安徽省凤凰颈排灌站是巢湖流域综合管理的水利主干工程，也是我省计划兴修的引江济淮、南水北调的龙头工程，是一座国度级大型泵站。站内装置6台直径为3.1米的立式轴流泵，配套六台同步机电，总装机容量1.48万千瓦，设想机排流量为240立方米/秒，机灌流量为200立方米/秒，自流排、灌流量为380立方米/秒。受益范畴触及合肥市、巢湖市及其从属的肥东、肥西、居巢区、庐江、有为、和县含山、及六安市的舒城县等，总面积近400万亩。自1990年根本建成以来，汛期开机排洪7次机组累计运转20572台时，机排大水29.62亿立方米，自流排涝48.39亿立方米，自引江水38.14亿立方米，合计排引江河水116.15亿立方米。为保证巢湖流域群众性命财富宁静及经济社会开展阐扬了主要感化，创间接经济效益近50亿元。

　　本文引见了从凤凰颈排灌站主动化革新的角度动身，在泵站原有掌握体系的根底上，接纳AB－PLC为现地掌握单位的中心部件，以主动化仪表来完成体系模仿数据收罗，接纳产业液晶显现计较机作为监控体系的操纵平台，以组态王（组态软件）为现地掌握单位的掌握界面的泵站单机的主动化掌握体系。开端完成了本站单机组的自排、自灌、机排、机灌四种运转方法的主动化。保存了原本的根底电气掌握体系，低落了体系完成的本钱，接纳现场手动—现地掌握单位主动的双级掌握体系，进步了运转的牢靠性、不变性。选用了模块化的PLC，进步了体系的可扩性和交换性。

　　体系接纳快速原型模子开辟，使用AB-PLC－5公用的指令体系和组态王公用的可视化编程方法，在开辟中不竭完美体系功用，从最大水平上完成了与用户请求的同一。

　　海内水利体系的泵站大多兴修于七八十年月以至更早，其机组的主动掌握体系属于传统的电气掌握体系，接纳的继电器逻辑掌握因为触点多、毛病率高、牢靠性差、体积大等缺陷，并且颠末持久的运转后机组运转和保护的用度不竭增大，以是继电器掌握体系正逐步被裁减。怎样顺应当代化泵站的办理请求，怎样低落运转和保护的本钱，怎样愈加牢靠、不变地运转是一批老泵站亟待处理的成绩。跟着计较机科学的不竭开展和主动掌握手艺的不竭推行，PLC和组态产物在天下各行各业获得了普遍的使用，也为本站完成主动掌握供给了牢靠的根据。

　　本文选用罗克韦尔主动化公司的SLC500小型PLC和北京亚控的组态软件－组态王作为主动掌握的完成平台，操纵体系接纳的是Windows9x及更高版本的图形操纵体系，PLC编程软件接纳RSLogix 500和RSLogix效劳器软件，监控软件接纳组态王公用可视化编程软件和AB－PLC通信驱动法式。

　　本站本来的主动化体系接纳继电器逻辑掌握，毛病率高，所需继电器现已裁减，大多没有厂家消费，保护用度高。机组运转时需求每一个岗亭由专人值班，运转本钱大。主动运转方法事情时没用运转进度显现，毛病部位显现，即主动运转时处于不成掌握的方法，主动运转的胜利率不高。以是已不契合当代化泵站办理的需求。

　　本体系接纳“无人值班，少人值守”的掌握准绳，以PLC为现地掌握中间，以工控机为操纵平台的计较机监控体系。操纵组态王的图形功用完整、界面分歧性好、易学易用的特性。经由过程对现场数据的收罗处置。以动画显现、流程掌握等多种方法，向泵站主动化革新供给处理成绩的详细计划。

　　本站的接纳X形双向流道(见图1)，经由过程闸门的掌握，把长江、内河高水位差时的机电启动高负荷改变为启动低负荷（靠近空载运转），同时完成了浇灌和排涝的两重担务。

　　1.在监控工控机上能完成泵站的根本功用，即浇灌、排涝开停机（按照主动流程掌握运转泵站的各部件），主机开关的单开、关，闸门的单开、关、停和辅机体系（供水泵、主机风机等）的开、关掌握。能显现机组运转时的相干参数和各相干部件的运转形态。

　　4.当主动关机过程当中呈现毛病，能显现毛病部位，操纵职员可按照实践状况挑选等候或截至流程的操纵。

　　5.当主动开机前提不满意时，能够在监控工控机上手动操纵操纵各子体系，实如今监控机上的手动操纵。

　　8.当发作变乱停机时，能主动跳闸并封闭机组的一切闸门，避免因两侧水位差大而惹起的水流倒灌和机组倒转。

　　体系整体构造如图3所示。PLC与工控机的组态软件的通信经由过程AB-PLC自带的232串行接口，根本满意监控体系的及时掌握请求。开枢纽点输出接纳中心继电器作为触点电压品级和触点容量的扩大。

　　输入转换模块：领受各类输入的开关量、模仿量旌旗灯号，并把此中的开关“位”旌旗灯号转换成整数文件情势。

　　毛病变乱处置模块：对法式中所呈现的毛病，变乱旌旗灯号停止转换、处置和毛病变乱复位、机组形态复位等。

　　因为PLC的事情方法是自上而下、从左到右轮回施行梯形图的各个用户号令，以是法式构造大致为次第轮回构造，如右图所示。（闸门开度掌握4个模块和机组主动运转4个模块为挪用是子法式，法式未挪用时体系扫描不施行此子法式。）

　　运转主界面：静态显现机组各部位的运转状况和用户权限，显现体系各相干参数，并可按照各子体系的相对地位，挪用体系操纵的各子菜单。显现体系呈现的变乱报警、预警旌旗灯号、主动许可形态的总旌旗灯号，并可挪用其菜单，明白毛病地位。

　　PLC施行号令比力，开放响应的子法式施行浇灌开机的流程，并在1秒后从头给N7:100赋值0。

　　经由过程对闸门卷扬机上动弹齿轮的运转的计数，经由过程必然的比例换算出闸门实践开启的高度，其详细步调以下：

　　开度输入：下图为开辟情况的主控界面和闸门掌握菜单，图中1、2为闸门卷扬机，闸门开启形态时显现绿色，封闭时显现白色，点击卷扬机挪用闸门掌握菜单，点击开度掌握挪用掌握开度输入对话框，在输入开度中填入开度值。确认按键的掌握语句为：

　　本体系根本完成泵站单机的主动掌握，改动了由继电器掌握的节点多，保护庞大的缺点，但作为一个泵站的团体办理掌握另有必然的差异，如成立PLC收集停止多机掌握，中心掌握监控体系，机组运转参数的数据保留，汗青数据库的办理，参数及运转记载的打印等等。

　　本体系在编程过程当中，因为没有思索到PLC编程和普通初级言语编程的区分，无视了PLC的轮回施行，颠末屡次修正施行模块，增加了一些号令的施行前提，根本获得满意运转需求。

　　因为此论文选题是一项理论性很强的课题，在实践的工程使用中该当思索更多的身分，如器件的挑选。抗滋扰步伐，电压品级的撑持和转换，原体系根底掌握部件的牢靠性等等。但受完成前提的限制和自己实践事情程度的限定，体系只做了组态王到PLC的通信测试（即读取PLC数据测试），组态王部门做了静态数据的测试（输入响应变量的原始值，监控界面呈现响应的变革），体系中不免会有一些不契合实践的思惟和毛病的理念，期望赐与攻讦斧正。

　　跟着科技的不竭前进，计较机和主动掌握手艺的不竭开展，PLC和组态软件将获得更普遍的使用，我也期望本人能有更多的时机到场到PLC和组态软件的使用开辟中，为手艺更新和推行尽本人菲薄之力。

　　本次结业设想获得李虎教师和自己地点单元排灌站和工程科的电机工程师的许多协助，给我们提出了许多有代价的定见，同时获得了工控论坛中诸多网友的协助，供给了编程的软件和一些手艺材料，在编程时也引见了一些施行计划和PLC编程的经历，在此出格感激！！

　　主轴箱为数控机床的次要传动体系，它包罗电念头、传动体系和主轴部件，它与一般车床的主轴箱比力，相对来讲比力简朴只要南北极或齿轮变速体系，它次要是用以扩展电念头无级调速的范畴，以满意必然恒功率、和转速的成绩。

　　本设想接纳北京数控装备厂的BESK-8型交换主轴电念头，最高转速是4500r/min。经由过程给定的手艺参数来开端设定部门轴、齿轮等单位的构造尺寸，对传动体系停止实际力学阐发，准确计较选定尺寸及质料，由机电转速传动至进给体系的参数反应，校核所选定主轴和动弹轴尺寸的公道性完成团体构造设想，最初对齿轮停止了验算和V型带的、聚散器的挑选与计较。

　　经由过程本次设想，使数控机床构造愈加松散，机能愈加良好，消费加工愈加精细，有益于改进数控机床的机能，使得产物的加工愈加高效。

　　数控机床主传动体系次要包罗电念头、传动体系和主轴部件，它与一般机床的主传动体系比拟在构造上比力简朴，这是由于变速功用局部或大部门由主轴电念头的无级调速来负担，剩去了庞大的齿轮变速机构，有些只要二级或齿轮变速体系用以扩展电念头无级调速的范畴。

　　我国数控车床从20世纪70年月初进入市场，至今经由过程各大机床厂家的不懈勤奋，经由过程采纳与外洋出名机床厂家的协作、合伙、手艺引进、样机消化吸取等步伐，使得我国的机床制作程度有了很大的进步，其产量在金属切削机床中占据较大的比例。今朝，国产数控车床的种类、规格较为齐备，质量根本不变牢靠，已进入适用和片面开展阶段。可是在这些数控机床中，多数处于单机运转形态，而且相称一部门处于服从不高，加工不精细的形态。经由过程本设想的研讨，有益于改进数控机床的机能，使数控机床构造愈加松散，使得产物的加工愈加高效，机能愈加良好，消费加工愈加精细。

　　在数控机床高速,高效,高精度的掌握请求,使得FANUC直流主轴驱动与凡是的速率主动调理体系比拟有以下特性:

　　（1） 调速范畴宽, 接纳FANUC主轴驱动的数控机床,在机器构造方面，小型机床凡是接纳机电与主轴间接或皮带变速的构造情势、中、大型机床凡是只设置高,低速两级简朴的机器变速机构，因而，主轴电念头的调速必需局部依靠主轴驱动器停止掌握。为包管数控机床的加工范畴,使加工工艺相对集合，并到达幻想的切削结果，主轴驱动器必需完成无级变速，且具有教宽的调速范畴。

　　（2） 在构造上，ＦＡＮＵＣ直流主轴电念头为全封锁的构造情势，能够在有灰尘和切削液飞溅的产业情况中利用。

　　（3） 在冷却体系上，为了减少体积，进步服从，ＦＡＮＵＣ主轴电念头接纳了特别法人热管冷却体系，能够将转子发生的热量疾速的向外界发散。

　　（4） 在磁路设想上，为了使机电发烧最小，ＦＡＮＵＣ煮粥电念头定子接纳了共同的附加磁极，以减小消耗，进步了服从。

　　（1） 因为驱动体系接纳了微处置器和当代掌握实际停止掌握，体系运转安稳，振动和乐音小，而且能够得到较大的调速范畴和较高的低速转矩，能够较便利地与数控机床相配套。

　　（2） 较大功率驱动体系接纳了难度较大的“回馈制动”手艺，在制动时，既可将电动性能量反应回电网，起到节能的结果，又能够放慢起、制动速率。

　　（3） 驱动用具有Ｄ／Ａ转换器、实践转速／转矩旌旗灯号输出、电气主轴“定向准停”等功用，能够便利地与各种ＣＮＣ配套。

　　（4） 机电接纳无外壳构造，定子硅钢片间接停止氛围冷却，能够在浮尘、切削液飞溅的场所宁静、牢靠地事情。

　　经由过程上面两种主轴驱动体系的比力，交换主轴电念头在事情情况，冷却体系和调速范畴上都优于直流主轴驱动体系，鉴于此，本设想选用交换调速电念头。

　　按照主轴请求的最高转速4000r/min，最大切削功率5kw，挑选北京数控装备厂的BESK-8型交换主轴电念头，最高转速是4500r/min。

　　本设想数控机床总变速范畴是 =2400\40=60，变速范畴较大，单靠无级变速安装有难以完成。并且，无级变速安装的功率改变特征应同传动链的事情请求相顺应，这就请求串连机器有级变速来扩展变速范畴并挑选适宜的无级变速器以满意机床的功率扭矩特征请求。

　　调频机电的恒功率转速范畴为Rdp=3，而主轴请求的恒功率调速范畴为Rnp=8，明显电念头不克不及满意主轴所请求的恒功率变速范畴。以是在设想时不克不及根据总变速范畴来设想主传动体系，而招考虑电念头与主轴的功率婚配。

　　由切削道理知主活动为直线活动的机床，主活动为恒转矩活动；主活动为扭转活动的机床，主活动为恒功率活动。数控车床加工工艺范畴广，变速范畴大。有些典范工艺如：精车丝杠、加工罗纹、等，工件尺寸大，需接纳小的被吃刀量、小的进给量；低速主轴转速小，不需传动电念头的局部功率。我们把机床能通报局部功率的最低转速称为主轴计较转速，以它为临界转速，如图。从至最高转速的地区为恒功率地区，随便转速可以通报电念头的局部功率，但主轴转矩随主轴转速的上升而降落；从最低转速至的地区b为恒转矩地区，随便转速可以输出最大转矩，但主轴输出的功率将随主轴转速的降落而降落。

　　数控车床变速范畴比力广，计较转速比一般车床高。今朝数控机床计较转速的肯定还没有同一尺度，肯定是参考同类机床，并分离该机床加工工艺请求，使 =154 r\min.

　　主轴的计较转速在主轴调速范畴中所居的职位，是由于机床品种罢了。关于大型机床，因为使用范畴很广，调速范畴很宽，计较转速能够取高一些。关于精细机床，钻床、滚齿机等，因为使用范畴较窄，调速范畴较小，计较转速应取低些。

　　综合思索电念头与主轴功率特征的婚配成绩（数控车床主轴请求的恒功率变速范畴弘远于调速电念头的恒功率变速范畴），为理解决这一成绩，需求在电念头与主轴之间串连一个分挡变速机构，以便扩展其恒功率调速范畴，满意低速大功率切削时对电念头输出功率的请求。主传动体系的传动方法接纳定比传动和分挡无级变速相分离的传动方法。交换调频主轴电念头经带传动，通报给传动轴，传动轴再经由过程变速机构通报给主轴，从而完成主轴的变速。如许经由过程电念头的无级变速，共同变速机构即可确保主轴的功率和转矩请求。

　　如图3-1所示，车床主轴请求的功率特征和转矩特征。这两条特征曲线是以计较转速 为分界，从 至最高转速 的地区Ⅰ为恒功率区，在该地区内，随便转速下主轴都能够输出额定的功率，最大转矩则随主轴转速的降落而上升。从最低转速 至 的地区Ⅱ为恒转矩区，在该地区内，最大转矩不再随转速降落而上升，任何转速下能够供给的转矩都不克不及超越计较转速下的转矩，这个转矩就是机床主轴的最大转矩 。在Ⅱ地区内，主轴能够输出的最大功率 ，则随主轴转速的降落而降落。

　　假如接纳交换调频机电，FANUC主轴机电S系列，其额定转速 为1500r/min，最高转速 为6000r/min，恒功率调速范畴 / =6000/1500=4。如图所示是变速机电的功率特征。从额定转速 到最高转速 的地区Ⅰ为恒功率区；从最低转速 到 的地区Ⅱ为恒转矩区。很较着，变速机电的功率特征与车床主轴的请求不婚配：变速机电的恒功率范畴小而主轴请求的范畴大。

　　4远小于主轴请求的 =16。因而，固然交换调频机电的最低转速能够低于45r/min，总的调速范畴能够超越主轴请求的 =60，但因为恒功率调速范畴不敷，机能不婚配，是不克不及简朴地使电念头间接拖动主轴的。则应在电念头与主轴之间串连一个分级变速箱，来完成主轴与机电的恒功率婚配。

　　电念头经定比传动1：2.5，使变速箱的轴 获得2400r/min～600r/min（恒功率）和600r/min～160r/min （恒转矩）的转速。假如经Ⅱ—主轴之间的一对1：1齿轮传动，主轴能获得2400r/min～600r/min恒功率转速范畴。

　　主轴箱是机床的动力源将动力和活动通报给机床主轴的根本环节，其机构庞大而奇妙，本次结业设想远没有估计的轻松。因为本身常识的完善，在设想中碰到了很多顺手的成绩，常常去网上查材料，去藏书楼找对应的专业册本，固然所学常识有限，但最初仍是完成了本次结业设想。

　　结业设想是本科进修阶段一次十分罕见的实际与实践相分离的时机，经由过程此次比力完好的主传动体系设想，我挣脱了纯真的实际常识进修形态，和实践设想的分离熬炼了我的综合使用所学的专业根底常识，处理实践成绩的才能。结业设想不只是对前面所学常识的一种查验，并且也是对本人才能的一种进步AOA体育网址。经由过程此次结业设想使我大白了进修是一个持久积聚的历程，在当前的事情、糊口中都该当不竭的进修，勤奋进步本人常识和综合本质。