盧富志 畢設(shè)答辯.ppt

1、題目：焊接冷卻水的溫度控制,答 辯 人：盧富志 專 業(yè)：測控技術(shù)與儀器 指導(dǎo)老師：張思祥（教授）,2011屆本科生畢業(yè)論文答辯,本論文的主要內(nèi)容,1、檢測單元PT100的原理、選型 2、PLC的選型及與PT100的通信 3、變頻器的選型和參數(shù)控制 4、水泵的選型及控制方法 5、PLC與WinCC組態(tài)軟件的通信,銀銅微納結(jié)構(gòu)的紫外光化學(xué)沉積,背景： 不銹鋼復(fù)合板是以碳鋼為基材，不銹鋼等鋼材為副材，兩種金屬經(jīng)滾焊成型的高效節(jié)能材料。主要特點(diǎn)是碳鋼和不銹鋼形成牢固的冶金結(jié)合，可以進(jìn)行熱壓、冷彎、切割、焊接等各種加工，有良好的工藝性能,焊接冷卻水的溫度控制,本論文主要研究兩種金屬經(jīng)滾焊過程中冷卻水溫度

2、的控制。當(dāng)冷卻水的實(shí)際溫度產(chǎn)生變化時，裝置通過溫度檢測單元將測出的溫度信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換，送至PLC,經(jīng)過PID控制算法計(jì)算后由D/A單元輸出給變頻器。變頻器再通過輸出不同的功率來控制給水泵的轉(zhuǎn)速，從而改變給水泵的供水量。,硅基體上銅晶體的制備,爆炸復(fù)合工藝 反向凝固法制備不銹鋼復(fù)合板工藝,不銹鋼復(fù)合板的生產(chǎn)方法,2、反向凝固法和電磁連鑄法： 具有很強(qiáng)優(yōu)勢,但工藝還不成熟。,1、爆炸焊接熱軋法和釬焊連接熱軋法:比較成熟,已得到普遍應(yīng)用,但具有很大的局限性。,PLC工作的全過程分為三部分,上電處理：硬件，初始化，I/O模塊配置運(yùn)行方式檢查，停電保持范圍設(shè)定 掃描：循環(huán)時間及影響因素

3、，中斷處理，診斷，傳送 出錯處理：檢查指標(biāo)，CPU,焊接冷卻水溫度控制系統(tǒng)的工作原理,檢測單元流程圖,冷卻水溫度控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,溫度傳感器的選擇,方案一：Pt100：化學(xué)物理性質(zhì)穩(wěn)定，耐高溫，熔點(diǎn)高，延展性好 方案二：熱電偶：鉑銠-鉑（高溫），鎳鎘-鎳鋁（穩(wěn)定誤差大），銅-康銅（0-400度穩(wěn)定），需要冷端補(bǔ)償，貴重，不能消除冷端溫度變化的影響 方案三：熱敏電阻：塞貝克效應(yīng)，兩種不同金屬，熱電動勢，錳，鎳鈷氧化物，非線性 方案四：集成溫敏傳感器,檢測單元PT100 原理,1.通過確認(rèn)阻值的不同計(jì)算出當(dāng)前的溫度 2.再根據(jù)熱電阻的量程變送輸出對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn) 信號(4-20mA）值 即： 溫度

4、變化熱電阻電阻變化溫度變送器420mA信號 例： Pt100的量程為：-199.9度+600.0度 溫度變送器就把這個轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)信號后對應(yīng)的 4mA就是-199.9度 20mA就是600.0度 通過確認(rèn)變送器輸出的電流大小就可以知道當(dāng)前的溫度值。,pt100 測溫電路的選擇,4線制接線圖 可消除導(dǎo)線電阻的影響，兩根測量/補(bǔ)償， I提供電流，V檢測電壓,如果RL1= RL2 誤差最小 3線制接線圖 三根導(dǎo)線截面積長度相同，不平衡電橋，減小誤差，可補(bǔ)償線路電阻偏差,2線制接線圖 電阻變化值與連接導(dǎo)線電阻共同構(gòu)成輸出值 附加誤差使測量值偏高,pt100 測溫電路的分析,二線制和三線制是用電橋法測量，

5、最后給出的是溫度值與模擬量輸出值的關(guān)系。 四線沒有電橋，完全只是用恒流源發(fā)送,電壓計(jì)測量，最后給出測量電阻值。 連接導(dǎo)線的電阻和接觸電阻會對Pt100鉑電阻測溫精度產(chǎn)生較大影響，鉑電阻三線制或者四線制接線方式能有效消除這種影響。,變頻器的參數(shù)設(shè)定,1、功能選擇：運(yùn)行方式（開閉環(huán)），啟動方式（正常軟啟動），控制命令（面板，外部端子，通信） 2、上、下限頻率：防止誤操作損壞設(shè)備，低溫影響 3、載波頻率：脈寬調(diào)制，正弦波，三角波，頻率低占空比小，電流高次諧波大 4、跳頻：機(jī)械共振，中心調(diào)頻，調(diào)頻寬度（跳過振蕩區(qū)域） 5、偏置頻率：設(shè)定信號最低時的輸出頻率,變頻器的技術(shù)特性,1、轉(zhuǎn)矩 特性：低速時不需

6、大轉(zhuǎn)矩，降壓提效率 2、變頻器加速特性：實(shí)現(xiàn)軟啟動 3、制動特性：借助內(nèi)部制動調(diào)整電位器 4、保護(hù)特性：瞬時停電、過載、過流、短路、欠壓、過熱、直流過電壓,變頻器的使用注意事項(xiàng),1、水泵調(diào)速范圍：不宜過大，避開機(jī)械共振轉(zhuǎn)速 2、變頻器裝置特性：負(fù)載特性一致 3、高次諧波的處理: 噪聲，裝補(bǔ)償器 4、處理電流大于工頻供電電流：低速，電機(jī)溫升，降負(fù)載轉(zhuǎn)矩，限定運(yùn)行時間 5、安裝環(huán)境:低于35度 6、容量：與水泵匹配 7、校驗(yàn)：用0.5級模擬儀表檢測參數(shù) 8、多臺水泵運(yùn)行：并聯(lián)運(yùn)行，（定速）工頻，變速（變頻）,PID控制器,PID控制器是一種比例、積分、微分并聯(lián)控制器。它是最廣泛應(yīng)用的一種控制器。P

7、ID控制器的數(shù)學(xué)模型,數(shù)值逼近法，求和代替積分，差商代替微商,滾焊機(jī)采用PLC控制的優(yōu)勢,滾焊機(jī)采用PLC控制，簡化了復(fù)雜的繼電器邏輯，提高了系統(tǒng)可靠性，操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定，焊接效果良好，經(jīng)實(shí)踐表明該系統(tǒng)技術(shù)性能完全達(dá)到國外同類機(jī)組的技術(shù)裝配水平。,冷卻水溫度控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案,焊接冷卻水溫度控制系統(tǒng)的工作步驟,（1）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行：反饋信號與目標(biāo)信號相等，PID的調(diào)節(jié)量為0，電機(jī)勻速運(yùn)行。 （2）溫度太高：用水流量增大，反饋信號減小，合成信號增大，PID產(chǎn)生正調(diào)節(jié)量，變頻器的輸出頻率和電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升，使供水能力增大。 （3）溫度太低：用水流量減小，供水能力小于用水需求，反饋信號增大，合成信號則減小，PID產(chǎn)生負(fù)的調(diào)節(jié)量，變頻器的輸出頻率和電機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，供水能力下降。,PLC模擬量閉環(huán)控制圖,基于Profibus-DP現(xiàn)場總線的S7-PLC與西門子變頻器的通信,PLC安裝方式，PLC、變頻器的參數(shù)設(shè)置，連接診斷,CBP為Master 系列變頻器的Profibus DP接口板，將電子箱中的主電子板取出，將LBA 總線裝入，再將