《自動控制系統(tǒng)》課程設計任務書12011202

本文格式為Word版，下載可任意編輯——《自動控制系統(tǒng)》課程設計任務書12011202《電力拖動自動控制系統(tǒng)》課程設計

計劃、任務與指導書

一、課程設計的目的

通過電力拖動自動控制系統(tǒng)的設計，了解一般交直流調速系統(tǒng)設計過程及設計要求，并穩(wěn)定交直流調速系統(tǒng)課程的所學內容，初步具備設計電力拖動自動控制系統(tǒng)的能力。為今后從事相關技術工作打下必要的基礎。二、課程設計的要求

1、熟悉交直流調速系統(tǒng)設計的一般設計原則，設計內容以及設計程序的要求。2、把握控制系統(tǒng)設計制圖的基本規(guī)范，熟練把握電氣控制部分的新圖標。3、學會收集、分析、運用自動控制系統(tǒng)設計的有關資料和數(shù)據(jù)。

4、培養(yǎng)獨立工作能力、創(chuàng)造能力及綜合運用專業(yè)知識解決實際工程技術問題的能力。三、課程設計的內容

完成某一給定課題任務，按給出的工藝要求、運用變頻調速對系統(tǒng)進行控制。

四、進度安排：共1.5周

本課程設計時間共1.5周，進度安排如下：

1、設計準備，熟悉有關設計規(guī)范，熟悉課題設計要求及內容。（1.5天）2、分析控制要求、控制原理，設計控制方案。（1.5天）3、繪制控制原理圖、控制流程圖、端子接線圖。（2天）4、編制程序、梯形圖設計、程序調試說明。（1.5天）5、整理圖紙、寫課程設計報告。（1.5天）五、課程設計報告內容

完成以下課題的課程設計及報告（課題工藝要求由課程設計任務書提供）1．退火爐溫度控制系統(tǒng)2．變頻液位自動控制系統(tǒng)設計3．變頻流量自動控制系統(tǒng)設計4．變頻供水系統(tǒng)設計

5．變頻調速恒張力控制系統(tǒng)設計

6．變頻器在印染機械多電機同步調速系統(tǒng)中應用7．線纜設備恒張力變頻器控制設計8．空氣壓縮機變頻調速的設計

六、參考書

1．陳伯時主編電力拖動自動控制系統(tǒng)(其次版),機械工業(yè)出版社19922．陳伯時,陳敏遜.交流調速系統(tǒng).機械工業(yè)出版社19983．張燕賓著SPWM變頻調速應用技術機械工業(yè)出版社19974．王兆義主編2《可編程控制器教程》主編5．徐世許主編2《可編程控制器教程原理、應用、網(wǎng)絡》主編6．《工廠常用電氣設備手冊》（第2版）上、下冊中國電力出版社第1頁共10頁

1.退火爐溫度控制系統(tǒng)

退火爐溫度控制系統(tǒng)由一臺上位機操作臺、一臺SIEMENSS7-200PLC控制柜、一臺變頻器控制柜，3臺風機，3臺水煤漿輸送泵組成。加熱段的三個爐段，各段于爐頂設一支熱電偶，根據(jù)熱電偶采集的爐溫信號，與設定值比較，經(jīng)PID計算后輸出控制信號變頻器調理水煤漿流量，改變燒嘴的輸出功率，實現(xiàn)溫度自動控制。同時根據(jù)助燃風量的改變及空/燃比例閥的配比，手動調理助燃風流量燃氣的流量，實現(xiàn)最正確空/燃配比。

1、退火爐溫度PLC自動控制系統(tǒng)原理圖

隔離開關SFSF1斷路器SF2斷路器SF斷路器3SF4斷路器隔離變壓器PLCPc工控機KM132KMKM3控制柜1#變頻器#3變頻器3#變頻器T1#溫度顯示器T2#溫度顯示器TM11#空氣壓縮機M22#空氣壓縮機M343#空氣壓縮機3#溫度顯示器P壓力控制器1#噴流泵I-32#噴流泵I-53#噴流泵2#溫度變送器I-141#溫度變送器3#溫度變送器退火爐退火爐溫度控制系統(tǒng)原理組成

本系統(tǒng)裝有3套熱電偶反饋的閉環(huán)流量控制系統(tǒng)，分別控制3臺3.7KW變頻器調理3臺水煤漿輸送泵化工泵轉速，改變燒嘴的輸出功率，實現(xiàn)溫度自動控制。滿足退火爐的工藝要求、溫度實時顯示。

1)分析控制要求、控制原理設計控制方案；畫出溫度自動控制系統(tǒng)結構框圖；2)PLC、變頻器、溫度傳感器的選擇；

3)畫出該控制系統(tǒng)的原理圖。(主電路、plc控制電路、變頻器控制電路)4)PID原理分析與選用；PID在PLC中實現(xiàn)。第2頁共10頁

2、變頻液位自動控制系統(tǒng)

1.概述

汽提塔液位自動控制系統(tǒng)用浮子液位計、PLC與變頻器構成反饋的閉環(huán)液位控制系統(tǒng)。用調理2.2KW化工泵轉速，保證廢水液位穩(wěn)定、滿足汽提塔的工藝要求、并可根據(jù)現(xiàn)場處理狀況自動切換流量，滿足工業(yè)現(xiàn)場廢水處理要求。兩臺變頻器、兩臺化工泵一用一備（互為備用）保證系統(tǒng)運行可靠。汽提塔液位實時顯示。

隔離開關隔離變壓器SF3斷路器SF4斷路器SF5斷路器PLCPc工控機KM3KM43#變頻器4#變頻器M3M4壓力表處理廢水溫度傳感器1電磁閥回收廢氣蒸汽………3#水泵閥門厭氧池4#水泵熱交換器壓差傳感器2電動調安全閥節(jié)器………處理后廢水磁性浮子液位傳感器汽提塔

汽提塔液位控制系統(tǒng)的工作原理

在廢水處理液位自動控制系統(tǒng)中，采用PLC的PID積分分開智能型PI調理控制、編程簡單、控制可靠，適合于汽提塔液位自動控制系統(tǒng)。汽提塔液位控制穩(wěn)定、控制精度高、液位穩(wěn)定在20cm±1cm，滿足汽提塔液位控制要求。

2.系統(tǒng)控制要求：

本系統(tǒng)恒壓變量供水系統(tǒng)是在2臺2.2ｋＷ電機拖動的水泵機組能夠滿足廢水總量設計要求的前提下,達到全自動閉環(huán)液位控制系統(tǒng),并具有手動控制功能,同時還應達到以下幾點要求：

1)液位穩(wěn)定在20cm±1cm，滿足汽提塔液位控制要求。2)具有短路、欠壓、過載、過流等諸多保護功能。3.課程設計要求

1)分析控制要求、控制原理設計控制方案；畫出液位自動控制系統(tǒng)結構框圖；2)PLC、變頻器、液位傳感器的選擇；

3)畫出該供水控制系統(tǒng)的原理圖。(主電路、plc控制電路、變頻器控制電路)4)液位控制系統(tǒng)變頻器的節(jié)能控制分析；5)PID原理分析與選用；PID在PLC中實現(xiàn)；第3頁共10頁

3、變頻流量自動控制系統(tǒng)的設計

1.概述

汽提塔廢水處理流量自動控制系統(tǒng)用渦街流量計、PLC與變頻器構成反饋的閉環(huán)流量控制系統(tǒng)。用調理5.5KW化工泵轉速，保證廢水流量穩(wěn)定、滿足汽提塔的工藝要求、并可根據(jù)現(xiàn)場處理狀況自動切換流量（兩擋），滿足工業(yè)現(xiàn)場廢水處理要求。兩臺變頻器、兩臺化工泵一用一備（互為備用）保證系統(tǒng)運行可靠。

隔離開關隔離變壓器SF3斷路器SF1斷路器SF2斷路器PLCPc工控機KM1KM21#變頻器2#變頻器電磁閥M1M2回收廢氣蒸汽安全閥液位傳感器污水罐閥門止回閥電動調理器1#水泵渦積流量計壓力表熱交換器2#水泵處理后廢水汽提塔

圖3.7汽提塔流量控制系統(tǒng)的工作原理

(1)由流量傳感器測量污水管的進水口流量，流量變化信號變換成標準4～20mA電流信號(便于遠距離傳送信號)、液位傳感器將緩沖罐液位開關信號傳送PLC實時控制。

(2)把信號傳到有相關軟件的PLC、根據(jù)汽提塔工藝要求、現(xiàn)場污水排放量進行智能型PI調理控制。

2.系統(tǒng)控制要求：

本系統(tǒng)恒壓變量供水系統(tǒng)是在2臺5.5ｋＷ電機拖動的水泵機組能夠滿足廢水總量設計要求的前提下,達到全自動閉環(huán)液位控制系統(tǒng),

1)污水流量進行智能型PI調理控制。

2)具有短路、欠壓、過載、過流等諸多保護功能。3.課程設計要求

1)分析控制要求、控制原理設計控制方案；畫出流量自動控制系統(tǒng)結構框圖；2)PLC、變頻器、渦街流量計的選擇；

3)畫出該控制系統(tǒng)的原理圖。(主電路、plc控制電路、變頻器控制電路)4)流量自動控制系統(tǒng)變頻器的節(jié)能控制分析；5)PID原理分析與選用；PID在PLC中實現(xiàn)；第4頁共10頁

4、變頻供水系統(tǒng)設計

1.概述

由ＰＬＣ、ＶＶＶＦ實現(xiàn)的恒壓變量供水控制系統(tǒng)是通過遠傳壓力表將供水管網(wǎng)的壓力信號送到PLC(ＰＩＤ),再由PL根據(jù)用戶對管網(wǎng)壓力的要求(可以自行設定),輸出調理信號去控制交流變頻調速器,以調理電機轉速,進而控制水泵的出水量;同時利用plc對壓力上、下限進行判斷,并送到事先已輸入程序的可編程序控制器中,再由它對電機水泵實現(xiàn)循環(huán)控制,使系統(tǒng)達到自動跟蹤、穩(wěn)定恒壓、變量供水的目的,滿足生產(chǎn)、生活對水壓水量的需要。

2.系統(tǒng)控制要求：

本系統(tǒng)恒壓變量供水系統(tǒng)是在2臺7.5ｋＷ電機拖動的水泵機組能夠滿足供水總量設計要求的前提下,達到全自動恒壓變量供水,并具有手動控制功能,同時還應達到以下幾點要求

1)順序控制:當增加水流量時,先變頻升速再工頻運行后啟動第2臺泵變頻升速。當減少水流量時,先切斷最先運行的泵,再變頻調速。

2)均勻工作控制:當1臺泵連續(xù)工作滿24小時后,自動切斷并按順序控制方式啟動后續(xù)泵。

3)具有短路、欠壓、過載、過流等諸多保護功能。

該系統(tǒng)由2臺水泵機組10kw(1#泵、2#泵)和1臺變頻調速器(ＶＶＶＦ),1臺可編程序控制器(ＰＬＣ)1只遠傳壓力表以及低壓控制線路組成。

QSRSTUVW變頻器KM3KM1KM2KM4M13～M23～圖5.恒壓供水系統(tǒng)主電