《GE新華控制工程》課件

GE新華控制工程歡迎來(lái)到GE新華控制工程PPT課件課程介紹深入講解GE新華控制系統(tǒng)理論知識(shí)。掌握控制系統(tǒng)架構(gòu)、分類(lèi)和應(yīng)用。學(xué)習(xí)變頻技術(shù)、電機(jī)特性和傳感器應(yīng)用。探討現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)和工業(yè)通訊協(xié)議。課程目標(biāo)掌握GE新華控制工程的基本原理理解控制系統(tǒng)的工作機(jī)制和關(guān)鍵概念，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。熟悉變頻技術(shù)及其應(yīng)用掌握變頻技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用場(chǎng)景、控制方式和性能參數(shù)。了解電機(jī)特性和選型方法深入了解電機(jī)的工作原理、特性分析和在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。掌握自動(dòng)化系統(tǒng)集成技術(shù)學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、工業(yè)通訊協(xié)議和自動(dòng)化系統(tǒng)集成方法。學(xué)習(xí)對(duì)象電氣工程技術(shù)人員從事自動(dòng)化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)等工作的人員。工廠(chǎng)自動(dòng)化工程師負(fù)責(zé)工廠(chǎng)自動(dòng)化設(shè)備的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用和管理。相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)自動(dòng)化控制相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生。學(xué)習(xí)要求1預(yù)習(xí)課前認(rèn)真閱讀教材，了解課程內(nèi)容2課堂積極參與課堂討論，并完成老師布置的作業(yè)3復(fù)習(xí)課后及時(shí)復(fù)習(xí)課堂內(nèi)容，并進(jìn)行鞏固練習(xí)課程大綱本課程將從控制系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)開(kāi)始，深入介紹GE新華控制系統(tǒng)應(yīng)用，內(nèi)容包括:控制系統(tǒng)概述變頻技術(shù)應(yīng)用電機(jī)特性分析現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)自動(dòng)化系統(tǒng)集成系統(tǒng)概述可編程邏輯控制器(PLC)PLC是工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中的核心組件，負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)設(shè)備的運(yùn)行。人機(jī)界面(HMI)HMI提供一個(gè)友好的界面，用于操作員監(jiān)控和控制過(guò)程。傳感器和執(zhí)行器傳感器采集現(xiàn)場(chǎng)信息，而執(zhí)行器根據(jù)PLC的指令控制設(shè)備的運(yùn)行。控制系統(tǒng)架構(gòu)硬件層包括傳感器、執(zhí)行器、控制器等硬件設(shè)備，負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)、執(zhí)行指令和控制過(guò)程。軟件層包括控制算法、軟件程序、數(shù)據(jù)庫(kù)等軟件組件，負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)控制邏輯和管理系統(tǒng)運(yùn)行。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)連接不同設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)通信，包括現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)、工業(yè)以太網(wǎng)等。應(yīng)用層負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)特定功能，例如生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、故障診斷等，為用戶(hù)提供可視化界面和操作功能?？刂葡到y(tǒng)分類(lèi)按控制功能分類(lèi)按控制功能分類(lèi)可分為：位置控制系統(tǒng)、速度控制系統(tǒng)、流量控制系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)等。按控制方式分類(lèi)按控制方式分類(lèi)可分為：開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)、自適應(yīng)控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)等?？刂葡到y(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題1故障診斷傳感器故障、執(zhí)行器故障、控制算法錯(cuò)誤。2性能下降響應(yīng)速度變慢、精度降低、穩(wěn)定性下降。3安全問(wèn)題系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，可能導(dǎo)致安全事故。4維護(hù)成本控制系統(tǒng)維護(hù)成本高，影響生產(chǎn)效率。變頻技術(shù)發(fā)展早期變頻技術(shù)早期變頻技術(shù)主要基于模擬電路，體積龐大，性能不穩(wěn)定，應(yīng)用范圍有限。數(shù)字控制變頻技術(shù)數(shù)字控制技術(shù)興起后，變頻器性能得到大幅提升，體積縮小，功能更豐富，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展。智能化變頻技術(shù)近年來(lái)，智能化變頻技術(shù)發(fā)展迅速，集成了人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更智能化的控制和管理。變頻技術(shù)應(yīng)用變頻技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)和民用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，提高效率，節(jié)約能源，并改善設(shè)備性能。工業(yè)：電機(jī)控制，提高生產(chǎn)效率，降低能耗，改善產(chǎn)品質(zhì)量農(nóng)業(yè)：灌溉系統(tǒng)，溫室控制，節(jié)約水資源，提高農(nóng)作物產(chǎn)量商業(yè)：空調(diào)系統(tǒng)，電梯，提高舒適度，降低運(yùn)行成本民用：家用電器，節(jié)能，提高使用壽命變頻器組成及工作原理1整流電路將交流電轉(zhuǎn)換為直流電。2直流濾波電路濾除直流電中的交流成分，保證直流電的穩(wěn)定。3逆變電路將直流電轉(zhuǎn)換為可控頻率的交流電。4控制電路負(fù)責(zé)控制變頻器的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)設(shè)置。變頻器控制方式電壓/頻率控制通過(guò)改變輸出電壓和頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。矢量控制利用電機(jī)模型進(jìn)行矢量控制，可實(shí)現(xiàn)精確轉(zhuǎn)矩控制。直接轉(zhuǎn)矩控制直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩，可實(shí)現(xiàn)高性能的電機(jī)控制。變頻器性能參數(shù)頻率范圍變頻器可輸出的頻率范圍，決定了電機(jī)可達(dá)到的速度范圍。功率變頻器輸出功率，決定了可控制電機(jī)的功率大小。電壓變頻器輸入和輸出的電壓等級(jí)，需匹配電機(jī)和電源?？刂品绞阶冾l器支持的控制方式，例如矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制等。變頻器選型負(fù)載類(lèi)型電機(jī)功率和負(fù)載類(lèi)型對(duì)變頻器選擇至關(guān)重要。工作環(huán)境考慮溫度、濕度、震動(dòng)和電磁干擾等因素。功能需求控制模式、通訊協(xié)議、保護(hù)功能等根據(jù)應(yīng)用需求選擇。性能指標(biāo)頻率范圍、電壓等級(jí)、輸出電流、效率和可靠性等。變頻器安裝及接線(xiàn)1準(zhǔn)備工作選擇合適的安裝位置，確保通風(fēng)良好。2安裝步驟按照產(chǎn)品手冊(cè)指導(dǎo)，安全穩(wěn)固地安裝變頻器。3接線(xiàn)操作仔細(xì)核對(duì)接線(xiàn)圖，確保所有線(xiàn)纜正確連接。變頻器編程操作參數(shù)設(shè)置頻率、電壓、電流、運(yùn)行模式等參數(shù)設(shè)置，確保變頻器與電機(jī)匹配，實(shí)現(xiàn)所需的控制功能?？刂七壿嬀帉?xiě)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，使用變頻器的編程語(yǔ)言編寫(xiě)控制邏輯，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精準(zhǔn)控制，例如啟動(dòng)、停止、速度控制等。變頻器故障診斷故障代碼變頻器通常通過(guò)顯示屏或指示燈顯示故障代碼，幫助用戶(hù)快速識(shí)別故障類(lèi)型。專(zhuān)業(yè)維修對(duì)于復(fù)雜或難以解決的故障，建議聯(lián)系專(zhuān)業(yè)維修人員進(jìn)行診斷和修復(fù)。電路板檢查檢查電路板上的元件是否損壞或松動(dòng)，例如電容、電阻、晶體管等。變頻器維護(hù)保養(yǎng)定期維護(hù)保養(yǎng)對(duì)于確保變頻器正常運(yùn)行至關(guān)重要。以下是一些建議：清潔變頻器內(nèi)部及外部檢查風(fēng)扇運(yùn)行狀況檢查連接線(xiàn)是否松動(dòng)檢查電氣元件是否損壞檢查冷卻系統(tǒng)是否正常電機(jī)特性分析轉(zhuǎn)速-轉(zhuǎn)矩特性電機(jī)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系，反映電機(jī)的工作性能。效率特性電機(jī)效率受負(fù)載、轉(zhuǎn)速等因素影響，決定能量轉(zhuǎn)換效率。溫升特性電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量，影響電機(jī)壽命和可靠性。電機(jī)選型及調(diào)速選擇合適的電機(jī)類(lèi)型和參數(shù)，以滿(mǎn)足具體的應(yīng)用需求?？紤]電機(jī)功率、轉(zhuǎn)速、扭矩、電壓、電流等參數(shù)。根據(jù)負(fù)載類(lèi)型和運(yùn)行條件，選擇合適的調(diào)速方式，如變頻調(diào)速、直流調(diào)速等。不同的調(diào)速方式具有不同的特點(diǎn)和適用范圍。傳感器原理及應(yīng)用傳感器原理傳感器是將非電量轉(zhuǎn)換成電量的器件。它們用于測(cè)量溫度、壓力、流量、位置等物理參數(shù)，并將信息傳遞給控制系統(tǒng)。傳感器應(yīng)用傳感器在控制系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，用于數(shù)據(jù)采集、反饋控制、故障診斷等。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、智能制造、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。儀表測(cè)量技術(shù)壓力測(cè)量壓力傳感器用于測(cè)量流體或氣體施加在表面的力。溫度測(cè)量溫度傳感器檢測(cè)物體或環(huán)境的熱量。流量測(cè)量流量計(jì)測(cè)量流體在管道中的流速。液位測(cè)量液位傳感器測(cè)量容器中的液體高度。現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)1數(shù)據(jù)傳輸現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)提供了一種高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸方式，實(shí)現(xiàn)設(shè)備與控制系統(tǒng)之間的實(shí)時(shí)通信。2網(wǎng)絡(luò)化現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將多個(gè)設(shè)備連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、集中控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控。3智能化現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)支持智能設(shè)備，可以進(jìn)行自診斷、自校準(zhǔn)等操作，提高系統(tǒng)的可靠性。工業(yè)通訊協(xié)議工業(yè)通訊協(xié)議用于連接不同的設(shè)備，例如PLC、傳感器和執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和控制。常用的協(xié)議包括：Modbus：廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化，簡(jiǎn)單易用Profibus：德國(guó)西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議，支持多種網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型CANopen：一種基于CAN總線(xiàn)的通信協(xié)議，主要用于運(yùn)動(dòng)控制EtherNet/IP：基于以太網(wǎng)的工業(yè)通信協(xié)議，支持多種網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)應(yīng)用案例自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)用于連接生產(chǎn)線(xiàn)上的各種設(shè)備，例如機(jī)器人、傳感器和控制器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和控制。過(guò)程控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)用于監(jiān)控和控制化工廠(chǎng)、發(fā)電廠(chǎng)等大型過(guò)程控制系統(tǒng)，提高效率和安全性。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)用于構(gòu)建智能樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，例如空調(diào)、照明、安防等，實(shí)現(xiàn)智能化管理。自動(dòng)化系統(tǒng)集成1需求分析明確項(xiàng)目目標(biāo)、功能需求、性能指標(biāo)等。2方案設(shè)計(jì)選擇合適的硬件、軟件和通訊協(xié)議，進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。3系統(tǒng)組裝根據(jù)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行設(shè)備組裝、連接、調(diào)試等。4系統(tǒng)測(cè)試對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)試、性能測(cè)試和安全測(cè)試。5系統(tǒng)調(diào)試對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化、故障排除等。6系統(tǒng)交付完成系統(tǒng)安裝、培訓(xùn)和驗(yàn)收，進(jìn)行最終交付。系統(tǒng)工程實(shí)踐案例分析通過(guò)實(shí)際項(xiàng)目案例，深入理解系統(tǒng)工程的應(yīng)用場(chǎng)景和方法。團(tuán)隊(duì)合作模擬真實(shí)的工程團(tuán)隊(duì)協(xié)作，培養(yǎng)溝通、協(xié)