本科毕业设计---基于组态的苯基苯酚甲醛树脂中式反应装置的自动控制.doc

毕业设计（论文）基于组态的苯基苯酚甲醛树脂中式反应装置的自动控制Based King View phenyl phenol formaldehyde resin reactor Chinese Automatic Control 班级 机械制造与自动化（过程装备） 学生姓名 学号 指导教师 职称 教授 讲师 导师单位 徐州工业职业技术学院 论文提交日期 2013年11月11号 徐州工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书 课题名称 基于组态的苯基苯酚甲醛树脂 中式反 应装置的自动控制 课题性质 班 级 过程装备 学生姓名 导师职称 教授 讲师 一选题意义及背景为推动了苯基苯酚的应用和合成工艺的发展。本论文对制造苯基苯酚甲醛树脂的中式反应进行自动化处理，以达到批量生产。在此项目中采用三菱PLC软件编程控制以及组态软件控制。二毕业设计（论文）主要内容：本论文研究内容是应用三菱PLC，通过三菱PLC的编程软件将程序输入PLC中，以达到生产苯基苯酚甲醛树脂中式反应装置的自动控制以及组态王软件对苯基苯酚甲醛树脂生产进行自动化生产三 计划进度：1、 第一周 查阅相关资料，确定设计大纲2、 第二周 熟悉工艺流程，对装置硬件设备进行选型，并进行电路的设计3、 第三周 应用组态软件进行相应设置4、 第四周 PLC梯形图设计5、 第五周 对论文进行修改6、 第六周 准备答辩四毕业设计（论文）结束应提交的材料：1、论文2、电路配线图3、程序梯形图4、组态指导教师 教研室主任 年 月 日年 月 日论文真实性承诺及指导教师声明学生论文真实性承诺本人郑重声明：所提交的作品是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，内容真实可靠，不存在抄袭、造假等学术不端行为。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。如被发现论文中存在抄袭、造假等学术不端行为，本人愿承担本声明的法律责任和一切后果。毕业生签名： 日 期： 指导教师关于学生论文真实性审核的声明本人郑重声明：已经对学生论文所涉及的内容进行严格审核，确定其内容均由学生在本人指导下取得，对他人论文及成果的引用已经明确注明，不存在抄袭等学术不端行为。指导教师签名： 日 期： IV摘要可编程控制器PLC是专为工业应用而设计的进行数字运算操作的电子控制装置。由于其具有可靠性高，功能强，编程简单，人机交互界面友好等特性而广泛用于工业控制系统。本文以三菱PLC为代表，结合组态王工业自动控制系统针对其主要特点及在苯基苯酚甲醛树脂生产中的应用问题进行探讨， 以期通过本文的阐述促进三菱PLC技术在工业电气自动化中的推广应用，以及苯基苯酚甲醛树脂的自动化生产。设计的程序要求完成该装置自动运行功能如：自动计量加料过程、温度自动检测、压力检测、变频调速等。合理分配PLC后模块应用。关键词：PLC 组态 自动控制 变频调速SummaryProgrammable controller PLC is designed for industrial applications designed for digital electronic control unit arithmetic operations.Because of its high reliability, powerful, simple programming,interactive features such as user-friendly and widely used in industrial control systems.In this paper,as the representative of Mitsubishi PLC combined king view industrial automatic control system for its main characteristics and the phenyl phenol formaldehyde resin production application problems are discussed, in order to promote the adoption of this exposition Mitsubishi PLC technology in the promotion of industrial electrical automation applications, and phenyl phenol form aldehyde resin automated productionKey words: PLC automatic control inverter configuration2目录摘要1Summary2第一章 绪论11.1 课题背景背景及研究目的和意义11.2 PLC以及组态软件在行业中的应用与发展11.3毕业设计研究内容1第二章 工艺流程及控制要求12.1 工艺简介12.2 控制要求2第三章、硬件组成23.1 可编程控制器的基础23.1.1可编程控制器的基本概念23.1.2 PLC的硬件结构33.1.2.1、中央处理器CPU33.1.2.2存储器33.1.2.3、输入/输出接口电路33.1.4 PLC的工作方式53.1.5 PLC选型63.1.6 Fx2N-4AD特殊功能模块简介363.1.6.1、简介63.1.6.2、外形尺寸73.1.6.3 配线73.1.6.4 安装使用说明83.1.6.5 缓冲存储器（BFM）的分配93.1.6.6通道选择103.1.7 Fx2N-4DA特殊功能模块简介4103.1. 8Fx2N-4AD-PT特殊功能模块113.1.8.1 外形尺寸123.1.8.2 环境指标123.1.8.3电源指标123.1.8.4 性能指标123.2、电动执行机构173.2.1 电动执行机构的分类173.2.2电动调节阀的选型173.2.3 主要技术参数173.2.3.1执行机构173.4 变频器183.4.1定义183.4.2变频器的基本工作原理183.4.3变频器选型193.4.4变频器标准接线图和端子规格203.4.4.1标准接线图203.4.4.2输入输出端子规格说明203.5 压力传感器223.6 液位计选型243.7 PT100传感器24第四章 使用软件介绍2541 PLC软件编程2542 组态王软件的介绍26第五章 设计思想及程序335.1计量加料控制365.2温度控制及反馈395.2.1温度检测4053压力检测4054变频器调速4155开关量的阀门控制42总结44致谢45第一章 绪论1.1 课题背景背景及研究目的和意义苯基苯酚甲醛树脂产品外观为淡黄色至红棕色粘稠液体或透明固体，能溶于乙醇。有热塑性和热固性两种。目前以油溶性邻苯基苯酚甲醛树脂为主，能做出寿命长、而且对水和碱稳定性能极好的清漆，这种清漆具有极强耐久性和耐候性，特别适用于潮湿寒冷和海上船只使用。尤其是船舶漆，具有极佳的耐久性，特别适用于海上船只。我国邻苯基苯酚生产始于20世纪70年代后期，主要为上海染料化工厂、天津市卫津化工厂、锦西化工总厂、大连化工研究院等从磺化法苯酚的蒸馏残渣中回收，先后逐步停产。1998年葫芦岛市洋洋化工有限公司建成年产250吨邻苯基苯酚装置从磺化法苯酚的蒸馏残渣中提取邻苯基苯酚，同时联产对苯基苯酚。但随着磺化法生产苯酚装置的关停并转，邻苯基苯酚产量越来越少，主要依赖进口。2003年盐城市华业医药化工有限公司在国内首家建成了年产200吨环己酮路线合成邻苯基苯酚新工艺中试装置，促进苯基苯酚的应用开发。据资料分析我国市场需求量约为15002500吨/年， 目前远远不能满足需求，随着我国石油化工快速发展，应尽快利用环己酮一步法催化合成苯基苯酚技术进行商品化开发。1为推动了苯基苯酚的应用和合成工艺的发展。本论文对制造苯基苯酚甲醛树脂的中式反应进行自动化处理，以达到批量生产。在此项目中采用三菱PLC软件编程控制以及组态软件控制。1.2 PLC以及组态软件在行业中的应用与发展PLC的快速发展发生在上世纪80年代至90年代中期。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到了很大的提高和发展。PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取得了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、变成简单等特点。20世纪80年代，由于计算机和微电子技术的迅猛发展，使得PLC功能日益增强，可进行模拟量控制、位置控制和PID控制等。所以现在的PLC的功能已远远超出逻辑控制的功能，故称为“可编程控制器”，简称PC，但为了不和个人计算机混肴，故仍习惯用PLC作为可编程控制器的缩写。目前PLC已广泛应用于各工业领域，成为现代化控制的三大支柱（PLC、机器人和计算机辅助设计/制造）之一。1.3毕业设计研究内容本论文研究内容是应用三菱PLC，通过三菱PLC的编程软件将程序输入PLC中，以达到生产苯基苯酚甲醛树脂中式反应装置的自动控制以及组态王软件对苯基苯酚甲醛树脂生产进行自动化生产。第二章 工艺流程及控制要求 2.1 工艺简介苯基苯酚甲醛树脂生产工艺分为两个部分，第一部分为邻苯基苯酚和甲醛进行催化缩合合成树脂，第二部分为蒸馏脱水及溶剂制得产品。工艺流程图如图2-1：图2-12.2 控制要求1、加料控制：根据生产要求，要求将37%的甲醛水溶液和乙醇按设定的比例计量自动加入到反应釜中，也可以操作者手动完成。启动蒸汽加热，当温升至50°C时加入催化剂，加入催化剂由人工完成。2、反应阶段：加入催化剂后，对反应釜继续进行加热；同时开启电动机对物料进行搅拌，反应釜内反应温度为温度控制在110°C左右，夹套内温度在200°C以内，液相间温度控制在110°±5°C。控制搅拌转速为50-100r/min，反应时间为5-6h.整个过程溶液基本没什么变化。反应釜内压力控制在6kgf（=0.6Mpa）以内。3、过滤冷凝：将反应后物料放入抽滤罐中，开启水环式真空泵抽滤机(抽滤瓶配以布氏漏斗，用铜丝网代替滤纸)，先过滤掉催化剂，将催化剂倒入回收瓶中，得到浑浊的深清色滤液。将滤液倒入蒸馏釜中，按碱性离子交换树脂催化法中的滤液蒸馏方法操作，同样进行加热搅拌蒸馏，当无溜出液时，停止加热；进入冷凝阶段，待温度在甲醛沸点时，打开甲醛接收罐，待温度在乙醇沸点时打开乙醇接收罐的阀门。第三章、硬件组成3.1 可编程控制器的基础3.1.1可编程控制器的基本概念可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。PLC是一种数字运算操作系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程的存储器，用来在其内部执行逻辑运算、顺序控制、定时计数等的指令，并通过输入和输出控制各种类型机械或生产过程。23.1.2 PLC的硬件结构PLC是一种适用于工业级控制的专用电子计算机，采用了典型的计算机结构，硬件系统结构如图3-1图3-13.1.2.1、中央处理器CPUCPU是整个PLC的核心，CPU在整个PLC控制系统中的作用就像人的大脑一样，是一个控制指挥的中心。在PLC中，CPU是按照固化在ROM中的系统程序所设计的功能来工作的，它能监测和诊断电源、内部电路工作状态以及用户程序中的语法错误，并按照扫描方式执行用户程序。它的执行过程如下：（1） 取样外部输入信号送入输入映像存储器中存储起来。（2） 按存储的先后顺序取出用户指令，进行编译。（3） 完成用户指令规定的各种操作。（4） 将输出映像存储器中的结果送到输出端子。（5） 响应各种外部设备（如编程器、打印机等）的请求。3.1.2.2存储器PLC的存储器分为系统存储器和用户存储器，提供PLC文件 运行平台。系统存储器用来存放系统程序，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运通信及各种参数设定等功能。用户存储器用来存放用户编制的梯形图程序或用户数据，一般由RAM、EPROM、EEPROM构成。RAM是随机存取存储器，它工作速度高、价格低、改写方便，为防止掉电时信息的丢失，常用高效的锂电池作后备电源。3.1.2.3、输入/输出接口电路输入/输出接口电路就是将PLC与现场各种输入输出设备连接起来的部件。PLC应用于工业现场，要求其输入接口能将现场的输入信号转换成微处理器能接收到信号，且最大限度地排除干扰信号，提高可靠性；输出接口能将微处理器送出的弱电信号放大成强电信号，以驱动各种负载，因此PLC采用了专门设计的输入输出接口设备。1、输入接口电路 输入接口电路一般由光电耦合电路和微电脑输入接口电路组成。采用光电耦合电路实现了现场输入信号CPU电路的电气隔离，增强了PLC内部与外部电路不同电压之间的电气安全，同时通过电阻分压及RC滤波电路，可滤掉输入信号的高频抖动和降低干扰噪声，提高PLC输入信号的抗干扰能力。直流输入的接口电路如图3-2图3-2直流输入的接口电路2、输出接口电路 输出接口电路通常有3种类型：继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型。继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型的输出电路类似，只是晶体管或晶闸管代替继电器来控制外部负载。3、扩展接口和通信接口 PLC的扩展接口的作用是将扩展单元和功能模块与基本单元相连，使PLC的配置更加灵活，以满足不同控制系统的需要；通信接口的功能是通过这些通信接口可以和监视器、打印机、其他的PLC或是计算机相连，从而实现“人-机”或“机-机”之间的对话。3.1.2.3电源PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源，内部的开关电源为PLC的中央处理器、存储器等电路提供5V、12V、24V直流电源，使PLC能正常工作。3.1.3PLC的特点（一）可靠性高，抗干扰能力强PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/101/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。（二）硬件配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。（三）易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。（四）容易改造系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造。PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。（五）体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/21/10。它的重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制器。3.1.4 PLC的工作方式1、输入采样阶段。在此阶段，顺序读入所有输入端子通断状态，并将读入的信息存入内存，接着进入程序执行阶段，在程序执行时，即使输入信号发生变化，内存中输入信息也不变化，只有在下一个扫描周期的输入采样阶段才能读入信息。2、程序执行阶段。PLC对用户程序进行扫描。3、输出刷新阶段。当所有指令执行完毕通过隔离电路，驱动功率放大器，电路是输出端子向外界输出控制信号驱动外部负载。PLC工作流程图如图3-3：PLC工作过程流程图3-33.1.5 PLC选型对控制器的基本要求是，能够实时显示采集阀门状态信息，并加以分析、判断，控制电动阀门的正确运行，实时显示电动阀门的开度，同时保持与控制中心的通信。考虑开关量输入输出的数量，模拟量输入精度及连锁等各方面情况，选用三菱PLC系列-FX2n-48MR，本机带有24个输入点和24个输出点，FN2N是FX2N系列中功能最强速度最高的微型PLC，内置用户存储器8K步，可扩展到16K步，最大可扩展到256个I/O点，可有多种特殊功能扩展，实现多种特殊控制功能（PID、高速计数、A/D、D/A、等）。有功能很强的数学指令集。通过通信扩展板或特殊适配器可实现多种通信和数据链接。3.1.6 Fx2N-4AD特殊功能模块简介33.1.6.1、简介Fx2N-4AD模块特殊模块有四个输入通道。输入通道接收模拟信号并将其转化成数字量，这成为A/D转换。Fx2N-4AD最大分辨率是12位。基于电压或电流的输入/输出的选择通过用户配线来完成，可选用的模拟值范围是-10V到10VDC(分辨率 5mV),并且/或者4到20mA，-20到20mA（分辨率：20uA）Fx2N-4AD和FX2n主单元之间通过缓冲存储器交换数据，Fx2N-4AD消耗FX2n主单元或有源扩展单元5V电源槽30mA的电流。3.1.6.2、外形尺寸图3-43.1.63 配线配线图如图3-5：图3-53.1.6.4 安装使用说明3.1.6.4.1 环境指标项目说明环境指标（除下面一项之外）与FX2n主单元的相同耐压绝缘电压5000VAC,1分钟（在所有端子和地之间）表3-13.1.6.4.2 电源指标项目说明模拟电路24DC±10%,55mA(源于主单元的外部电源)数字电路5VDC,30mA（源于主单元的内部电源）表3-23.1.6.4.3性能指标模拟输出表3-3模拟输入继续.图3-6注：预设范围根据模拟模块缓冲存储器的适当设置进行选择。所选电流/电压输入必须和正确的输入端子连接相匹配。3.1.6.5 缓冲存储器（BFM）的分配表3-4续表3-4带*号的缓存器（BFMS）可以使用TO指令从PLC写入。不带*号的缓冲存储器的数据可以使用FROM指令读入PLC在从模拟特殊功能模块读出数据之前，确保这些设置已经送入模拟特殊功能模块中。否则，将使用模块里面以前保存的数值。缓冲存储器提供了利用软件调整偏移和增益值的手段。偏移（截距）：当数字输出为0时的模拟输入值。增益（斜率）：当数字输出为+1000时的模拟输入值。3.1.6.6通道选择通道的初始化由缓冲存储器BFM#0中的4位十六进制数字H0000控制。第一位字符控制通道1，而第四个字符控制通道4。设置每一个字符的方式如下：O=0：预设范围（-10V到10V）O=2：预设范围（-20mA到20mA）O=1：预设范围(+4mA到+20mA)O=3:通道关闭OFF模拟到数字转换速度的改变在FX2n的BFM#15中写入0或1，就可以改变A/D转换的速度。不过要注意下列几点：为保持高速转换率，尽可能少地使用FROM/TO指令。注：当改变了转换速度后，BFM#1-#4将立即设置到缺省值，这一操作将不考虑他们原有的数值。如果速度改变作为正常程序执行的一部分时，请记住此点。3.1.7 Fx2N-4DA特殊功能模块简介4Fx2N-4DA模块特殊模块有四个输出通道。输出通道接收数字信号并转化成等价的模拟信号，这成为D/A转换。Fx2N-4DA最大分辨率是12位。基于输入/输出的电压电流选择通过用户配线来完成，可选用的模拟值范围是-10V到10VDC(分辨率 5mV),并且/或者0到20mA，（分辨率：20uA），可被每个通道分别选择。Fx2N-4DA和FX2n主单元之间通过缓冲存储器交换数据，Fx2N-4DA共有32个缓冲存储器（每个是16位）。Fx2N-4DA占用FX2n扩展总线的8个点。这8个点可以分配成输入或输出。Fx2N-4DA消耗FX2n主单元或有源扩展单元5V电源槽30mA的电流。表3-5缓冲存储器(BFM)的分配FX2n-4DA和MPU之间通过缓冲存储器（16位32点RAM）传输数据1、BFM#0输出模式选择：BFM#0的值使每个通道的模拟输出和电流输出之间切换。采用4位十六进制数的形式，第一位数字是通道1（CH1）的命令，而第二位数字则是通道2的（CH2）,以此类推，这四个数字值分别代表下列项目：O=0：设置电压输出模式（-10V到10V）O=1：设置电流输出模式（+4mA到+20mA）O=2：设置电流输出模式（0mA到+20mA）3.1. 8Fx2N-4AD-PT特殊功能模块Fx2N-4AD-PT特殊功能模块将来自四个箔温度传感器（PT100，3线，100）的输入信号放大，并将数据转换成12位的可读数据，存储在主处理单元（MPU）中，摄氏度和华氏度数据都可读取，读分辨率是0.2°C到0.3°C/0.36°F到0.54°F，所有的数据传输和参数设置都可以通过Fx2N-4AD-PT占用Fx2N扩展总线的8个点。这8个点可以分配成输入或输出。Fx2N-4AD-PT消耗FX2n主单元或有源扩展单元5V电源槽30mA的电流。3.1.81 外形尺寸图3-7463.1.8.2 环境指标项目说明环境指标（除下面一项之外）与FX2n主单元的相同耐压绝缘电压5000VAC,1分钟（在所有端子和地之间）表3-63.1 .8.3电源指标项目说明模拟电路24V±10%,50mA数据电路50VDC,30mA（源于主单元的内部电源）表3-73.1.8.4 性能指标项目摄氏度华氏度通过读取适当的缓冲区,可以得到和°F两种数据模拟输入信号箔温度PT100传感器（100），3线，4通道（CH1，CH2，CH3，CH4），3850PPM/,DIN43760,JISC1604-1989传感器电流1mA传感器 100 PT100补偿范围-100到+600-148到+1112数字输出-1000到6000-1480到+1112012位转换11数据位+1符号位最小可测温度0.2到0.30.36°F到0.54°F总精度全范围的±1%（补偿范围）参考7.0节的特殊EMC考虑转换速度4通道15ms表3-8模拟输入继续.图3-8缓冲存储器（BFM）的分配BEM内容*#1-#4将被平均的CH1到CH4的平均温度可读值（1到4,096）缺省值=8*#5-#8CH1到CH4在0.1单位下的平均温度*#9-#12CH1到CH4在0.1单位下的当前温度*#13-*#16CH1到CH4在0.1°F单位下的平均温度*#17-*#20CH1到CH4在0.1°F单位下的当前温度*#21-*#27保留*#28数字范围错误锁存#29错误状态#30识别号K2040#31保留表3-9各模块接线图如下：1、 3.2、电动执行机构 3.2.1 电动执行机构的分类根据控制模式的不同，电动执行机构又可以分为两大类：（1）开关型电动执行机构：执行机构只能接受“开”、“关”或“停”信号，启动次数达600次/小时。（2）调节型电动执行机构：可以接受“开”“关”或“停”信号和模拟控制信号，甚至可以组成总线控制网络，启动次数可达1200次/小时以上。3.2.2电动调节阀的选型本项目中，有用到模拟量的电动伺服阀，也用到了开关量的电动阀。（1）模拟量电动执行机构依据工艺条件控制要求，电动执行器的作用是能够控制其阀门开和大小，从而控制甲醛和乙醇的量。比例为1:1.31.4。为保证工作安全，本项目选用QS智能型电动执行机构，它是由PLS智能型电动执行器与优质的国产阀门相组合而成，是一种高性能调节阀，可广泛应用于电力、冶金、石油、化工、医药、锅炉、等行业的自动控制系统中。电动执行机构接受420mA控制信号，改变阀门的开度，同时将阀门的隔离信号反馈给控制系统，实现对压力、温度、流量、液位等参数的调节。开关量的电动调节阀选用DKZ-540M/DKZ-5400M 6400N直行程电动执行机构 防爆型。电动执行机构接受420mA控制信号，改变阀门的开关。3.2.3 主要技术参数3.2.3.1执行机构（1）型式：PLS智能型直行程执行机构输入信号:420mADC输入阻抗：250输出信号：420mADC输出最大负载:<650断信号阀位置：可任意设置为保持/全开/0100%间预置的任意值电源:220V±10%/50Hz推力规格：1KN 2KN 4KN 8KN 10KN 16KN 20KN 25KN 阀作用形式：任意设置正/反作用防护等级:IP65基本误差：±1.0%死区：1.0%环境温度：-10+65°C（2）DKZ-540M/DKZ-5400M 6400N直行程电动执行机构 防爆型输出推力：6400N行程：40mm电源：220V输出信号：开关量信号s行程时间：323.2.3.2阀体公称通径：25mm公称压力：PN1.6MPa连接形式：法兰连接按JB79-94标准材料：1Cr18Ni9上阀盖：常温型:-17+220°C 填料：聚四氟乙烯3.3三相异步电动机 根据使用要求，选用型号为Y2-90L-4电动机 频率：50HZ 功率：1.5KW 转速：1390r/min3.4 变频器3.4.1定义变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。3.4.2变频器的基本工作原理异步电动机的同步转速，即旋转磁场的转速为： （1-1） 式中 -同步转速（r/min） -定子电流频率（Hz）P-极对数异步电动机的轴转速为 n60f(1s)/p (1-2) 式中 s异步电动机转差率；改变异步电动机的供电频率，可以改变其同步转速，实现调速的运行。对异步电动机进行调速控制时，希望电动机的主磁通保持额定值不变。磁通太弱，则铁心利用不充分，同样的转子电流下，电磁转矩小，电动机的负载能力下降；磁通太强，则处于过励磁状态，使励磁电流过大，这就限制了定子电流的负载分量，为使电动机不过热，负载能力也要下降。异步电动机的气隙磁通（主磁通）是由定、转子合成磁动势产生的。转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在050Hz的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。变频器其工作原理是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器主要是由主电路、控制电路组成：(1)主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。(2)控制电路是给异步电动机供电（电压、频率可调）的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路”，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路”，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。3.4.3变频器选型我们现在使用的变频器主要采用交直交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。根据所选电机以及性能要求本项目采用FR-S520-1.5KW的三菱变频器。FR-S520-1.5KW的三菱变频器介绍如下：3.4.4变频器标准接线图和端子规格3.4.4.1标准接线图图3-93.4.4.2输入输出端子规格说明（1） 主回路端子记号端子名称内容说明L1，L2，L3(注)电源输入连接工频电源U,V,W变频器输出连接三相鼠笼电机-直流电压公共端此端子为直流电压公共端子。与电源和变频器输出没有绝缘。+,P1连接改善功率因数直流电抗器拆下端子+-P1间的短路片，连接选件改善功率因数用直流电抗器（FR-BEL）接地变频器外壳接地用，必须接大地图3-10（注）单相电源输入时，变成L1，端子。（2） 控制回路端子记号端子名称内容说明输入信号接点输入STF正转启动STF信号ON时为正转，OFF时为停止指令STF、STR信号同时为ON时为停止指令。STR反转启动STR信号ON时为反转，OFF时为停止指令根据输入端子功能选择（Pr.63）可改变端子的功能（*4）RH,RM,RL多段速度选择可根据端子RH、RM、RL、信号的短路组合，进行多段速度的选择。速度指令的优先顺序是JOG,多段速设定（RHRM、REL），AU的顺序。SD(*1)接点输入公共端（漏型）此为接点输入（端子STF、STR、RH、RM、RL）的公共端子。端子5和端子SE被绝缘。PC(*1)外部晶体管公共端DC24V电源接点输入公共端（源型）当连接程序控制器（PLC）之类的晶体管输出（集电极开路输出）时，把晶体管输出用的外部电源接头连接到这个端子，可防止因回流电流引起的误动作。PC-SD间的端子可作为DC24V 0.1A的电源使用选择源型逻辑时，为输入接点信号的公共端子输入信号10频率设定用电源DC5V,容许负荷电流10mA。频率设定2频率设定（电压信号）输入DC0-5V(0-10V)时，输出成比例：输入5V(10V)时，输出为最高频率。5V/10V切换用Pr.73 “0-5V,0-10V选择”进行。输入阻抗10K,最大容许输入电压为20V.4频率设定（电流信号）输入DC4-20mA,出厂时调整为4mA对应0Hz,20mA对应60Hz,最大容许输入电流为30mA,输入阻抗为250。电流输入时，请把信号AU设置为ON.AU信号用Pr.60Pr.63(输入端子选择)设定。5输入设定公共输入端此端子为频率设定信号（端子2.4）及显示仪表端子“AM”的公共端子，端子SD和端子SE被绝缘。请不要接地。输出信号ABC报警输出表示变频器的保护功能工作，输出停止的输出接点。AC230V 0.3A DC30V 0.3A。报警时B-C之间