng)溫度需要降低時(shí),應(yīng)減少燃燒器油閥的開(kāi)度。同時(shí),當(dāng)油閥動(dòng)作時(shí),風(fēng)門(mén)檔板開(kāi)度也應(yīng)隨之進(jìn)行相應(yīng)的比例調(diào)節(jié),以確保燃燒的經(jīng)濟(jì)性。
(4)負(fù)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(fù)壓,該系統(tǒng)確保將塔內(nèi)負(fù)壓控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。
組成:該系統(tǒng)通過(guò)壓力傳感器來(lái)檢測(cè)噴霧塔的負(fù)壓,當(dāng)壓力升高時(shí),需要開(kāi)大引風(fēng)機(jī)的抽力,反之則減引用機(jī)的抽力。
(5)啟??刂谱酉到y(tǒng)
功能:該子系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的啟停操作。
組成:通過(guò)邏輯控制和聯(lián)鎖保護(hù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)起停及故障保護(hù)。
(6)系統(tǒng)平臺(tái)
功能及組成:此系統(tǒng)平臺(tái)通過(guò)硬件及軟件系統(tǒng)實(shí)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(gè)系統(tǒng)的核心,以上所有子系統(tǒng)都是在這個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)的。
5、噴霧塔自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)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(fēng)系統(tǒng),除塵系統(tǒng),及控制系統(tǒng)等構(gòu)成的設(shè)備。工作時(shí),泥漿由泵壓送到霧化器內(nèi),將泥漿霧化成細(xì)滴,進(jìn)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(fēng)分離器收集微粉再經(jīng)水浴除塵器后從排風(fēng)機(jī)排出。要控制好粉料的穩(wěn)定性,噴霧塔內(nèi)的進(jìn)出 風(fēng)溫度,風(fēng)量,泥漿的壓力以及泥漿的含水量等是關(guān)鍵要素,可見(jiàn)噴霧干燥塔的控制也是一個(gè)多變量的模糊控制系統(tǒng)。
噴霧干燥系統(tǒng)長(zhǎng)期以來(lái)不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的原因,是噴霧塔粉料的品質(zhì)無(wú)法得到控制,就如同人沒(méi)有眼睛,自從在線水分測(cè)量?jī)x在噴霧干燥系統(tǒng)使用以來(lái),噴霧塔自動(dòng)控制系統(tǒng)就成為現(xiàn)實(shí)。
以技術(shù)方面來(lái)看,噴霧干燥系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控制的對(duì)象就是熱風(fēng)爐的燃燒器和泥漿泵的壓力,這比窯爐控制要簡(jiǎn)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(qiáng),所以目前的技術(shù)完全能夠?qū)崿F(xiàn)該自動(dòng)控制系統(tǒng)。
6、經(jīng)濟(jì)效益
(1)系統(tǒng)采用在線檢測(cè)粉料水分的設(shè)備,可以省去現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量粉料的人員;由于采用在線檢測(cè)設(shè)備,可以實(shí)現(xiàn)三臺(tái)噴霧塔一個(gè)人定期抽檢的方式實(shí)現(xiàn),減少了操作工人及現(xiàn)有測(cè)量設(shè)備的能耗。
(2)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線粉料水分的控制,同樣可以采用一個(gè)操作工人監(jiān)護(hù)三臺(tái)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(xiàng)與過(guò)去方式相比,最多可節(jié)約操作工人20個(gè),按目前每人1年工資加管理費(fèi)15000元計(jì),每年可節(jié)約人力成本30萬(wàn)元。從目前測(cè)量水份的方法耗電角度來(lái)看,采用微波爐測(cè)量水分,我們計(jì)算如下:一臺(tái)微波爐功率為1200瓦;
年耗電=1.2千瓦×24小時(shí)×300=8640千瓦小時(shí)
電費(fèi)(元)=8640×0.8元=6912元/1年
(4)由于實(shí)現(xiàn)了料粉水分在線檢測(cè)和自動(dòng)控制溫度穩(wěn)定了粉料的質(zhì)量,減少壓磚分層,粘模,強(qiáng)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(shè)備,安裝調(diào)試時(shí)間一個(gè)月,系統(tǒng)控制部分為工控機(jī),使用年限一般為50萬(wàn)小時(shí),系統(tǒng)穩(wěn)定耐用性強(qiáng)。
(2)以投入來(lái)講,可分步實(shí)施,先做一個(gè)噴霧塔的自動(dòng)控制系統(tǒng),試用結(jié)果達(dá)到要求后,再做其余兩個(gè)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(mén)科學(xué),又是一門(mén)藝術(shù)。(對(duì))
2.企業(yè)管理的重要任務(wù)就是把對(duì)社會(huì)承擔(dān)責(zé)任放在首位。(錯(cuò))
3.在組織成員一定的條件下,管理層次和管理幅度的關(guān)系是正比關(guān)系。(錯(cuò))4.在一般情況下,政治因素是影響顧客需求的主要因素。(錯(cuò))
5.不確定型決策是指各種決策方案的自然狀態(tài)是隨機(jī)的不能預(yù)先肯定,但可以從以往的統(tǒng)計(jì)資料估計(jì)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(duì))
6.工業(yè)總產(chǎn)值是指企業(yè)在計(jì)劃期內(nèi)生產(chǎn)的可供銷(xiāo)售的產(chǎn)品價(jià)值,一般按不變價(jià)格計(jì)算。(錯(cuò))7.全面質(zhì)量管理的特點(diǎn)就是要求對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行全面的檢驗(yàn),保證不合格的產(chǎn)品不出廠。(錯(cuò))8.勞動(dòng)定額是指在一定的生產(chǎn)技術(shù)和組織條件下,規(guī)定每個(gè)工人(或每個(gè)班組)在單位時(shí)間內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品(或零件)數(shù)量標(biāo)準(zhǔn),或生產(chǎn)某種單位產(chǎn)品(或零件)應(yīng)當(dāng)消耗的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。(對(duì))9.產(chǎn)品的生命周期是指產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)開(kāi)始,直到被市場(chǎng)淘汰為止所經(jīng)歷的全部時(shí)間。(對(duì))10.無(wú)形資產(chǎn)是指企業(yè)長(zhǎng)期使用但沒(méi)有實(shí)物形態(tài)的資產(chǎn)。如專(zhuān)利權(quán)、商標(biāo)權(quán)、著作權(quán)、土地使用
二、選擇題
1、企業(yè)治理制度是指為維護(hù)以(A)為核心的相關(guān)權(quán)益主體的利益。
A 股東 B 員工C 管理者D競(jìng)爭(zhēng)者
2、古人云:“運(yùn)籌于帷幄之中,決勝于千里之外”,這里的“運(yùn)籌帷幄”反映了管理的哪一個(gè)職能?(A)
A計(jì)劃職能 B組織職能 C領(lǐng)導(dǎo)職能 D控制職能
3、目標(biāo)管理(BMO),是美國(guó)學(xué)者(C)于1954年首先提出來(lái)的,現(xiàn)已在世界各地廣泛應(yīng)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(shuō)法不正確的是(B)。
A決策的結(jié)果是選擇一個(gè)滿(mǎn)意方案B決策是領(lǐng)導(dǎo)者的個(gè)人行為C 決策是一項(xiàng)有組織的集體活動(dòng)D 決策應(yīng)有若干個(gè)可供選擇的方案
5、屬于企業(yè)總體經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略的是(A)。
A 成長(zhǎng)戰(zhàn)略 B 成本領(lǐng)先戰(zhàn)略 C 差異化戰(zhàn)略 D 專(zhuān)一化戰(zhàn)略
6、企業(yè)經(jīng)營(yíng)的根本目標(biāo)是(B)。
A 滿(mǎn)足社會(huì)需要 B 實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化 C 承擔(dān)社會(huì)責(zé)任 D 實(shí)現(xiàn)資源使用的經(jīng)濟(jì)化
7、“顧客總是對(duì)的”指的是(A)
A 市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)觀念 B 社會(huì)市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)觀念 C生產(chǎn)觀念 D推銷(xiāo)觀念
8、計(jì)劃和(D)是一個(gè)問(wèn)題的兩個(gè)方面。A.組織 B.預(yù)測(cè) C.控制 D.決策
9、企業(yè)在計(jì)劃中規(guī)定本要達(dá)到的實(shí)際生產(chǎn)能力,稱(chēng)為(C)
A.設(shè)計(jì)能力 B.查實(shí)能力 C.計(jì)劃能力 D.經(jīng)濟(jì)規(guī)模
10、.生產(chǎn)管理中,制造資源計(jì)劃的英文縮寫(xiě)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(yīng)社會(huì)化大生產(chǎn)需要,符合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)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(guò)計(jì)劃、組織、領(lǐng)導(dǎo)和控制,協(xié)調(diào)企業(yè)中以人為中心的資源與職能活動(dòng),以有效實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)目標(biāo)的活動(dòng)
3.計(jì)劃:是對(duì)組織未來(lái)活動(dòng)進(jìn)行預(yù)先籌劃。
4.決策: 是指在明確問(wèn)題的基礎(chǔ)上,為未來(lái)的行動(dòng)確定目標(biāo),并在多個(gè)可供選擇的行動(dòng)方案中,選擇一個(gè)合理方案的分析判斷過(guò)程。
5.目標(biāo)管理:是以制定和實(shí)現(xiàn)目標(biāo)為中心的,被管理者自主控制達(dá)標(biāo)過(guò)程,管理者實(shí)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(huì)政治、經(jīng)濟(jì)、文化背景條件下,企業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)實(shí)踐過(guò)程中所創(chuàng)造或逐步形成的價(jià)值觀念、行為準(zhǔn)則、作風(fēng)和團(tuán)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(guān)部門(mén)同心協(xié)力,綜合運(yùn)用管理技術(shù).專(zhuān)業(yè)技術(shù)和科學(xué)方法,經(jīng)濟(jì)地開(kāi)發(fā).研制.生產(chǎn)和銷(xiāo)售用戶(hù)滿(mǎn)意的產(chǎn)品的管理活動(dòng)。
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(shí)力選擇適合的經(jīng)營(yíng)領(lǐng)域和產(chǎn)品,形成自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力,并通過(guò)差異化在競(jìng)爭(zhēng)中取勝。
9.市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo):個(gè)人或集體通過(guò)交易其創(chuàng)造的產(chǎn)品或價(jià)值,以獲得所需之物,實(shí)現(xiàn)雙贏或多贏的過(guò)程。
四、簡(jiǎn)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(jì)劃職能、組織職能、指揮職能、控制職能、協(xié)調(diào)職能、激勵(lì)職能、創(chuàng)新職能。
現(xiàn)代企業(yè)管理的特征是:突出經(jīng)營(yíng)決策和經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略、廣泛應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)新成就,實(shí)行以人為中心的管理,實(shí)行系統(tǒng)管理:
2、合理組織生產(chǎn)過(guò)程的基本要求有哪些?
3、作為一個(gè)企業(yè)的管理者,應(yīng)具備什么樣的基本技能?
對(duì)任何管理者來(lái)說(shuō),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(duì)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(shù)技能(3)對(duì)于人際技能,是每一個(gè)管理者都需要的
4、目標(biāo)管理的基本步驟有哪些?
答:目標(biāo)管理主要是由目標(biāo)制定、目標(biāo)實(shí)施和目標(biāo)成果評(píng)價(jià)三個(gè)階段形成的一個(gè)循環(huán)周期。(1)目標(biāo)制定,企業(yè)自下而上、自上而下地制定完整的目標(biāo)體系;(2)目標(biāo)實(shí)施,企業(yè)員工在管理者的指導(dǎo)下,全面落實(shí)企業(yè)目標(biāo);(3)目標(biāo)成果評(píng)價(jià),目標(biāo)責(zé)任期結(jié)束,企業(yè)采用上下結(jié)合的方式進(jìn)行成果評(píng)價(jià)。
5、企業(yè)經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略的管理過(guò)程分為哪幾個(gè)階段?
答:(1)戰(zhàn)略分析(2)戰(zhàn)略制定(3)戰(zhàn)略實(shí)施(4)戰(zhàn)略控制
五、論述題
1、結(jié)合計(jì)劃的含義和性質(zhì),思考計(jì)劃在工作管理中的重要作用。
計(jì)劃工作是所有管理職能中最基本的職能,其任務(wù)就是明確目標(biāo),擬定實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的方法、措施。企業(yè)中的任何一項(xiàng)管理活動(dòng)都需要制定計(jì)劃并按計(jì)劃執(zhí)行,否則就是盲目的行動(dòng),難以實(shí)現(xiàn)企業(yè)目標(biāo)。計(jì)劃工作有廣義和狹義之分。廣義的計(jì)劃工作包括制定計(jì)劃、執(zhí)行計(jì)劃和檢查計(jì)劃三個(gè)環(huán)節(jié)在內(nèi)的工作過(guò)程。狹義的計(jì)劃工作是指制定計(jì)劃,即根據(jù)企業(yè)的內(nèi)外環(huán)境,權(quán)衡客觀的需要和主觀的可能,通過(guò)科學(xué)的預(yù)測(cè),提出在未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)所應(yīng)達(dá)到的具體目標(biāo)以及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的措施、手段。從這個(gè)含義中,可以看出計(jì)劃工作的前提是預(yù)測(cè),核心是決策。計(jì)劃工作主要包括兩個(gè)方面:一是目標(biāo),即做什么;二是達(dá)到目標(biāo)的方法,即怎么做。計(jì)劃工作的性質(zhì):
1)目的性。每一個(gè)計(jì)劃都是為了促進(jìn)企業(yè)總目標(biāo)和一定時(shí)期內(nèi)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。具體地說(shuō),計(jì)劃工作首先確定目標(biāo);然后,是今后的行動(dòng)集中于目標(biāo),并預(yù)測(cè)忽然確定哪些行動(dòng)有助于目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),哪些行動(dòng)不利于目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。沒(méi)有計(jì)劃,實(shí)現(xiàn)企業(yè)目標(biāo)過(guò)程中就難免走彎路,甚至遠(yuǎn)離目標(biāo)。2)主導(dǎo)性。計(jì)劃在管理的各種職能中處于主導(dǎo)地位。首先,從管理過(guò)程看計(jì)劃先于其他管理職能。其次,計(jì)劃工作貫穿于組織、領(lǐng)導(dǎo)和控制工作中。
3)普遍性。計(jì)劃工作在各級(jí)管理人員的工作中普遍存在的。4)效率性。目標(biāo)要有效率。
5)靈活性。計(jì)劃必須具有靈活性,外部環(huán)境是復(fù)雜多變的
六、案例題
上海市有一家企業(yè),需要大學(xué)畢業(yè)生。在招聘新員工時(shí),應(yīng)聘者條件很低,只要能夠解決戶(hù)口、基本居住條件和基本生活費(fèi)用問(wèn)題,就愿意在企業(yè)長(zhǎng)期工作,以報(bào)知遇之恩。但是當(dāng)后來(lái)最初提出的條件都得到解決,同時(shí)也在企業(yè)學(xué)習(xí)了一些本事以后,他們又另尋高就。企業(yè)經(jīng)營(yíng)者對(duì)此大為惱火,說(shuō)現(xiàn)在的年輕人真是不講道義,然而又沒(méi)有辦法。你對(duì)這個(gè)問(wèn)題是怎么理解的?請(qǐng)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)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(hù)與免遭威脅從而獲得安全感的需要;歸屬于愛(ài)的需要,是指每個(gè)人都有被他人或群體接納、愛(ài)護(hù)、關(guān)注、鼓勵(lì)及支持的需要;尊重的需要,是在生理、安全、歸屬和愛(ài)的需要得到基本滿(mǎn)足后產(chǎn)生的對(duì)自己社會(huì)價(jià)值追求的需要;求知需要,又稱(chēng)認(rèn)知和理解的需要,是指?jìng)€(gè)人對(duì)自身和周?chē)澜绲奶剿鳌⒗斫饧唇鉀Q疑難問(wèn)題的需要;審美的需要,是指對(duì)對(duì)稱(chēng)、秩序、完整結(jié)構(gòu),以及對(duì)行為完美的需要;自我實(shí)現(xiàn)的需要,即指?jìng)€(gè)人渴望自己的潛能能夠得到充分的發(fā)揮,希 望自己越來(lái)越成為所希望的人物,完成與自己能力 相稱(chēng)的一切活動(dòng)(最高層次的需要)。
(2)馬斯洛需要層次之間的關(guān)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€(gè)層次可概括為兩種水平,前四為基本需要,后三位成長(zhǎng)需要。(2)為員工進(jìn)行職業(yè)生涯規(guī)劃;(3)加入激勵(lì)機(jī)制;
(4)讓員工感覺(jué)有一種歸屬感,能夠?qū)崿F(xiàn)自我價(jià)值;(5)為員工提供個(gè)人發(fā)展的空間。
第五篇:現(xiàn)代工業(yè)概論
我對(duì)鋼鐵冶金與成型機(jī)械工業(yè)概論的認(rèn)識(shí)
我對(duì)鋼鐵冶金與成型機(jī)械工業(yè)概論的認(rèn)識(shí)
說(shuō)道鋼鐵冶金與成型,我想起我們專(zhuān)業(yè)安排的金工實(shí)習(xí)內(nèi)容。因?yàn)閷?zhuān)業(yè)安排,我參加了鋼鐵的鍛造,鑄造,焊接,刨削,還有車(chē)工的實(shí)習(xí),真正與鋼鐵接觸。從鋼件與鍛造加工,一一親手制作?,F(xiàn)在學(xué)習(xí)了鋼鐵冶金和材料成型工業(yè)概論更進(jìn)一步的加深了我對(duì)這方面的認(rèn)識(shí)。
冶金是一門(mén)研究如何經(jīng)濟(jì)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(xué)。冶金的方法喝多,可以歸納為以下三種:一個(gè)是火法冶金?;鸱ㄒ苯疬^(guò)程包括原料準(zhǔn)備,冶煉和精煉三個(gè)工序。第二種是濕法冶金,用溶劑來(lái)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(lái)提取金屬。在實(shí)際生產(chǎn)中包括干燥焙燒煅燒燒結(jié)或球團(tuán)熔煉精煉等工序。
鋼鐵工業(yè)是國(guó)家的基礎(chǔ)工業(yè)之一,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占優(yōu)及其重要的地位。鋼鐵產(chǎn)量是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平和生產(chǎn)能力的主要標(biāo)志。
現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的過(guò)程是一個(gè)復(fù)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(gè)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(guò)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(lèi)煉鋼工藝可滿(mǎn)足一般用戶(hù)對(duì)鋼質(zhì)量的要求。為了滿(mǎn)足更高質(zhì)量、更多品種的高級(jí)鋼,便出現(xiàn)了多種鋼水爐外處理(又稱(chēng)爐外精煉)的方法。如吹氬處理、真空脫氣、爐外脫硫等,對(duì)轉(zhuǎn)爐、平爐、電弧爐煉出的鋼水進(jìn)行附加處理之后,都可以生產(chǎn)高級(jí)的鋼種。對(duì)某些特殊用途,要求特高質(zhì)量的鋼,用爐外處理仍達(dá)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(guò)熔渣電阻熱進(jìn)行二次重熔的精煉工藝;真空冶金,即在低于1個(gè)大氣壓直至超高真空條件下進(jìn)行的冶金過(guò)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(yīng)硅的氧化反應(yīng)錳的氧化和回錳、脫磷反應(yīng)、脫硫反應(yīng)、脫氧反應(yīng)造渣反應(yīng)來(lái)提煉鋼鐵。
轉(zhuǎn)爐煉鋼,氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法是當(dāng)今國(guó)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?fù)合吹煉法、側(cè)吹法和頂?shù)讉?cè)三向復(fù)合吹煉法五種。冶煉后的合格鋼水一般通過(guò)模鑄澆注成鋼錠或連續(xù)澆注成剛坯,這個(gè)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(shù)。
材料的利用與加工是人類(lèi)生活中占有極其重要的作用,人類(lèi)的歷史就是以材料為基礎(chǔ)劃分的,才來(lái)哦是人類(lèi)物質(zhì)文明的基礎(chǔ)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(lái)無(wú)定型的材料加工成形狀滿(mǎn)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(huì)存在缺陷,只有經(jīng)過(guò)壓力加工制成各種型材才能呢個(gè)直接使用。軋鋼是聯(lián)合企業(yè)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。軋鋼是在旋轉(zhuǎn)
-------陳友宏1090941XX-------------
我對(duì)鋼鐵冶金與成型機(jī)械工業(yè)概論的認(rèn)識(shí) 的軋輥間改變鋼錠,鋼坯形狀的壓力加工過(guò)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(jiàn)的汽車(chē)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(chē)輪都是通過(guò)軋鋼工藝加工出來(lái)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(shí)軋件與軋輥的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系不同可分為縱軋,橫軋和斜軋;按軋制產(chǎn)品的成型特點(diǎn)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(lái)哦準(zhǔn)備、加熱、軋制、精整、質(zhì)量檢查、包裝入庫(kù)。冷加工包括皮料準(zhǔn)備、表面處理、冷軋、熱處理、精整、質(zhì)量檢查、包裝入庫(kù)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(guò)幾個(gè)星期的學(xué)習(xí),我基本了解了鋼鐵冶煉和成型技術(shù)的知識(shí),覺(jué)得對(duì)以后我的專(zhuān)業(yè)課一定有所幫助。以上就是我對(duì)鋼鐵冶煉和成型機(jī)械工業(yè)概論的一些認(rèn)識(shí)。
陳友宏
學(xué)號(hào)1090941XX
工業(yè)工程10X班
-------陳友宏1090941XX-------------