畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于plc控制的電熱鍋爐

1、<p>　　電熱鍋爐是把電能轉(zhuǎn)化為熱能，把水加熱至有壓力的熱水或蒸汽（飽和蒸汽）的一種電力設(shè)備。電熱鍋爐無(wú)需爐膛、煙道和煙囪，同樣無(wú)需儲(chǔ)存燃料的空間，很大程度上減少了常規(guī)燃煤鍋爐使用產(chǎn)生的污染。電熱鍋爐具有低污染，低噪聲，體積小，安裝使用便利，自動(dòng)化程度高，安全可靠，熱效率高達(dá)98%以上等特點(diǎn)，電熱屬于一種綠色環(huán)保產(chǎn)品。一些國(guó)家在20世紀(jì)70年代后期到80年代初期就已經(jīng)開(kāi)始研究設(shè)計(jì)電熱鍋爐。中國(guó)在80年代中期，開(kāi)始設(shè)計(jì)電熱鍋爐

2、產(chǎn)品，到了90年代中期，許多公司將電熱鍋爐用來(lái)采暖、中央空調(diào)和熱水供應(yīng)。</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1電熱鍋爐的介紹</p><p>　　在當(dāng)今社會(huì)，電加熱鍋爐的使用領(lǐng)域已經(jīng)越來(lái)越廣泛了。它的經(jīng)濟(jì)性，安全性和較高的自動(dòng)化程度越來(lái)越受到人們的認(rèn)同?？墒请娂訜徨仩t的性能優(yōu)劣充分的反映了電熱鍋爐的質(zhì)量好壞。

3、電加熱鍋爐已逐漸進(jìn)入人民的生活，成為洗浴，供熱等場(chǎng)所的首選設(shè)備。目前電熱鍋爐的控制系統(tǒng)多采用以微處理器為核心的PLC控制技術(shù)，既提高產(chǎn)品的自動(dòng)化程度又增加了鍋爐的控制精度?，F(xiàn)在使用的大部分電加熱鍋爐控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還不完善，因此需要設(shè)計(jì)一種全新的、自動(dòng)化程度較高的電加熱鍋爐控制系統(tǒng)來(lái)代替和完善以前的控制系統(tǒng)?，F(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)所使用的控制器大多數(shù)是用繼電器、接觸器為主的控制裝置。使用繼電器電路組成的控制系統(tǒng)出現(xiàn)的誤操作較多，其可靠性不好。而該設(shè)

4、計(jì)所使用的是以PLC來(lái)取代原有的控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)的要求：補(bǔ)水泵和循環(huán)泵交替使用，互為備用；缺相報(bào)警，水泵停止運(yùn)行；循環(huán)泵主/備用泵能手動(dòng)選擇。</p><p>　　1.2 電熱鍋爐的分類</p><p>　　電熱鍋爐就是以電為能量來(lái)加熱的鍋爐，即使用清潔的電能轉(zhuǎn)化為熱能，從而把常溫水加熱為高溫度熱水或具有壓力蒸汽的熱能電氣設(shè)備。電熱鍋爐分為兩大類：LDR(WDR)電熱蒸汽鍋爐和CLDZ(

5、CWDZ)電熱熱水鍋爐及KS-D電開(kāi)水鍋爐。其中電開(kāi)水鍋爐又分為KS-D電開(kāi)水鍋爐和XKS-D電蓄熱開(kāi)水鍋爐。</p><p><b>　　電開(kāi)水鍋爐</b></p><p>　　配置微電腦控制器、陶瓷電熱管，采用電磁閥作為補(bǔ)水裝置配合水位電極、感溫探頭全自動(dòng)工作，連續(xù)大量供應(yīng)飲用開(kāi)水，廣泛適用于政府機(jī)關(guān)、企業(yè)、工廠、醫(yī)院、學(xué)校、賓館 、酒店等企事業(yè)單位使用。 <

6、;/p><p><b>　　電蓄熱開(kāi)水鍋爐</b></p><p>　　配置微電腦控制器、陶瓷電熱管，采用電磁閥作為補(bǔ)水裝置配合水位電極、感溫探頭利用夜間（低谷電）時(shí)間全自動(dòng)工作，可以在白天（用電高峰期）大量供應(yīng)飲用開(kāi)水，廣泛適用于政府機(jī)關(guān)、企業(yè)、工廠、醫(yī)院、學(xué)校、賓館 、酒店等企事業(yè)單位使用。 </p><p><b>　　電熱蒸汽鍋爐

7、</b></p><p>　　將水加熱產(chǎn)生蒸汽的電鍋爐，又名電熱蒸汽發(fā)生器。按結(jié)構(gòu)分為立式和臥式兩種鍋爐。 按產(chǎn)生的蒸汽壓力分為低壓、中壓、高壓三種規(guī)格鍋 爐。0.4MPa及以下工作壓力的電熱鍋爐稱為低壓電 鍋爐，主要用于生活供熱。0.7~1 MPa的電熱燕汽鍋 爐稱為中壓電鍋爐，可供生活、生產(chǎn)用汽。1.6 MPa以 上的電熱蒸汽鍋爐稱為高壓電鍋爐，現(xiàn)多用于試驗(yàn)室。 由于承壓指標(biāo)不同，在使用選型方面要

8、注憊區(qū)分。中國(guó)生產(chǎn)的定型電熱蒸汽鍋爐的最大出力為Zt/h，最高工 作壓力為1.6 MPa. 電熱熱水鍋爐將水加熱提供熱水的電鍋爐。 </p><p><b>　　電熱熱水鍋爐</b></p><p>　　在結(jié)構(gòu)上也分立式和臥式兩種。隨著鍋爐 功率的增加，電熱熱水鍋爐有雙頭和單頭之分。加熱電功率在360 kw及以下的臥式電熱熱水鍋爐，大多做成單頭，加熱電功率大于360

9、kw的電熱熱水鍋爐，一 般做成雙頭電鍋爐。熱水溫度小于95℃的電熱熱水鍋 爐，常用于供應(yīng)開(kāi)水或洗浴的場(chǎng)所。</p><p>　　1.3電熱鍋爐的主要部件</p><p>　　電熱鍋爐的主要部件有：加熱管、控制器、水泵等。</p><p>　　2 可編程控制器（PLC）簡(jiǎn)介</p><p>　　2.1 PLC的基本概念</p>&

10、lt;p>　　可編程控制器實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖2.1所示：</p><p>　　圖2.1 可編程控制器控制系統(tǒng)示意圖</p><p>　?。?）中央處理單元(CPU)</p><p>　　中央處理單元(CPU)是可編程控制器的控制中樞。它按照可編程控制器系統(tǒng)程序具備的功能收取并儲(chǔ)存從編程器輸入的程序和數(shù)據(jù)；檢

11、驗(yàn)電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，還可以診斷用戶程序中出現(xiàn)的的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)可編程控制器工作時(shí)，最開(kāi)始它以掃描的方式接收使用場(chǎng)所各輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并各自存入I/O映象區(qū)，接著從用戶程序儲(chǔ)存器里逐條讀取用戶的程序，對(duì)命令進(jìn)行解釋后再按照指令規(guī)定的算數(shù)運(yùn)算或執(zhí)行邏輯結(jié)果輸入數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)或I/O映象區(qū)。直到所有的用戶程序執(zhí)行結(jié)束之后，循環(huán)運(yùn)行，直到運(yùn)行停止。</p><p><b>　?。?）存

12、儲(chǔ)器</b></p><p>　　可編程控制器常用的存儲(chǔ)器類型</p><p>　　RAM這是一種讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器)，速度快，用鋰電池供電。</p><p>　　EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）可擦除只讀儲(chǔ)存器。具有斷電保持功能</p><p>　　EEPROM(E

13、lectrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種電可擦除的只讀存儲(chǔ)器。</p><p>　?。?）輸入/輸出模塊</p><p>　　輸入/輸出模塊是可編程控制器與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備及過(guò)程的連接接口。傳感輸出的開(kāi)關(guān)量或模擬量、限位開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)以及行程開(kāi)關(guān)等輸入信號(hào)，送人可編程控制器都需經(jīng)過(guò)輸入模塊。PLC中央處理器只能處理標(biāo)準(zhǔn)電平的信息

14、，但是輸入到模塊的信號(hào)種類繁多。因此將這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為PLC能夠處理和接受的數(shù)字信號(hào)也是輸入模塊的一個(gè)重要功能。輸出模塊往往是用來(lái)接收CPU處理過(guò)的數(shù)字信號(hào)，把信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行部件所能接受的控制信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)如電磁閥、電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。PLC有多種輸入/輸出模塊，包括數(shù)字量輸入/輸出模塊和模擬量輸出/輸入模塊。這些模塊又包括電流和電壓、交流和直流的不同分類，不同分類參數(shù)等級(jí)也不同，主要有模擬量輸出/輸入模塊和數(shù)字量輸出/輸入模塊，部件上往往

15、都設(shè)置有用來(lái)輸入接線的端子排，這些模塊上都帶有電平轉(zhuǎn)換、信號(hào)鎖存、濾波電路來(lái)濾除信號(hào)的噪聲和便于可編程控制器處理內(nèi)部信號(hào)。數(shù)字量輸入模塊比模擬量輸入模塊多了光電禍合電路，可以讓可編程控制器隔離外部電路，以提高可編程控制器的抗干擾能力。數(shù)字量輸出有可控硅輸出、繼電器輸出和晶體管輸出3種方式。實(shí)現(xiàn)數(shù)字量與模擬量之間的轉(zhuǎn)換即D/A或A/D轉(zhuǎn)換由模擬量輸入/輸出模塊</p><p><b>　?。?）擴(kuò)展模塊&

16、lt;/b></p><p>　　當(dāng)一個(gè)可編程控制器中心單元的I/0點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，就要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。隨著PLC在工控中的廣泛應(yīng)用和快速發(fā)展，各PLC制造廠家已開(kāi)發(fā)出一系列的智能接口模塊，使PLC的功能更加強(qiáng)大和完善。</p><p><b>　　（5）電源</b></p><p>　　PLC中的電源一般有3類： +5V、±15V

17、：</p><p>　　鋰電池及其充電電源。</p><p>　　考慮到系統(tǒng)光電隔離器的使用以及可靠性，不同類型的電源其地線也不同。</p><p>　　目前PLC的發(fā)展非常迅速，型號(hào)眾多，各種特殊功能模板不斷涌現(xiàn)。</p><p>　　2.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟</p><p>　　2.3.1 PLC

18、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則</p><p>　　1．充分發(fā)揮PLC功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。</p><p>　　2．在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便。</p><p>　　3．保證控制系統(tǒng)安全可靠。</p><p>　　4．應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC的型號(hào)、I／O點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量等內(nèi)

19、容時(shí)，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔?，以利于系統(tǒng)的調(diào)整和擴(kuò)充。</p><p>　　2.3.2 PLC控制系統(tǒng)的控制原理</p><p>　　最初研究制造的可編程控制器主要用來(lái)替代傳統(tǒng)的由接觸器繼電器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式是截然不同的。繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即假設(shè)該繼電器的線圈通斷電，那該繼電器每一個(gè)觸點(diǎn)（包括其常閉觸點(diǎn)或常開(kāi)觸點(diǎn)）在控制線路上都會(huì)同時(shí)動(dòng)作。</p&

20、gt;<p>　　可編程控制器的中央處理器掃描用戶程序則采用順序邏輯的運(yùn)行方式。</p><p>　　但為了消除2者之間不同的運(yùn)行方式而造成的差異，并且繼電器控制裝置觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間通常在100ms以上，而可編程控制器掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，可編程控制器采以與一般計(jì)算機(jī)不同的方式運(yùn)行——掃描技術(shù)。在對(duì)I/O口響應(yīng)速度要求不高的場(chǎng)合，可編程控制器與繼電器控制裝置的處理結(jié)果就沒(méi)有什么

21、區(qū)別了。</p><p>　　當(dāng)可編程控制器開(kāi)始工作后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程控制器的中央處理器以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。如圖2.2所示：</p><p>　　圖2.2 可編程控制器掃描周期圖</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，可編程控制器的掃描周期包

22、括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。如圖2.3所示</p><p>　　圖2.3 可編程控制器掃描周期示意圖</p><p>　　2.3.3 PLC程序設(shè)計(jì)的一般步驟</p><p>　　1．繪制系統(tǒng)的功能圖。</p><p>　　2．設(shè)計(jì)梯形圖程序。</p

23、><p>　　3．根據(jù)梯形圖編寫(xiě)指令表程序。</p><p>　　4．對(duì)程序進(jìn)行模擬調(diào)試及修改，直到滿足控制要求為止。調(diào)試過(guò)程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟可參考圖 2.4 ：</p><p>　　圖2.4 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟</p><p><

24、b>　　3控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1系統(tǒng)技術(shù)要求</b></p><p>　　對(duì)系統(tǒng)技術(shù)要求如下:</p><p>　　（1）對(duì)溫度控制范圍：入水溫度65°C；出水溫度85°C。</p><p>　?。?）對(duì)鍋爐控制的基本要求: ①加熱管自動(dòng)加減投入

25、數(shù)量；②自動(dòng)檢測(cè)循環(huán)水量并補(bǔ)充循環(huán)水；③可根據(jù)室外氣溫的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)出（回）水溫度；④自動(dòng)檢測(cè)調(diào)節(jié)爐體內(nèi)水溫和氣壓；⑤自動(dòng)報(bào)警報(bào)警，電加熱管停止加熱；⑥循環(huán)泵主/備用泵可選擇；⑦補(bǔ)水泵交替運(yùn)行，互為備用；⑧所有水泵均具有過(guò)載、短路、缺相保護(hù)功能；⑨缺相報(bào)警，水泵停止運(yùn)行；</p><p>　　3.2電熱鍋爐的設(shè)計(jì)方案及工作原理</p><p>　　基于PLC控制電熱鍋爐系統(tǒng)是由電熱鍋爐、可

26、編程控制器、傳感器和水泵機(jī)組組成一個(gè)完整的鍋爐供熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)的原理框圖如圖3.1所示。</p><p><b>　　圖3.1原理框圖</b></p><p>　　鍋爐首次使用時(shí)，通過(guò)補(bǔ)水泵往鍋爐內(nèi)注水，自來(lái)水管接有軟水裝置，將自來(lái)水軟化成鍋爐內(nèi)使用熱量傳遞的軟水。當(dāng)鍋爐內(nèi)液位符合使用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，由液位傳感器發(fā)出信號(hào)到PLC控制器，開(kāi)始進(jìn)行加熱。此時(shí)溫度傳感器I（入水口水

27、溫）和溫度傳感器O（出水口水溫）偏差較大（出水口水溫要求85°C），故同時(shí)使用四根加熱管進(jìn)行迅速加熱。當(dāng)爐內(nèi)溫度達(dá)到供暖要求后自動(dòng)關(guān)閉兩根加熱管，以做到低能耗運(yùn)行。當(dāng)春秋季供暖需求低時(shí)，出水溫度與入水口溫度偏差量小，基本值為65°C（I）和85°C（O），為避免電能浪費(fèi)，只需使用一根加熱管進(jìn)行加熱。而冬天出水溫度與入水溫度偏差量大，基本值為85°C（O）和50°C（I），正常工作為兩根加

28、熱管，入水口溫度低于50°C時(shí)使用第三根加熱管進(jìn)行加熱，以確保供暖效果最佳。</p><p>　　其原理圖如圖3.2所示：</p><p><b>　　圖3.2原理圖</b></p><p>　　3.3熱傳感器的工作原理及作用 </p><p>　　本系統(tǒng)中采用三個(gè)傳感器，分別是溫度傳感器I，溫度傳感器

29、O和液位傳感器。</p><p>　　溫度傳感器I為入水口溫度傳感器，裝在鍋爐進(jìn)水口，用以觀測(cè)進(jìn)水口溫度，與溫度傳感器O所觀測(cè)溫度相對(duì)比，反映供熱系統(tǒng)的狀況，及時(shí)調(diào)整鍋爐功率，保證供暖循環(huán)系統(tǒng)正常有效的工作。感應(yīng)信號(hào)通過(guò)線路傳送給PLC進(jìn)行控制動(dòng)作。</p><p>　　溫度傳感器O為出水口溫度傳感器，裝在鍋爐出水口，用以檢測(cè)果如出水溫度。溫度傳感器O檢測(cè)溫度，直接傳送給PLC進(jìn)行處理，防

30、止出水溫度過(guò)高或者過(guò)低。當(dāng)出水口溫度過(guò)高時(shí)，系統(tǒng)減少加熱管使用數(shù)量，以降低出水溫度，反之則增加加熱管數(shù)量，使之保持恒定。</p><p>　　液位傳感器置于鍋爐內(nèi)側(cè)，用來(lái)測(cè)量鍋爐爐體內(nèi)的水位位置。當(dāng)鍋爐內(nèi)水位低于正常工作水位時(shí)，傳遞數(shù)據(jù)發(fā)送給PLC控制補(bǔ)水泵進(jìn)行補(bǔ)水，以防止出現(xiàn)燒干現(xiàn)象。當(dāng)鍋爐內(nèi)水位過(guò)高時(shí)發(fā)出信號(hào)PLC自動(dòng)排放多于水量，知道滿足正常工作水位。</p><p><b&g

31、t;　　4器件選型</b></p><p>　　4.1 PLC及拓展模塊的選取</p><p>　　可編程控制器及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是標(biāo)準(zhǔn)的、集成的，有利于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，有利于擴(kuò)充其功能的原則選型。 </p><p><b>　　機(jī)型的選擇 </b></p><p>　?。?）可編程控制器的類

32、型</p><p>　　可編程控制器分為很多種。從使用角度出發(fā)，通?？筛鶕?jù)控制功能或I/O點(diǎn)數(shù)選型。  （2）輸入輸出模塊的選擇 </p><p>　　輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。對(duì)于輸出模塊，首先需考慮選用模塊的類型，繼電器輸出模塊使用電壓范圍廣、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)；可控硅輸出模塊響應(yīng)時(shí)間短適用于開(kāi)關(guān)頻繁、電感性、低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng)合，但過(guò)載能力弱。&#

33、160;  （3）經(jīng)濟(jì)性的考慮 </p><p>　　選擇可編程控制器時(shí)，性價(jià)比非常重要。在考慮經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，也許考慮可操作性、可擴(kuò)展性、投入產(chǎn)出比等各種因素，并選出最合適的產(chǎn)品。I/O點(diǎn)數(shù)直接影響到價(jià)格，每增加一塊I/O卡件都將增加相應(yīng)的費(fèi)用。</p><p>　　本方案中共需使用數(shù)字輸入觸點(diǎn)10個(gè)模擬輸入觸點(diǎn)2個(gè)數(shù)字輸出觸點(diǎn)20個(gè)。其中數(shù)字輸入部分按鈕開(kāi)關(guān)8

34、個(gè)，浮球開(kāi)關(guān)2個(gè)，軟啟動(dòng)器故障輸入2個(gè)；模擬輸入部分溫度傳感器2個(gè)；數(shù)字輸出部分蝶閥8個(gè)，軟啟動(dòng)器控制4個(gè)，機(jī)組中間繼電器2個(gè)，水泵4個(gè)，故障指示燈1個(gè)。根據(jù)設(shè)計(jì)需求配套使用如下模塊。</p><p>　　4.1.1 S7-200 CPU224</p><p>　　S7-200 系列的PLC有CPU221、CPU222、CPU224、CPU226等類型。5種基本單元外觀布置大致相同。接線端

35、子位于面板的上下兩側(cè)，這是連接輸入輸出器件及電源用的端子。為了方便接線，CPU224機(jī)型采用可插拔整體端子；用于通信的RS-485接口在機(jī)身的左下部。前蓋下還設(shè)有模式選擇開(kāi)關(guān)，具有RUN/STOP,TERM三種工作狀態(tài)。CPU在RUN狀態(tài)下執(zhí)行完整的掃描過(guò)程，在STOP狀態(tài)下則可以與裝置STEP7-WIN編程軟件的計(jì)算機(jī)通信，以下載和上載應(yīng)用程序。TERM狀態(tài)是一種暫態(tài)，可以在編程環(huán)境下將TERM轉(zhuǎn)化為RUN或STOP狀態(tài)，在調(diào)試程序時(shí)

36、很有用處。TERM狀態(tài)還和機(jī)器的特殊標(biāo)志位SM0.7有關(guān)，可以用于自由口通信時(shí)的控制。模擬電位器也裝在前蓋下，可用于定時(shí)期的外設(shè)定及脈沖輸出等場(chǎng)合。</p><p>　　S7-200 CPU224型參數(shù)如表4.1：</p><p>　　表4.1 S7-200 CPU224型參數(shù)</p><p>　　4.1.2 EM231 2 CHANNEL RTD ANALOG&l

37、t;/p><p>　　熱電偶、熱電阻擴(kuò)展模塊是連接熱電偶及熱電阻的專用模擬量模塊。EM231熱電偶模塊可用于J、K、E、N、S、T和R型熱電偶，用戶用模塊下方的DIP開(kāi)關(guān)來(lái)選擇熱電偶的類型。</p><p>　　熱電阻的接線方式有2線、3線和4線三種。4線方式的精度最高，因?yàn)槭芙泳€誤差的影響，2線方式的精度最低。EM231熱電阻模塊可通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)來(lái)選擇熱電阻的類型、接線方式，測(cè)量單位和開(kāi)路故

38、障的方向。連接到同一個(gè)擴(kuò)展模塊上的熱電阻必須是相同類型的。</p><p>　　4.1.3 EM 222 8 RELAY</p><p>　　數(shù)字量擴(kuò)展模塊用來(lái)增加基本單元輸入輸出口數(shù)量，以滿足不同的控制需要，節(jié)約投資費(fèi)用。EM222 8 relay 由兩組每組4個(gè)繼電器輸出口組成。</p><p>　　4.2 電熱鍋爐用電熱管</p><p&g

39、t;　　電加熱管主要產(chǎn)品有：電熱熱爐、高密度單端加熱管、鍋爐用電熱管、烘箱用電熱管、翅片電加熱管、汽車電加熱器、電熱管、電力電加熱器、防爆電加熱器、合成電加熱器、貯罐電加熱器、高溫陶瓷電加熱器、分子篩電加熱器、循環(huán)式電加熱器、哈夫式電加熱器、履帶式電加熱器、熱水電加熱器、流體循環(huán)式電加熱器。 1）電加熱管性能：電加熱管是以金屬管為外殼，沿管內(nèi)中心軸向均布螺旋電熱合金絲（鎳鉻，鐵鉻合金）其空隙填充壓實(shí)具有良好絕緣導(dǎo)熱性能的氧化鎂

40、砂，管口兩端用硅膠或陶瓷密封，這種金屬鎧裝電熱元件可以加熱空氣，金屬模具和各種液體。 2）電加熱管結(jié)構(gòu)：電加熱管是以金屬管為外殼，沿管內(nèi)中心軸向均布螺旋電熱合金絲（鎳鉻，鐵鉻合金）其空隙填充壓實(shí)具有良好絕緣導(dǎo)熱性能的氧化鎂砂，管口兩端用硅膠或陶瓷密封，這種金屬鎧裝電熱元件可以加熱空氣，金屬模具和各種液體。 3）電加熱管使用：電加熱管是專門將電能轉(zhuǎn)化為熱能的電器元件,由于其價(jià)格便宜，使用方便,安裝方便,無(wú)污染,被廣泛使用

41、在各種加熱場(chǎng)合,電加熱管的使用壽命都很長(zhǎng)，一般設(shè)計(jì)使用壽命有10000多小時(shí)． 4）電加熱管用途 電加熱器的分類：烘箱用</p><p>　　型號(hào)：YJDGH-3KW </p><p>　　適用范圍：電鍋爐電熱管</p><p>　　規(guī)格參數(shù)：6KW 380V 31.5A</p><p><b>　　特點(diǎn)：</b>

42、;</p><p>　　a.使用于各種規(guī)格電鍋爐，蒸汽發(fā)生器。</p><p>　　b.采用優(yōu)質(zhì)導(dǎo)熱銅管，加大銅管接觸面，導(dǎo)熱快，經(jīng)久耐用。</p><p>　　c.鋁制法蘭，安裝簡(jiǎn)易，密封性能好。</p><p>　　d.接線處有絕緣防護(hù)蓋，確保使用安全。</p><p>　　e.各種規(guī)格尺寸，適用于其他品牌，且適用

43、于訂制鍋爐。</p><p><b>　　4.3 軟水裝置</b></p><p>　　軟化水裝置從控制上分為時(shí)間控制型和流量控制型;從結(jié)構(gòu)上分為單閥單罐型、單閥雙罐型、雙閥雙罐型和多閥多罐型幾種形式。雙罐（多罐）軟化水處理系統(tǒng)采用一（多）備一（多）用多個(gè)罐，設(shè)備可連續(xù)供水，技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)便，大型控制閥均采用無(wú)鉛黃銅閥體，符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，TEFLON涂層，活塞減小了阻

44、力，延長(zhǎng)了使用壽命，運(yùn)行可靠。LZC組合式鍋爐軟化水裝置，是專門為中小型鍋爐配套而設(shè)計(jì)的組合裝置，技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　1）原水硬度：≤6mmol/L </p><p>　　2）出水硬度：≤0.03mmol/L</p><p>　　3）工作壓力：0.3—0.5Mp</p><p>　　4）工作溫度：5--49℃</p>

45、;<p>　　5）原水濁度：<5NTU</p><p>　　6）系統(tǒng)水耗：<2℅</p><p>　　7）再生鹽耗：120-180克/摩爾</p><p>　　8）工作電源：220V/50HZ</p><p>　　9）出水量：0.5-100T/H</p><p><b>　　4.4

46、溫度傳感器</b></p><p>　　溫度傳感器是把冷端(與儀表相接的兩端)，與熱端(要求測(cè)量的溫度端)之間的溫度差異轉(zhuǎn)化為電動(dòng)勢(shì)(電壓)的溫度傳感器。例如，溫度傳感器兩端均處于20度環(huán)境溫度下，現(xiàn)在熱端加熱，要求儀表測(cè)量出加熱端的溫度。顯然，這時(shí)熱端(加熱處)和冷端(接二次儀表的兩端)有溫度差，此溫度差就會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)(電壓)，相應(yīng)的也會(huì)產(chǎn)生電流，因所產(chǎn)生的熱電勢(shì)(電壓)大小與測(cè)量溫度呈一定的

47、比例關(guān)系，儀表將溫度差產(chǎn)生的電壓大小轉(zhuǎn)化為溫度，假設(shè)轉(zhuǎn)化后為70度，此溫度值就會(huì)出現(xiàn)在儀表上。即由溫度差電動(dòng)勢(shì)(電壓)溫度的過(guò)程。 由于溫度傳感器傳感器的冷端溫度經(jīng)常發(fā)生變化，而溫度傳感器測(cè)量溫度時(shí)要求其冷端溫度保持不變，其熱電勢(shì)(電壓)大小才能與測(cè)量溫度呈一定的比例關(guān)系，如果冷端的環(huán)境溫度變化，將嚴(yán)重影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。所以二次儀表應(yīng)對(duì)溫度傳感器的這種誤差作自動(dòng)補(bǔ)償。</p><p>　　例如，冷端的溫

48、度為２０度，所測(cè)出對(duì)應(yīng)測(cè)量端的溫度為１００度，但由于冷端溫度的變化(因?yàn)闇囟拳h(huán)境一般不可能為恒溫)，由２０度降低至１８度，溫度差就變大了，那么相對(duì)應(yīng)的測(cè)量端的溫度就會(huì)相應(yīng)的變化為１０２，影響了測(cè)量值的準(zhǔn)確性。為保證測(cè)量值不變，二次儀表就應(yīng)對(duì)冷端自動(dòng)補(bǔ)償２度，將其維持在原來(lái)的２０度，使之測(cè)量值保持在１００度，以此來(lái)保證測(cè)量值的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性。 若熱端要測(cè)量的溫度環(huán)境和二次儀表距離很遠(yuǎn)，那溫度傳感器溫度傳感器跟二次儀表之間的連接線

49、則必須使用溫度傳感器專用補(bǔ)償導(dǎo)線，補(bǔ)償導(dǎo)線是具有與所匹配的溫度傳感器的熱電勢(shì)(電壓)的標(biāo)稱值(直接標(biāo)明的國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值)相同的一對(duì)帶有絕緣層的導(dǎo)線，用它們連接溫度傳感器與測(cè)量裝置。補(bǔ)償導(dǎo)線又分延長(zhǎng)型和補(bǔ)償型。 應(yīng)注意的是：使用溫度傳感器補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)必須注意型號(hào)相配，極性不能接錯(cuò)，溫度傳感器的正極連接補(bǔ)償導(dǎo)線的紅色線，而負(fù)極則連接剩下的顏色。補(bǔ)償導(dǎo)線與溫度傳感器連接端的溫度不能超過(guò)100℃。溫度傳感器的補(bǔ)償導(dǎo)線只能起延伸熱電極的作用，使

50、熱電極的冷端移動(dòng)至儀表端子上。并沒(méi)有補(bǔ)償冷端的作用。補(bǔ)償導(dǎo)線補(bǔ)償?shù)氖撬鼈兣c溫度傳感器連接處的溫度變化所產(chǎn)生</p><p>　　wzp/p系列工業(yè)用熱電阻作為溫度測(cè)量傳感器用以直接測(cè)量或控制各種生產(chǎn)過(guò)程中-200°C到500°C范圍內(nèi)的液體，蒸汽和氣體介質(zhì)以及固體表面溫度。</p><p>　　熱電阻是利用物質(zhì)在溫度變化時(shí)本身電阻也隨著變化的特性來(lái)測(cè)量溫度的。當(dāng)被測(cè)介質(zhì)

51、中有溫度梯度存在時(shí)，所測(cè)溫度是感溫元件所在范圍介質(zhì)中的平均溫度。</p><p>　　盡管各種熱電阻外形差異很大，但是他們基本結(jié)構(gòu)大致相似，一般有感溫元件，絕緣套，保護(hù)管和接線盒等部分組成。</p><p>　　型號(hào)：WZC 測(cè)溫范圍 -50°C到100°C</p><p>　　允許誤差-+（0.30+0.005）ltl</p>&

52、lt;p>　　4.5 溫度壓力安全閥（T/P閥）</p><p>　　溫度/壓力安全閥是一個(gè)安全裝置，當(dāng)系統(tǒng)的壓力超過(guò)設(shè)定壓力（3-10bar可調(diào)）和溫度時(shí)，通過(guò)排水降溫減壓來(lái)保護(hù)熱水系統(tǒng)。 保持因冷水進(jìn)入熱水容器被加熱產(chǎn)生膨脹的安全工作壓力。若水溫加熱到93-99度時(shí)，感溫儀將頂開(kāi)閥門排出熱水進(jìn)入冷水，降溫減壓。主要用在太陽(yáng)能熱水器、鍋爐等。管道在運(yùn)行過(guò)程中，水中的氣體將會(huì)逸出在管道高起部位積累起來(lái)，甚

53、至形成氣阻，當(dāng)管中水流發(fā)生波動(dòng)時(shí)，隆起的部位形成的氣囊，將不斷被壓縮、擴(kuò)張，氣體壓縮后所產(chǎn)生的壓強(qiáng)，要比水被壓縮后所產(chǎn)生的壓強(qiáng)大幾十倍甚至幾百倍，此時(shí)管道極易發(fā)生破裂。 </p><p>　　產(chǎn)品型號(hào):100XL；品牌:威思Watts；連接形式:螺紋；公稱通徑:15-20 MM；溫度:90°C； 壓力:1Pa； 公稱壓力:1Kg。</p><p>　　4.6 循環(huán)泵與補(bǔ)水泵&

54、lt;/p><p>　　水泵主要是輸送液體或使其增壓的機(jī)械。它將機(jī)械能或其他能量傳送給液體，使其增加能量，主要輸送液體包括酸堿液、水、油、懸乳液、乳化液和液態(tài)金屬等，也可輸送氣液混合物以及含懸浮固體物的液體。衡量水泵的技術(shù)參數(shù)有吸程、流量、水功率、軸功率、揚(yáng)程、效率等；根據(jù)他們不同的工作原理可分為容積水泵和葉片泵等類型。容積泵是使用他們工作室容積的變化來(lái)傳送能量；葉片泵則是依靠回轉(zhuǎn)葉片和水互相之間的作用來(lái)傳送能量，有

55、離心泵、軸流泵和混流泵等類型。</p><p>　　水泵開(kāi)動(dòng)前，先將泵和進(jìn)水管灌滿水，水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的作用下，葉輪流道里的水被甩相四周，壓入蝸殼，葉輪入口形成真空，水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補(bǔ)充了這個(gè)空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經(jīng)蝸殼而進(jìn)入出水管。由此可見(jiàn)，若離心泵葉輪不斷旋轉(zhuǎn)，則可連續(xù)吸水、壓水，水便可源源不斷地從低處揚(yáng)到高處或遠(yuǎn)方。綜上所述，離心泵是由于在葉輪的高速旋轉(zhuǎn)

56、所產(chǎn)生的離心力的作用下，將水提相高處的，故稱離心泵。</p><p>　　4.6.1 水泵電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　本電熱鍋爐系統(tǒng)共四臺(tái)水泵，分別為主/備循環(huán)泵、主/備補(bǔ)水泵。使用溫度140℃以下。</p><p><b>　　使用條件：</b></p><p>　　1）進(jìn)口管水壓不大于3公斤／厘米２，不小于0.

57、2公斤／厘米２。</p><p>　　2）水質(zhì)為清水，不應(yīng)有纖維或固體顆粒，對(duì)熱水應(yīng)為軟水。</p><p>　　3）介質(zhì)溫度：冷水不低于０℃。</p><p>　　4）周圍環(huán)境溫度不超過(guò)+４５０℃。</p><p>　　5）電源電壓為３８０Ｖ。</p><p>　　Y系列電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步

58、電動(dòng)機(jī)。安裝尺寸和功率等級(jí)符合IEC標(biāo)準(zhǔn)，外殼防護(hù)等級(jí)為IP44，冷卻方法為IC411，連續(xù)工作制（S1）。適用于驅(qū)動(dòng)無(wú)特殊要求的機(jī)械設(shè)備，如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、攪拌機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、食品機(jī)械等。</p><p>　　Y系列電動(dòng)機(jī)效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪音低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。額定電壓為380V，額定頻率為50Hz。功率3kW及以下為Y接法；其它功率均為△接法。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行地點(diǎn)的海拔不超過(guò)1000

59、m；環(huán)境空氣溫度隨季節(jié)變化，但不超過(guò)40℃；最低環(huán)境空氣溫度為-15℃；最濕月月平均最高相對(duì)濕度為90%；同時(shí)該月月平均最低溫度不高于25℃。根據(jù)設(shè)計(jì)要求（交流驅(qū)動(dòng)功率15KW,額定電壓380V)所以選擇Y160M2-2型號(hào)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)參數(shù)如表4.2所示:</p><p>　　表4.2 Y160M2-2電動(dòng)機(jī)參數(shù) </p><p>　　4.7 浮球液位開(kāi)關(guān)</p><

60、p>　　浮球液位開(kāi)關(guān)使用磁力運(yùn)作，無(wú)機(jī)械連接件，運(yùn)作簡(jiǎn)單可靠。當(dāng)浮球開(kāi)關(guān)被測(cè)介質(zhì)浮動(dòng)浮子時(shí)，浮子帶動(dòng)主體移動(dòng)，同時(shí)浮子另一端的磁體將控制開(kāi)關(guān)動(dòng)作桿上的磁體。</p><p>　　工作原理：當(dāng)浮球在液體浮力的作用下，上下浮動(dòng)時(shí)，接線盒內(nèi)的磁簧開(kāi)關(guān)（或微動(dòng)開(kāi)關(guān)）與臂端磁鐵的相互作用而引起磁簧開(kāi)關(guān)（或微動(dòng)開(kāi)關(guān)）動(dòng)作。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用雅鴻側(cè)裝浮球液位開(kāi)關(guān)LF454，工作溫度為

61、-10~100℃。</p><p><b>　　4.8閥</b></p><p>　　屬于電動(dòng)閥門和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥中的一個(gè)品種。連接方式主要有：法蘭式和對(duì)夾式。是工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中的重要執(zhí)行單元。屬于電動(dòng)閥門和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥中的一個(gè)品種。</p><p>　　4.8.1 結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　結(jié)構(gòu)和工作原理：通常

62、由角行程電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（0~90°部分回轉(zhuǎn)）和蝶閥整體通過(guò)機(jī)械連接，經(jīng)過(guò)安裝調(diào)試后共同組成。 </p><p>　　根據(jù)動(dòng)作模式分類有：開(kāi)關(guān)型和調(diào)節(jié)型。開(kāi)關(guān)型是直接接通電源（AC220V或其他電源等級(jí)的電源）通過(guò)開(kāi)關(guān)正、反導(dǎo)向來(lái)完成開(kāi)關(guān)動(dòng)作。調(diào)節(jié)型是以AC220V電源作為動(dòng)力，接收工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)的參數(shù)值4~20mA（0~5等弱電控制）信號(hào)來(lái)完成調(diào)節(jié)動(dòng)作。 </p><p>

63、<b>　　電動(dòng)蝶閥基本特征</b></p><p>　?。?）電動(dòng)蝶閥構(gòu)造簡(jiǎn)單、體積比較小、重量比較輕、低材料損耗，安裝占地少，開(kāi)關(guān)速度快、能九十度往復(fù)回轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)需要的力矩小等特點(diǎn)，常用于阻斷、聯(lián)通、調(diào)結(jié)管路中的介質(zhì)，有非常好的流體控制特性和密封性能。 </p><p>　?。?）電動(dòng)蝶閥能用來(lái)輸送泥漿，且積存較少的液體。壓力很低時(shí)，能實(shí)現(xiàn)非常好的密封。</p

64、><p>　　（3）電動(dòng)蝶閥蝶擋板的設(shè)計(jì)使用流線型，能夠有效地減小流體阻力。 </p><p>　?。?）電動(dòng)蝶閥閥桿使用通桿結(jié)構(gòu)，都對(duì)調(diào)質(zhì)進(jìn)行了處理，能非常好的抗腐蝕，抗摩擦。電動(dòng)蝶閥開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)閥桿只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其填充料不容易損壞，密封有效。同內(nèi)部蝶板鏈接的錐銷固定，而外伸部分為防止沖出型的設(shè)計(jì)，從而避免閥桿與蝶板連接的地方斷裂時(shí)閥桿爆出。 </p><p>　?。?/p>

65、5）電動(dòng)蝶閥連接方式有法蘭連接、對(duì)夾連接、對(duì)焊連接及凸耳對(duì)夾連接。驅(qū)動(dòng)形式有手動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)、電液聯(lián)動(dòng)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和自動(dòng)化操作。 </p><p>　　4.8.2 電動(dòng)蝶閥的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)</b></p><p>　　電動(dòng)蝶閥啟閉方便迅速、省力、流體阻力小，可以經(jīng)常操作。電動(dòng)蝶閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

66、，體積小，重量輕。電動(dòng)蝶閥可以運(yùn)送泥漿，在管道口積存液體最少。電動(dòng)蝶閥低壓下，可以實(shí)現(xiàn)良好的密封。電動(dòng)蝶閥調(diào)節(jié)性能好。</p><p><b>　　缺點(diǎn)</b></p><p>　　使用壓力和工作溫度范圍小。 密封性較差。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用西門子VKF41.100 工作電壓220V。</p><p><

67、;b>　　4.9軟啟動(dòng)器</b></p><p>　　4.9.1軟啟動(dòng)器的工作原理</p><p>　　軟啟動(dòng)器對(duì)電機(jī)軟起動(dòng)、軟停車具有保護(hù)作用，英文名Soft Starter。軟啟器的調(diào)壓器往往使用三相反并聯(lián)晶閘管，將他接在電源和電動(dòng)機(jī)定子之間。電動(dòng)機(jī)通過(guò)軟啟動(dòng)器來(lái)啟動(dòng)，晶閘管內(nèi)部的輸出電壓緩慢增加，電動(dòng)機(jī)緩慢加速，直到所有晶閘管全部連通，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在額定電壓，啟動(dòng)平滑

68、，啟動(dòng)電流降低，能有效避免啟動(dòng)電流過(guò)大跳閘。等到電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)數(shù)的時(shí)候，啟動(dòng)的整個(gè)過(guò)程結(jié)束，軟啟動(dòng)器旁路接觸器接通，為電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)提供電壓，從而降低晶閘管的消耗，避免電網(wǎng)被諧波污染。軟啟動(dòng)器還具有軟停車的功能，兩者過(guò)程相反。</p><p>　　4.9.2軟啟動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)</p><p><b>　　節(jié)能功能</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)屬于

69、感性負(fù)載，其電流通常滯后于電壓，并且大部分用電器都屬此類。若想提高功率因數(shù)則要用容性負(fù)載來(lái)補(bǔ)償，并接電容或裝置同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償。降低電動(dòng)機(jī)的激磁電流同樣能提高功率因數(shù)。</p><p>　　節(jié)能運(yùn)行時(shí)：輕載時(shí)降低電壓能減小激磁電流，電動(dòng)機(jī)電流包括有功分量無(wú)功分量?jī)刹糠帧?</p><p><b>　　節(jié)能運(yùn)行模式</b></p><p>　　當(dāng)電

70、動(dòng)機(jī)負(fù)載輕時(shí)，電流反饋到軟啟動(dòng)器，其會(huì)自動(dòng)降低電機(jī)電壓。減少了電動(dòng)機(jī)電流的勵(lì)磁分量。從而提高了電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)(COS∮)。</p><p><b>　　保護(hù)功能</b></p><p>　?。?）過(guò)載保護(hù)功能 </p><p>　?。?）缺相保護(hù)功能 </p><p>　?。?）過(guò)熱保護(hù)功能 </p>&

71、lt;p><b>　　（4）其它功能</b></p><p>　　4.9.3 軟啟動(dòng)器</p><p>　　現(xiàn)以西普XPR1-SH系列軟啟動(dòng)器為例介紹軟啟動(dòng)器的接線。</p><p>　　圖4.1 西普XPR1-SH系列軟啟動(dòng)器接線</p><p><b>　　（1）主回路的連接</b><

72、;/p><p>　　三相交流電源用過(guò)自動(dòng)空氣斷路器與軟啟動(dòng)器的R、S、T端相接；旁路接觸器KM的主觸點(diǎn)與L11、L12、L13和U、V、W連接。R、S、T和L11、L12、L13之間串接電流互感器以檢測(cè)電機(jī)電流；電機(jī)接于U、V、W端。軟啟動(dòng)器內(nèi)部所有電子式電機(jī)過(guò)流保護(hù)裝置，主回路不需再加熱繼電器。</p><p>　?。?）控制回路的連接</p><p>　　控制回路中

73、旁路接觸器的線圈通過(guò)軟啟動(dòng)器的內(nèi)部旁路繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)和熔斷器接于交流電源；啟、停及瞬停開(kāi)關(guān)如圖所示。11和12號(hào)兩個(gè)端子外接0~20mA的直流電表可以用于實(shí)時(shí)檢測(cè)電機(jī)電流。5和6號(hào)端子為故障輸出端子，當(dāng)軟啟動(dòng)器發(fā)生故障或失電時(shí)閉合，正常工作時(shí)開(kāi)路，可作為故障報(bào)警信號(hào)或控制信號(hào)。3和4號(hào)端子為多功能編程輸出端子，可作為多功能定時(shí)器信號(hào)或軟啟動(dòng)器工作狀態(tài)信號(hào)的輸出端子。8、9、10號(hào)端子為外接控制按鈕端子；7、10號(hào)端子可外接聯(lián)鎖觸點(diǎn)。靈

74、活組合運(yùn)用以上各輸出端子，即可設(shè)計(jì)出滿足各種控制要求的應(yīng)用控制電路。</p><p><b>　　4.10低壓斷路器</b></p><p>　　低壓斷路器按結(jié)構(gòu)和用途分為塑料外殼式（裝置式）、框架式（萬(wàn)能式）、限流式、漏電保護(hù)和快速斷路器等。電壓斷路器按用途可分為：配電用斷路器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)用斷路器、照明用微型斷路器、剩余電流保護(hù)用斷路器等。其中，塑料外殼式斷路器主要

75、用于電動(dòng)機(jī)的保護(hù)。</p><p>　　選擇低壓斷路器時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：</p><p>　?。?）低壓斷路器的額定電流和額定電壓應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流；即：I總≥29.4*2+31.5*4=184.8A；I電機(jī)≥29.4；,UN≥380V</p><p>　?。?）低壓斷路器的極限分?jǐn)嗄芰?yīng)大于或等于電路最大短路電流;即：</p&

76、gt;<p>　　Ik≥IK.MAX=Eψ/Zmin=380V/</p><p>　?。?）欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓;即:V脫=VN=380V。</p><p>　?。?）定時(shí)限過(guò)電流脫扣器的整定值（IN）。定時(shí)限過(guò)電流脫扣器主要用于保證保護(hù)電器的動(dòng)作的選擇性。定時(shí)限過(guò)電流脫扣器的整定電流，應(yīng)躲過(guò)短時(shí)間出現(xiàn)的負(fù)荷尖峰電流，即</p><p&

77、gt;　　IN≥Krel2[IstMI+ IC（n-1）]</p><p>　　式中Krel2——低壓斷路器定時(shí)限過(guò)電流脫扣器可靠系數(shù)，取1.2；</p><p>　　IstMI——線路中最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流，A；</p><p>　　IC（n-1）——除起動(dòng)電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)以外的線路計(jì)算負(fù)載電流，A。</p><p>　　電機(jī)回路I

78、N≥1.2[205.8+0]=246.96</p><p>　　總線路IN≥1.2[205.8+(31.5*4+205.8)]=645.12</p><p>　　由于DZ20系列塑料外殼式斷路器的脫扣器整定電流殼架而定電流100A級(jí)的配電用宜采用10IN，保護(hù)電機(jī)用12IN；200A級(jí)的配電用宜采用5IN、10IN，保護(hù)電機(jī)用8IN、10IN。</p><p>　　

79、因此，選擇低壓斷路器的型號(hào)為：DZ20Y-200和DZ20Y-100</p><p>　　表4.3 DZ20Y-100和DZ20Y-200斷路器</p><p>　　備注：額定極限短路分?jǐn)嗄芰?jí)別有4種Y一般型G最高型J較高型C經(jīng)濟(jì)型</p><p>　　4.11交流接觸器的選擇 </p><p>　　正確地選擇接觸器就是要使得所選用的接觸器

80、的技術(shù)數(shù)據(jù)，能滿足控制線路對(duì)它提出的要求，選擇接觸器可按下列步驟進(jìn)行：</p><p>　　1）根據(jù)接觸器的任務(wù)，確定用哪一系列的接觸器；</p><p>　　2）根據(jù)接觸器所控制電路的額定電壓確定接觸器的額定電壓；</p><p>　　3）根據(jù)被控制電路的額定電流及接觸器安裝的條件來(lái)確定接觸器的額定電 流。如接觸器在長(zhǎng)期工作制下使用時(shí)，其負(fù)載能力應(yīng)適當(dāng)降低。這

81、是因?yàn)樵陂L(zhǎng)期工作制下，觸點(diǎn)的氧化膜得不到清除，使接觸電阻增大，因而必須降低電流值以保持鋤頭的允許升溫；</p><p>　　4）一般情況下對(duì)于控制主電路為交流的應(yīng)采用交流的控制電路。電磁線圈的額定電壓要與所接的電源電壓相符，且要考慮安全和工作的可靠性。交流電磁線圈的電壓等級(jí)有：36V、110 V、127 V、220 V和380V等；直流電磁線圈的電壓等級(jí)有：24V、48 V、110 V、220 V和440V等；&

82、lt;/p><p>　　5）對(duì)于某些機(jī)械設(shè)備對(duì)接觸器的固有吸合時(shí)間、固有釋放時(shí)間及釋放電壓所提出的要求也應(yīng)予以考慮。這里水泵采用的電動(dòng)機(jī)是小容量籠型電動(dòng)機(jī)而加熱機(jī)組主要使用壓縮機(jī)，故都可使用AC3類。</p><p>　　故軟啟動(dòng)器可采用SC-E2交流接觸器。</p><p><b>　　表4.4接觸器參數(shù)</b></p><p

83、>　　4.12 中間繼電器</p><p>　　用于繼電保護(hù)與自動(dòng)控制系統(tǒng)中，以增加觸點(diǎn)的數(shù)量及容量。 它用于在控制電路中傳遞中間信號(hào)。中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理與交流接觸器基本相同，與接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過(guò)大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過(guò)小電流。所以，它只能用于控制電路中。 它一般是沒(méi)有主觸點(diǎn)的，因?yàn)檫^(guò)載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。新國(guó)標(biāo)對(duì)中間繼電器的定義是K，

84、老國(guó)標(biāo)是KA。一般是直流電源供電。少數(shù)使用交流供電。</p><p>　　JZ，HZ系列靜態(tài)中間繼電器用于各種保護(hù)和自動(dòng)控制線路中。此類繼電器由電子元器件和精密小型繼電器等構(gòu)成, 是電力系列中間繼電器更新?lián)Q代首選產(chǎn)品。 </p><p>　　靜態(tài)中間繼電器有JZJ（HZJ)、JZY(HZY)、JZL(HZL)、 JZB (HZB)、JZS(HZS)等型號(hào) </p><p

85、>　　其中，JZ和HZ表示靜態(tài)中間繼電器。第三位字母：J表示交流工作電壓，Y表示直流工作電壓，L表示電流工作，B表示帶保持，S表示帶延時(shí)） </p><p>　　靜態(tài)中間繼電器的特點(diǎn)</p><p>　　1）靜態(tài)中間繼電器采用線圈電壓較低的多個(gè)優(yōu)質(zhì)密封小型繼電器組合而成，防潮、防塵、不斷線，可靠性高，克服了電磁型中間繼電器導(dǎo)線過(guò)細(xì)易斷線的缺點(diǎn)。 </p><p&g

86、t;　　2）功耗小，溫升低，不需外附大功率電阻，可任意安裝及接線方便。 </p><p>　　3）繼電器觸點(diǎn)容量大，工作壽命長(zhǎng)。 </p><p>　　4）繼電器動(dòng)作后有發(fā)光管指示，便于現(xiàn)場(chǎng)觀察。 </p><p>　　5）延時(shí)只需用面板上的撥碼開(kāi)關(guān)整定，延時(shí)精度高，延時(shí)范圍可在0.02-5.00S任意整定。 </p><p><b&g

87、t;　　靜態(tài)導(dǎo)軌中間繼電器</b></p><p>　　靜態(tài)導(dǎo)軌中間繼電器為繼電保護(hù)類靜態(tài)中間繼電器的一種，體積較小，適用于35mm軌道安裝。 </p><p><b>　　導(dǎo)軌中間繼電器</b></p><p><b>　　使用參數(shù)： </b></p><p>　　電壓額定值：額定電壓

88、DC:12V、24V、48V、110V、220V; AC:110V、220V、380V。 </p><p>　　動(dòng)作值：動(dòng)作電壓直流應(yīng)不大于額定電壓70%，交流應(yīng)不大于額定電壓75%； </p><p>　　返回值：返回電壓應(yīng)不小于10%額定電壓。 </p><p>　　動(dòng)作時(shí)間和返回時(shí)間大不于15ms。 </p><p>　　功率消耗：在額

89、定電壓下不大于5W/5VA。 </p><p>　　觸點(diǎn)斷開(kāi)容量,交流：10A,250V AC;直流10A，28VDC。 </p><p>　　觸點(diǎn)最大切換功率,交流:1800VA；直流:360W。 </p><p>　　觸點(diǎn)長(zhǎng)期允許閉合電流：裝置輸出觸點(diǎn)長(zhǎng)期允許閉合電流為5A。 </p><p>　　電氣壽命:輸出觸點(diǎn)在上述規(guī)定的負(fù)荷條件下

90、，產(chǎn)品能可靠動(dòng)作及返回50000次。</p><p>　　表4.6 中間繼電器參數(shù)</p><p><b>　　4.13 水流開(kāi)關(guān)</b></p><p>　　水流開(kāi)關(guān)是用于電熱水器、太陽(yáng)能熱水器、空調(diào)器以及其他水系統(tǒng)的水循環(huán)控制、進(jìn)出水控制、水加熱控制、水泵開(kāi)關(guān)控制、電磁閥通斷控制或出水?dāng)嚯?、出水通電控制等過(guò)程，當(dāng)達(dá)到一定流量后將水流轉(zhuǎn)換為開(kāi)

91、關(guān)式電信號(hào)的傳感器件。當(dāng)管路中的水流量大于指定流量時(shí)，磁芯在水流作用下產(chǎn)生位移并帶動(dòng)磁源產(chǎn)生磁控作用使傳感器輸出“1”開(kāi)關(guān)信號(hào),該信號(hào)輸入到設(shè)備控制系統(tǒng)，經(jīng)功率擴(kuò)放大后實(shí)現(xiàn)以水流量控制的目的。當(dāng)管路中的水流量小于指定流量后，磁芯在復(fù)位彈簧推力作用下帶動(dòng)磁源回位，使傳感器輸出 “0”開(kāi)關(guān)信號(hào),停止系統(tǒng)的工作。</p><p><b>　　5 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)</b></p><

92、;p>　　5.1 電氣主接線設(shè)計(jì)</p><p>　　電熱鍋爐主電氣接線圖如圖5.1所示：</p><p>　　圖5.1 主電氣接線圖</p><p>　　如圖5.1所示為該電熱鍋爐主電氣接線圖，其加熱系統(tǒng)采用三角形連接，并聯(lián)于主線路。四組加熱管可獨(dú)立運(yùn)行，根據(jù)系統(tǒng)需要提供四檔加熱功率。加熱系統(tǒng)分別由四組斷路器控制，分別為QA1,QA2,QA3,QA4。<

93、;/p><p>　　循環(huán)泵與補(bǔ)水泵均由兩臺(tái)電機(jī)帶動(dòng)，一臺(tái)為運(yùn)行泵，另一臺(tái)為備用泵，并聯(lián)于電路中。循環(huán)系統(tǒng)與補(bǔ)水系統(tǒng)分別由兩組斷路器控制，接軟啟動(dòng)器啟動(dòng)，接繼電器接觸器與PLC相連。主/備電機(jī)也分別裝有接觸器，用以選擇電機(jī)。</p><p><b>　　6 控制電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　控制電路主要由PLC（西門子SP-200）及拓展模

94、塊等組成。本次設(shè)計(jì)采用西門子SP-200可編程控制器CPU224,其具有I/O 點(diǎn)數(shù)為14 /10，并增加三個(gè)拓展模塊，總I/O點(diǎn)數(shù)為14/28.本次的I/O分配表如表6.1、6.2所示?？刂齐娐穲D如圖6.1所示。在控制電路的設(shè)計(jì)中，PLC輸出端并不是直接和交流接觸器連接，而是在PLC輸出端和交流接觸器之間引入中間繼電器，通過(guò)中間繼電器控制接觸器線圈的得電與失電，進(jìn)而控制電機(jī)的動(dòng)作。</p><p>　　輸出電路

95、的過(guò)壓保護(hù)處理：繼電器經(jīng)常用在消費(fèi)類電子設(shè)備中以較小信號(hào)電平控制大電流和高電壓的場(chǎng)合，或者用于切換必須與控制電路隔開(kāi)的電流。繼電器最基本的部分是線圈、電樞和觸點(diǎn)。將繼電器接入電路后，電流將在繼電器線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng)，然后磁場(chǎng)作用于電樞使得輸出所連觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)。</p><p>　　過(guò)高的電壓或電流都有可致使致繼電器損壞，例如繼電器斷開(kāi)感性負(fù)載的電流時(shí)都將產(chǎn)生相應(yīng)的尖峰電壓。假設(shè)尖峰電壓大到超過(guò)繼電器觸點(diǎn)的額定電壓，

96、其觸點(diǎn)就有被損壞的可能，而這種損壞有可能是緩慢的，也可能是突發(fā)的，或者工作多年后經(jīng)過(guò)多后發(fā)生。并且觸點(diǎn)斷開(kāi)電流時(shí)，流過(guò)觸點(diǎn)的電流足夠大同樣將造成觸點(diǎn)損壞。當(dāng)電流或電壓過(guò)大時(shí)還將有可能損壞繼電器線圈。</p><p><b>　　表6.1</b></p><p><b>　　表6.2</b></p><p><b>

97、;　　圖6.1 控制電路</b></p><p><b>　　7 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　7.1編程軟件的簡(jiǎn)單介紹</p><p>　　STEP7-Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，由西門子公司專為S7-200系列PLC設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，它功能強(qiáng)大，主要為用戶開(kāi)發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶

98、程序的執(zhí)行狀態(tài)。現(xiàn)在加上全中文化程序后，可在中文的界面下進(jìn)行操作，用戶使用起來(lái)更加方便。</p><p>　　協(xié)助用戶完成開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件的任務(wù)是STEP7-Micro/WIN32的最基本的功能，如用戶程序的創(chuàng)建，編輯和修改用戶原有的程序，編輯器在編輯過(guò)程中能簡(jiǎn)單的檢查語(yǔ)法。并且他還有一部分工具性的功能，像加密用戶程序和管理用戶程序的文檔等。除此之外，也可通過(guò)軟件直接設(shè)置可編程控制器的運(yùn)行監(jiān)控、參數(shù)和工作方式等。使用

99、語(yǔ)法檢查功能能提前避免程序編輯過(guò)程中的一些數(shù)據(jù)類型和語(yǔ)法方面的錯(cuò)誤。</p><p>　　軟件可以在聯(lián)機(jī)工作方式（在線方式）下實(shí)現(xiàn)功能，也可以在離線工作方式下實(shí)現(xiàn)部分功能。</p><p>　　S7-200PLC使用STEP7-Micro/WIN32編程軟件進(jìn)行編程。單擊編程軟件圖標(biāo)可進(jìn)入如圖6.2所示的操作界面，在此界面可完成主程序，子程序，中斷程序的編制與修改，完成程序編制后單擊保存，

100、再單擊下載，程序即可供PLC使用。</p><p>　　圖7.1 STEP7-Micro/WIN32操作界面</p><p>　　7.2 PLC程序的內(nèi)容及評(píng)價(jià)指標(biāo)</p><p>　　PLC程序的使用應(yīng)最大限度的滿足系統(tǒng)對(duì)被控制對(duì)象的要求。設(shè)計(jì)出程序的分布原理后，以此為依據(jù)，分布編譯子程序已完成各項(xiàng)控制指令。PLC程序應(yīng)具備一下內(nèi)容：</p>&l

101、t;p>　　①：初始化程序 接通電源后PLC需要進(jìn)行的初始化操作。</p><p>　?、冢汗收蠙z查及診斷 該內(nèi)容可以在程序設(shè)計(jì)基本完成時(shí)進(jìn)行編譯。</p><p>　?、郏罕Ｗo(hù)程序 保護(hù)程序是必不可少的部分，用以防止非法操作所引起的程序混亂。</p><p>　　7.3 程序設(shè)計(jì)的要求</p><p>　　電熱鍋爐控制系統(tǒng)要求如下:&

102、lt;/p><p>　?、侔聪聠⑼０粹o，系統(tǒng)啟動(dòng)，再按則停止。</p><p>　?、谘h(huán)泵與補(bǔ)水泵具有手動(dòng)和自動(dòng)切換，并有缺相報(bào)警功能。</p><p>　?、垩h(huán)泵與補(bǔ)水泵發(fā)生故障時(shí)自動(dòng)進(jìn)行切換。</p><p>　?、茉试S手動(dòng)啟動(dòng)加熱管及水泵。</p><p>　?、菹到y(tǒng)具有報(bào)警功能，手動(dòng)停止系統(tǒng)報(bào)警。</p&

103、gt;<p>　　7.4 程序設(shè)計(jì)介紹</p><p><b>　　程序分為以下部分：</b></p><p><b>　　①主程序</b></p><p>　?、谘h(huán)泵自動(dòng)運(yùn)行程序</p><p>　　③循環(huán)泵手動(dòng)運(yùn)行程序</p><p>　?、軣嵯到y(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行

104、程序</p><p>　?、轃嵯到y(tǒng)手動(dòng)運(yùn)行程序</p><p><b>　?、扪a(bǔ)水泵運(yùn)行程序</b></p><p><b>　?、邎?bào)警程序</b></p><p><b>　　7.5 程序流程圖</b></p><p>　　電熱鍋爐控制器的程序流程圖如

105、圖7.2所示：</p><p><b>　　圖7.2程序流程圖</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] JGJ 16-2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S] </p><p>　　[2] 戴瑜興,黃鐵兵,梁志超.民用建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）[M].北京：中國(guó)建

106、筑工業(yè)出版社,2007</p><p>　　[3] DB32/T 1329-2009 工業(yè)鍋爐能效評(píng)定[S]，2009</p><p>　　[4] GB 18613-2006 中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值[S]</p><p>　　[5] 電氣工程師手冊(cè)(第二版)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005</p><p>　　[6

107、] DB37/T 842-2007電站鍋爐節(jié)能監(jiān)測(cè)方法[S]，2007</p><p>　　[7] 楊光臣.建筑電氣工程制圖識(shí)讀與繪制[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001 </p><p>　　[8] JB/T 4376-2002 水泵用小功率異步電動(dòng)機(jī)[S]</p><p>　　[9] 俞光的，陳戰(zhàn)平，季菊花．計(jì)算機(jī)控制技術(shù)(M)．電子工業(yè)出版社，<

108、/p><p>　　[10] 張萬(wàn)忠,劉明芹.電器與PLC控制技術(shù)[M].北京:化學(xué)化工出版社,2011年6月</p><p>　　[11] 朱銀根.21世紀(jì)建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[12] 吳浩烈．電機(jī)及電力拖動(dòng)基礎(chǔ)[M]．重慶：重慶大學(xué)出版社，1996</p><p>　　[13] Rus

109、sell P Fleming．Introducing the variable speed pump．NFPAJournal[J]．Quincy： 2004.26</p><p>　　[14] Xue Dun-song．The energy—saving technology of water-injection systems in domestic and abroad oil filed[J]．Energy

110、 Convervation of Oilfiled 1998：23~25</p><p>　　[15] Rodriguez J.Multilevel inwerters:a survey of topologies,controls,and</p><p>　　application[J].IEEE Transactions on Industry Electronics,2002,49(

111、4):724~728</p><p>　　[16] Nabae A.et al.A new neutral-point-clamped PWM inwerter[J]. IEEE Transactions on Industry Electronics,2002,49(4):57~60 [17] Szyehta,Leszek．System for optimizing pump station control—P

112、art I[J]．World</p><p>　　PumPs．2004：32~34</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　眼看數(shù)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)過(guò)程作最終審閱。在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我得到了許多老師和同學(xué)的指導(dǎo)和幫助。</p><p>　　此畢業(yè)設(shè)計(jì)是在指