可轉(zhuǎn)位車刀受力的ANSYS分析設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc30085 1 簡(jiǎn)介 五外語(yǔ)文學(xué)翻譯Wincc在熱力站恒壓供水監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用恒壓供水的基本工作原理系統(tǒng)采用變頻調(diào)速方式，自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速或增減泵。主要由變頻調(diào)速系統(tǒng)、PID、調(diào)節(jié)器、壓力傳感器、液位傳感器、電源控制電路等組成。用戶通過(guò)上位監(jiān)控系統(tǒng)或指示燈、按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了解和控制?？刂乒竦拿姘濉Ｊ中g(shù)。在PID控制模式下，操作員在操作界面上設(shè)定供水壓力，PLC對(duì)壓力設(shè)定值與測(cè)量值的偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，通過(guò)調(diào)節(jié)給水泵系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)。變頻器，使供水壓力保持在設(shè)定值。價(jià)值。二、系統(tǒng)硬件配置本系統(tǒng)采用西門子S7-200系列PLC及

2、其組態(tài)軟件Winccv6.0組成恒壓供水控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供水過(guò)程中的壓力監(jiān)測(cè)。工業(yè)以太網(wǎng)用于PLC控制器和計(jì)算機(jī)操作站之間的通訊。 I/O 網(wǎng)絡(luò)用于 PLC 控制器與變頻器和軟啟動(dòng)器設(shè)備之間的通訊。 PLC控制權(quán)限主要用于檢測(cè)和控制供水系統(tǒng)和供電系統(tǒng)，以及1#4#增壓泵的變頻。設(shè)備采用ABB的ACS510-01-031A4變頻器，HMI操作站采用DELL電腦和工控機(jī)。服務(wù)器的工業(yè)以太網(wǎng)通訊網(wǎng)卡采用西門子的CP1612。3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)本控制系統(tǒng)軟件采用西門子PCS7V5.2軟件包，PLC控制器采用STEP7V5.2，HMI監(jiān)控系統(tǒng)采用Winccv6.0版本，HMI服務(wù)器和操作站采用Windows

3、2000操作系統(tǒng)，開放編程環(huán)境。供熱站采用Wincc組態(tài)軟件對(duì)恒壓供水系統(tǒng)和輸煤廊進(jìn)行監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制。檢測(cè)恒壓供水及輸煤廊運(yùn)行設(shè)備的各種參數(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、上傳、實(shí)時(shí)顯示和記錄?？刂茊卧僮鳌⒐收献詣?dòng)停機(jī)和報(bào)警操作。在恒壓供水系統(tǒng)中設(shè)置供水壓力參數(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)節(jié)增壓泵，使供水壓力保持在一個(gè)恒定值?？刂戚斆合锏澜o煤量和給煤速度，檢測(cè)給煤質(zhì)量（煤破碎和雜質(zhì)含量）?；赑LC的模糊空箱恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、恒壓供水系統(tǒng)組成供水系統(tǒng)由可編程控制器、變頻器、壓力變送器、接觸器組和水泵機(jī)組組成?？删幊炭刂破鞑捎肁B公司的ControLogix系統(tǒng)，包括Logix5550控制器、模

4、擬量輸入模塊、數(shù)字量輸入輸出模塊和通訊模塊。模擬量輸入模塊用于檢測(cè)出水口的壓力信號(hào)，數(shù)字量輸入模塊用于檢測(cè)各種開關(guān)量，數(shù)字量輸出模塊用于控制閥門的點(diǎn)擊和啟停。變頻器選用AB公司的1336Plos變頻器，變頻器與控制器通過(guò)Devi2 ceNet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。2、恒壓供水原理在出水管上安裝壓力傳感器，將出水壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送到PLC進(jìn)行模糊推力計(jì)算，輸出控制信號(hào)給變頻器，調(diào)節(jié)水泵的運(yùn)行速度即可知道誰(shuí)來(lái)消除實(shí)際水壓并設(shè)定水壓。為實(shí)現(xiàn)恒壓供水，可編程控制器同時(shí)控制水泵的啟停。當(dāng)系統(tǒng)開始工作時(shí)，由變頻器控制1號(hào)泵開始變頻運(yùn)行。若用戶用水量增加，變頻器輸出頻率升至50Hz，水壓仍達(dá)不到設(shè)定值，則將2

5、號(hào)泵切換至工頻運(yùn)行；變頻器重新啟動(dòng)3號(hào)泵運(yùn)行，直到輸出水壓達(dá)到設(shè)定值。價(jià)值高達(dá)。養(yǎng)殖委托用戶用水量減少時(shí)，按照“先開后停”的原則，一次性切斷水泵這種重復(fù)循環(huán)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的恒壓供水。3. Fuzzy2PI控制算法由于供水系統(tǒng)的許多環(huán)節(jié)（如管網(wǎng)、水泵）是非線性的、時(shí)變的，而且各變量之間也存在交叉耦合，很難建立一個(gè)準(zhǔn)確的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。對(duì)于如此復(fù)雜的過(guò)程，僅靠傳統(tǒng)的PID控制很難達(dá)到理想的控制效果。模糊控制的優(yōu)點(diǎn)是不依賴數(shù)學(xué)模型，對(duì)參數(shù)變化不敏感。將模糊控制應(yīng)用于供水系統(tǒng)可以提高控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，但模糊控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能不佳。一個(gè)Fuzzy2PI雙模控制，如圖2所示，設(shè)計(jì)思路是：當(dāng)壓力誤差較大時(shí)，采用

6、模糊控制獲得較好的瞬態(tài)響應(yīng)；當(dāng)壓力誤差很小并進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)，程序切換到PI控制以獲得良好的穩(wěn)態(tài)精度，PI控制算法和模糊控制算法有PLC根據(jù)給出的誤差范圍自動(dòng)實(shí)現(xiàn)切換定時(shí)計(jì)算機(jī)程序進(jìn)步。系統(tǒng)采用雙輸入單輸出模糊控制器。水壓給定值和實(shí)測(cè)值的誤差e和誤差變化率ec作為模糊控制器的輸入語(yǔ)言變量，變頻器的頻率變化u作為輸出語(yǔ)言變量。選取誤差e、誤差率ec和控制量u的模糊自主為NB, NS, ZE, PS, PB，將它們的話語(yǔ)域量化為7個(gè)層次，即-3, -2, -1, 0 , 1, 2, 3，模糊子集的隸屬函數(shù)采用三角形，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出模糊控制規(guī)則，如表1所示。根據(jù)這些規(guī)則計(jì)算總模糊關(guān)系R：式中，x和U分

7、別代表模糊關(guān)系矩陣的“笛卡爾積”和“并”運(yùn)算。然后，根據(jù)最大-最小推力綜合規(guī)則，得到輸出語(yǔ)言變量域上的模糊集U：最后采用加權(quán)平均法對(duì)U進(jìn)行去模糊處理，將模糊量U轉(zhuǎn)化為精確量u。上述過(guò)程離線進(jìn)行，最終得到模糊控制查找表，如圖2所示。該表存儲(chǔ)在PLC內(nèi)存中，實(shí)現(xiàn)模糊控制的實(shí)時(shí)控制過(guò)程簡(jiǎn)化為查找查找表的過(guò)程。編程RSLogix5000 是支持 Logix5000 系統(tǒng)控制器的編程軟件。程序采用梯形圖語(yǔ)言編寫，包括泵啟動(dòng)和切換主程序、PI控制子程序、模糊控制子程序和故障報(bào)警子程序。當(dāng)采樣時(shí)間到時(shí)，PLC 收集水。若ee0，進(jìn)入模糊控制子程序。圖 3 是模糊控制子程序的框圖。由于 RSLogix5000

8、 軟件提供了數(shù)組標(biāo)簽，可以很容易地用梯形圖語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)模糊控制算法。在標(biāo)簽庫(kù)中創(chuàng)建一個(gè)7x7的二維數(shù)組標(biāo)簽數(shù)組，將查找表2的結(jié)果按照從上到下、從左到右的順序輸入到數(shù)組標(biāo)簽中。由于 E 和 Ec 的量化級(jí)別為 -3 , 3，而數(shù)組標(biāo)簽數(shù)組的實(shí)際地址為 0, 0，所以尋址時(shí)需要加上偏移量，即：u=array(i +3,j+3)，模糊控制器將計(jì)算出的測(cè)量誤差e和誤差變化ec進(jìn)行量化，得到對(duì)應(yīng)全域元素表示的查找表所需的i和j，控制變量uij通過(guò)數(shù)組標(biāo)簽數(shù)組尋址得到，uij乘以比例因子。量變化u。添加到被控對(duì)象的實(shí)際控制量uk=uk-1+u，其中uk-1為之前的控制量。 uk 被限制后，作為變頻器的輸出，控

9、制水泵咔噠的速度，使水壓保持在給定值。變頻恒壓供水系統(tǒng)的參數(shù)選擇合理選擇壓力控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低能耗、恒壓供水。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵在于壓力控制參數(shù)的選擇。通常管網(wǎng)壓力控制點(diǎn)有兩種選擇；一是管網(wǎng)最不利點(diǎn)的恒壓控制，二是泵出口壓力的恒壓控制。兩者如何選擇，我們簡(jiǎn)單分析一下管網(wǎng)最不利點(diǎn)壓力恒定時(shí)。管網(wǎng)耗水量由QMAX降低到Q1和Ha在B點(diǎn)交匯點(diǎn)，水管特性曲線A向上移動(dòng)并通過(guò)B點(diǎn)，管網(wǎng)最不利點(diǎn)的壓力變成 Hb，Hb-H0 的水頭差就是能量浪費(fèi)。因此，選取管網(wǎng)最不利點(diǎn)的最小水頭作為壓力控制參數(shù)，形成閉環(huán)壓力自動(dòng)控制系統(tǒng)，使泵的轉(zhuǎn)速與PID調(diào)節(jié)器的設(shè)定壓力相匹配，從而達(dá)到調(diào)節(jié)壓力的目的?？梢赃_(dá)到最大的節(jié)能效果，達(dá)到恒壓供水的目的。 .逆變器投運(yùn)后的調(diào)試是保證系統(tǒng)達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)的必要手段。變頻器啟動(dòng)和停止電機(jī)所需的時(shí)間根據(jù)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不同而不同。設(shè)定時(shí)間過(guò)短，變頻器會(huì)受到加速過(guò)流、減速過(guò)壓的保護(hù)；設(shè)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)