濃縮大井底流流量控制過程中的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)

遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書（論文）III課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評語院（系）：電氣工程學(xué)院教研室：自動化學(xué)號120302109學(xué)生姓名專業(yè)班級自動化14班課程設(shè)計(jì)（論文）題目濃縮大井底流流量控制過程中的變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)課題完成的功能：濃縮大井是選礦廠重要的原礦漿處理和緩存設(shè)施，通過變頻調(diào)速系統(tǒng)來控制濃縮大井的底流流量。泵的驅(qū)動設(shè)備為交流電動機(jī)。通過控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制底流的流量，設(shè)計(jì)該控制過程中的變頻調(diào)速系統(tǒng)。設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：1、設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；2、選擇合適的儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)；3、給出變頻器參數(shù)設(shè)置的步驟；4、給出控制器的算法；5、設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面；技術(shù)參數(shù)：1、流量控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差要求為5%以內(nèi)。2、濃縮大井底流流量的控制范圍為0-400t/h；3、交功率50Kw流電動機(jī)的額定，額定電壓380V，額定電流25A，額定轉(zhuǎn)速4、速度控制系統(tǒng)的精度在±2%以內(nèi)。進(jìn)度計(jì)劃1、熟悉課程設(shè)計(jì)題目，查找及收集相關(guān)書籍、資料（2天）；2、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖（1天）；3、儀表、控制系統(tǒng)等設(shè)備的選型（1天）；4、控制方案設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)（4天）；5、撰寫課設(shè)論文（1.5天）；6、設(shè)計(jì)結(jié)果考核（0.5天）；指導(dǎo)教師評語及成績平時(shí)：論文質(zhì)量：答辯：總成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日注：成績：平時(shí)20%論文質(zhì)量60%答辯20%以百分制計(jì)算摘要隨著交流調(diào)速控制系統(tǒng)的發(fā)展，使變頻調(diào)速控制系統(tǒng)日趨成熟。而濃縮大井底流流量控制系統(tǒng)中一種典型設(shè)備，在采礦生產(chǎn)活動中應(yīng)用廣泛作用顯著，故對于提高其運(yùn)行效率，確保運(yùn)行安全，降低物料搬運(yùn)成本是十分重要。采用可編程序控制器和變頻器技術(shù)，以PLC、變頻器設(shè)計(jì)濃縮大井底流流量的控制系統(tǒng)。本文重點(diǎn)闡述以變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)濃縮大井底流流量控制的調(diào)速系統(tǒng)。首先敘述變頻調(diào)速的發(fā)展歷程，對濃縮大井底流流量控制系統(tǒng)做了結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)，并選用適當(dāng)?shù)目删幊绦蚩刂破骱妥冾l器；著重說明變頻器的工作原理、端子連接設(shè)定、參數(shù)設(shè)置及制動單元與制動電阻；最后實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速監(jiān)控。此系統(tǒng)特別適用于濃縮大井底流流量控制在惡劣條件下的工作情況，對改善變頻器的調(diào)速性能，提高工作效率和功率因數(shù)，減小起制動沖擊以及增加使用的安全可靠性是非常有益的。關(guān)鍵詞：PLC；變頻器；交流電機(jī)；變送器目錄TOC\o"1-3"\f\h\z第1章緒論 1第2章濃縮大井底流流量的控制過程設(shè)計(jì)的方案 32.1概述 32.2系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 4第3章硬件設(shè)計(jì)及選型 53.1電動機(jī)選擇 53.2變頻器選擇 73.3PLC選擇 8第4章變頻器調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 114.1變頻調(diào)速原理 114.2變頻器的選擇 124.3變頻器的端子連接設(shè)定 144.4變頻器參數(shù)配置 15第5章組態(tài)的監(jiān)控畫面 175.1MCGS的介紹 175.2濃縮大井底流流量控制過程中的變頻調(diào)速系統(tǒng)監(jiān)控畫面 19第6章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 21參考文獻(xiàn) 22PAGE22緒論伴隨著電力半導(dǎo)體器件的發(fā)展，變頻調(diào)速器經(jīng)歷了電力電子器件的模塊化、交流電路開關(guān)的高頻化和控制手段的全數(shù)字化這幾個(gè)階段。目前工業(yè)生產(chǎn)中使用的變頻調(diào)速器大致可以分為通用型變頻調(diào)速器和專用型變頻調(diào)速器兩大類型。通用變頻調(diào)速器用于一般工業(yè)驅(qū)動；專用變頻調(diào)速器則用于某些特殊應(yīng)用領(lǐng)域的特定的控制對象，來滿足某些特定的控制要求。專用變頻調(diào)速器的出現(xiàn)，使系統(tǒng)的調(diào)試更加簡單、方便，克服了以往通用變頻調(diào)速器組成系統(tǒng)復(fù)雜、功能少、成本高的缺點(diǎn)。專用變頻調(diào)速器采用最新微控制器控制功率電子和電機(jī)轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)了采礦工業(yè)交流電機(jī)的無級調(diào)速。交流變頻調(diào)速技術(shù)的廣泛應(yīng)用是生產(chǎn)過程中節(jié)電、節(jié)能、改善生產(chǎn)工藝流程、提高產(chǎn)品質(zhì)量、改善工作環(huán)境、推動技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)主要手段。20世紀(jì)60年代，國外的變頻調(diào)速器進(jìn)入了我國市場，隨后市場規(guī)模逐年擴(kuò)大。20世紀(jì)80年代，隨著電力半導(dǎo)體器件和微電子的進(jìn)步，變頻調(diào)速器性能和可靠性不斷提高，變頻調(diào)速器開始得到普及。20世紀(jì)90年代以來，隨著市場需求量的擴(kuò)大，各大變頻調(diào)速器生產(chǎn)廠家加大了這一領(lǐng)域的研發(fā)力度，國內(nèi)各變頻調(diào)速器生產(chǎn)廠家相繼推出了一系列功能完善，穩(wěn)定性好，可靠性高，操作方便，價(jià)格低的變頻調(diào)速器。尤其是近二十年來，我國不斷地從國外引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，并對其消化、吸收，科研成果正不斷地出現(xiàn)，國產(chǎn)變頻調(diào)速器不斷地推出了一系列性能良好的變頻調(diào)速器，如華為變頻，匯豐變頻，清華同方變頻調(diào)速器等，這些變頻調(diào)速器從性能上可以和三菱、西門子等國際知名品牌變頻調(diào)速器相媲美，同時(shí)一些廠家還研發(fā)出某些行業(yè)專用的變頻調(diào)速器產(chǎn)品。改革開放以后，我國各行業(yè)都迅速發(fā)展起來，對變頻調(diào)速器的應(yīng)用程度不斷提高，其中采礦行業(yè)也加快了向國際市場邁進(jìn)的步伐。近年來采礦機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)水平不斷提高，采礦機(jī)械采用交流變頻調(diào)速方式進(jìn)行電機(jī)的速度控制已成為一種趨勢。我國采礦機(jī)械行業(yè)在上世紀(jì)80年代已經(jīng)引進(jìn)了變頻調(diào)速技術(shù)，但是由于當(dāng)時(shí)的變頻調(diào)速器產(chǎn)品的功率器件由電力晶體管組成，體積較大，并不適用于多臺機(jī)器群體生產(chǎn)的現(xiàn)場操作，因此當(dāng)時(shí)變頻調(diào)速器在紡織行業(yè)內(nèi)未能得到大面積的推廣。然而90年代后變頻調(diào)速器功率器件發(fā)展為由IGBT組成的功能模塊，這種模塊體積小，可靠性高，便于操作，易于安裝在機(jī)身或機(jī)器旁的控制柜內(nèi)，再加上變頻調(diào)速器的價(jià)格逐步降低，這些條件更有利于變頻調(diào)速器在采礦機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用。近年來，變頻技術(shù)是一項(xiàng)國際家電領(lǐng)域全面開發(fā)和應(yīng)用的高新技術(shù)，它采用新型變頻器，能夠?qū)?0Hz的固定供電頻率轉(zhuǎn)換為30-130Hz范圍內(nèi)的變化頻率，實(shí)現(xiàn)電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的自動調(diào)節(jié)，達(dá)到提高效率和節(jié)能的目的。在上個(gè)世紀(jì)80年代初，變頻器實(shí)現(xiàn)了商品化。而在近20年的時(shí)間內(nèi)，變頻器又經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用BJT到采用IGBT進(jìn)行控制的兩個(gè)大發(fā)展過程。80年代初采用的BJT的PWM變頻器實(shí)現(xiàn)了通用化。到了90年代初，BJT通用變頻器的容量達(dá)到了600KVA,400KVA以下。前幾年主開關(guān)器件開始采用IGBT，僅三、四年的時(shí)間，IGBT變頻器的單機(jī)容量己達(dá)800IVA，隨著IGBT容量的擴(kuò)大，通用變頻器的容量也將隨之?dāng)U大。隨著現(xiàn)代技術(shù)的迅猛發(fā)展，利用變頻器實(shí)現(xiàn)交流電動機(jī)的調(diào)速控制已廣泛應(yīng)用于社會的生產(chǎn)實(shí)踐。流量控制變頻調(diào)速系統(tǒng)涉及的基礎(chǔ)理論和實(shí)際綜合應(yīng)用知識覆蓋面廣、內(nèi)容多，對掌握綜合應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)方法和控制技術(shù)有良好的效果，使綜合技術(shù)應(yīng)用能力大為提高。利用變頻器的基本功能和傳感器的自動檢測功能組成流量變頻調(diào)速控制系統(tǒng)，可以將“變頻技術(shù)及應(yīng)用”、“傳感器及應(yīng)用”等課程的理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地結(jié)合在一起。

濃縮大井底流流量的控制過程設(shè)計(jì)的方案概述本次設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用西門子的S7-200PLC作為控制器，用來給出變頻器所需的控制參數(shù)，以SIMOVERTMASTERDRIVES6SE70系列變頻器來對交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，完成對。流體流量的測量分為直接測量法和間接測量法。直接測量法又稱為實(shí)流檢定法，是指用標(biāo)準(zhǔn)裝置(標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)量器具或標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì))測出被測流量計(jì)的流量，與被測流量計(jì)的流量示值比較，得出被測流量計(jì)精度的一種測量方法。實(shí)流檢定法測定的流量值既可靠又準(zhǔn)確，是目前許多國家在檢定流量計(jì)時(shí)所采用的，而且是作為建立標(biāo)準(zhǔn)流量的方法。間接測量方法是通過測量與流量有關(guān)的物理量，間接地校準(zhǔn)其流量量值獲得相應(yīng)的準(zhǔn)確度的一種方法。例如，孔板、文丘里噴嘴，作為間接測量法的典范，就是根據(jù)其幾何尺寸與配套差壓計(jì)的差壓值計(jì)算流量的，而其它(如電磁、渦街流量計(jì))間接測量法還正在標(biāo)準(zhǔn)化研究之中。大型實(shí)流檢定流量計(jì)所用的設(shè)備造價(jià)昂貴，很難普遍建立。特殊流體以及高溫、低溫或高壓等特殊狀態(tài)下的流量測量，用實(shí)流檢測比較困難，甚至無法實(shí)現(xiàn)。目前世界上解決該問題的趨勢是采用直接法和間接法相結(jié)合的方法。例如對流量較小的中、小口徑的流量計(jì)做實(shí)流校準(zhǔn)(定量檢定)后，采用串聯(lián)解決小流量實(shí)流檢定。在用實(shí)流檢定之后的標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)，采用并聯(lián)解決大口徑流量計(jì)的實(shí)流檢定。其一是利用相似原理間接推算大口徑儀表的流量，在開發(fā)階段，借用他人設(shè)備取得試驗(yàn)數(shù)據(jù)和驗(yàn)證；其二是用標(biāo)準(zhǔn)流量計(jì)并聯(lián)解決大口徑實(shí)流檢定。實(shí)流校驗(yàn)分為離線實(shí)流校驗(yàn)和在線實(shí)流校驗(yàn)。離線實(shí)流校驗(yàn)就是將流量計(jì)置于實(shí)驗(yàn)室的流量標(biāo)準(zhǔn)裝置上，在參比條件下測得流量計(jì)流量測量范圍及其基本誤差。在線實(shí)流校驗(yàn)則是將流量計(jì)安裝在現(xiàn)場管道上，設(shè)置適合在現(xiàn)場校驗(yàn)的流量裝置，不一定完全符合參比條件下校驗(yàn)的要求，校驗(yàn)結(jié)果所得誤差為現(xiàn)場實(shí)際誤差，包含基本誤差和附加誤差兩部分?，F(xiàn)場在線校驗(yàn)只能獲得實(shí)際誤差，不能按參比條件確定其基本誤差?，F(xiàn)場在線校驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按實(shí)際使用條件靈活地確定檢定方案。系統(tǒng)功能介紹:濃縮大井是選礦廠重要的原礦漿處理和緩存設(shè)施，通過變頻調(diào)速系統(tǒng)來控制濃縮大井的底流流量。泵的驅(qū)動設(shè)備為交流電動機(jī)。通過控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制堿赤泥漿的流量，設(shè)計(jì)該控制過程中的變頻調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，設(shè)定值由西門子的S7-300PLC控制器給定。用張力檢測裝置將反饋給PLC。通過控制器內(nèi)部的PID算法將控制信號送給SIMOVERTMASTERDRIVES6SE70變頻器以控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，通過控制開卷機(jī)和卷取機(jī)的速度來控制帶鋼張力。從而實(shí)現(xiàn)開卷機(jī)和卷取機(jī)的變頻調(diào)速控制。系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)圖，如圖2.1。圖2.1系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu)圖濃縮大井是選礦廠重要的原礦漿處理和緩存設(shè)施，通過變頻調(diào)速系統(tǒng)來控制濃縮大井的底流流量。泵的驅(qū)動設(shè)備為交流電動機(jī)。通過控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制底流的流量，設(shè)計(jì)該控制過程中的變頻調(diào)速系統(tǒng)。濃縮大井底流流量的控制流程圖，如圖2.2。圖2.2濃縮大井底流流量的控制流程圖硬件設(shè)計(jì)及選型電動機(jī)選擇變頻調(diào)速對電機(jī)的要求：采用變頻調(diào)速時(shí)，由于變頻器輸出波形中高次諧波的影響以及電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍的擴(kuò)大產(chǎn)生了一些與在工頻電源下傳動時(shí)不同的特征。主要反映在功率因數(shù)、效率、輸出力矩、電機(jī)溫升、噪音及振動等方面。隨著高開關(guān)頻率的IGBT等電力電子器件的使用、PWM調(diào)制、矢量控制、增強(qiáng)型V/f控制方法的應(yīng)用、使變頻器輸出波形、諧波成份、功率因數(shù)及使用效率得到了很大的改善，有效地提高了變頻控制電機(jī)的低速區(qū)轉(zhuǎn)矩。同時(shí)由于變頻控制軟件的優(yōu)化使用，使電機(jī)可以避開共振點(diǎn)，解決了系統(tǒng)在大調(diào)速區(qū)間內(nèi)可能發(fā)生的共振問題。變頻起重機(jī)系統(tǒng)中電機(jī)的選型：起重機(jī)起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的調(diào)速比一般不大于1:20，且為斷續(xù)工作制，通常接電持續(xù)率在60%以下，負(fù)載多為大慣量系統(tǒng)。嚴(yán)格意義上的變頻電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量較小，響應(yīng)較快，可工作在比額定轉(zhuǎn)速高出很多的工況條件下，這些特性均非起重機(jī)的特定要求。普通電機(jī)與變頻電機(jī)在不連續(xù)工作狀態(tài)下特性基本一致;在連續(xù)工作時(shí)考慮到冷卻效果限制了普通電機(jī)轉(zhuǎn)矩應(yīng)用值，普通電機(jī)僅在連續(xù)工作時(shí)的變頻驅(qū)動特性比變頻電機(jī)稍差。為使電機(jī)提升1.25倍試驗(yàn)載荷，能承受電壓波動的影響，其最大轉(zhuǎn)矩值必須大于2,否則必須讓電機(jī)放容，從而降低電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的工作效率。綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用YZR系列電機(jī)-YZR250M1-8電機(jī)。YZR系列是最新設(shè)計(jì)的電動機(jī)，具有過載能力大和機(jī)械強(qiáng)度高的特點(diǎn)，特別適用于驅(qū)動各種類型的冶金及起重機(jī)械或其他類似設(shè)備。YZR系列為繞線轉(zhuǎn)子電動機(jī)。電動機(jī)能在下列環(huán)境條件下正常運(yùn)行：a、冷卻介質(zhì)溫度不超過60℃(冶金用電動機(jī))或40℃（起重用電動機(jī)）b、海拔不超過1000米c、經(jīng)常的、顯著的機(jī)械振動和沖擊。電動機(jī)的額定頻率為50赫，額定電壓為380伏。接法：功率為132千瓦和小于132千瓦的定子繞組用Y接法，其余的用△接法。電動機(jī)在下述負(fù)載條件下能正常工作：（1）經(jīng)常的起動與逆轉(zhuǎn)。（2）經(jīng)常的電器或機(jī)械制動。電動機(jī)的額定頻率為50赫，額定電壓為380伏。型號說明如圖3.1：圖3.1型號說明圖它集傳統(tǒng)的起重冶金用電動機(jī)優(yōu)點(diǎn)及變頻電機(jī)優(yōu)點(diǎn)于一身，使電動機(jī)不僅可以滿足頻起動、制動、過載、逆轉(zhuǎn)、超速、沖擊和振動工作場合的需要，還可滿足變頻器控制下運(yùn)行的需要，實(shí)現(xiàn)軟啟動、四象限運(yùn)行等，從而減少對設(shè)備的沖擊，并節(jié)約能源。電機(jī)采用強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻方式，使得電機(jī)在寬廣的頻率范圍內(nèi)均有良好的散熱效果。電機(jī)絕緣等級及防護(hù)等級的設(shè)置與YZ、YZR電機(jī)相同。電機(jī)安裝尺寸與YZ、YZR電機(jī)相同，從而保證了良好的互換性。電動機(jī)外形采用新的設(shè)計(jì)，美觀大方。基本系列不帶編碼器、超速開關(guān)等（適合于開關(guān)控制），編碼器、超速開關(guān)、制動器等可按用戶需求加裝。是冶金、起重機(jī)械的理想動力，產(chǎn)品廣泛用于冶金、起重、水利電力等行業(yè)?；鶞?zhǔn)工作制（S3-40%）時(shí)的額定輸出功率和同步轉(zhuǎn)速見下表3.2：（籠型電動機(jī)制造粗線框內(nèi)的規(guī)格）。額定功率(KW)最大轉(zhuǎn)矩／額定轉(zhuǎn)矩≤5.5

＞5.5～11

＞112.3

2.5

2.8表3.2額定輸出功率和同步轉(zhuǎn)速變頻器選擇變頻器因集成了高壓大功率晶體管技術(shù)和電子控制技術(shù)而得到廣泛應(yīng)用。變頻器用來改變交流電機(jī)供電的頻率和幅值的，因而改變運(yùn)動磁場的周期，達(dá)到平滑的調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器使復(fù)雜的調(diào)速控制簡單化，用變頻器和和鼠籠式電動機(jī)組合來代替原先只能用直流電機(jī)完成的工作。本系統(tǒng)選用西門子變頻器，西門子變頻器具有較合理的價(jià)格，完整的理論計(jì)算書及輔件推薦值，有利于用戶合理選用。綜合考慮采用西門子6SE70系列和6SE6系列變頻器，它們具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)通用性，可靈活地適用于較寬電壓范圍。它能夠適應(yīng)現(xiàn)有的控制電壓，這在對現(xiàn)有裝置和系統(tǒng)進(jìn)行改造時(shí)非常有益。在指定電網(wǎng)電壓時(shí)，可對該調(diào)速柜的輔助電源進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。若手頭沒有單獨(dú)的輔助電源，則可從該調(diào)速柜獲得。(2)基本型號中已包括外部直流電機(jī)風(fēng)扇的電源，其中包括電機(jī)保護(hù)用斷路器。通過選擇相應(yīng)的選件，可將電機(jī)保護(hù)用斷路器的設(shè)定值與電機(jī)相協(xié)調(diào)。(3)可隨時(shí)連接并通電運(yùn)行。這樣就可以縮短工程組態(tài)和調(diào)試時(shí)間以及停產(chǎn)時(shí)間，并且，各種組件相互間實(shí)現(xiàn)最佳協(xié)調(diào)，可保證功能的正常運(yùn)行。(4)由于具有EMC區(qū)域設(shè)計(jì)，SINAMICSDCMASTERCabinet直流調(diào)速柜抗干擾性能較高，噪聲輻射低，非常適合在工業(yè)環(huán)境中運(yùn)行。這種區(qū)域設(shè)計(jì)是指機(jī)柜內(nèi)各種組件的空間安排。這些組件為電氣/電子設(shè)備，尤其是電源電纜和信號電纜；它們既可作為噪聲源，又可以吸收噪聲。這種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)包括電纜單獨(dú)布線，并采用高頻低阻抗連接。為了裝置或系統(tǒng)一側(cè)也能保持這種設(shè)計(jì)，客戶接口必須易于接觸，不僅可提供適宜的端子和屏蔽連接條，而且還要留出根據(jù)相應(yīng)技術(shù)規(guī)范進(jìn)來連接電纜屏蔽的足夠空間。采用這種設(shè)計(jì)的調(diào)速柜具有較高電磁兼容性，可確保無干擾運(yùn)行。通過利用上述公式的計(jì)算，橋式起重機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變頻器如表3.3所示：表3.3各機(jī)構(gòu)的變頻器參數(shù)執(zhí)行器變頻器型號額定功率/電流起升機(jī)構(gòu)6SE70274-7ED6122KW/47A運(yùn)行機(jī)構(gòu)6SE6440-2AD3115KW/30A變頻器的主電路包括整流電路、濾波及限流電路、直流中間電路、逆變電路和能耗制動電路等部分組成，其中整流電路和逆變電路是很重要的兩部分。變頻調(diào)速是電機(jī)調(diào)速的最佳方式，是企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代的理想設(shè)備，是工業(yè)自動化系統(tǒng)必不可少的組成部分，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程和管理自動化的前提，也是信息化發(fā)展的先決條件。在我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中，采用直流電機(jī)拖動的調(diào)速系統(tǒng)約占調(diào)速系統(tǒng)總量的85%~90%，而交流調(diào)速系統(tǒng)僅占10%~15%。效率低、質(zhì)量差、消耗大、故障率高己成為制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸。如圖3.4是型號為SIMOVERTMASTERDRIVES6SE70的變頻器，即主、副釣選用的變頻器實(shí)物圖。圖3.4變頻器實(shí)物圖PLC選擇目前，PLC使用性能較好的有SIEMENS公司、日本的三菱、歐姆龍、美國的AB公司。根據(jù)性價(jià)比的選擇，根據(jù)被控對象的I/0點(diǎn)數(shù)以及工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方面的考慮，我們采用SIEMENS公司的S7-200系列PLC。S7-200系列PLC功能強(qiáng)、速度快、具有模塊化、具有極高的可靠性、極豐富的指令集、實(shí)時(shí)特性、良好的通信能力等。它的強(qiáng)大功能使其無論是在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能?？梢愿鶕?jù)對象的不同，選用不同的型號和不同數(shù)量的模塊。并可以將這些模塊安裝在同一機(jī)架上。S7-200的CPU模塊包括一個(gè)中央處理單元、電源以及數(shù)字I/0點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，輸入部分從現(xiàn)場設(shè)備中采集信號，輸出部分則輸出控制信號，驅(qū)動外部負(fù)載。從CPU模塊的功能來看，CPU模塊為CPU222。這里介紹CPU222。CPU222它有8輸入/6輸出，I/0共計(jì)14點(diǎn)。和CPU221相比，它可以進(jìn)行一定的模擬量控制和2個(gè)模塊的擴(kuò)展，因此是應(yīng)用更廣泛的全功能控制器。I/0擴(kuò)展模塊：當(dāng)CPU的I/O點(diǎn)數(shù)不夠用或需要進(jìn)行特殊功能的控制時(shí)，就要進(jìn)行I/0擴(kuò)展，I/O擴(kuò)展包括I/0點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和功能模塊的擴(kuò)展。典型的數(shù)字量I/0擴(kuò)展模塊有:輸入擴(kuò)展模塊EM221有兩種:8種DC,8點(diǎn)AC輸入;輸出擴(kuò)展模塊EM222有三種:8點(diǎn)DC晶體管輸出，8點(diǎn)AC輸出、8點(diǎn)繼電器輸出。輸入/輸出混合擴(kuò)展模塊EM2323有六種:分別為4點(diǎn)((8點(diǎn)、16點(diǎn))DC輸入/4點(diǎn)(8點(diǎn)、16點(diǎn))DC輸出、4點(diǎn)(8點(diǎn)、16點(diǎn))DC輸入/4點(diǎn)(8點(diǎn)、16點(diǎn))繼電器輸出。EM232模塊提供了有2輸出模擬量通道，具有12位的分辨率，且具有多輸入，輸出信號范圍。其內(nèi)部集成了D/A轉(zhuǎn)換器、放大器等多種功能的電路，可用于復(fù)雜的控制場合。它能夠不用外部放大器而與傳感器直接相連，可根據(jù)輸出模擬量的大小，通過其外置的D工P開關(guān)選擇不同的檔位及分辨率，且模擬量的輸出可作為測量傳感器的恒流源使用。SiemensS7-200PLC的工作過程：PLC上電后，首先進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入循環(huán)工作過程。一次循環(huán)過程可歸納為公共處理、程序執(zhí)行、掃描周期計(jì)算處理、I/0刷新和外設(shè)端口服務(wù)五個(gè)工作階段，一次循環(huán)所用的時(shí)間稱為一個(gè)工作周期(或掃描周期)，其長短與用戶程序的長短以及PLC機(jī)本身性能有關(guān)，其數(shù)據(jù)級ms級，典型值為幾十ms。本次設(shè)計(jì)選用PLC型號為：6ES7288-1SR20-0AA0。CPU型號為CPU224的PLC，外加3個(gè)EM223（8入8出）數(shù)字量擴(kuò)展模塊這樣I/O點(diǎn)數(shù)就擴(kuò)展為12入3出，滿足系統(tǒng)要求。下面是：PLC實(shí)物圖3.5。圖3.5PLC實(shí)物圖PLC的接線圖，如圖3.6：PLC接線圖圖3.6PLC的接線圖變頻器的接線圖，如圖3.7：圖3.7變頻器接線圖變頻器調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變頻調(diào)速原理變頻調(diào)速是改變電動機(jī)定子源的頻率，從而改變其同步轉(zhuǎn)的調(diào)速方法。變頻可以調(diào)速這個(gè)概念，可以說是交流電動機(jī)“與生俱來”的。同電動機(jī)不消說，即使是異步電動機(jī)，其轉(zhuǎn)速也是取決于同步轉(zhuǎn)速(即旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速)的：=（1-）（4.1）式中：——電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，，——電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，，——電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率=。而同步轉(zhuǎn)速取決于頻率，=（4.2）由式（3.11）與式（3.12）可知變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：=（4.3）式中：——輸入頻率，，——電動機(jī)的極對數(shù)。由上式可知，在電動機(jī)磁極對數(shù)不變的情況下，通過改變電動機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。在進(jìn)行電機(jī)調(diào)速時(shí)，通常要考慮的一個(gè)重要因素是，希望保持電機(jī)中每極磁通量為額定值，并保持不變。如果磁通太弱，即電機(jī)出現(xiàn)欠勵磁，將會影響電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，由=（3.4）式中:電磁轉(zhuǎn)矩;主磁通；轉(zhuǎn)子電流；：轉(zhuǎn)子回路功率因素；比例系數(shù)；可知，電機(jī)磁通的減小，勢必造成電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的減小。由于電動機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，電動機(jī)的磁通常處于接近飽和值，如果進(jìn)一步增大磁通，將使電動機(jī)鐵心出現(xiàn)飽和，從而導(dǎo)致電動機(jī)中流過很大的勵磁電流，增加電動機(jī)的銅損耗和鐵損耗，嚴(yán)重時(shí)會因繞組過熱而損壞電動機(jī)。因此，在改變電動機(jī)頻率時(shí)，應(yīng)對電動機(jī)的電壓進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，以維持電動機(jī)磁通的恒定。變頻器的選擇電氣傳動分成不調(diào)速和調(diào)速兩大類，調(diào)速又分為交流調(diào)速和直流調(diào)速兩種方式。不調(diào)速電動機(jī)直接由電網(wǎng)供電，但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，這類原來不調(diào)速的機(jī)械越來越多地改用調(diào)速傳動以節(jié)約電能(節(jié)約15%一20%或更多)，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高產(chǎn)量。在我國60%的發(fā)電是通用電動機(jī)消耗掉的，因此調(diào)速傳動是一個(gè)重要行業(yè)，一直得到國家重視，目前已有一定規(guī)模。近年來，交流調(diào)速中最活躍，發(fā)展最快的就是變頻調(diào)速技術(shù)。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動性能，高效率，高功率因數(shù)和節(jié)電效果及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式，成為了電氣調(diào)速傳動的主流。變頻調(diào)速傳動系統(tǒng)無論在性能、裝置體積、設(shè)備維護(hù)還是在節(jié)能乃至環(huán)保等方面均體現(xiàn)了巨大的優(yōu)勢。變頻器分為交一交和交一直一交兩種形式。交一交變頻器可將工頻交流直接變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱直接式變頻器。而交一直一交變頻器則是先把工頻交流通過整流器變成直流，然后再把直流變換成頻率、電壓均可控制的交流，又稱間接式變頻器。前者主要用于低速大功率無齒輪傳動領(lǐng)域，后者廣泛應(yīng)用于各種場合。本系統(tǒng)中選用交一直一交變頻器，以下簡稱變頻器。由于逆變器的負(fù)載為異步電動機(jī)，屬于感性負(fù)載，無論電動機(jī)處于電動或發(fā)電制動狀態(tài)，其功率因數(shù)總不會為1。因此，在中間直流環(huán)節(jié)和電動機(jī)之間總會有無功功率的交換。這種無功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件(電容器或電抗器)來緩沖，所以又常稱中間直流環(huán)節(jié)為中間直流儲能環(huán)節(jié)?？刂齐娐烦Ｓ蛇\(yùn)算電路、檢測電路、控制信號的輸入、輸出電路和驅(qū)動電路等構(gòu)成。其主要任務(wù)是完成對逆變器的開關(guān)控制、對整流器的電壓控制以及完成各種保護(hù)功能等?？刂品椒梢圆捎媚M控制或數(shù)字控制。高性能的變頻器目前己經(jīng)采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行全數(shù)字控制，采用盡可能簡單的硬件電路，主要靠軟件來完成各種功能。由于軟件的靈活性，數(shù)字控制方式?？梢酝瓿赡M方式難以完成的功能。近年來，隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)面臨著一場歷史性革命，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)己成為發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的變頻器模擬控制技術(shù)限制了變頻器性能的改善，而全數(shù)字控制方式具有模擬控制無可比擬的優(yōu)點(diǎn):精度高:數(shù)字計(jì)算機(jī)的精度與字長有關(guān)，變頻器中使用16位乃至32位微處理器作為控制器，精度在不斷提高。穩(wěn)定性好:由于控制信息為數(shù)字量，不會隨著時(shí)間發(fā)生漂移。與模擬控制不同，它一般不會隨溫度和環(huán)境條件發(fā)生變化?？煽啃愿?系統(tǒng)中采用大規(guī)模集成電路，硬件數(shù)量大為減少，相應(yīng)的故障率大大降低。靈活性好:系統(tǒng)中硬件向標(biāo)準(zhǔn)化，集成化方向發(fā)展，可以在盡可能少的硬件支持下，由軟件去完成復(fù)雜的控制功能。適當(dāng)?shù)匦薷能浖?，就可以改變系統(tǒng)的功能或提高其性能。存儲能力強(qiáng):存儲容量大，存放時(shí)間幾乎不受限制，這是模擬系統(tǒng)不能比擬的，利用這一特點(diǎn)可在存儲器中存放大量數(shù)據(jù)或表格，利用查表法簡化計(jì)算，提高運(yùn)算速度。邏輯運(yùn)算能力強(qiáng):容易實(shí)現(xiàn)自診斷、故障記錄、故障尋找等功能，使變頻裝置的可靠性可使用性可維修性(即所謂的ARS，Relibaility，Availability，Service-ability)大大提高。在中小功率變頻器技術(shù)方面，國外的一些大公司的產(chǎn)品己實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的全數(shù)字化，而且通常采用較先進(jìn)的控制理論和高性能的處理器，如16位，32位高速微處理器，DSP和專用集成電路(ASIC)等。作為交流變頻調(diào)速控制方式，V壓控制比較簡單，機(jī)械特性硬度也比較好，能滿足一般平滑調(diào)速的要求，但是這種控制在低頻時(shí)，其動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能比直流調(diào)速性能差。如果對系統(tǒng)靜動態(tài)調(diào)速性能要求比較高，就要考慮采用矢量控制作為交流變頻調(diào)速控制方式。70年代西門子工程師EBlashcke首先提出異步電機(jī)矢量控制理論來解決交流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制問題。矢量控制的基本原理是通過測量和控制異步電動機(jī)定子電流矢量，根據(jù)磁場定向原理分別對異步電動機(jī)的勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行控制，從而達(dá)到控制異步電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的目的。具體是將異步電動機(jī)的定子電流矢量分解為產(chǎn)生磁場的電流矢量(勵磁電流)和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量(轉(zhuǎn)矩電流)分別加以控制，并同時(shí)控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式為矢量控制方式。矢量控制方式又有基于轉(zhuǎn)差頻率控制的矢量控制方式、無速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。這樣就可以將一臺三相異步電機(jī)等效為直流電機(jī)來控制，因而獲得與直流調(diào)速系統(tǒng)同樣的靜、動態(tài)性能。矢量控制算法己被廣泛應(yīng)用在SEIMENS，AB，GE等國際化大公司變頻器上。采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可以在調(diào)速范圍上與直流電機(jī)相匹配，而且可以控制異步電動機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準(zhǔn)確的被控異步電動機(jī)，有的通用變頻器在使用時(shí)需要準(zhǔn)確地輸入異步電動機(jī)的參數(shù)，有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器。日前新型矢量控制通用變頻器中已經(jīng)具備異步電動機(jī)參數(shù)自動檢測、自動辨識、自適應(yīng)功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅(qū)動異步電動機(jī)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)之前可以自動地對異步電動機(jī)的參數(shù)進(jìn)行辨識，并根據(jù)辨識結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)，從而對普通的異步電動機(jī)進(jìn)行有效的矢量控制。本系統(tǒng)中選用的SIEMENS公司6SE70系列全數(shù)字式交流調(diào)速裝置對線上調(diào)速設(shè)備進(jìn)行調(diào)速控制，選用整流器+D直流母線+逆變器配置方案。矢量控制變頻器為模塊化設(shè)計(jì)、全數(shù)字控制，其逆變器為電壓型，它適用于交流籠型電機(jī)。所有元件都達(dá)到了VDE，EIC，NEMA及CSA標(biāo)準(zhǔn)的要求。它將頻率固定、電壓固定的三相交流電變換成頻率、電壓均為可調(diào)的三相交流電。在變頻器的機(jī)箱內(nèi)還可以插入兩塊附加功能板，如CBP通訊板、T400工藝板等。該變頻器具有如下特點(diǎn):·功率范圍達(dá)到22一1500kW;低功耗的IGBT(絕緣門極的雙極性晶體管)及優(yōu)化正弦調(diào)制的“脈寬調(diào)制”(PWM)保證高的驅(qū)動效率;·基于多處理器的數(shù)字控制;·具有高精度速度及轉(zhuǎn)矩控制，可帶有脈沖產(chǎn)生器反饋的磁場定向矢量控制；·具有1000Hz分辨率及轉(zhuǎn)差補(bǔ)償?shù)腣F/開環(huán)控制；·輸出頻率為300Hz；·帶有標(biāo)準(zhǔn)的PROFIBUS一DP接口；·自我優(yōu)化驅(qū)動控制:通過測量及測試程序自動計(jì)算及設(shè)定控制參數(shù)；·逆變器的機(jī)箱可以安裝兩塊輔助功能板；變頻器的端子連接設(shè)定1、輸入/輸出端子的設(shè)定：

6SE70系列變頻器的CUVC板共提供了9個(gè)輸入/輸出端子，其中前四個(gè)屬于雙向開關(guān)量端子，既能做輸入用也能做輸出用；后三個(gè)僅能做輸入端子來使用。

四個(gè)雙向開關(guān)量端子分別由參數(shù)P651，P652，P653，P654進(jìn)行控制。當(dāng)參數(shù)值設(shè)置為0時(shí)，做為輸入端子來使用，且外部輸入的信號值分別存入B0010，B0012，B0014，B0016中，經(jīng)過邏輯取反后的值分別存入B0011，B0013，B0015，B0017中。當(dāng)參數(shù)值設(shè)置為其它值時(shí)該端子做為輸出端子來使用，其所設(shè)置的值為位地址，輸出值為該地址的值。如當(dāng)P651=106，則讀取B0106的值，即有故障時(shí)X101：3端子輸出信號為高電平。

三個(gè)開關(guān)量輸入端子的值分別存入B0018，B0020，B0022中，經(jīng)過邏輯取反后的值分別存入B0019，B0021，B0023中。

2、模擬量端子的設(shè)定：

6SE70系列變頻器的CUVC板共提供了兩個(gè)模擬量輸入信號和兩個(gè)模擬量輸出信號。CUVC板上的S3開關(guān)控制著模擬量輸入信號的的類型，當(dāng)S3中1，2斷開時(shí)，模擬量輸入1為電壓類信號，閉合為電流類信號；當(dāng)S3中3，4斷開時(shí)，模擬量輸入2為電壓類信號，閉合為電流類信號。CUVC板上的S4開關(guān)控制著模擬量輸出信號的的類型，當(dāng)S4中1，3接通時(shí)，模擬量輸出1為電壓類信號，2，3接通時(shí)為電流類信號；當(dāng)S4中4，6接通時(shí)，模擬量輸出2為電壓類信號，5，6接通時(shí)為電流類信號。

模擬量輸入信號具體又分五種輸入信號類型，由P632參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)P632值為0，1，2，3，4時(shí)，對應(yīng)的信號類型分別是-10V~10V，0~10V，-20mA~20mA，0~20mA，4mA~20mA。P632.1控制著模擬量輸入1，P632.2控制著模擬量輸入2。參數(shù)P636對模擬量輸入信號的選擇具有決定權(quán)，當(dāng)其值或鏈接的開關(guān)量參數(shù)值為1時(shí)（P636.1對應(yīng)控制模入1，P636.2對應(yīng)控制模入2），將接受外部輸入的信號,并將其值存入K0011或K0013（模入1對應(yīng)K0011，模入2對應(yīng)K0013），否則不給予處理。模擬量輸出信號源由參數(shù)P640進(jìn)行控制，通過設(shè)置不同的參數(shù)能輸出變頻器內(nèi)存儲的值。如P640.1=22，則表示變頻器的輸出電流將從模擬量輸出1輸出，具體信號類型由S4開關(guān)決定。變頻器參數(shù)配置變頻器的參數(shù)設(shè)定在調(diào)試過程中是十分重要的。由于參數(shù)設(shè)定不當(dāng)，不能滿足生產(chǎn)的需要，導(dǎo)致起動、制動的失敗，或工作時(shí)常跳閘，嚴(yán)重時(shí)會燒毀功率模塊

IGBT或整流橋等器件。變頻器的品種不同，參數(shù)量亦不同。一般單一功能控制的變頻器約50～60個(gè)參數(shù)值，多功能控制的變頻器有200個(gè)以上的參數(shù)。外部端子操作、模擬量操作、基底頻率、最高頻率、上限頻率、下限頻率、啟動時(shí)間、制動時(shí)間(及方式)、熱電子保護(hù)、過流保護(hù)、載波頻率、失速保護(hù)和過壓保護(hù)等是必須要調(diào)正的。變頻器的設(shè)定參數(shù)較多，每個(gè)參數(shù)均有一定的選擇范圍，使用中常常遇到因個(gè)別參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象，因此，必須對相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行正確的設(shè)定。1）參數(shù)復(fù)位參數(shù)復(fù)位，將變頻器的參數(shù)恢復(fù)到出廠時(shí)的參數(shù)默認(rèn)值。在變頻器初次調(diào)試，或者參數(shù)設(shè)置混亂時(shí)，需要執(zhí)行該操作，以便于將變頻器的參數(shù)指恢復(fù)到一個(gè)確定的默認(rèn)狀態(tài)：a）設(shè)定P0010=30

b)設(shè)定P0970=1

說明：完成復(fù)位過程至少3分鐘。2）輸入輸出頻率輸入頻率為47Hz至63Hz，輸出頻率為0Hz至650Hz。3）電動機(jī)參數(shù)設(shè)置表4.4電動機(jī)參數(shù)設(shè)置參數(shù)描述缺省值設(shè)定值P0304電動機(jī)額定電壓400380P0305電動機(jī)額定電流1.97P0307電動機(jī)額定功率0.7522P0311電動機(jī)額定速度144014504）頻率設(shè)定表4.5頻率設(shè)定參數(shù)描述缺省值設(shè)定值P1080最小頻率00P1121最大頻率50505）加速減速時(shí)間表4.6加速減速時(shí)間參數(shù)描述缺省值設(shè)定值P1120加速時(shí)間1015P1121減速時(shí)間10306）轉(zhuǎn)矩提升設(shè)定為2%。7）基準(zhǔn)頻率選為電機(jī)的額定頻率。8）基準(zhǔn)頻率電壓設(shè)定為380V與電源電壓相同。9）5V（10V）輸入時(shí)的頻率設(shè)定為50Hz。10）啟動時(shí)接地檢測選擇設(shè)定為1，接地保護(hù)檢測。11)再啟動啟動時(shí)間設(shè)定值為10s。12）適用電機(jī)設(shè)定為0（適合標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)的熱特性）。組態(tài)的監(jiān)控畫面MCGS的介紹具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。通過與其他相關(guān)的硬件設(shè)備結(jié)合，可以快速、方便的開發(fā)各種用于現(xiàn)場采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設(shè)備。用戶只需要通過簡單的模塊化組態(tài)就可構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)，如可以靈活組態(tài)各種智能儀表、數(shù)據(jù)采集模塊，無紙記錄儀、無人值守的現(xiàn)場采集站、人機(jī)界面等專用設(shè)備。MCGS嵌入版的主要特性和功能：MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基礎(chǔ)上開發(fā)的，專門應(yīng)用于嵌入式計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，MCGS嵌入版包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩部分，它的組態(tài)環(huán)境能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運(yùn)行，運(yùn)行環(huán)境則是在實(shí)時(shí)多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)WindowsCE中運(yùn)行。適應(yīng)于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性能有嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報(bào)警處理、流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)際工程問題的方案，在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。此外MCGS嵌入版還帶有一個(gè)模擬運(yùn)行環(huán)境，用于對組態(tài)后的工程進(jìn)行模擬測試，方便用戶對組態(tài)過程的調(diào)試。MCGS嵌入版組態(tài)軟件的主要功能：簡單靈活的可視化操作界面。MCGS嵌入版采用全中文、可視化、面向窗口的開發(fā)界面，符合中國人的使用習(xí)慣和要求。以窗口為單位，構(gòu)造用戶運(yùn)行系統(tǒng)的圖形界面，使得MCGS嵌入版的組態(tài)工作既簡單直觀，又靈活多變。實(shí)時(shí)性強(qiáng)、有良好的并行處理性能。MCGS嵌入版是真正的32位系統(tǒng)，充分利用了32位WindowsCE操作平臺的多任務(wù)、按優(yōu)先級分時(shí)操作的功能，以線程為單位對在工程作業(yè)中實(shí)時(shí)性強(qiáng)的關(guān)鍵任務(wù)和實(shí)時(shí)性不強(qiáng)的非關(guān)鍵任務(wù)進(jìn)行分時(shí)并行處理，使嵌入式PC機(jī)廣泛應(yīng)用于工程測控領(lǐng)域成為可能。例如，MCGS嵌入版在處理數(shù)據(jù)采集、設(shè)備驅(qū)動和異常處理等關(guān)鍵任務(wù)時(shí)，可在主機(jī)運(yùn)行周期時(shí)間內(nèi)插空進(jìn)行象打印數(shù)據(jù)一類的非關(guān)鍵性工作，實(shí)現(xiàn)并行處理。豐富、生動的多媒體畫面。MCGS嵌入版以圖像、圖符、報(bào)表、曲線等多種形式，為操作員及時(shí)提供系統(tǒng)運(yùn)行中的狀態(tài)、品質(zhì)及異常報(bào)警等相關(guān)信息；用大小變化、顏色改變、明暗閃爍、移動翻轉(zhuǎn)等多種手段，增強(qiáng)畫面的動態(tài)顯示效果；對圖元、圖符對象定義相應(yīng)的狀態(tài)屬性，實(shí)現(xiàn)動畫效果。MCGS嵌入版還為用戶提供了豐富的動畫構(gòu)件，每個(gè)動畫構(gòu)件都對應(yīng)一個(gè)特定的動畫功能。完善的安全機(jī)制。MCGS嵌入版提供了良好的安全機(jī)制，可以為多個(gè)不同級別用戶設(shè)定不同的操作權(quán)限。此外，MCGS嵌入版還提供了工程密碼功能，以保護(hù)組態(tài)開發(fā)者的成果。強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。MCGS嵌入版具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊功能，支持串口通訊、Modem串口通訊、以太網(wǎng)TCP/IP通訊，不僅可以方便快捷的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，還可以與網(wǎng)絡(luò)版相結(jié)合通過Web瀏覽功能，在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)瀏覽監(jiān)測到所有生產(chǎn)信息，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理和企業(yè)管理的集成。多樣化的報(bào)警功能。MCGS嵌入版提供多種不同的報(bào)警方式，具有豐富的報(bào)警類型，方便用戶進(jìn)行報(bào)警設(shè)置，并且系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)顯示報(bào)警信息，對報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)答，為工業(yè)現(xiàn)場安全可靠地生產(chǎn)運(yùn)行提供有力的保障。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為用戶分步組態(tài)提供極大方便。MCGS嵌入版由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五個(gè)部分構(gòu)成，其中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，是系統(tǒng)各個(gè)部分及其各種功能性構(gòu)件的公用數(shù)據(jù)區(qū)，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。各個(gè)部件獨(dú)立地向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的差錯(cuò)控制。在生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，每一部分均可分別進(jìn)行組態(tài)配置，獨(dú)立建造，互不相干。支持多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備無關(guān)”。MCGS嵌入版針對外部設(shè)備的特征，設(shè)立設(shè)備工具箱，定義多種設(shè)備構(gòu)件，建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系，賦予相關(guān)的屬性，實(shí)現(xiàn)對外部設(shè)備的驅(qū)動和控制。用戶在設(shè)備工具箱中可方便選擇各種設(shè)備構(gòu)件。不同的設(shè)備對應(yīng)不同的構(gòu)件，所有的設(shè)備構(gòu)件均通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，而建立時(shí)又是相互獨(dú)立的，即對某一構(gòu)件的操作或改動，不影響其它構(gòu)件和整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，因此MCGS嵌入版是一個(gè)“設(shè)備無關(guān)”的系統(tǒng)，用戶不必?fù)?dān)心因外部設(shè)備的局部改動，而影響整個(gè)系統(tǒng)。方便控制復(fù)雜的運(yùn)行流程。MCGS嵌入版開辟了“運(yùn)行策略”窗口，用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的策略構(gòu)件，用圖形化的方法和簡單的類Basic語言構(gòu)造多分支的應(yīng)用程序，按照設(shè)定的條件和順序，操作外部設(shè)備，控制窗口的打開或關(guān)閉，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)自由、精確地控制運(yùn)行流程，同時(shí)也可以由用戶創(chuàng)建新的策略構(gòu)件，擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。良好的可維護(hù)性。MCGS嵌入版系統(tǒng)由五大功能模塊組成，主要的功能模塊以構(gòu)件的形式來構(gòu)造，不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨(dú)立。三種基本類型的構(gòu)件（設(shè)備構(gòu)件、動畫構(gòu)件、策略構(gòu)件）完成了MCGS嵌入版系統(tǒng)的三大部分（設(shè)備驅(qū)動、動畫顯示和流程控制）的所有工作。用自建文件系統(tǒng)來管理數(shù)據(jù)存儲，系統(tǒng)可靠性更高。由于MCGS嵌入版不再使用ACCESS數(shù)據(jù)庫來存儲數(shù)據(jù)，而是使用了自建的文件系統(tǒng)來管理數(shù)據(jù)存儲，所以與MCGS通用版相比，MCGS嵌入版的可靠性更高，在異常掉電的情況下也不會丟失數(shù)據(jù)。設(shè)立對象元件庫，組態(tài)工作簡單方便。對象元件庫，實(shí)際上是分類存儲各種組態(tài)對象的圖庫。組態(tài)時(shí)，可把制作完好的對象（包括圖形對象、窗口對象、策略對象以至位圖文件等）以元件的形式存入圖庫中，也可把元件庫中的各種對象取出，直接為當(dāng)前的工程所用，隨著工作的積累，對象元件庫將日益擴(kuò)大和豐富。這樣解決了組態(tài)結(jié)果的積累和重新利用問題。組態(tài)工作將會變得越來越簡單方便?？傊?，MCGS嵌入版組態(tài)軟件具有強(qiáng)大的功能，并且操作簡單，易學(xué)易用，普通工程人員經(jīng)過短時(shí)間的培訓(xùn)就能迅速掌握多數(shù)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和運(yùn)行操作。同時(shí)使用MCGS嵌入版組態(tài)軟件能夠避開復(fù)雜的嵌入版計(jì)算機(jī)軟、硬件問題，而將精力集中于解決工程問題本身，根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點(diǎn)，組態(tài)配置出高性能、高可靠性和高度專業(yè)化的工業(yè)控制監(jiān)控系統(tǒng)。濃縮大井底流流量控制過程中的變頻調(diào)速系統(tǒng)監(jiān)控畫面濃縮大井底流流量控制過程中流量控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差要求為5%以內(nèi)。濃縮大井底流流量的控制范圍為0-400t/h；交功率50Kw流電動機(jī)的額定，額定電壓380V，額定電流25A，額定轉(zhuǎn)速1450rpm。速度控制系統(tǒng)的精度在±2%以內(nèi)。此時(shí)，工藝過程正常運(yùn)行，正常運(yùn)行時(shí)的監(jiān)控畫面如圖5.1。圖5.1