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、纺织、食品、国防以及科研等工业部门。二、两线制热电阻温度变送器,其特点是采用两线传输,即电源与输出信号共用相同的两根普通导线。变送器把测温元件所测得的微弱信号直接放大成(4~20)mADC信号,远传给控制室仪表,作指示、记录、调节之用,组成各种各样的检测,(1)输入信号:热电阻Pt100、Cu50、Cu100,测量间距10℃以上任何温度范围输出信号:电流:(4~20)mADC电压:(1~5)VDC输出阻抗:250允许负载变化0~500Ω基本误差:±%、±%热电阻温变温度漂移:±%/10℃热电阻温度传输方式:两线制传输工作环境温度:温度-10~75℃湿度≤90%电源:24VDC±10%(或配电器、安全栅供电)功耗:≤,(2)温度变送器特点1、采用环氧树脂密封结构,因此抗震、耐温,适合在恶劣现场环境中安装使用。2、现场安装于热电阻、热电偶的接线盒内,直接输出4~20mA,这样既省去较贵的补偿导线费用,又提高了信号长距离传送过程中的抗干扰能力。3、精度高、功耗低、使用环境温度范围宽、工作稳定可靠。4、量程可调,并具有线性化较正功能,热电偶温度变送器具有冷端自动补偿功能。应用面广,既可与热电偶、热电阻形成一体化现场安装结构,也可作为功能模块安装入检测设备中。(3)主要技术指标:1、输入:热电阻Pt100、Cu50、Cu100热电偶K、E、S、B、T、J、N2、输出:在量程范围内输出4~20mA直流信号可与热电阻温度计的输出电阻信号成线性,可与热电阻温度计的输入温度信号成线性;可与热电偶输入的毫伏信号成线性,也可与热电偶温度计的输入温度信号成线性。2、基本误差:±%、±%4、传送方式:二线制3、变送器工作电源电压最低12V,最高35V,额定工作电压24V。4、负载:极限负二载电阻按下式计算RL(max)=50×(Vmm-12)即24V时负载电阻可在0~600Ω范围内选用)额定负载250Ω。注:量程可调式变送器,改变量程时零点与满度需反复调试;电偶型变送器在调试前须预热30分钟。7、环境温度影响≤%1℃8、正常工作环境:a、环境温度-25℃~+80℃b、相对湿度5%~95%c、机械振动f≤55Hz振幅<(4)接线方式::..装接线图一体化液晶显示变送器接线图热电偶温度变送器校验步骤1、校验时,在输入端接入电位差计,输出信号为电动势,在输出端接上24VDC稳压电源并串接上标准电流表。2、调零:反接信号输入线,使电位差计输出校验现场室温对应电动势,调整电位器Z,使电流表读数为4mA。3、调满:正接信号输入线,使电位差计输出满量程对应电动势,调整电位器S,使电流表读数为20mA。(该电动势为满度电动势减去室温对应电动势后的值)例:在校验现场室温为7℃,输入信号为K,量程为0~1000℃的温度变送器标定,通过查表得知7℃,1000℃,反接后,,调整电位器Z,使电流表读数为4mA;(~),调整电位器S,使电流表读数为20mA。(5)热电阻温度变送器校验步骤1、标定时,按以上典型接线图接线,在输入端接入标准电阻箱(如ZX-25a),在输出端接上24VDC稳压电源并串接上标准电流表。2、改变信号源发生器(电阻箱),使之等于量程的下限值,调整电位器Z,使电流表的读数为4mA,改变信号源,使之等于量程的上限值,调整电位器S,使电流表的读数为20mA即可。例:输入型号为Pt100量程为0~100℃的温度变送器。正确接线后,电阻箱输出100,调整电位器Z,使电流表读数为4mA;(即热电阻在100℃时相对应的电阻值),调整电位器S,使电流表的读数为20mA。、类别:规定最小值量程范围型号传感器分度号最大量程规定(上限下限之差)SBWR-2160E0~800℃300℃的选型:(1)输入输出(I/O)点数的估算I/O点数估算时应考虑适当的余量,通常根据统计的输入输出点数,再增加10%~20%的可扩展余量后,作为输入输出点数估算数据。实际订货时,还需根据制造厂商PLC的产品特点,对输入输出点数进行圆整。(2)存储器容量的估算存储器内存容量的估算没有固定的公式,许多文献资料中给出了不同公式,大体上都是按数字量I/O点数的10~15倍,加上模拟I/O点数的100倍,以此数为内存的总字数(16位为一个字),另外再按此数的25%考虑余量。(3)控制功能的选择该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。(4),按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发,通常可按控制功能或输入输出点数选型。。例如对输入模块,应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块,应考虑选用的输出模块类型,通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点;可控硅输出模块适用于开关频繁,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等,与应用要求应一致。:..PLC应根据产品说明书要求设计和选用外,一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源,与国内电网电压一致。重要的应用场合,应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时,应核对提供的电流是否满足应用要求,否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC,对输入和输出信号的隔离是必要的,有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。,存储器的价格已下降,因此,为保证应用项目的正常投运,一般要求PLC的存储器容量,按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时,应选择容量更大,档次更高的存储器。<1>控制单元的冗余(1)重要的过程单元:CPU(包括存储器)及电源均应1B1冗余。(2)在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统、2重化或3重化冗余容错系统等。<2>I/O接口单元的冗余(1)控制回路的多点I/O卡应冗余配置。(2)重要检测点的多点I/O卡可冗余配置。3)根据需要对重要的I/O信号,可选用2重化或3重化的I/O接口单元。,应考虑性能价格比。考虑经济性时,应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素,进行比较和兼顾,最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后,相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加,因此,点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑,使整个控制系统有较合理的性能价格比。根据系统所需I/O点数,系统程序所需存储容量以及系统需要用PID进行调节。,选择西门子S7-200PLC,CPU为221,。端口连接图变频器的选型:(1)采用变频的目的;恒压控制或恒流控制等。(2)变频器的负载类型;如叶片泵或容积泵等,特别注意负载的性能曲线,性能曲线决定了应用时的方式方法。(3)变频器与负载的匹配问题;;变频器的额定电压与负载的额定电压相符。;普通的离心泵,变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数,以最大电流确定变频器电流和过载能力。;这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。(4)在使用变频器驱动高速电机时,由于高速电机的电抗小,高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型,其容量要稍大于普通电机的选型。(5)变频器如果要长电缆运行时,此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响,避免变频器出力不足,所以在这样情况下,变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。:..,选择,经校验,满足要求。(1)方式选择变频器控制方式的选择由负荷的力矩特性所决定,电动机的机械负载转矩特性根据下列关系式决定:p=tn/9550式中:p--电动机功率(kw)t--转矩(n?m)n--转速(r/min)转矩t与转速n的关系根据负载种类大体可分为3种:,此类负载如传送带、起重机、挤压机、压缩机等。,转矩按转速的平方减小的负载。此类负载如风机、各种液体泵等。,转矩越小的恒功率负载。此类负载如轧机、机床主轴、卷取机等。变频器提供的控制方式有v/f控制、矢量控制、力矩控制。v/f控制中有线性v/f控制、抛物线特性v/f控制。将变频器参数p1300设为0,变频器工作于线性v/f控制方式,将使调速时的磁通与励磁电流基本不变。适用于工作转速不在低频段的一般恒转矩调速对象。将p1300设为2,变频器工作于抛物线特性v/f控制方式,这种方式适用于风机、水泵类负载。这类负载的轴功率n近似地与转速n的3次方成正比。其转矩m近似地与转速n的平方成正比。对于这种负载,如果变频器的v/f特性是线性关系,则低速时电机的许用转矩远大于负载转矩,从而造成功率因数和效率的严重下降。为了适应这种负载的需要,使电压随着输出频率的减小以平方关系减小,从而减小电机的磁通和励磁电流,使功率因数保持在适当的范围内。可以进一步通过设置参数使v/f控制曲线适合负载特性。将p1312在0至250之间设置合适的值,具有起动提升功能。将低频时的输出电压相对于线性的v/f曲线作适当的提高以补偿在低频时定子电阻引起的压降导致电机转矩减小的问题。适用于大起动转矩的调速对象。变频器v/f控制方式驱动电机时,在某些频率段,电机的电流、转速会发生振荡,严重时系统无法运行,甚至在加速过程中出现过电流保护,使得电机不能正常启动,在电机轻载或转矩惯量较小时更为严重。可以根据系统出现振荡的频率点,在v/f曲线上设置跳转点及跳转频带宽度,当电机加速时可以自动跳过这些频率段,保证系统能够正常运行。从p1091至p1094可以设定4个不同的跳转点,设置p1101确定跳转频带宽度。有些负载在特定的频率下需要电机提供特定的转矩,用可编程的v/f控制对应设置变频器参数即可得到所需控制曲线。设置p1320、p1322、p1324确定可编程的v/f特性频率座标,对应的p1321、p1323、p1325为可编程的v/f特性电压座标。参数p1300设置为20,变频器工作于矢量控制。这种控制相对完善,调速范围宽,低速范围起动力矩高,%,响应很快,高精度调速都采用svpwm矢量控制方式。参数p1300设置为22,变频器工作于矢量转矩控制。这种控制方式是目前国际上最先进的控制方式,其他方式是模拟直流电动机的参数,进行保角变换而进行调节控制的,矢量转矩控制是直接取交流电动机参数进行控制,控制简单,精确度高。(2)快速调试在使用变频器驱动电机前,必须进行快速调试。参数p0010设为1、p3900设为1,变频器进行快速调试,快速调试完成后,进行了必要的电动机数据的计算,并将其它所有的参数恢复到它们的缺省设置值。在矢量或转矩控制方式下,为了正确地实现控制,非常重要的一点是,必须正确地向变频器输入电动机的数据,而且,电动机数据的自动检测参数p1910必须在电动机处于常温时进行。当使能这一功能(p1910=1)时,会产生一个报警信号a0541,给予警告,在接着发出on命令时,立即开始电动机参数的自动检测。(3)加减速时间调整:..上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。加速时间和减速时间选择的合理与否对电机的起动、停止运行及调速系统的响应速度都有重大的影响。加速时间设置的约束是将电流限制在过电流范围内,不应使过电流保护装置动作。电机在减速运转期间,变频器将处于再生发电制动状态。传动系统中所储存的机械能转换为电能并通过逆变器将电能回馈到直流侧。回馈的电能将导致中间回路的储能电容器两端电压上升。因此,减速时间设置的约束是防止直流回路电压过高。加减速时间计算公式为:加速时间:ta=(jm+jl)n/(tma-tl)减速时间:tb=(jm+jl)n/(tmb-tl)式中:jm一电机的惯量jl-负载惯量n-额定转速tma-电机驱动转矩tmb-电机制动转矩tl-负载转矩加减速时间可根据公式算出来,也可用简易试验方法进行设置。首先,使拖动系统以额定转速运行(工频运行),然后切断电源,使拖动系统处于自由制动状态,用秒表计算其转速从额定转速下降到停止所需要的时间。加减速时间可首先按自由制动时间的1/2~1/3进行预置。通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警,调整加减速时间设定值,以运转中不发生报警为原则,重复操作几次,便可确定出最佳加减速时间。(4)转动惯量设置电机与负载转动惯量的设置往往被忽视,认为加减速时间的正确设置可保证系统正常工作。其实,转动惯量设置不当会使得系统振荡,调速精度也会受到影响。转动惯量公式:j=t/d/dt电机与负载转动惯量的获得方法一样,让变频器工作频率在合适的值,5~10hz。分别让电机空载和带载运行,读出参数r0333额定转矩和r0345电动机的起动时间,再将变频器工作频率换算成对应的角速度,代入公式,计算得出电机与负载转动惯量。设置参数p0341(电动机的惯量)与参数p0342(驱动装置总惯量/电动机惯量的比值),这样变频器就能更好的调速。西门子变频器M420实现PID调节参数设置:注意:端子18旁的AIN1拔到ON,5-9端子短接+P2285延时启动,9端=24V,28端=0V28与4短接压力信号直接接入3端+和4端-,两线制(有源)4-20MA输入P756==2选择4-20MA输入P757==4最小值4MAP759==20最大值20MAP761==4死区为4MAP1000==1频率设定的选择即为面板P2200==1允许PID进行闭环控制P2231==1PID设定值的保存P2240==52%(PID-MOP面板的设定值,允许用户以[%]值的形式设定数字的PID设定值P2253==2250(已激活的PID设定值)P2257==20S加速时间P2258==20S减速时间P2264==(模拟量输入1设定值)P2280==(PID比例增益系数)--经验值P2285==10S(PID积分时间)--经验值P2800==1P2802==1P2849==:..P2851==20:..