潍坊学院信控大四实习报告.docx
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潍坊学院信控大四实习报告
潍坊学院
专业课综合课程设计说明书
系部：
信息与控制工程学院
专业：
自动化
班级：
2010级二班
学生姓名:
辛宏伟
学号:
10031140128
2013年12月12日
第一章彩灯广告屏的PLC控制
1.1设计任务与要求
1.1.1任务描述
彩灯在我们日常生活中随处可见的，无论是美化，亮化工程，还是企业的广告宣传，都借助与彩灯的形势，使得各个城市的夜晚光彩夺目，缤彩纷呈。
这些彩灯可以是用霓虹灯管制成各种形状和各种颜色的灯管，也可以是用白炽灯或者日光灯做光源，照亮大幅或巨幅的宣传画彩灯控制可以达到宣染效果，是通过控制全部或者部分彩灯的亮和灭，闪烁的频率，灯的亮度及灯光流的方向来实现。
在不太复杂的彩灯控制中，一般可以采用单片机或者各种专用的彩灯控制器来实现，本设计是采用PLC来完成课题设计的。
1.1.2控制任务和要求
彩灯广告屏，其示意图如（图1）所示：
彩灯和流水灯的时序图如（图2）所示：
对彩灯控制器的要求如下：
广告屏中间部分有8根彩灯管，从左到右排列，编号1-8。
系统启动以后， 灯管点亮的顺序依次为：
1-2-3-4-5-6-7-8号，时间间隔为1秒，8根彩灯管全亮后，持续10秒，然后按照8-7-6-5-4-3-2-1号的顺序依次熄灭，时间间隔为1秒。
灯管全熄灭后等待2秒，在从8号灯管开始，按照8-7-6-5-4-3-2-1号的顺序依次点亮，时间间隔为1秒，灯管全亮后，持续20秒，再按照1-2-3-4-5-6-7-8号的顺序熄灭，时间间隔仍为1秒，灯管全熄灭后等待2秒，再重新开始上述的过程的循环。
广告屏四周安装有24只流水灯，4只一组，共分成6组即（Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ-Ⅳ-Ⅴ-Ⅵ）。
系统启动以后，按照从Ⅰ-Ⅵ顺序，间隔为1秒点亮并循环。
18秒后，按照Ⅵ-Ⅰ的顺序，依次点亮并进行循环。
再按照Ⅰ-Ⅵ的顺序循环往复，直到系统停止工作。
系统用启动按钮和停止按钮操作，并有单步/连续控制。
1.2硬件选型
PLC具有以下优点：
（1）维护性好
PLC有成熟的技术和完善的质量保障体系，因此PLC出故障的可能性很小，其硬件部分在其寿命期内基本不需要维护。
PLC是一种长线产品，备品备件都有保障，可维护性好。
（2）宽输入电源范围
AC220V规格在50V能正常工作更拥有500V输入电源技术（非必须技术,选配）能适应AC110V,AC120V,AC220V,AC240V,AC380V,AC440V等各种照明/动力输入电源规格，DC输入规格更能做到15V-60V正常工作。
适应24V,36V,48V电池供电，超低电源规格,甚至能在DC8-30V电压下工作.适应12V电池供电。
（3）高速率
PLC能够提供高速的传输。
目前，其传输速率依设备厂家的不同而在1M－200Mbps之间。
远远高于拨号上网和ISDN，比ADSL更快！
足以支持现有网络上的各种应用。
（4）PLC的体积小
PLC的几何尺寸都不大。
体积小的PLC可以装入机器设备内部，使机器结构紧凑。
便于实现机电一体化。
（5）低功率消耗
针对电池移动场所的直流输入规格,整机消耗仅为24V/6MA 交流工作型的功率消耗低到0.1W--0.3W。
1.2.2输入输出点数的确定
输入有SB1、SB2、SB3、SB4四个开关。
输出有HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、HL7、HL8、KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6。
输入共4个点，输出共14个点。
1.2.3 PLC的选型
根据输入输出的点数可以选择西门子S7-200型PLC。
1.3软件设计（分工）
1.4小结
通过这次对彩灯广告屏的PLC控制，让我了解了PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。
有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。
虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。
多和同学讨论。
我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。
讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。
多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题 。
1.5参考文献
[1]王也仿主编；可编程控制器应用技术；北京；机械工业出版社；2001
[2]夏辛明黄鸿高岩编著；可编程控制器技术及应用；北京；北京理工大学出版社；2005
[3]王庭有等编著；可编程控制器原理及应用；北京；国防工业出版社；2005
[4]张万忠孙晋编著；可编程控制器入门与应用实例；北京；中国电力出版社；2005
第二章过程控制部分
2.1过程控制部分综合设计的目的
通过本课程的学习，使学生掌握控制系统工程设计的基本理论、基本方法和基本技能，自动化在其他领域中的应用，使学生能熟练地掌握工业对象自动测、控系统模设计规范及工程设计的内容步骤，将本科阶段所学的专业课系统的应用于实际过程的自动化设计，整合各门专业课的工程应用，缩短专业知识向实际工程设计的时间，并接受严格和系统的实验操作训练，从而为以后的毕业环节工作和担负实际工程任务打下良好和坚实的基础。
2.2过程控制部分综合设计主要内容
（1）综合课程设计是集大学四年学过的知识的一次综合性训练，而过程控制部分是集传感器、调节器、执行器、控制算法、控制理论、计算机控制等等于一体的控制设计训练。
（2）为硝酸厂氨合成生成一氧化氮的流程进行自控设计
（3）通过工程方法调试PID参数，得到相应的反应曲线（抓图）
2.3设计方案
2.3.1合成一氧化氮的流程进行自控设计
2.3.2合成一氧化氮的流程进行自控设计（框图）
2.4串级控制系统
2.4.1传递函数
2.4.2与单回路控制的比较分析
2.4.3串级控制系统的投运和参数整定
⏹工程方法整定PID参数（试凑法）
⏹模拟仿真调节PID参数，得到相应的PID相应曲线
⏹调节器的中反作用、执行器的气开与气关
⏹串级控制的设计方法
2.4.4PID调节参数整定
试凑法确定PID
（1）通过模拟或闭环运行观察系统的响应曲线，然后根据各环节参数对系统响应的大致影响，反复凑试参数，以达到满意的响应，从而确定PID参数
（2）Kp增大，系统响应加快，静差减小，但系统振荡增强，稳定性下降；Ti增大，系统超调减小，振荡减弱，但系统静差的消除也随之减慢；Td增大，调节时间减小，快速性增强，系统振荡减弱，稳定性增强，但系统对扰动的抑制能力减弱
在凑试时，可参考以上参数分析控制过程的影响趋势，对参数进行先比例，后积分，再微分的整定步骤，步骤如下：
（1）整定比例控制
预选择一个足够短的采样周期TS。
一般说TS应小于受控对象纯延迟时间的十分之一。
用选定的TS使系统工作。
这时去掉积分和微分作用，将控制选择为纯比例控制器，构成闭环运行。
逐渐加大比例放大系数KP，即将比例控制作用由小变到大，观察各次响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线，即系统对输入的阶跃信号的响应出现临界振荡（稳定边缘）
如果仅调节比例调节器参数，系统的静差还达不到设计要求时，则需加入积分环节。
整定积分环节：
若在比例控制下稳态误差不能满足要求，需加入积分控制。
先将步骤
（1）中选择的比例系数减小为原来的50～80％，再将积分时间置一个较大值，观测响应曲线。
然后减小积分时间，加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至得到较满意的响应，确定比例和积分的参数。
2.5小结
通过本课程的学习，让我们掌握了控制系统工程设计的基本理论、基本方法和基本技能，自动化在其他领域中的应用，能熟练地掌握工业对象自动测、控系统模设计规范及工程设计的内容步骤，将本科阶段所学的专业课系统的应用于实际过程的自动化设计，从而为以后的毕业环节工作和担负实际工程任务打下良好和坚实的基础。
2.6参考文献
[1]俞金寿，过程自动化仪表。
北京:
：
化学工业出版社，2003
[2]周春晖，过程控制工业手册。
北京：
化学工业出版社，1993
[3]王永水，过程检测仪表。
北京：
化学工业出版社，1999
第三章工厂供电
3.1课程计算
某工厂供电系统如图所示，已知电力系统出口断路器为SN10—10II型。
全厂用电设备总容量为26000KW,需要系数为0.45，补偿后功率因数为0.9，高压配电所进线侧选用ZN12—12型高压户内真空断路器，继电保护动作时间为1.1S，断路器短路时间为0.1S，试分析如下问题：
1计数全厂的计算负荷和计算电流。
2.计算变电所高压10KV母线上K—1点短路的三相短路电流和短路容量。
3.选择高压户内真空断路器的型号和规格。
问题分析：
一、计算全厂的计算负荷和计算电流
全厂有功计算负荷：
11700kW
全厂视在计算负荷：
15600KV·A
计算电流：
23.7A
二、计算变电所高压10kV母线上K—1点短路的三相短路电流和短路容量。
已知Uc=10.5kV。
1、计算短路电路中各元件的电抗和总电抗
（1）、电力系统的电抗：
由附录表8可查得SN10—10II型断路器的断流容量Soc=500MVA,因此
0.22Ω
（2）、架空线路的电抗：
由表3-1查得X0=0.35/km,因此
X2=0.35×5=1.75Ω
（3）、绘制K—1点短路的等效电路如图所示，然后计算电路的总电抗：
1.95Ω
2、计算三相短路电流和短路容量
（1）、三相短路电流周期分量有效值：
3.08kA
（2）、三线短路次暂态电流和稳态电流有效值：
3.08kA
（3）、三相短路冲击电流及其有效值：
7.85kA
4.65kA
（4）、三相短路容量：
56.0MV·A
三、选择高压户内真空断路器的型号和规格
根据线路计算电流I30=,试选ZN12—12/1250型真空断路器来进行校验。
短路假想时间：
电压校验：
电流校验：
断流能力校验：
动稳定校验：
热稳定校验：
校验结果：
所选ZN12—12/1250型真空断路器是合格。
高压断路器的选择校验表
序
号
装设地点的电气条件
ZN12—12/1250型真空断路器
项目
数据
项目
数据
结论
1
UN/UMAX
10kv/11.5kv
UN
12kV
合格
2
I30
750A
IN
1250A
合格
3
4.5kA
IOC
25kA
合格
4
imax
63kA
合格
5
合格
3.2小结
通过实习学到了很多，实践是检验真理的唯一标准，将书本知识应用到实际应用中才是硬道理，通过课程设计，让我们对工厂供电的知识有了更全面的认识和理解。
3.3参考文献
[1]孙永发，工厂供电区高压配电的经济性和技术性分析[J].湖北民族学院学报（自然科学版），2003年2期.
[2]齐东梅，因特网和内联网技术在工厂供电方面的应用[J].科技情报开发与经济,2005年18期.
[3]居荣、朱有志，工厂供电系统故障诊断专家系统的设计[J].南京工业大学学报（自然科学版），2002年3期.
第四章变频调速系统的设计
4.1引言
变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。
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