我是学电气自动化技术专业的。

最新问答

• 恋慕耐受不良

  前 言
  选矿过程是由选前的矿石准备作业、选别作业和选后的脱水作业组成的连续生产过程。【1】磨矿是矿石破碎过程的继续，是选别前准备作业的重要组成部分，它通常在磨机内部完成，根据磨机内装有的介质不同，磨机分为棒磨机和球磨机，一般棒磨机用于一次磨矿属于粗磨，球磨机用于二次磨矿，属于细磨。两者的主要区别是棒磨机的给矿口是通过皮带传送将矿石送入磨机，而球磨机则是依靠泵将矿浆抽入到给矿箱然后将矿石送入磨机。
  磨机的主要结构有筒体部、给矿部、排矿部、传动部、轴承部和润滑部等六部分组成。
  当油库的油压出现问题会导致筒体瓦轴烧毁从而产生粘连现象，导致磨机报废。为了避免此现象出现，设计了油库，由PLC控制，当油压、气压或温度出现问题都会引起跳闸。
  磨机是由一同步电机带动，同步电动机定子接10kV三相高压电源，转子接100V左右励磁直流电源。转子通过离合器与一中间轴承连接，转子通过与气囊摩擦带动中间轴，然后通过齿传动带动筒体旋转。
  第1章 油库控制系统
  油库控制系统主要是由PLC来实现控制的。其控制对象主要是：两个低压油泵，其中一个为备用；两个高压油泵（同时启动）；离合器；加热器等。本系统采用德国西门子公司生产的S7—200系列PLC实现控制。
  1.1 PLC的基本概念与基本结构【2】
  PLC是一种用程序来改变控制功能的控制计算机，比一般计算机具有更强的与过程相连接的接口和更直接的适用于控制要求的编程语言。除了能完成各种各样的控制功能外，还有与其他计算机通信联网的功能。广泛应用于各种机械设备和生产过程的自动控制系统中。
  PLC有着与通用计算机相类似的结构。主要由CPU模块、输入模块、输出模块、编程器和电源五部分组成。
  CPU模块主要由微处理器（CPU芯片）和存储器组成。CPU模块用来不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来存储程序和。
  输入模块和输出模块简称I/O模块，是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。
  编程器用来生成用户程序，并用它来编辑、检查、修改用户程序，同时监视用户程序的执行情况。
  不同型号的PLC的结构也各不相同，根据结构形式，可分为整体式和模块式，整体式是将CPU、存储器、输入/输出模块、I/O扩展接口、外设接口及电源装在一个箱体内构成主机。整体式PLC结构紧凑、体积小，小型机常采用。
  模块式PLC是将CPU单元、输入/输出单元、智能单元、通信单元做成相应的电路板或模块，各模块可以插装在底板上，模块之间通过底板上的总线相互联系。
  1.1.1 S7—200可编程序控制器【3】
  S7—200PLC由基本单元（S7—200CPU模块）、个人计算机或编程器、STEP7-Micro/WIN32编程软件以及通信电缆等构成。
  S7—200CPU模块也称主机。由中央处理单元（CPU）、电源以及数字量输入、输出单元组成。在CPU模块的顶部端子盖内有电源及输出端子；在底部端子盖内有输入端子及传感器电源；在中部右侧前盖内有CPU工作方式开关（RUN/STOP）、模拟调节电位器和扩展I/O连接接口；在模块的左侧分别有状态LED指示灯、存储器卡及通信口。
  根据控制需要，PLC主机可以通过输入/输出扩展系统，即可在PLC主机的右侧插上一块或几块扩展模块。如数字量输入/输出扩展模块、模拟量输入/输出扩展模块或智能输入/输出扩展模块等，并用电缆将它们连接起来。
  S7—200的用户程序存储在EEPROM中，最大数字量输入、输出映像寄存器均为128点，最大模拟量输入、输出映像寄存器均为32点，内部标志位（M寄存器）256位，256个器，256个计数器。
  S7—200PLC主机型号规格种类较多，以适应不同控制场合的需求。这里采用CPU224。该主机的I/O点数为24，其中输入点14，输出点10，可带7个扩展模块。本控制系统需要扩展三块EM223DC16输入/DC16输出数字量输入/输出模块及一块EM221 16点DC24V输入数字量输入模块。
  在本系统中总共使用了41个输入点和24个输出点。全部都是开关量。
  1.2 基本控制流程
  在启动电机前要使残压降低到小于0.01MPa，气压大于0.65 MPa，油压大于0.3MPa时方可允许起车，这些条件都符合，选择PLC控制柜上的转换开关到允许，继电器吸合，可以起机。将高压柜转换开关打到允许，再将现场开关合上，合闸线圈得电，开始起机。电机起来后，按下离合器启动按钮空压机开始向气囊充气，同时又启动一个器，，时间到，高压泵停止工作，气囊膨胀与中间轴摩擦带动齿传动，通过齿传动带动筒体旋转，进行磨矿工艺。
  在电机起动前左旋低压油泵转换开关45度时即可选择一号低压油泵工作。如低压油泵正常其显示灯会亮，低压油泵就会从油箱抽上油为筒体瓦圈润滑。起动高压泵，作用是喷出高压油膜将筒体从两端向上顶，以尽量达到轻载启动的效果。因为，轴上的负载愈轻，电机愈容易牵入同步。此时才可以启动同步电动机(只有高压泵启动才可以起同步电机)，其加热器的工作原理是由电接点温度计传回到PLC,达到一定温度会使相应的电接点温度计触点闭合。用于检测油温。
  不论何时，只要油压、气压、温度其中有一项不满足条件都会引起跳车即跳闸现象，断路器动作，并发出警报。如下图1-1为其流程图。
  
  图1-1 流程图
  1.3 PLC控制系统梯形图
  如下为S7—200系列的PLC控制系统梯形图。需要注明的是图中的保护、停止及有些常闭点采用常开点，从理论上是根本行不通的，因为根本起不了车。采用常开点是实际的需要，如果采用常闭点万一由于灰尘积累或其它原因导致常闭没闭上或脱扣现象等却找不到原因其后果会很严重。因此虽梯形图中是常开但实际连线是常闭。
  下面简单介绍一下梯形图中的内容：
  网络1和网络2是完成1号低压泵的控制，按下启动按钮，I1.0闭合，转换开关置于零位，即I2.0闭合，然后闭合1号低压泵开关，即I1.2闭合I1.1、I1.3分别为停止按钮和继电保护实际接线都为闭点，此时一号低压泵起，显示灯亮；或将转换开关置于1位I2.1闭合，也可以起1号低压泵。当然1号低压泵也可以是在2号低压泵工作时起，此种情况是在一台低压泵工作油压还是不够的时候。网络2是在1号低压泵起来后带一个中间触点作用是将1号泵和2号泵连起来，在启用1号泵的时候也可起2号泵。为轴瓦供油。
  网络3和网络4是完成对2号泵的控制。原理与1号泵是一模一样的。
  网络5和网络6是高压泵的起动，在低压泵起动后会延时30秒后才可起动高压泵T39闭合，然后分别闭合高压泵1号、2号的开关I4.0、I4.1闭合，I4.2、I4.3为两个高压泵的继电保护故为常闭，此时高压泵起动。将筒体从两端顶起。
  网络7是离合器的起动，将起动按钮按下I5.0闭合，再将转换开关打到自动I5.2闭合，气压符合I6.0闭合，离合器就起来了。开始为气囊充气，同时起一个器，时间到高压泵停止工作。同步电动机带动筒体旋转。在试车时将转换开关打到手动即I5.3闭合，按下点动按钮I5.1闭合即可。
  网络8是加热器的控制，当油温小于30°工作，大于45°停止工作。
  网络9是允许起同步电动机的条件，当油压符合I6.2闭合，高压泵起I0.4闭合，残压符合I6.3闭合，气压符合I6.0闭合，可以起车。
  网络10与网络9相反是跳车条件，即油压、残压、气压有一项不符合就跳车。
  网络11是跳车是引起的报警，条件与跳车完全一样。
  网络12到网络21都是油压、液位、温度、气压够与不够的显示。
  网络22和网络23是对离合器是否闭合的检测。
  
  第2章 同步电机在系统中的应用
  同步电机是交流旋转电机的一种，因其转速恒等于同步转速而得名。同步电动机主要用于功率较大，转速不要求调节的生产机械。同步电机主要用于发电机也可用于电动机和调相机。这里主要介绍同步电动机。同步电动机定子绕组与异步电动机相同。，同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。
  在系统中，同步电机用于拖到负载球磨机进行磨矿。
  2.1 同步电机的结构及工作流程
  同步电机与其它旋转电机一样，也是分为定子和转子两部分。定子又称电枢，由定子铁心、定子绕组、机座、端盖、档风装置等部件组成；转子由转子铁心、励磁绕组、护环、中心环、滑环及风扇等组成。
  当励磁绕组通以直流电流后，转子即建立恒定磁场。在这里同步电机作为电动机运行则需要在定子绕组上施以三相交流电压，以使电机内部产生一个旋转磁场。
  当按下启动开关将10kV三相高压电接入电动机定子时，产生定子旋转磁场。同时转子侧会感应出很大的电压，该电压通过放电电阻释放。当定子旋转磁场转速达到95%同步转速即亚同步时转子侧接入励磁直流电。定子旋转磁场转速通过分流器检测，然后通过将晶闸管导通投励。转子将在定子旋转磁场的带动下以几乎相同转速转动。转子转速为n1=60f/p,f为工频50，p是极对数在这里为18。因此同步转速大约为160转每分。
  同步电机在恒定频率下的转速恒为同步转速，这是同步电机和异步电机的基本差别之一。
  2.1.1 同步电机的可逆原理【7】
  和其他旋转电机一样，同步电机也是可逆的，即可以作为发电机运行，也可以作为电动机运行，完全取决于它的输入功率是机械功率还是电功率。
  同步电机运行于发电状态时，其转子主磁极轴线超前于气隙磁场的等效磁极轴线一个功角δ，它可以想象成转子磁极拖着等效磁极以同步转速旋转，这时发电机产生的电磁制动转矩与输入的驱动转矩相平衡，把机械功率转变为电功率输送给电网。应此，此时电磁功率Pem和功角δ均为正值，励磁电动势E。超前于电网电压U一个δ角度。如果逐步减少发电机的输入功率，转子瞬时减速，δ角减小，相应的电磁功率Pem也减小。当δ减到零，相应地电磁功率也为零，发电机的输入功率只能抵偿空载损耗，这时发电机处于空载运行状态，并不向电网输送功率。继续减少发电机的输入功率，则δ和Pem变为负值电机开始从电网吸收功率和原动机一起共同驱动转矩来克服空载制动转矩，供给空载损耗。如果再卸掉原动机，就变成了空转的电动机，此时空载损耗全部由电网输入的电功率供给。如在电机轴上再加上机械负载，则负值的δ角将增大，由电网输入的电功率和相应的电磁功率也将增大，以平衡电动机的输出功率。此时，功角δ为负值，主极磁场落后于气隙磁场，转子受到一个驱动性质的电磁转矩作用。机—电能量转换过程由此发生逆变。
  2.1.2 同步电动机不能自行起动【7】
  同步电动机只有在定子旋转磁场与转子励磁磁场相对静止时，才能得到平均电磁转矩。如给同步电机加励磁并直接投入电网，由于转子在起动时是静止不动，定子旋转磁场以同步转速n1，对转子磁场作相对运动，则一瞬间定子旋转磁场将吸引转子向前，由于转子所具有的转动惯性，还来不及转动，另一瞬间定子磁场又推斥转子磁场向后，转子上受到的便是一个方向在变化的电磁转矩，其平均转矩为零，故同步电动机不能自行起动，因此要起动同步电机，必须借助于其它方法。
  最常用的起动方法是异步启动。
  2.1.3 同步电动机的异步起动【7】
  该球磨机采用异步起动方法，方法如下：
  第一步：将同步电动机的励磁绕组通过一个电阻短接，短接电阻的大小约为励磁绕组的10倍左右。串电阻的作用主要是削弱由转子绕组产生的对起动不利的单轴转矩。而起动时励磁绕组开路是很危险的。因为励磁绕组的匝数很多，定子旋转磁场将在该绕组中感应出很高的电压，可能击穿励磁绕组的绝缘。
  第二步：将同步电动机的定子绕组接通三相交流电源。这时定子旋转磁场将在阻尼绕组中感应电动势和电流，此电流与定子旋转磁场相互作用而产生异步电磁转矩，同步电动机作为异步电动机起动。
  第三步：当同步电动机的转速达到同步转速的95%左右时，将励磁绕组与直流电源接通，则转子磁极就有了确定的极性，这时转子上增加了一个频率很低的交变转矩，转子磁场与定子磁场之间的吸引力产生的整步转矩，将转子逐渐牵入同步。
  2.2 同步电动机的励磁电源【8】
  该同步电动机的励磁主电路包括交流供电和整流环节，还包括过电压和过电流保护环节。触发控制电路部分包括三相脉冲出发环节、自动投励环节和灭磁环节。
  2.2.1 交流供电和整流环节
  （1） 由整流变压器ZD供给交流电压90V，经三相全控整流桥输出脉动直流一般为120V—150V左右。控制可控硅整流原件V1-V6的导通角，即可得到不同值的直流输出电压、电流。
  （2） 直流电压表于放电电阻RF串联后并接于整流桥输出端，作为整流电压的测量。电压表V对V7和V8的工作情况还可起到监视作用。同步电动机起动过程中，当G2正G1负时V7导通，应此电压表无指示。投励后V7关断，电压表指示出直流励磁电压值。
  （3） 直流电流表A串接于励磁回路内，作为直流电流值的测量。同步电动机起动过程中，在投励前，电流表A指示出转子感应电压G2负G1正的半周时，流经二极管V8的感应电流平均值。
  2.2.2 过电压过电流保护环节
  （1） 同步电动机异步运行时，转子绕组感应过电压由灭磁环节接入放电电阻消除转子开路过电压；闭合或打开整流变压器一次侧交流接触器引起的作过电压和快速熔断器熔断时产生的过电压，由整流变压器二次侧的三角形阻容吸收装置进行保护；主电路可控硅与硅二极管换向过电压也采用阻容保护。
  （2） 过电流保护有熔断器、热继电器等。
  主电路如下图2—1所示。【6】
  图2—1主电路 2.2.3 触发控制电路【8】
  触发控制电路包括：电源、脉冲、移向、投励、灭磁。其中最为重要的是投励和灭磁。这里只介绍这两部分。
  2.2.3.1 投励
  投励部分是保证同步电动机起动后，转速达到亚同步时，顺极性自动投励。当达到亚同步转速时检测到电流信号传回到触发模块，从而投入励磁。
  2.2.3.2 灭磁
  同步电动机起动过程中，转子励磁绕组中感应出交流电压，当G1点为正时，感应电流经二极管将放电电阻RF接入；当G2为正，由晶闸管将RF接入。接入放电电阻的目的在于降低同步电动机起动时，在励磁绕组中产生的过高电压。同步电动机的转速接近同步转速时，由于感应电压降低，晶闸管自动关断。投入励磁牵入同步后，放电电阻RF自动被切除。
  
  2.2.4 该励磁电源存在的问题
  由于采用三相全控桥整流必然会有负波将会导致运行明显不如三相半控桥稳定。但是对电机励磁加热比较容易，不需修改参数。因为如果长时间停机在车间内会发潮，这样绝缘可能就会不够，起机时可能会放炮，一般绝缘为220兆欧。所以需要对励磁通电加热。三相半控桥整流电路运行稳定，但加热时得修改参数。因此现在又有了三相全控半控两种方式的励磁电源方式。
  
  结束语
  随着技术的发展，PLC在中的应用越来越重要，越来越广泛，技术也越来越成熟。同步电机的定子技术逐步提高，电压已经从6kV提高到10kV。励磁电源由三相半控桥到三相全控桥，现在有些车间以采用全控起动，半控运行的方式。更加节能、节资、高效稳定的生产运行。
  该系统中采用先进的微电脑及数字化控制技术，功能完善，作简单，性能稳定可靠。同步电动机选用凸极式同步电动机，因为转子要求有较大的飞矩，以防止电动机突然甩负荷时转速过高；励磁屏主电路采用三相桥式全控整流电路，该装置具有可靠的灭磁系统，通过合理选配灭磁电阻RF，分级整定可控硅KQ的开通电压，使电机在异步驱动状态时KQ在较低电压下便开通，故具有良好的异步驱动特性；采用PLC控制全自动供油润滑系统，使得线路更加简单，维护更加方便，减少了继电接触器的使用。
  整个系统基本上实现了全自动离线控制，能够满足远程遥信、遥测、遥控、遥调的计算机集散控制功能要求。但目前还没有使用到计算机远程组态监视系统。现在包钢选矿厂正在进行着一次前所未有的大型改造项目。远程监视也是其中的一项比较重要的项目。这也是未来发展的必然趋势。
  
  致 谢
  感谢在实践任务书完成过程中，指导、选矿厂师傅及代课和同学的帮助和指导。感谢指导冯的认真负责，选矿厂师傅的倾囊相助，各代课的热情指点。使我在实践任务书完成的过程中学会了许多知识，懂得了许多道理，更重要的是培养了一定的自学能力，这将使我终身受益。
  随着日子的到来，课程设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的实践任务书终于完成了。在没有做实践任务书以前觉得这只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做实践任务书发现自己的看法有点太片面。实践任务书不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次实践任务书使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次实习，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。
  在这次实践任务书的写作过程中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
  我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。
  在此要感谢我们的指导冯奕红对我们悉心的指导，感谢们给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关，与同学交流经验和自学，并向师傅请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个任务书写的也不太好，但是在这个过程中所学到的东西是这次实践任务书写作过程中的最大收获和财富，使我终身受益。
  
  参考文献
  【1】张强 选矿概论 冶金出版 2008 6
  【2】夏田 陈禅娟 PLC电气控制—CPM1A系列和S7—200 化学出版社 2008 2
  【3】廖常初 S7—200PLC基础教材 机械出版社 2007 12
  【4】廖常初 FX系列PLC编程及应用 机械出版社 2008 4
  【5】浣喜明 姚为正 电力技术 高等教育出版社 2007 12
  【6】选矿厂 LVK—3型同步电动机励磁的控制说明书 苏州市友明科技有限公司
  【7】许晓峰 电机及拖动 高等教育出版社 2007 4
  【8】张家桂 可控硅技术 山东建筑材料学院 1981 12

  浏览 365赞 65时间 2023-02-05
• loveless0122

  貌似，考研究生没有说有论文要求的，只是有论文相对好一点就是，那也是在复试的时候。

  浏览 322赞 132时间 2022-11-14
• Doubleflower

  得看你的成绩 这两个方向一般录取成绩是不同的

  浏览 210赞 100时间 2022-01-01