《自动控制系统》课程设计任务书1201.1202

《电力拖动自动控制系统》课程设计

计划、任务与指导书

一、课程设计的目的

通过电力拖动自动控制系统的设计，了解一般交直流调速系统设计过程及设计要求，并巩固交直流调速系统课程的所学内容，初步具备设计电力拖动自动控制系统的能力。为今后从事相关技术工作打下必要的基础。

二、课程设计的要求

1、熟悉交直流调速系统设计的一般设计原则，设计内容以及设计程序的要求。

2、掌握控制系统设计制图的基本规范，熟练掌握电气控制部分的新图标。

3、学会收集、分析、运用自动控制系统设计的有关资料和数据。

4、培养独立工作能力、创造能力及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。

三、课程设计的内容

完成某一给定课题任务，按给出的工艺要求、运用变频调速对系统进行控制。四、进度安排：共1.5周

本课程设计时间共1.5周，进度安排如下：

1、设计准备，熟悉有关设计规范，熟悉课题设计要求及内容。（1.5天）

2、分析控制要求、控制原理，设计控制方案。（1.5天）

3、绘制控制原理图、控制流程图、端子接线图。（2天）

4、编制程序、梯形图设计、程序调试说明。（1.5天）

5、整理图纸、写课程设计报告。（1.5天）

五、课程设计报告内容

完成下列课题的课程设计及报告（课题工艺要求由课程设计任务书提供）

1．退火炉温度控制系统

2．变频液位自动控制系统设计

3．变频流量自动控制系统设计

4．变频供水系统设计

5．变频调速恒张力控制系统设计

6．变频器在印染机械多电机同步调速系统中应用

7．线缆设备恒张力变频器控制设计

8．空气压缩机变频调速的设计

六、参考书

1．陈伯时主编电力拖动自动控制系统(第二版), 机械工业出版社1992 2．陈伯时, 陈敏逊. 交流调速系统. 机械工业出版社1998 3．张燕宾著SPWM变频调速应用技术机械工业出版社1997 4．王兆义主编²《可编程控制器教程》主编

5．徐世许主编²《可编程控制器教程原理、应用、网络》主编

6．《工厂常用电气设备手册》（第2版）上、下册中国电力出版社

1.退火炉温度控制系统

退火炉温度控制系统由一台上位机操作台、一台SIEMENS S7-200 PLC 控制柜、一台变频器控制柜，3台风机，3台水煤浆输送泵组成。 加热段的三个炉段，各段于炉顶设一支热电偶，根据热电偶采集的炉温信号，与设定值比较，经PID 计算后输出控制信号变频器调节水煤浆流量，改变烧嘴的输出功率，实现温度自动控制。同时根据助燃风量的改变及空/燃比例阀的配比，手动调节助燃风流量燃气的流量，实现最佳空/燃配比。

1、退火炉温度PLC 自动控制系统原理图

本系统装有3套热电偶反馈的闭环流量控制系统，分别控制3台3.7KW 变频器调节3台水煤浆输送泵化工泵转速，改变烧嘴的输出功率，实现温度自动控制。满足退火炉的工艺要求、温度实时显示。

1)分析控制要求、控制原理设计控制方案；画出温度自动控制系统结构框图； 2) PLC 、变频器、温度传感器的选择；

3) 画出该控制系统的原理图。(主电路、plc 控制电路、变频器控制电路) 4) PID 原理分析与选用；PID 在PLC 中实现。

退火炉温度控制系统原理组成

2、变频液位自动控制系统

1.概述

汽提塔液位自动控制系统用浮子液位计、PLC与变频器构成反馈的闭环液位控制系统。用调节2.2KW化工泵转速，保证废水液位稳定、满足汽提塔的工艺要求、并可根据现场处理情况自动切换流量，满足工业现场废水处理要求。两台变频器、两台化工泵一用一备（互为备用）保证系统运行可靠。汽提塔液位实时显示。

汽提塔液位控制系统的工作原理

在废水处理液位自动控制系统中，采用PLC的PID 积分分离智能型PI调节控制、编程简单、控制可靠，适合于汽提塔液位自动控制系统。汽提塔液位控制稳定、控制精度高、液位稳定在20cm±1cm，满足汽提塔液位控制要求。

2.系统控制要求：

本系统恒压变量供水系统是在2台2.2ｋＷ电机拖动的水泵机组能够满足废水总量设计要求的前提下,达到全自动闭环液位控制系统,并具有手动控制功能,同时还应达到以下几点要求：

1) 液位稳定在20cm±1cm，满足汽提塔液位控制要求。

2)具有短路、欠压、过载、过流等诸多保护功能。

3.课程设计要求

1)分析控制要求、控制原理设计控制方案；画出液位自动控制系统结构框图；

2) PLC、变频器、液位传感器的选择；

3) 画出该供水控制系统的原理图。(主电路、plc控制电路、变频器控制电路)

4) 液位控制系统变频器的节能控制分析；

5) PID原理分析与选用；PID在PLC中实现；

3、变频流量自动控制系统的设计

1.概述

汽提塔废水处理流量自动控制系统用涡街流量计、PLC与变频器构成反馈的闭环流量控制系统。用调节5.5KW化工泵转速，保证废水流量稳定、满足汽提塔的工艺要求、并可根据现场处理情况自动切换流量（两挡），满足工业现场废水处理要求。两台变频器、两台化工泵一用一备（互为备用）保证系统运行可靠。

汽提塔

图3.7 汽提塔流量控制系统的工作原理

(1)由流量传感器测量污水管的进水口流量，流量变化信号变换成标准4～20mA电流信号(便于远距离传送信号)、液位传感器将缓冲罐液位开关信号传送PLC实时控制。

(2)把信号传到有相关软件的PL C、根据汽提塔工艺要求、现场污水排放量进行智能型PI调节控制。

2.系统控制要求：

本系统恒压变量供水系统是在2台5.5ｋＷ电机拖动的水泵机组能够满足废水总量设计要求的前提下,达到全自动闭环液位控制系统,

1)污水流量进行智能型PI调节控制。

2)具有短路、欠压、过载、过流等诸多保护功能。

3.课程设计要求

1)分析控制要求、控制原理设计控制方案；画出流量自动控制系统结构框图；

2) PLC、变频器、涡街流量计的选择；

3) 画出该控制系统的原理图。(主电路、plc控制电路、变频器控制电路)

4) 流量自动控制系统变频器的节能控制分析；

5) PID原理分析与选用；PID在PLC中实现；