课程设计--变频液位自动控制系统

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1、 本科生课程设计 题 目： 变频液位自动控制系统 课 程： 电力拖动自动控制系统 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 电力拖动自动控制系统课程设计 1 第 一 部 分 任 务 书 电力拖动自动控制系统课程设计 2 电力拖动自动控制系统课程设计任务书 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

2、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

3、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 电力拖动自动控制系统课程设计 3 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、变频器在温度控制系统中的应用 7、线缆设备恒张力变频器控制设计 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

4、版社 1997 4、王兆义主编 可编程控制器教程 主编 5、徐世许主编 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 电力拖动自动控制系统课程设计 4 第 二 部 分 课 程 设 计 报 告 电力拖动自动控制系统课程设计 5 目目 录录 一 液位自动控制系统方案设计 . 6 （一）概述 6 （二）系统控制要求 6 （三）系统控制方案设计 7 二 系统硬件选型 . 8 （一）PLC 选型 8 （二）变频器选型 10 （三）液位传感器选型 11 三 液位自动控制系统的原理图 . 12 （一）主电路 12 （二）PLC 控制电路 13 （

5、三）变频器控制电路 13 四 液位控制系统变频器的节能控制分析 14 五 PID 原理分析及应用 16 六 设计小结 . 19 七 参考文献 . 20 电力拖动自动控制系统课程设计 6 一、液位自动控制系统方案设计 （一）概述 随着电力电子技术以及工业自动控制技术的发展,使得交流变频调速系统在工业电 机拖动领域得到了广泛应用。另外,由于 PLC 的功能强大、容易使用、高可靠性,常常被 用来作为现场数据的采集和设备的控制。此处的设计就是利用变频器和 PLC 实现水池 水位的控制。 变频器技术是一门综合性的技术,它建立在控制技术、 电子电力技术、 微电子技术和 计算机技术的基础上。 它与传统的交流

6、拖动系统相比,利用变频器对交流电动机进行调速 控制,有许多优点,如节电、容易实现对现有电动机的调速控制、可以实现大范围内的高 效连续调速控制、 实现速度的精确控制。 容易实现电动机的正反转切换,可以进行高额度 的起停运转,可以进行电气制动,可以对电动机进行高速驱动。完善的保护功能:变频器保 护功能很强,在运行过程中能随时检测到各种故障,并显示故障类别(如电网瞬时电压降 低,电网缺相,直流过电压,功率模块过热,电机短路等),并立即封锁输出电压。这种“自我 保护”的功能,不仅保护了变频器,还保护了电机不易损坏。 本课题就是应该 PLC 和变频器，设计液位自动控制系统。PLC 的作用是运用 PID 算法对系统进行控制，而变频器的作用则是最电机进行调速，最终达到维持提气塔液位 稳定的目的。 （二）系统控制要求