测速辊及其气动系统设计.docVIP

绪论 随着城市建筑测速辊及其气动问题的日益突出，保持测速辊及其气动压力的恒定，提高测速辊及其气动质量是相当重要的；同时要求测速辊及其气动的可靠性和安全性。本次设计是针对上述问题设计的测速辊及其气动方式和控制系统，由主回路，备用回路，一个清水池及泵房组成。其中，泵房装有1#~3#共3台泵机，还有多个电动闸阀或蝶阀控制各测速辊及其气动回路和水流量。控制系统采用了以具有丰富功能的气动为核心的多功能高可靠性控制系统。 水泵作为测速辊及其气动工程中的通用机械，消耗着大量的能源，电耗往往占制水成本的60%以上，在我国，每年水泵的电能消耗占电能总消耗的21%。为了节约降耗，必须采取调节措施使泵站适应负荷变化的运行。 本次设计内容包括气动设计常用标准和规范，设计内容力求做到简明扼要，严格按照设计标准进行设计，从而设计出复合设计要求，适合实际生产情况的气动测速辊及其气动系统，真正做到使生产效率大大提高，节约了生产成本，节省生产成本。 本次设计介绍一种变频调速恒压测速辊及其气动系统，该系统可根据管网瞬间压力变化，自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，并满足用户的流量需求，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。 优缺点： ?? 本系统的优点可以归纳为以下几个方面:(1) 系统造价经济性由于采用“一拖多”控制方式，与“一控一”方式相比较，硬件投资成本较少，具有较高的价格竞争优势;(2) 系统构造简单和易维护性系统由功能相对独立的通用设备单元构成，便于故障判断和日常维护保养及功能性单元替换;(3) 通用性和灵活性系统基本不受用户的使用场所和应用环境限制，可通过软件功能块的组合将其扩展到其他类同的测速辊及其气动应用场合，具有较强的灵活性;(4) 智能性系统可在无人职守的情况下，通过对故障的检测判断，自动地按“优美降级使用”方案处理，减少了系统停机断水现象;(5) 保护功能全面性 系统除具有常规的过载、过流、过压等保护功能，还具有无水停机、管网上限压力保护等附加功能性保护。 当然，本次设计的测速辊及其气动系统也并非完美无缺，比如在某台电机变频运行向工频运行切换的过程中，由于在变频驱动切断后电机处于滑停运转方式，此时，电机处于感应发电状态，存在着感应发电相位与工频电源的相位不一致的可能性，容易造成在向工频切换时的电流冲击现象。为避免这一现象，可采用通过软起动器驱动各个需工频运转的电机的方案。在实际应用中，对于380V/110kW以下容量的电机，只要缩短电机自由滑停段的时间(一般控制在200ms以内)，就可以减少感应发电状态下的非同期相位的电量累积，减小工频切换时的冲击影响。 气动的用途与特点 一.气动的用途 气动的初期由于其价格高于继电器控制装置,使其应用受到限制。但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降,使气动的成本下降,同时又由于气动的功能大大增强,使气动 的应用越来越广泛,广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。气动的应用通常可分为五种类型： （1）顺序控制 这是气动应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器顺序控制。气动可应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。如注塑机、印刷机械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。 （2）运动控制 气动制造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模版。在多数情况下，气动把扫描目标位置的数据送给模版块，其输出移动一轴或数轴到目标位置。每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。 相对来说，位置控制模块比计算机数值控制（CNC）装置体积更小，价格更低，速度更快，操作方便。 （3）闭环过程控制 气动能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和流量等。PID（Proportional Intergral Derivative）模块的提供使气动具有闭环控制功能,即一个具有PID控制能力的气动可用于过程控制。当过程控制中某一个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值上。 （4）数据处理 在机械加工中，出现了把支持顺序控制的气动和计算机数值控制（CNC）设备紧密结合的趋向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已将CNC控制功能作为气动的一部分。为了实现气动和CNC设备之间内部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。通过窗口软件，用户可以独自编程，由气动送至CNC设备使用。美国GE公司的CNC设备新机种也同样使用了具有数据处理的气动。预计今后几年CNC系统将变成以气动为主体的控制和管理系统。 （5）通信和联网 为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（FA）系统、柔性制造系统（F