毕业设计小制作——喷泉项目.doc

《变频器原理及应用》
大作业

题 目 喷泉控制系统设计

院 系 中德机电学院
专 业 机电一体化技术
班 级 机电1002班
姓 名 刘 兆 华
学 号 100101239
指导教师 赵 厚 玉

2012 年 10 月

喷泉控制系统设计任务书

一、设计的内容及要求
（一） 设计内容
完成喷泉控制系统的电气设计。
（二）设计要求
1.根据控制任务，要求每个学生独立完成控制系统设计。
2.喷泉水泵由一台三相交流电机（额定功率370W，额定电压380V，额定电流1.15A,额度转速1340rpm,功率因数0.75）。
3.要求用施耐德Altivar302型变频器控制其运行。
4.预设八种喷水高度（对应的频率为10Hz、20Hz、25Hz、30Hz、35Hz、40Hz、45Hz、50Hz），各速度的运行顺序和运行时间自行确定，停车时采用自由停车方式。
5.可以用PLC控制变频器自动运行，也可以设置成手动调速。
6.设计说明书用钢笔或水笔书写（纸张格式为A4，标明页码），电路图可用铅笔。

二、设计说明书内容
1、喷泉的组成部分
2、喷泉效果描述
3、喷泉布局图
4、运行状态描述
5、电气原理图
6、变频器参数的详细设置情况
7、设置步骤
8、PLC控制梯形图、输入输出表和接线图
喷泉控制系统设计说明书

1、喷泉的组成部分
本喷泉设计方案是由三相交流电、三菱PLC一台、熔断器、导线、开关、中间继电器、热继电器若干、水路管道、喷头若干、施耐德Altivar302型变频器四台、四台三相交流电机（额定功率370W，额定电压380V，额定电流1.15A,额度转速1340rpm,功率因数0.75）等器件组成。

2、喷泉效果描述
喷泉共由1个中心喷头和外围3圈水柱构成，在工作时会形成由内向外逐层递减的水幕层，同时每层高度会随时间变化，共计8个高度，形成美丽的水柱视觉效果。

3、喷泉布局图

4、运行状态描述
系统上电自启动一次，系统启动后，4台电机全部以10Hz频率运行；10s后，M1以20Hz频率运行，其他电机不变；5s后，M1以25Hz运行，M2以20Hz运行，其它电机不变；5s后，M1以30Hz运行，M2以25Hz运行，M3以20Hz运行，M4不变；5s后，M1以35Hz运行，M2以30Hz运行，M3以25Hz运行，M4以20Hz运行；5s后，M1以40Hz运行，M2以35Hz运行，M3以30Hz运行，M4以25Hz运行；5s后，M1以45Hz运行，M2以40Hz运行，M3以35Hz运行，M4以30Hz运行；5s后，M1以50Hz运行，M2以45Hz运行，M3以40Hz运行，M4以35Hz运行；5s后，全部电机以50Hz运行10s，之后循环。其中SB1为启动按钮，SB2为停止按钮。

5、电气原理图

6、变频器参数的详细设置情况
菜单
代码
描述
工厂设定
用户设定
SET
ACC
加速斜坡时间
3s
4s
dEC
减速斜坡时间
3s
4s
LSP
最低速度
0Hz
10Hz
HSP
最高速度
bFr
50Hz
ItH
电机热保护-最大电流
根据变频器型号
1.5A
drC
bFr
标准电机频率
50Hz
50Hz
UnS
铭牌给出的电机额定电压
400V
380V
FrS
铭牌给出的电机额定频率
50Hz
50Hz
nCr
铭牌给出的电机额定电流
根据变频器型号
1.1A
nSP
铭牌给出的电机额定速度
根据变频器型号
1340rad/min
CtL
Fr1
配置给定
AI1
AIP
tCC
2 线 /3 线控制
2C
2C
Fun
PSS
PS2
2 种预置速度
nO
AI3
PS4
4 种预置速度
nO
AI4
PS8
8 种预置速度
nO
AI5
SP2
第2 个预置速度
10Hz
20Hz
SP3
第3 个预置速度
15Hz
25Hz
SP4
第4 个预置速度
20Hz
30Hz
SP5
第5 个预置速度
25Hz
35Hz
SP6
第6 个预置速度
30Hz
40Hz
SP7
第7 个预置速度
35Hz
45Hz
SP8
第8 个预置速度
40Hz
50Hz

7、设置步骤
1. 按电气原理图所示接线，检查接线是否正确；
2. 闭合开关Q，进入变频器设置界面；
3. 在SET菜单下先设置FCS打开，恢复其出厂值，再按照参数设置表在每级菜单下设置相应参数，4台变频器设置的参数相同；
4. 将PLC置为STOP模式，使用数据传输设备将所编的PLC梯形图输入到PLC中；
5. 将PLC置为RUN模式，观察电机的运转情况是否符合设计的思路。若不符合，则检查接线是否正确，程序是否有误等；若正确，则将电机接入到对应的水路；
6. 确认水路电路完全正确后，闭合开关Q，按下启动按钮SB1，观察喷泉水流情况，停止时，按下停止按钮SB2，断开开关Q。

8、PLC控制梯形图、输入输出表和接线图
<一>电动机对应控制示意表

电动机

M1
Y1

M2
Y4

M3
Y7

M4
Y12
Y2
Y5
Y10
Y13
Y3
Y6
Y11
Y14

<二>输入输出地址分配表

符号
地址
功能
符号
地址
功能
SB1
X0
启动
KM1
Y0
启动所有变频器
SB2
X1
停止
KM2
Y1
对应速度控制

KM3
Y2

KM4
Y3

KM5
Y4

KM6
Y5

KM7
Y6

KM8
Y7

KM9
Y10

KM10
Y11

KM11
Y12

KM12
Y13

KM13
Y14

<三>PLC梯形图

<四>8段速度输入组合表

8段速度LI5
4段速度LI4
2段速度LI3
速度给定值
频率(Hz)
0
0
0
Sp1
10
0
0
1
Sp2
20
0
1
0
Sp3
25
0
1
1
Sp4
30
1
0
0
Sp5
35
1
0
1
Sp6
40
1
1
0
Sp7
45
1
1
1
Sp8
50

- 7 -