畢業(yè)答辯模板-江南大學(xué)太湖學(xué)院PPT課件

1 2012屆景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院機電學(xué)院畢業(yè)答辯 2 水電站船閘開度監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計院系 機電學(xué)院專業(yè) 自動化姓名 劉明忠學(xué)號 200810320229指導(dǎo)教師 肖絢起訖時間 2011 11 2012 6 3 主要內(nèi)容 研究意義方案論證方案系統(tǒng)說明船閘結(jié)構(gòu)硬件設(shè)計軟件設(shè)計 4 研究意義 閘門作為水利系統(tǒng)的核心機構(gòu) 實現(xiàn)數(shù)字化 智能化 自動化已經(jīng)變得十分迫切 隨著自動控制 通信及計算機技術(shù)的不斷發(fā)展 把遙測遙控 通信及計算機技術(shù)應(yīng)用于閘門及水位等參量的自動測量 計算 控制和調(diào)節(jié) 就是水閘監(jiān)控系統(tǒng)的主要內(nèi)容和目標 根據(jù)以往船閘電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗 認為設(shè)計有觸點的繼電器 交流接觸器邏輯組合電路的船閘控制系統(tǒng) 其設(shè)計特點應(yīng)是通用性強 根據(jù)通用性的要求 要周密考慮控制電路 為照顧不同船閘操作習(xí)慣上的差異 系統(tǒng)既能集中控制 也能在兩個閘首分別控制 在每個控制點既能按程序自動控制 也能單項手動運行 而且在兩閘首能夠現(xiàn)場進行閘 閥門的點動運行 以滿足維修時及在其它操作故障情況下的運行由于考慮因素太多 線路相對復(fù)雜 而在繼電器 接觸器控制系統(tǒng)中如果線路復(fù)雜 繼電器數(shù)量太多 會造成故障的機率增大 為此 在復(fù)線船閘線路設(shè)計中我們首先依據(jù)最優(yōu)邏輯運算法則對船閘運行的PLC控制 基于PLC的水電站船閘監(jiān)控系統(tǒng) 實現(xiàn)了對水電站船閘的實時控制 安全運行監(jiān)視 數(shù)據(jù)采集處理及查詢 數(shù)據(jù)通訊等多項功能 提高了生產(chǎn)效率 減少了系統(tǒng)的維護費用 同時具有界面友好 故障響應(yīng)及時 畫面逼真等特點 達到了無人值班 少人值班 的工作要求 能帶來較好的經(jīng)濟效益 5 方案論證 方案一 主要控制單元是單片機 傳感器接受信號并發(fā)送到單片機 經(jīng)過單片機運算處理 發(fā)出信號到執(zhí)行終端來實現(xiàn)船閘開度控制 單片機控制 優(yōu)點 經(jīng)濟實惠 成本相對較低 缺點 用單片機制作的主控板受制版工藝 布局結(jié)構(gòu) 器件質(zhì)量等因素的影響導(dǎo)致抗干擾能力差 故障率高 不易擴展 對環(huán)境依賴性強 開發(fā)周期長 一個采用單片機制作的主控板不經(jīng)過很長時間的實際驗證很難形成一個真正的產(chǎn)品 方案二 主要控制單元是固態(tài)繼電器 傳感器接受信號并發(fā)送到繼電器 經(jīng)過繼電器組成的電路處理 通過繼電器發(fā)出信號控制末端動作實現(xiàn)船閘調(diào)度 固態(tài)繼電器優(yōu)缺點 高壽命 高可靠 靈敏度高 控制功率小 電磁兼容性好 但導(dǎo)通后的管壓降大 電子元 器件的溫度特性和電子路線的抗干擾能力較差 耐輻射能力也較差 如不采取有效措施 則工作可靠性低 設(shè)計電路復(fù)制 主要控制單元是PLC 傳感器接受信號并發(fā)送到PLC 經(jīng)過PLC運算輸出信號到控制末端 實現(xiàn)船閘的調(diào)度 PLC控制 優(yōu)點 PLC是經(jīng)過幾十年實際應(yīng)用中檢驗過的控制器 其抗干擾能力強 防塵 防震 故障率低 易于設(shè)備的擴展 便于維護 開發(fā)周期短 高可靠性 所有的I O接口電路均采用光電隔離 使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離 另外為了提高操作性能 它還有多種人 機對話的接口模塊 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò) 它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊 但相對于單片機貴 6 系統(tǒng)方案說明 為提高方案的性價比 采用一個開度儀集成兩個閘門的設(shè)計方案 提高系統(tǒng)的配置靈活性 維護的簡易性 提供了一下功能 通過PLC的程序控制 控制屏上設(shè)有帶觸摸屏功能的液晶顯示屏 船閘系統(tǒng)的控制是由可編程控制器PLC來完成的 本系統(tǒng)閘首的控制均采用三菱公司FX1N的 分別組裝在各閘首控制柜內(nèi) 各閘首根據(jù)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分別分配有不用數(shù)量的現(xiàn)地操作柜和啟動柜 現(xiàn)地程序控制和單項控制均在操作柜上完成 在閘門調(diào)試維護或PC編程故障是 在現(xiàn)地啟動柜上還可以手動控制閘門 7 船閘結(jié)構(gòu) 船閘由閘首 閘室 輸水系統(tǒng) 閘門 閥門 引航道等組成 8 硬件設(shè)計硬件設(shè)計功能 控制在船只上行和下行情況下的各門的合理開閉順序 并保證門的關(guān)同步 并到位 同時 必須考慮故障情況下的處理 使船只能順利地上下通行 人機界面上實現(xiàn)在線校對 在線量程設(shè)置 偏差修正 變送輸出和報警點設(shè)置功能 在觸摸屏能實現(xiàn)不同門自動對應(yīng)顯示開度值及相應(yīng)單位等 各設(shè)備狀態(tài) 報警值 報警歷史查詢及相關(guān)設(shè)置菜 并能實現(xiàn)與帶自由口通訊協(xié)議數(shù)顯表交換數(shù)據(jù) 硬件組成 主要由FX1N控制在編程器 傳感器 數(shù)顯表 觸摸屏 A DD A轉(zhuǎn)換器 卷揚機等組成 9 FX1N FX1N系列是功能很強大的微PLC 可擴展到多達128I O點 并且能增加特殊功能模塊或擴展板 通信和數(shù)據(jù)鏈接功能選項使得FX1N在體積 通信和特殊功能模塊等重要的應(yīng)用方面非常完美 一個PLC單元能同時輸出2點100KHz脈沖 PLC配備有7條特殊的定位指令 包括零返回 絕對位置讀出 絕對或相對驅(qū)動以及特殊脈沖輸出控制 10 觸摸屏 考慮到系統(tǒng)工作的工作環(huán)境 以及系統(tǒng)的開發(fā)周期 我們選用三菱GOT930型觸摸屏作為顯示設(shè)備 它基于RS 232協(xié)議與PLC進行交互 通過其應(yīng)用軟件GOT900 C設(shè)計的人機交互畫面 能夠直觀地實現(xiàn)現(xiàn)場運行人員對船閘的上行下行過程進行監(jiān)控目的功能 測量顯示 參數(shù)設(shè)置 故障檢測 11 軟件設(shè)計 船閘開度監(jiān)控系統(tǒng)PLC編程軟件采用GXV7 0 C進行PLC編程 本系統(tǒng)PLC的程序結(jié)構(gòu)有主程序 采樣 開始計算 FX 2AD轉(zhuǎn)換 初始化數(shù)據(jù) 格雷碼TO二進制 輸入值濾波 計算開度 速度 電流 單路顯示 報警控制 量程設(shè)置 變送輸出量程設(shè)置 超速過流報警設(shè)置 通道設(shè)