電氣工程、電氣自動化專業(yè)課綜合課程設(shè)計

1、<p><b>　　濰 坊 學(xué) 院</b></p><p>　　專業(yè)課綜合課程設(shè)計說明書</p><p>　　系 部： </p><p>　　專 業(yè)： </p><p>　　班 級： </p&

2、gt;<p>　　學(xué)生姓名: 學(xué) 號 </p><p>　　2015年 12 月 19 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 PLC傳送帶控制設(shè)計1</p><p>　　1.1 設(shè)計任務(wù)與要求1</p><p>　　1.2 PLC傳送帶控

3、制系統(tǒng)的硬件設(shè)計1</p><p>　　1.3 PLC傳送帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計3</p><p>　　1.4 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計5</p><p>　　1.5 PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試5</p><p>　　1.6 設(shè)計小結(jié)6</p><p>　　1.7 參考文獻6</p>&

4、lt;p>　　2 PWM變頻器-電動機系統(tǒng)仿真設(shè)計7</p><p>　　2.1設(shè)計任務(wù)要求7</p><p>　　2.2 PWM變頻器-電動機系統(tǒng)的工作原理7</p><p>　　2.3 PWM變頻器-異步電動機控制系統(tǒng)的仿真7</p><p>　　2.4 設(shè)計小結(jié)11</p><p>　　2.5參考

5、文獻12</p><p>　　3基于組態(tài)王的雙容液位控制系統(tǒng)設(shè)計13</p><p>　　3.1設(shè)計任務(wù)與要求13</p><p>　　3.2總體設(shè)計方案13</p><p>　　3.3現(xiàn)場控制系統(tǒng)的設(shè)計14</p><p>　　3.4上位機監(jiān)控系統(tǒng)15</p><p>　　3.5遠(yuǎn)

6、程監(jiān)控客戶端的設(shè)計17</p><p>　　3.6 聯(lián)機調(diào)試19</p><p><b>　　3.7小結(jié)19</b></p><p>　　3.8 參考文獻19</p><p>　　4工廠供電應(yīng)用設(shè)計20</p><p>　　4.1 設(shè)計任務(wù)與要求20</p><p&

7、gt;　　4.2 問題分析20</p><p><b>　　4.3 小結(jié)23</b></p><p>　　4.4 參考文獻24</p><p>　　1 PLC傳送帶控制設(shè)計</p><p>　　1.1 設(shè)計任務(wù)與要求</p><p><b>　　1、控制要求：</b>

8、</p><p>　　（1）逆物流方向順序啟動</p><p>　　按下啟動按鈕SB1后，振鈴10s，傳送帶3起動，經(jīng)過6秒，傳送帶2起動，再經(jīng)過6秒，傳送帶1起動，同時開啟了漏斗閘門（Y=ON),啟動完畢。</p><p>　　(2). 順物流方向順序停車</p><p>　　按下停止按鈕SB2后，關(guān)閉漏斗閘門，經(jīng)過10秒，傳送帶1停止，再

9、經(jīng)過10秒，傳送帶2停止，再經(jīng)過10秒，傳送帶3停止，停車完畢。</p><p>　　(3).在啟動過程中，按下停止按鈕SB2，將已啟動的皮帶仍按后啟動先停車的原則停車。</p><p>　　（4).緊急狀態(tài)時，按下急停按鈕SB3，立即關(guān)閉漏斗和三條皮帶，并停車。</p><p>　　2、傳送帶工作示意圖：</p><p>　　如圖1.1傳送

10、帶工作示意圖所示：其中1號、2號、三號為三條皮帶，分別由電動機M1、M2、M3控制；漏斗閘門由電磁閥Y控制。</p><p>　　1.2 PLC傳送帶控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計</p><p>　　1、PLC機型的選擇</p><p>　　PLC機型的選擇應(yīng)是在滿足控制要求的前提下，保證可靠、維護使用方便以及最佳的性能價格比。由于控制比較簡單，輸入/輸出都是開關(guān)量，數(shù)量有

11、很少，實際上可以選用任意型號的PLC，在本次設(shè)計中采用S7-200系列PLC。</p><p><b>　　2、PLC容量估算</b></p><p>　　（1） I/O點數(shù)的確定；</p><p>　?。?） 存儲器容量的確定。</p><p>　　3、I/O模塊的選擇</p><p>　　在P

12、LC控制系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制，要將對象的各種測量參數(shù)，按要求的方式送入PLC。PLC經(jīng)過運算、處理后，再將結(jié)果以數(shù)字量的形式輸出，此時也要把該輸出變換為適合于對生產(chǎn)過程進行控制的量。</p><p>　　（1）數(shù)字量輸入信號</p><p>　?。?）數(shù)字量輸出信號</p><p>　?。?）模擬量輸入信號</p><p>　?。?/p>

13、4）模擬量輸出信號</p><p>　　4、 分配輸入/輸出點</p><p>　　PLC機型及輸入/輸出（I/O）模塊選擇完畢后，首先，設(shè)計出PLC系統(tǒng)總體配置圖。然后依據(jù)工藝布置圖，參照具體的PLC相關(guān)說明書或手冊將輸入信號與輸入點、輸出控制信號與輸出點一一對應(yīng)畫出I/O接線圖即PLC輸入/輸出電氣原理圖。</p><p>　　傳送帶控制設(shè)計I/Q分布圖，如圖1

14、.2所示：</p><p>　　圖1.2 傳送帶控制I/Q分布圖</p><p><b>　　5、安全回路設(shè)計</b></p><p><b>　?。?）短路保護；</b></p><p>　?。?）互鎖與聯(lián)鎖措施；</p><p>　　（3）失壓保護與緊急停車措施 PL

15、C外部負(fù)載的供電線路應(yīng)具有失壓保護措施；</p><p><b>　　（4）極限保護；</b></p><p>　　1.3 PLC傳送帶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計</p><p>　　軟件設(shè)計是PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的核心。要設(shè)計好PLC的應(yīng)用軟件，必須充分了解被控對象的生產(chǎn)工藝、技術(shù)特性、控制要求等。通過PLC的應(yīng)用軟件完成系統(tǒng)的各項控制功能。<

16、/p><p><b>　　1、傳送帶軟件設(shè)計</b></p><p>　　由圖1.2傳送帶控制I/Q分布圖得圖1.3傳送帶控制PLC梯形圖。</p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)3</b></p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)4</b></p><p><b&

17、gt;　　網(wǎng)絡(luò)5</b></p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)6</b></p><p><b>　　網(wǎng)絡(luò)7</b></p><p>　　圖1.3 傳送帶控制PLC梯形圖</p><p><b>　　2、程序調(diào)試</b></p><p>　　如圖

18、1.3梯形圖，用STEP7-Micro/WIN軟件調(diào)試，當(dāng)按下啟動按鈕SB1（I0.0）后，振鈴（Q0.0）10s，傳送帶3(Q0.3)起動，經(jīng)過6秒，傳送帶2(Q0.2)起動，再經(jīng)過6秒，傳送帶1(Q0.1)起動，同時開啟了漏斗閘門（Q0.7),啟動完畢。按下停止按鈕SB2（I0.1）后，關(guān)閉漏斗閘門(Q0.7短)，經(jīng)過10秒，傳送帶1（Q.1）停止，再經(jīng)過10秒，傳送帶2(Q.2)停止，再經(jīng)過10秒，傳送帶3(Q0.3)停止，停車完

19、畢。在啟動過程中，按下停止按鈕SB2(I0.1)，將已啟動的皮帶仍按后啟動先停車的原則停車。緊急狀態(tài)時，按下急停按鈕SB3(I0.3)，立即關(guān)閉漏斗和三條皮帶，并停車。</p><p>　　1.4 PLC控制系統(tǒng)的抗干擾性設(shè)計</p><p>　　1、 抗電源干擾的措施</p><p>　?。?）采用性能優(yōu)良的電源，抑制電網(wǎng)引入的干擾</p><

20、;p>　?。?）．硬件濾波措施 在干擾較強或可靠性要求較高的場合，應(yīng)該使用帶屏蔽層的隔離變壓器對PLC系統(tǒng)供電。還可以。在隔離變壓器一次側(cè)串接濾波器，如圖1.4所示。</p><p>　　(3)正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)。</p><p>　　圖1.4 濾波器和隔離變壓器同時使用 </p><p>　　2、控制系統(tǒng)的接地設(shè)計</p>

21、<p>　　良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。接地系統(tǒng)的接地方式一般可分為3種方式：串聯(lián)式單點接地、并聯(lián)式單點接地、多分支單點接地即第3種接地方式。PLC采用第3種接地方式即單獨接地。PLC控制系統(tǒng)的地線包括系統(tǒng)地、屏蔽地、交流地和保護地等。</p><p

22、>　　3、防I/O干擾的措施</p><p>　　由信號引入干擾會引起I/O信號工作異常和測量精度大大降低，嚴(yán)重時將引起元器件損傷。對于隔離性能差的系統(tǒng)，還將導(dǎo)致信號間互相干擾，引起共地系統(tǒng)總線回流，造成邏輯數(shù)據(jù)變化、誤動作或死機?？刹扇∫韵麓胧┮詼p小I/O干擾對PLC系統(tǒng)的影響。</p><p>　　1.5 PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試</p><p>　　系統(tǒng)調(diào)

23、試是系統(tǒng)在正式投入使用之前的必經(jīng)步驟。與繼電器控制系統(tǒng)不同，PLC控制系統(tǒng)既有硬件部分的調(diào)試還有軟件的調(diào)試，與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)的硬件調(diào)試要相對簡單，主要是PLC程序的編制和調(diào)試。一般可按以下幾個步驟進行：應(yīng)用程序的編制和離線調(diào)試、控制系統(tǒng)硬件檢查、應(yīng)用程序在線調(diào)試、現(xiàn)場調(diào)試、總結(jié)整理相關(guān)資料、系統(tǒng)正式投入使用。</p><p><b>　　1.6 設(shè)計小結(jié)</b><

24、/p><p>　　在本次設(shè)計中，雖然遇到了很多難題，但也收獲了很多，這次實踐充分將平時學(xué)習(xí)的理論知識與實踐操作相結(jié)合，在理論和實驗教學(xué)基礎(chǔ)上進一步穩(wěn)固和提高自己理論知識結(jié)構(gòu)，通過將所學(xué)知識應(yīng)用于實際中去，在實際中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，提高分析和解決問題能力。目前我國正處于經(jīng)濟發(fā)展的轉(zhuǎn)型期并且隨著科技的不斷發(fā)展，未來工廠的生產(chǎn)過程必定會越來越智能化。傳送帶是一種物料傳輸設(shè)備，因其高效、連續(xù)、快速的特性，被廣泛的

25、應(yīng)用于礦業(yè)、化工、機械、電力、建材、輕工業(yè)以及港口碼頭等重要的工業(yè)領(lǐng)域。也正因為傳送帶的應(yīng)用十分的廣泛，對傳送帶的制造和自動化改進對于工業(yè)生產(chǎn)的意義日趨重大。PLC自誕生起便廣受業(yè)界的關(guān)注，如今PLC依然是自動控制領(lǐng)域的一大支柱。傳送帶和PLC的結(jié)合為大勢所趨，未來必將大放異彩。</p><p><b>　　1.7 參考文獻</b></p><p>　　[1]李長久

26、.PLC原理及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[2]史國生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003. </p><p>　　[3]汪明.網(wǎng)絡(luò)化控制變頻調(diào)速系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，2006.</p><p>　　[4]范永勝 王岷.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，

27、2004. </p><p>　　[5]汪志峰.可編程序控制器原理與應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2004.</p><p>　　2 PWM變頻器-電動機系統(tǒng)仿真設(shè)計</p><p><b>　　2.1設(shè)計任務(wù)要求</b></p><p>　　在實現(xiàn)異步電機矢量控制調(diào)速的要求時,往往需借助仿真,通過

28、仿真可使調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試更方便,并能更快的實現(xiàn)控制。交流異步電動機矢量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真。利用MATLAB/SIMULINK 中的電氣系統(tǒng)模塊(Power System Blocksets )構(gòu)建異步電機矢量控制仿真模型,并對其動態(tài)性能進行仿真實驗。 </p><p>　　2.2 PWM變頻器-電動機系統(tǒng)的工作原理</p><p>　

29、　PWM 變頻器-異步電動機電路主要由PWM變頻電路和異步電動機組成。圖2.1所示的電路為PWM變頻電路，它主要的作用是產(chǎn)生三相交流電供異步電動機使用。其中圖2.1所示的 PWM變頻電路由二極管整流橋，濾波電容和逆變器組成。逆變器的輸入為直流電壓，通過調(diào)節(jié)逆變器 的脈沖寬度和輸出交流電壓的頻率，既實現(xiàn)調(diào)壓 又實現(xiàn)調(diào)頻。PWM 變頻電路簡單，而且還有以下優(yōu)點：第一簡化了主電路和控制電路的結(jié)構(gòu)。由二極管整流器對逆變器提供恒定的直流電壓。

30、在 PWM 逆變器內(nèi)，在變頻的同時控制其輸出電壓。系統(tǒng)只有一個控制功率級，從而使裝置的體壓。系統(tǒng)只有一個控制功率級，從而使裝置的體善系統(tǒng)的動態(tài)性能。PWM 逆變器的輸出功率和電壓，都在逆變器內(nèi)控制和調(diào)節(jié)。因此，調(diào)節(jié)速度快，調(diào)節(jié)過程中頻率和電壓配合好，系統(tǒng)動態(tài)性能好。</p><p>　　2.3 PWM變頻器-異步電動機控制系統(tǒng)的仿真</p><p>　　1、PWM 變頻器-異步電動機的仿

31、真模型</p><p>　　PWM 變頻器-異步電動機電路在MATLAB/Simulink中的仿真模型如圖2.2所示。為了方便仿真，在模型中將圖2.1所示的三相交流整流直接用一個 550V的直流電源代替，整流電路直接用直流電源代替不影響其工作原理。因此圖2.3所示的仿真模型實際上主要直流電源 DC、逆變器 Universal Bridge、調(diào)制器 PWM Generator、異步電動機模塊及測量模塊組成。其中 P

32、WM 調(diào)制參數(shù)設(shè)置采用內(nèi)部產(chǎn)生正弦波調(diào)制波方式，調(diào)制度0.9,頻率為50 HZ。電動機參數(shù)設(shè)置為電動機電壓為380 V，頻率為50 Hz,定子繞組 Rs 為0.68 ，定子繞組漏感為0.0042 H，轉(zhuǎn)子繞組電阻0.45 ，轉(zhuǎn)子繞組漏感為0.0042 H，互感為0.1486 H，轉(zhuǎn)動慣量J為0.05 kg/m2，摩擦系數(shù)F為0.0081，極對數(shù)為2。</p><p>　　圖2.3 逆變器三相線電壓輸出仿真

33、波形</p><p>　　2、仿真結(jié)果及其分析</p><p>　　PWM 變頻器-異步電動機電路的仿真結(jié)果如圖所示。其中圖2.3為逆變器輸出電壓的線電壓仿真波形，從圖 2.3(a)、(b)和(c)可以看出550V的直流電經(jīng)過三相逆變器后變成了三相交流電，如果通過改變逆變器的6個開關(guān)管可以改變其頻率和電壓波形，從而方便實現(xiàn)變頻和變壓。圖2.4為異步電動機定子電流的仿真波形，從圖2.4(a)

34、、(b)和(c)可以看出定子電路在剛啟動時，電流接近100V，在0.2s后電流達到穩(wěn)定，這與異步電動機直接起動電流比較大相符合。圖2.5為異步電動機轉(zhuǎn)子電流的仿真波形，從圖2.5(a)、(b)和(c)可以看出轉(zhuǎn)子電流在剛起動時，電流比較大也 接近 100 V，但是在0.2s后轉(zhuǎn)子平穩(wěn)運行后，轉(zhuǎn)子電流為零，這是因為轉(zhuǎn)子為空載運行，轉(zhuǎn)速接 近定子三相旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，因此轉(zhuǎn)子沒有電流。圖2.6為異步電動機轉(zhuǎn)速的仿真波形，從圖2.6可以看出電

35、流波形在0.2 s后達到 1500 r/m 的轉(zhuǎn)速，其輸出波形有點超調(diào)，不過很快達到穩(wěn)定，說明PWM變頻器-異步電動機控制系統(tǒng)動態(tài)性能比較好。圖2.7為異步電動機轉(zhuǎn)矩的仿真波形，從圖 2.7可以看出輸出轉(zhuǎn)矩脈動比較大，造成轉(zhuǎn)矩脈動大的原</p><p>　　圖2.4 異步電動機定子電流仿真波形 </p><p>　　圖2.5 異步電動機轉(zhuǎn)子電流仿真波形</p><

36、;p>　　圖2.6 異步電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速仿真波形</p><p>　　圖2.7 異步電動機輸出轉(zhuǎn)矩仿真波形</p><p><b>　　2.4 設(shè)計小結(jié)</b></p><p>　　本文詳細(xì)分析PWM變頻器-異步電動機控制系統(tǒng)的工作原理，然后在 Matlab/Simulink 進行對其進行了建模和仿真，最后對其仿真結(jié)果進行了詳細(xì)

37、地分析，通過仿真結(jié)果得出 PWM 變頻器-異步電動機控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定及 動態(tài)性能比較好的優(yōu)點，同時也指出其具有轉(zhuǎn)矩脈動過大的缺點。</p><p><b>　　2.5參考文獻</b></p><p>　　[1] 唐介.電機與拖動[M].高等教育出版社,2007. </p><p>　　[2] 彭鴻才.電機原理及拖動[M].北

38、京:機械工業(yè)出版社,2001. </p><p>　　[3] 劉永順.基于雙PWM技術(shù)的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2011</p><p>　　[4] 吳慰.三相交流異步電機控制系統(tǒng)仿真 [M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2011</p><p>　　3基于組態(tài)王的雙容液位控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　3.1 設(shè)計

39、任務(wù)與要求</p><p>　　1、任務(wù)：以雙容下水箱液位為被控參數(shù)，以智能儀表為控制器，以電動調(diào)節(jié)閥為執(zhí)行器構(gòu)成雙容液位單回路控制系統(tǒng)，以PC機為上位機（組態(tài)王為監(jiān)控軟）對現(xiàn)場參數(shù)監(jiān)控，通過網(wǎng)絡(luò)連接客戶端，在客戶端能對現(xiàn)場參數(shù)監(jiān)控。</p><p><b>　　2、要求：</b></p><p>　?。?）完成方案設(shè)計（包括設(shè)計思路、設(shè)計原理

40、、實現(xiàn)功能等）</p><p>　　（2）完成現(xiàn)場控制系統(tǒng)設(shè)計（包括各功能電路接線圖、框圖和說明等）</p><p>　　（3）完成上位機監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計的設(shè)計</p><p>　?。?）遠(yuǎn)程監(jiān)控客戶端的設(shè)計</p><p><b>　　3.2總體設(shè)計方案</b></p><p>　　圖3.1

41、 總體設(shè)計方案</p><p>　　總體設(shè)計方案如圖3.1所示:系統(tǒng)由現(xiàn)場控制系統(tǒng)、上位機、遠(yuǎn)程客戶端構(gòu)成。</p><p>　?。?）現(xiàn)場控制系統(tǒng)：現(xiàn)場參數(shù)控制；</p><p>　?。?）監(jiān)控系統(tǒng)：采用PC機，預(yù)裝組態(tài)王軟件，實現(xiàn)對現(xiàn)場控制系統(tǒng)監(jiān)控。同時服務(wù)器做上位機，百特智能儀表做下位機構(gòu)成上下位機監(jiān)控邏輯結(jié)構(gòu)。</p><p>　　

42、（3）客戶端：遠(yuǎn)程客戶端PC機通過OPC技術(shù)連接到服務(wù)器，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。</p><p>　　3.3現(xiàn)場控制系統(tǒng)的設(shè)計</p><p>　　現(xiàn)場控制系統(tǒng)：雙容水箱、液位傳感器、智能控制儀表、電動調(diào)節(jié)閥構(gòu)成，原理圖如圖3.2所示，控制規(guī)律采用PID控制規(guī)律。</p><p>　　圖3.2 現(xiàn)場控制系統(tǒng)原理圖</p><p><b&g

43、t;　　1.百特智能儀表</b></p><p>　　1）適用范圍：適用于溫度控制、壓力控制、流量控制、液位控制等各種現(xiàn)場和設(shè)備配套。</p><p>　　2）萬能輸入信號：只需做相應(yīng)的按鍵設(shè)置和硬件跳線設(shè)置，即可在以下所有輸入信號之（4）</p><p>　　3）多種給定方式可選：本機給定方式（LSP）；時間程序給定；外部模擬給定（遠(yuǎn)程給定）。<

44、/p><p>　　4）多種控制輸出方式：10mA、4-20mA、0-5V、1-5V 控制輸出。</p><p>　　5）專家自整定算法：獨特的PID 參數(shù)專家自整定算法，將先進的控制理論和豐富的工程經(jīng)驗相結(jié)合。</p><p>　　6）可帶RS485 /RS232/Modem 隔離通訊接口或串行標(biāo)準(zhǔn)打印接口。</p><p>　　7）零點、滿度自

45、動跟蹤，長期運行無漂移，全部參數(shù)按鍵可設(shè)定。</p><p>　　2.電動調(diào)節(jié)閥：單座閥，螺紋連接，線性流量。</p><p>　　3.液位變送器：4～20mADC</p><p>　　3.4上位機監(jiān)控系統(tǒng)</p><p>　　1.上位機監(jiān)控系統(tǒng)組成</p><p><b>　　硬件：PC機</b&g

46、t;</p><p><b>　　軟件：組態(tài)王</b></p><p>　　(1)組態(tài)王軟件是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，它融過程控制設(shè)計、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體，將一個企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實現(xiàn)最優(yōu)化管理。</p><p>　　(2)組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)由工程管理器、工程瀏覽器及運行系統(tǒng)三部分構(gòu)成。 &l

47、t;/p><p>　　工程管理器：工程管理器用于新工程的創(chuàng)建和已有工程的管理，對已有工程進行搜索、添加、備份、恢復(fù)以及實現(xiàn)數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入和導(dǎo)出等功能。 </p><p>　　工程瀏覽器：工程瀏覽器是一個工程開發(fā)設(shè)計工具，用于創(chuàng)建監(jiān)控畫面、監(jiān)控的設(shè)備及相關(guān)量、動畫鏈接、命令語言以及設(shè)定運行系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)工具。 </p><p>　　運行系統(tǒng)：工程

48、運行界面，從采集設(shè)備中獲得通訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)工程瀏覽器的動畫設(shè)計顯示動態(tài)畫面，實現(xiàn)人與控制設(shè)備的交互操作。</p><p>　　(3)組態(tài)王與I/O設(shè)備通信 </p><p>　　組態(tài)王軟件作為一個開放型的通用工業(yè)監(jiān)控軟件，支持與國內(nèi)外常見的 PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等（如：西門子PLC、莫迪康PLC、歐姆龍PLC、 三菱PLC、研華模塊

49、等等）通過常規(guī)通訊接口（如串口方式、USB接口方式、以太網(wǎng)、總線、GPRS等）進行數(shù)據(jù)通訊。</p><p>　?。?）組態(tài)王的開放性 </p><p>　　組態(tài)王支持通過 OPC、DDE 等標(biāo)準(zhǔn)傳輸機制和其他監(jiān)控軟件（如：Intouch、Ifix、Wincc等）或其他應(yīng)用程序（如：VB、VC等）進行本機或者網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)交互。 </p>

50、<p>　　2.上位機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　?。?）建立組態(tài)王新工程：</p><p>　　啟動組態(tài)王，進入工程管理器，點擊新建，選擇存儲路徑，將工程名定為基于組態(tài)王的雙容液位控制系統(tǒng)系統(tǒng)，將工程設(shè)為當(dāng)前工程。</p><p><b>　?。?）創(chuàng)建組態(tài)畫面</b></p><p>　　進入組態(tài)王開

51、發(fā)系統(tǒng)后，依次建立監(jiān)控總圖、液位現(xiàn)場控制系統(tǒng)、報警窗口、歷史趨勢曲線窗口和數(shù)據(jù)報表窗口等人機接口。其中將監(jiān)控總圖設(shè)為啟動窗口，各窗口之間可自由切換。</p><p><b>　?。?）定義IO設(shè)備</b></p><p>　　定義IO設(shè)備包括指定設(shè)備驅(qū)動，地址，邏輯名等關(guān)鍵參數(shù)。選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“設(shè)備\COM1”， 在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，

52、運行“設(shè)備配置向?qū)А?，擇“百特儀表，XM類儀表，串口，外部設(shè)備名稱百特儀表，為設(shè)備選擇連接串口為COM1，填寫設(shè)備地址1:0-3:0。通訊參數(shù)為：采用串口通迅，端口號COM1，波特率為9600bps，數(shù)據(jù)位8，無校驗位，停止位1:0，通訊超時3000ms，采集頻率1000ms。 </p><p><b>　?。?）構(gòu)造數(shù)據(jù)庫</b></p><p>　　數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)

53、王”軟件的核心部分，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送往生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)。 </p><p>　　選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“數(shù)據(jù)庫\數(shù)據(jù)詞典”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“變量屬性”對話框，依次建立數(shù)據(jù)字典“測量值”、“輸出值”、“設(shè)定值”、“比例度”|“積分時間”、“微分時間”、“手動自動切換”等。&l

54、t;/p><p><b>　?。?）動畫連接 </b></p><p>　　定義動畫連接是指在畫面的圖形對象與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時，在畫面上以圖形對象的動畫效果表現(xiàn)出來。</p><p><b>　　1)水箱的動畫連接</b></p><p>　　水箱鏈接：雙擊下

55、水箱，在彈出的屬性設(shè)置框中選擇填充，在彈出的設(shè)置框中連接PV值</p><p>　　2）按鈕鏈接：雙擊按鈕，在彈出的屬性設(shè)置框中選擇模擬量輸入，在彈出的設(shè)置框中分別連接連接“輸出值”、“設(shè)定值”、“比例度”“積分時間”、“微分時間”、“手動自動切換”，保存。</p><p>　　3）輸出連接：雙擊XXXX，在彈出的屬性設(shè)置框中選擇模擬量輸出，在彈出的設(shè)置框中分別連接連接“測量值”、“輸出值

56、”、“設(shè)定值”、“比例度”“積分時間”、“微分時間”、“手動自動切換”</p><p>　　4）管道連接：雙擊管道，在彈出的屬性設(shè)置框中選擇流動，在彈出的設(shè)置框中連接“輸出值/10”</p><p><b>　　5）保存畫面</b></p><p><b>　?。?）啟動配置</b></p><p>

57、;　　選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“系統(tǒng)配置\設(shè)置運行系統(tǒng)”， 雙擊打開,在彈出對話框中選擇啟動時,畫面最大化,啟動畫面為監(jiān)控總圖。</p><p>　　3.5遠(yuǎn)程監(jiān)控客戶端的設(shè)計</p><p>　　遠(yuǎn)程監(jiān)控客戶端的設(shè)計與上位機監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計相似</p><p>　　1.建立組態(tài)王新工程：</p><p>　　啟動組態(tài)王，進入工程管理器，點擊新

58、建，選擇存儲路徑，將工程名定為基于組態(tài)王的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，將工程設(shè)為當(dāng)前工程</p><p><b>　　2. 創(chuàng)建組態(tài)畫面</b></p><p>　　進入組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)后，依次建立監(jiān)控總圖、液位控制系統(tǒng)、報警窗口、歷史趨勢曲線窗口和數(shù)據(jù)報表窗口等人機接口。其中將監(jiān)控總圖設(shè)為啟動窗口，各窗口之間可自由切換。</p><p><b>　

59、　3.定義IO設(shè)備</b></p><p>　　選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“設(shè)備\OPC服務(wù)器”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“OPC服務(wù)器新建”圖標(biāo)，在彈出“查看OPC服務(wù)器”對話框中，“網(wǎng)絡(luò)節(jié)點名”編輯框中輸入“\\server1，然后單擊“查找”按鈕，選中“KingView.View.1”，確定。如圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3 義遠(yuǎn)程客戶端設(shè)備&

60、lt;/p><p><b>　　4.構(gòu)造數(shù)據(jù)庫</b></p><p>　　選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“數(shù)據(jù)庫\數(shù)據(jù)詞典”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“變量屬性”對話框，依次建立數(shù)據(jù)字典“測量值”、“輸出值”、“設(shè)定值”、“比例度”|“積分時間”、“微分時間”、“手動自動切換”。</p><p><b>　　5.動畫連

61、接 </b></p><p>　　以液位控制系統(tǒng)為例說明動畫鏈接，</p><p><b>　　1)水箱的動畫連接</b></p><p>　　雙擊下水箱，在彈出的屬性設(shè)置框中選擇填充，在彈出的設(shè)置框中連接本地PV</p><p><b>　　2）按鈕鏈接</b></p&

62、gt;<p>　　雙擊按鈕，在彈出的屬性設(shè)置框中選擇模擬量輸入，在彈出的設(shè)置框中分別連接</p><p>　　連接“輸出值”、“設(shè)定值”、“比例度”“積分時間”、“微分時間”、“手動自動切換”，保存。</p><p><b>　　3）輸出連接</b></p><p>　　雙擊XXXX，在彈出的屬性設(shè)置框中選擇模擬量輸出，在彈出的設(shè)

63、置框中分別連接</p><p>　　連接“測量值”、“輸出值”、“設(shè)定值”、“比例度”“積分時間”、“微分時間”、“手動自動切換”</p><p><b>　　4）管道連接</b></p><p>　　雙擊管道，在彈出的屬性設(shè)置框中選擇流動，在彈出的設(shè)置框中連接“輸出值/10”</p><p><b>　　5）

64、保存畫面</b></p><p><b>　　6.啟動配置</b></p><p>　　選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“系統(tǒng)配置\設(shè)置運行系統(tǒng)”， 雙擊打開,在彈出對話框中選擇啟動時,畫面最大化,啟動畫面為監(jiān)控總圖。</p><p><b>　　3.6 聯(lián)機調(diào)試</b></p><p>　　

65、1）由工程開發(fā)系統(tǒng)啟動到運行系統(tǒng)</p><p>　　2）設(shè)置SP為15,AM為0,P為10,I為20,D為0,觀察液位變化情況.</p><p>　　3）液位變化情況用震蕩衰減法調(diào)整PID參數(shù).</p><p>　　4）系統(tǒng)穩(wěn)定后,改變SP為25,觀察液位變化情況.調(diào)整PID參數(shù).</p><p><b>　　3.7 小結(jié)<

66、/b></p><p>　　通過本次課程設(shè)計，充分將平時學(xué)習(xí)的理論知識與實踐操作相結(jié)合，在理論和實驗教學(xué)基礎(chǔ)上進一步穩(wěn)固和提高自己理論知識結(jié)構(gòu)，通過將所學(xué)知識應(yīng)用于實際中去，在實際中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，提高分析和解決問題能力。此次課程設(shè)計使我對組態(tài)王軟件的認(rèn)識與了解及應(yīng)用,深入地了解到科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，自己從中受益匪淺，不但擴大了我的視野，提高了我的認(rèn)識和認(rèn)知能力，同時，我也讓我深刻的認(rèn)識到，在此次課

67、程設(shè)計中暴露出來不少問題：我們所掌握的相關(guān)知識很少，很多需要用到的知識都是我們平常都沒學(xué)過或是我們沒見過的，這就要求我們必須學(xué)會很好的查資料，并且很快將資料轉(zhuǎn)化成可用的東西，會用的人不是很多，參考資料也很少，設(shè)計過程中難免有些困難；但是，我們作為一個學(xué)生，但我想這些問題都是暫時的，只要我們努力，問題一定會解決的。通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程我們鍛煉了自己的實踐能力，并從中總結(jié)規(guī)律，為以后我們在實踐工作中打下堅實的基礎(chǔ)。</p>

68、;<p><b>　　3.8 參考文獻</b></p><p>　　[1]朱玉璽.崔如春.鄺小磊.計算機控制技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社,2010.</p><p>　　[2]陳夕松.過程控制系統(tǒng)[M].科學(xué)出版社,2011.</p><p>　　[3]金以慧.過程控制[M].北京:清華大學(xué)出版社,2003.</p>

69、<p>　　[4]劉紫剛.賈永盛.淺議水箱液位控制系統(tǒng)研究.科技創(chuàng)新導(dǎo)報。2011.</p><p><b>　　4工廠供電應(yīng)用設(shè)計</b></p><p>　　4.1 設(shè)計任務(wù)與要求</p><p>　　某工廠供電系統(tǒng)如圖4.1所示，已知電力系統(tǒng)出口斷路器為SN10—10Ⅱ型。全廠用電設(shè)備總?cè)萘繛?6000KW，需要系數(shù)為0.45，

70、補償后功率因數(shù)為0.9，高壓配電所進線側(cè)選用ZN12—12型高壓戶內(nèi)真空斷路器，繼電保護動作時間為1.1S，斷路器短路時間為0.1S，試分析如下問題：</p><p>　?。?）計算全廠的計算負(fù)荷和計算電流。</p><p>　?。?）計算變電所高壓10kV母線上K—1點短路的三相短路電流和短路容量。</p><p>　?。?）選擇高壓戶內(nèi)真空斷路器的型號和規(guī)格。&

71、lt;/p><p>　　圖4.1 工廠供電系統(tǒng)電路圖</p><p><b>　　4.2 問題分析</b></p><p>　　1.計算全廠的計算負(fù)荷和計算電流</p><p>　　通過負(fù)荷的統(tǒng)計計算求出的、用來按發(fā)熱條件選擇供電系統(tǒng)中各個元件的負(fù)荷值，稱為計算負(fù)荷。用電設(shè)備組的計算負(fù)荷，是指用電設(shè)備組從供電系統(tǒng)中取用

72、的半小時最大負(fù)荷P30，用電設(shè)備組的設(shè)備容量Pe，是指用電設(shè)備組所有設(shè)備（不含備用設(shè)備）的額定容量PN之和。Kd稱為需要系數(shù)。實際上，Kd不僅與用電設(shè)備組的工作性質(zhì)、設(shè)備臺數(shù)、設(shè)備效率和線路損耗等因素有關(guān)，而且與操作人員的技能和生產(chǎn)組織等多種因素有關(guān)。</p><p><b>　　全廠有功計算負(fù)荷：</b></p><p>　　P30=KdPe=0.45 X 2600

73、0KW=11700KW</p><p><b>　　全廠視在計算負(fù)荷：</b></p><p>　　= 15600KV·A </p><p><b>　　計算電流：</b></p><p><b>　　= 23.7A</b></p><p>

74、;　　2.計算變電所高壓10kV母線上K—1點短路的三相短路電流和短路容量</p><p>　　進行短路電流計算，首選要繪出計算電路圖。在計算電路圖上，將短路計算所需考慮的各元件的額定參數(shù)都表示出來，并將各元件依次編號，然后確定短路計算點。短路計算的方法，常有歐姆法和幺制法。UC為短路點的短路計算電壓（或稱平均額定電壓）由于線路首端短路時其短路最為嚴(yán)重，因此按線路首端電壓考慮，即短路計算電壓取為比線路額定電壓UN

75、高5%。電力系統(tǒng)的電阻相對于電抗來說很小，一般不予考慮。電力系統(tǒng)的電抗，可由電力系統(tǒng)變電站饋電線出口斷路器的斷電流，容量SOC來估算，這SOC就看作詩電力系統(tǒng)的極限路容量SK.</p><p>　　在計算短路電路的阻抗時，假如電路內(nèi)含有電力變壓器時，電路內(nèi)各元件的阻抗都應(yīng)統(tǒng)一換算到短路點的短路計算點去，阻抗等效換算的條件是元件的功率損耗不變。</p><p>　　求K—1點的三相短路電流和

76、短路容量，已知UC = 10.5 kv 。</p><p>　?。?） 電力系統(tǒng)的電抗：由附錄表12可查得SN10-10Ⅱ型斷路器的斷流容量SOC = 500 MVA，因此</p><p><b>　　= 0.22Ω</b></p><p>　?。?）架空線路的電抗：由表3-1查得X0 = 0.35Ω/ km，因此</p><

77、;p><b>　　= 1.75Ω</b></p><p>　?。?）繪K—1點短路的等效電路如圖4.2所示，然后計算電路的總電抗：</p><p>　　圖4.2 K—1點短路的等效電路</p><p><b>　　= 1.95Ω</b></p><p>　　2、計算三相短路電流和短路容量

78、</p><p>　?。?）三相短路電流周期分量有效值：</p><p><b>　　= 3.08KA</b></p><p>　　（2）三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流有效值：</p><p><b>　　= 3.08KA</b></p><p>　?。?） 三相短路沖擊電流及

79、其有效值：</p><p><b>　　= 7.85KA</b></p><p><b>　　= 4.65KA</b></p><p>　?。?）三相短路容量：</p><p>　　= 52.0MV·A</p><p>　　3選擇高壓戶內(nèi)真空斷路器的型號和規(guī)格<

80、;/p><p>　　根據(jù)線路計算電流 23.7A ，試選ZN12—12/1250型真空斷路器來進行校驗。</p><p><b>　　短路假想時間：</b></p><p><b>　　電壓校驗：</b></p><p><b>　　電流校驗：</b></p>

81、<p><b>　　斷流能力校驗：</b></p><p><b>　　動穩(wěn)定校驗：</b></p><p><b>　　熱穩(wěn)定校驗：</b></p><p>　　校驗結(jié)果：所選ZN12—12/1250型真空斷路器是合格的。</p><p>　　高壓斷路器的選擇校

82、驗表</p><p><b>　　4.3 小結(jié)</b></p><p>　　通過實習(xí)學(xué)到了很多，實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，將書本知識應(yīng)用到實際應(yīng)用中才是硬道理，通過課程設(shè)計，讓我們對工廠供電的知識有了更全面的認(rèn)識和理解。同時，我也讓我深刻的認(rèn)識到，在此次課程設(shè)計中暴露出來不少問題：我們所掌握的相關(guān)知識很少，很多需要用到的知識都是我們平常都沒學(xué)過或是我們沒見過的，這就

83、要求我們必須學(xué)會很好的查資料，并且很快將資料轉(zhuǎn)化成可用的東西，會用的人不是很多，參考資料也很少，設(shè)計過程中難免有些困難；但是，我們作為一個學(xué)生，但我想這些問題都是暫時的，只要我們努力，問題一定會解決的。</p><p><b>　　4.4 參考文獻</b></p><p>　　[1] 劉介才.工廠供電第五版[M].機械工業(yè)出版社,2009.</p>&