中央负压抽吸系统变频控制设计_工艺图及plc程序设计(编辑修改稿)

中央负压抽吸系统变频控制设计_工艺图及plc程序设计(编辑修改稿)内容摘要：

Ij cosφ ,Pjs=Pe COSΦ ,其中 cosφ为气泵的功率因数， cosφ =； COSΦ为气泵需要系数， COSΦ =～ ,取 COSΦ=,Pe=,所以 Pjs= =,所以求出 Ijs=。 西门子 MM430（见图 ）系列的 6SE64402CD275CA1 型 P=， IN= 19A 可以满足设计要求，它的外形尺寸是185mm245mm195mm。 组要参数见表。 表 MM430 主要参数表 380V480V177。 10%，三相，交流 ， ； 风机和泵类变转矩负载专用； 牢固的 EMC（电磁兼容性）设计； 控制信号的快速响应 内置 PID 控制器； 快速电流限制，防止运行中不应有的跳闸； 数字量输入 6 个，模拟量输入 2 个，模拟量输出2 个，继电器输出 3 个； 具有 15 个固定频率， 4 个跳转频率，可编程； 采用 BiCo 技术，实现 I/O 端口自由连接； 集成 RS485 通讯接口，可选 PROFIBUSDP 通讯模块； 灵活的斜坡函数发生器，可选平滑功能； 三组参数切换功能：电机数据切换，命令数据切换； 图 西门子 MM430 变频器图 ⑶ 空气开关的选择：空气开关具有 控制和多种保护功能于一身。 除了能完成接触和分断电路外，尚能对电路或电气设备发生的短路 、 严重过载及 欠电压等进行保护。 在本课题设计中，选用了 380V 50Hz 的三相漩涡式气泵和 380V 排水泵，需要计算 Ijs 来确定选用的空气开关。 求出的 Ijs=。 所以决定选用施耐德的梅兰日兰 C65 3P 10A 空气开关 （见图） ，它的外形尺寸是 55mm81mm。 主要参数见表。 毕业设计（论文）报告纸 8 表 C65 参数表 图 空气开关图 ⑷ 继电器选择： 应根据继电器的功能 特点 ， 适用性 ， 使用环境 ， 工作制 ， 额定工作电压及额定工作电流来选择。 正确选用继电器的原则具体来讲应该是： a 继电器的主要技术性能，如触点负荷 ,动作时间参数，机械和电气寿命等 ,应满足整机系统的要求； b 继电器的结构型式（包括安装方式）与外形尺寸应能适合使用条件的需要； c 经济合理。 本课题设计中继电器用于卸荷阀和进水阀中，这些电磁阀 P=160W， U=220V， MY2NJ 5A 220AC，所以选用欧姆龙 MY2NJ继电器（见图 ） 可以满足设计条件。 它的外形尺寸是 68mm。 主要参数见表。 表 欧姆龙继电器参数表 图 欧姆龙继电器图 制造厂商 法国施耐德电气 脱扣曲线（ C） 保护常规负载和配电线缆 额定电流 10A 16A 20A 25A 32A 40A 额定电压 （ AC V）： 230 额定电流 （ A）： 6 ~ 32 分断能力 （ KA）： 极数 3P+N 规格 55mm81mm 机械寿命 20， 000 次 接线 适用于 10mm2 及以下导线 品 牌 欧姆龙 型 号 MY2NJDC24V 外形尺寸（ mm） 36mm（ LWH） 触点负载 5A 220VAC 5A24VDC 额定电流 5A 工作温度 55℃ ～ +70℃ 阻 抗 ≤50mΩ 电气寿命 ≥40万回 机械寿命 ≥8000万回 毕业设计（论文）报告纸 9 ⑸ 接触器选择： 根据接触器控制的负载性质来相应选择直流接触器还是交流接触器 ， 一般场合选用电磁式接触器 ， 对频繁操作的带交流负载的场合 ， 可选用带直流电磁线圈 的交流按触器。 接触器的选型主要需要确定种类，负载类型，主回路参数，控制回路参数辅助触点，以及电气寿命，机械寿命及工作制等多种情况综合考虑。 本课题设计中，已经算出气泵的 Ijs=，选用 西门子 3TB40 接触器 （见图 ） ，它的额定电流为 9A，可以满足条件，它的外形尺寸是44mm80mm。 主要参数见表 西门子 3TB40 接触器参数表。 表 西门子 3TB40 接触器参数表 图 西门子 3TB40 接触器图 ⑹ 压力变送器的选择：压力变送器选择三要素为 确定测量介质 、 确定精度范围，补偿温度范围，使用温度范围 、 确定丈量范围和 丈量方式。 本课题设计的负压抽吸系统测量介质为牙科治疗气液废物，需要的压力范围是 40～ 0KPa。 压力变送器 SMP131 的压力测量范围是 0～ ，1bar=100KPa，所以 40KPa=，可以满足设计要求，所以选用 SMP131S4M1F2D（见图 ）。 主要参数见表。 品牌 西门子 型号 3TB40 外形尺寸 44mm80mm 频率 50Hz 额定电压 6901000V AC3 使用类别下额定工作电压为 380V 额定电流 9A400A 适用场合 远距离接通及分断电路之用，适用于控制交流电动机的起动、停止及反转 标准 符合 IEC947， VDE0660， GB14048标准 毕业设计（论文）报告纸 10 表 SMP131 压力变送器参数表 测量范围 0～ 至 0～ 600bar 过载范围 满量程的 倍 精度等级 % .， % 工作电压 : 12～ 30vdc, 24vdc 输出信号 4～ 20ma， 0～ 10ma， 1～ 5vdc， 0～ 10vdc，0～ 5vdc 补偿温度 0～ 50℃ ， 10～ 80℃ 工作温度 30～ 85℃ 电气连接 din，航空接头 防护等级 ip65， ip67 螺纹接口 m20* 外螺纹， g1/2 外螺纹， g1/4 外螺纹 图 SMP131 压力变送器图 ⑺ 压力数显仪的选择：根据已经确定的压力变送器的相关参数，选择合适的压力数显仪与之配合使用。 压力变送器的输出信号方式是 4mA～ 20maA DC 二线制，数 显仪 LG8（见图 ）的输入模拟信号为 4mA～ 20maA DC，符合设计要求。 主要参数见表。 图 LG8 压力数显仪图 毕业设计（论文）报告纸 11 表 LG8 压力数显仪参数表 输入 信号 模拟量 热电偶：标准热电偶 － B、 S、 K、 E、 J、 T 等 热电阻：标准热电阻 － Pt100、 Cu50、 Cu100 电 流： 420mA、 010mA、 020mA 等 —— 输入阻抗 ≤250Ω 电 压： 05V、 15V、 mV 等 输入阻抗 ≥250KΩ 输出信号 模拟量输出 DC 010mA（负载电阻 ≤750Ω） DC 420mA（负载电阻 ≤500Ω） DC 05V（负载电阻 ≤250KΩ） DC 15V（ 负载电阻 ≤250KΩ） 开关量输出 继电器控制输 出 － 继电器 ON/OFF 带回差。 AC220V/3A； DC24V/6A（阻性负载） 可控硅控制输 出 － SCR（可控硅过零触发脉冲）输出， 光电隔离 AC400V/ 固态继电器输 出 － SSR（固态继电器控制信号）输出，光电隔离 DC6~24V/30mA 通讯输出 接口方 式 － 标准串行双向通信接口，光电隔离， RS48 RS23 RS422 等 波特 率 － 3009600bps 内部自由设定 馈电输出 DC24V，负载 ≤30mA 根据已经选出的元器件，列出元器件列表（见表 ）。 表 主要元器件列表 序号 名称 型号 规格（ mm） 备注 1 可编程控制器 PLC FX1S30MR 10090 三菱 2 变频器 西门子 MM430 185245195 西门子 3 空气开关 QF C65 3P 10A 5581 梅兰日兰 4 相序继电器 KA1 4570 5 接触器 KM 3TB40 4480 西门子 6 继电器 KA MY2NJ 68 欧姆龙 7 压力变送器 SMP131 8 压力数显仪 LG8 立格 电器工艺图的绘制 用 CAD 软件绘制电器工艺图，主要包 括各个元器件 安装位置，安装接线图的绘制。 ⑴ FX1S30MR 的绘制（见图 ）。 FX1S30MR 的外形尺寸大小为 100mm90mm，它的输入输出为 8 进制编号，有 X0～ X16 一共 16 个输入端， Y0～ Y15 一共 14 个输出端。 ⑵ 继电器的绘制（见图 ）。 继电器的外形尺寸是 68mm。 12 是公共点， 8 是常开点， 4是常闭点。 9 是公共点， 5 是常开点， 1 是常闭点。 其中 12， 8， 4 为一组触点 ， 9， 5，1 为一组触点。 这两 组 是分别独立的，互不关联。 毕业设计（论文）报告纸 12 ⑶ 接触器的绘制（见图 ）。 接触器的外形尺 寸是 44mm80mm，有 3 对主触点和一对辅助触点。 ⑷ 变频器的绘制（见图 ）。 MM430 变频器的外形尺寸是 185mm245mm195mm，而它的 I/O 接线板的尺寸是 ，它的 1 号端和 2 号端为电压输入， 5～ 8 号端子为数字输入端， 18～ 25 号端子为输出继电器的触头。 S1 和 S2 为 DIP 开关。 ⑸ 熔断器的绘制（见图 ）。 熔断器的外形尺寸是 77mm。 ⑹ 导轨的绘制（见图 ）。 安装导轨的 规格 3515mm，长度可以根据设计需要截取。 电气元件可方便地卡在导轨上而无 需用螺丝固定，维护也很方便。 ⑺ 空气开关的绘制（见图 ）。 空气开关的外尺寸是 5581，上端接三相电源，下端接到接触器和继电器。 ⑻ 相序继电器的绘制（图 ）。 相序继电器的外尺寸是 4570。 它主要用于控制电机的相序。 图 PLC 图 图 继电器 KA 图 毕业设计（论文）报告纸 13 图 接触器 图 图 变频器图 图 导轨 图 图 空气开关图 图 相序继电器图 图 熔断器图 根据电气原理图所表达的各个元器件之间的关系，把各个元器件安装到导轨上，再接线。 最后完成负压抽吸系统的电器工艺图绘制（见图 ）。 毕业设计（论文）报告纸 14 图 系统的电器工艺图 4. 程序设计及分析 YJF60型负压抽吸系统的过程控制主要包括四个板块：抽吸气泵控制设计、废水泵控制设计、清洗进水阀控制设计、卸荷阀控制设计。 根据系统的控制要求，先对每个版块的控制过程进行程序编辑，最后完成整个系统的程序编辑工作。 PLC程序设计思路 分析系统工作过程， 利用 编程软件 FXGPWIN 对负压抽吸系统的整个控制过程进行编程。 整个程序分成三个程序段，第一程序段 1气泵 M1 受变频器控制起动， 2气泵 M2 作为第二台运行的气泵， 3气泵 M3 作为第三台运行的气泵；第二程序段 2气泵 M2 受变频器控制起动， 3气泵M3 作为第二台运行的气泵， 1气泵 M1 作为第三台运行的气泵；第三程序段 3气泵 M3 受变频器控制起动， 1气泵 M1 作为第二台运行的气泵， 2气泵 M2 作为第。