②控制电路的互锁和自锁环节。 ③PLC与变频器的电路连接原理。 ④PLC程序的控制流程。 ⑤变频器功能设置的关键参数。 ⑥触摸屏与PLC的通信及变量的连接。 ⑦软件程序和硬件电路配合情况。 ⑧系统调试的要点。 ⑨控制柜的安装及接线情况。
4、评分标准
实训成绩分优秀、良好、中等、及格和不及格五级分制。各级评分标准如下: 优秀:实训内容完整。按期完成任务。控制系统设计方案正确可行,论证充分。控制系统硬件线路设计合理,选用元器件完全正确。控制柜的安装接线美观可靠。设计说明书整齐通顺、有条理,图面整洁,质量高。考核时对各部分考核点理解深透,能正确全面地回答问题。
良好:实训内容完整,按期完成任务。控制系统设计方案可行,论证较好。硬件电路设计合理,选用元器件正确。控制柜的安装接线整齐可靠。说明书较通顺、整齐,图面整洁、质量较高。考核时对各部分考核点理解较好,回答问题比较正确全面。
中等:实训内容完整,按期完成任务。控制系统设计方案基本正确,论证一般。硬件电路设计基本合理,选用元器件基本正确。控制柜的安装接线可靠,且较整齐。说明书和图面较整洁、质量尚好。考核时,对各部分考核点问题有一定的理解,经提示后能正确回答问题。
及格:基本完成实训规定的内容。方案选择和硬件电路设计无原则性错误,控制柜的安装接线可靠。说明书和图面比较粗糙,质量一般,存在一些错误,但主要部分基本符合要求,对考核点列出的问题理解不够,经提示后只能回答部分主要问题。
不及格:没有按期完成实训规定的内容,方案选择有原则性错误,硬件电路设计和图纸有重大错误。控制柜的安装接线不可靠。对考核点所列出的主要问题不能回答经提示后回答仍不正确。
若发现有别人代作,取消参加考核的资格。
五、实训的参考题目
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1、多泵切换恒压供水系统
现有2台电机M1、M2拖动2台水泵,控制要求如下:
触摸屏 PLC MM440
①用转换开关实现手动、自动的切换。
②手动时由按钮分别控制2台电机的启动、停止。
③自动时,变频器一控二异步切换,先用变频器控制M1启动调速,当变频器达到50HZ时延时1分钟水压力还在下限,把M1切换到工频运行,而变频器控制M2启动调速;压力上升,当压力到达上限,延时30秒钟水压力还在上限,电机M1停机;当压力降至下限时,又使电机M2频率为50HZ,延时1分钟水压力还在下限,把M2切换到工频运行,而变频器控制M1启动调速。如此反复使水压恒定。停止时,M1和M2同时停机。
④自动时,可用触摸屏来控制启动和停止,并能直接设置管道的压力值。
2、储水器水位控制系统
在锅炉及许多其他的工业设备中,常采用部分供水方式。即是:用水泵将水泵人一个位置较高位的储水器中(水塔、水箱等),然后向低水位的用户供水。这时,须对储水器中的水位进行控制,如图所示。
利用水的导电性能来取得信号的:当两根金属棒都在水中时,它们之间是“接通”的;当两根金属棒中只有一根在水中时,它们之间便是“断开”的。其中,1号棒用
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作为公共接点,2、3、4号棒分别用于控制不同的水位。
现在控制要求如下:
1)用转换开关实现手动、自动的切换。 2)手动时由按钮分别控制电机的启动、停止。
3)自动时,通过变频调适当降低书泵的转速以达到节能的目的。
①在正常情况下,水泵以较低转速nL运行,水位被控制在3号棒LL1和4号棒LH
之间。
②如果在用水高峰期,水泵低速nL运行时的供水量不足以补充用水量,则水位将越过3号棒LL1后将继续下降。当水位抵于2号棒LL2时,上水泵的转速提高至nH,以增大供水量,阻止水位的继续下降。
③当水位上升至3号棒LL1以上时,经适当延时后又可将转速恢复至低速nL运行。 ④当水位达到上限水位LH时,则关闭水泵,停止供水。
4)自动时,可用触摸屏来控制启动和停止,并能直接显示水位情况和水泵的速度。
3、中央空调控制系统
下图是中央空调系统框图,控制要求如下: ①启动过程:风机启动
60s?延时????压缩机启动。
8s?延时???冷却泵启动
8s?延时???冷冻泵启动
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②停机过程:压缩机停止
8s?延时???风机停止。
60s8s?延时????冷冻泵停止?延时???冷却泵停止
③四台电机分手动/自动控制。
④自动时,冷冻泵采用变频调速,冷冻水出水温度为70℃,回水温度为120℃;当温控器检测出冷冻水回水温度大于120℃时,表示用户增加,此时应提高冷冻泵的转速;当温控器检测出冷冻水回水温度小于120℃时,用户减少,应降低冷冻泵的转速。
⑤自动时,可用触摸屏来控制启动和停止,并能直接显示水泵的速度。
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模块二 控制系统设计的一般过程
一、系统设计原则
对于不同的控制对象,系统的设计方案和具体的技术指标是不同的,但系统设计的基本原则是一致的。
①满足工艺要求。设计的控制系统所达到的性能指标不应低于生产工艺要求,但片面追求过高的性能指标而忽视设计成本和实现上的可能性也是不可取的。
②可靠性要高。对工业控制的微机系统最基本的要求是可靠性高。首先要选用高性能的工业控制计算机。其次是设计可靠的控制方案,并具备各种安全保护措施,比如报警、事故预测、事故处理、不间断电源等。为了预防计算机故障,还须设计后备装置。
③操作性要好。系统设计时要尽量考虑用户的方便使用,尤其是操作面板的设计,既要体现操作的先进性,又要兼顾原有的操作习惯,控制开关不能太多、太复杂,尽量降低对使用人员专业知识的要求,使他们能在较短时间内熟悉和掌握操作。其次维护容易,一旦发生故障,应易于查找和排除。
④实时性要强。微机控制系统的实时性,表现在对内部和外部事件能及时地响应,并作出相应的处理,不丢失信息,不延误操作。
⑤通用性要好。硬件设计方面,应采用标准总线结构,且各设计指标要留有一定余量,以便在需要时扩充。软件方面,应采用标准模块结构,尽量不进行二次开发。当设备和控制对象有所变更时或者再设计另外一个控制系统时,只需稍作更改或扩充就可适应。
⑥经济效益要高。系统设计的性能价格比要尽可能地高,在满足设计要求的情况下,尽量采用物美廉价的元器件;投入产出比要尽可能地低,应该从提高生产的产品质量与产量、降低能耗、消除污染、改善劳动条件等方面进行综合评估。
二、系统设计步骤
控制系统的设计过程一般可分为3个阶段:准备阶段、设计阶段、仿真及调试阶
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