【正文】 用戶數(shù)量各用戶性質(zhì)等有關(guān)。 電機(jī)的選擇應(yīng)根據(jù)水泵的軸功率和電動機(jī)與水泵轉(zhuǎn)速一致來選擇，同時要選用泵類負(fù)載的電機(jī)和安全級達(dá)到要求的電機(jī)。 性能特點(diǎn)系統(tǒng)的主要性能特點(diǎn)：(1)可實現(xiàn)恒壓變量、多種啟?？刂品绞?；(2)變頻器對電機(jī)進(jìn)行軟啟動, 輪轉(zhuǎn)變頻運(yùn)行，電機(jī)輪流工作，減少設(shè)備損耗，延長電機(jī)壽命；(3)具有自動、手動。為了防止在重新設(shè)定PLC程序、參數(shù)或者PLC出現(xiàn)故障和維修調(diào)試時系統(tǒng)不至于停止工作特意增加了手動功能。(4)具有完善的電氣安全保護(hù)措施，對過流、過壓、欠壓、過載、斷水等故障自行診斷并報警?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計：恒壓供水是指用戶端不管用水量大小，總保持管網(wǎng)中水壓基本恒定，這樣，既可滿足各部位的用戶對水的需求，又不使電動機(jī)空轉(zhuǎn)，造成電能的浪費(fèi)。為實現(xiàn)上述目標(biāo)，需要變頻器根據(jù)給定壓力信號，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制管網(wǎng)中水壓恒定的目的。該系統(tǒng)主要由4臺水泵（分別標(biāo)號為1泵、2泵、3泵、4泵）、1臺變頻器、PLC、及線性壓力傳感器等組成。其中PLC、壓力傳感器組成閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)。PLC控制各臺水泵的運(yùn)行狀態(tài)如工頻運(yùn)行、變頻運(yùn)行、停止，控制水泵的運(yùn)行臺數(shù)，在大范圍上控制供水的水壓；PLC的PID調(diào)節(jié)功能控制變頻器對變頻泵進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，在小范圍上控制供水的水壓。水泵的速度調(diào)節(jié)采用變頻調(diào)速技術(shù)，利用變頻器對水泵進(jìn)行速度控制，采用“一變多工”的控制方式，并根據(jù)PLC的PID輸出信號驅(qū)動變頻器的輸出。3 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 PLC的選擇PLC是本系統(tǒng)的控制核心，是系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵，PLC在本系統(tǒng)中的主要任務(wù)：（1）代替調(diào)節(jié)器實現(xiàn)水壓給定值與反饋值的綜合與調(diào)節(jié)工作，數(shù)字式PID調(diào)節(jié)。一個調(diào)節(jié)器往只能實現(xiàn)一路PID設(shè)置，用PLC作調(diào)節(jié)器可同時實現(xiàn)多路PID設(shè)置，在供水泵站的各類工況中PID可能不一樣，PLC作數(shù)字式調(diào)節(jié)器就十分方便。（2）控制水泵的運(yùn)行與切換。在多泵組恒壓供水泵站中，為了使設(shè)備均勻地磨損水泵及電機(jī)輪換工作的，每臺水泵都以變頻起動的軟啟動方式起動，PLC作為控制核心控制每臺水泵的啟停與水泵組的增加與減少。（3）變頻器的驅(qū)動控制。恒壓供水泵站中變頻器常常采用模擬量控制方式，需要采用PLC的模擬量控制模塊，該模塊的模擬量輸入端接受傳感器送來的模擬信號，輸出端送經(jīng)給定值與反饋值勤比較并經(jīng)PID處理后得出的模擬量控制信號，并依此信號的變化改變變頻器的輸出頻率。（4）泵站的其它邏輯控制。除了泵組的運(yùn)行管理工作外，泵站還有邏輯控制工如泵站工作狀態(tài)指示，泵站工作的報警，系統(tǒng)的自檢等，這此都可以在PLC的控制程序中安排。PLC選型的基本原則是：在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價格比最優(yōu)的機(jī)型。通常做法是，在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好的場合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；其他情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC；對于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目中，一般其控制速度無須考慮，因此，選用帶 A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求；而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項目中（如要實現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來選用中檔或高檔機(jī)（其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等）。 I/O的選擇PLC與生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過I/O接口模塊來實現(xiàn)的。PLC有許多I/O接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及其他一些特殊模塊，使用時應(yīng)根據(jù)它們的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。(1) 確定I/O點(diǎn)數(shù)根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要的I/O點(diǎn)數(shù)時，應(yīng)再增加 10%～20%的備用量，以便隨時增加控制功能。對于一個控制對象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，I/O點(diǎn)數(shù)也應(yīng)有所不同。下表列出了典型傳動設(shè)備及常用電氣元件所需的開關(guān)量的I/O點(diǎn)數(shù)。典型傳動設(shè)備及常用電氣元件所需的開關(guān)量的I/O點(diǎn)數(shù)如表1所示：表1 典型傳動設(shè)備及常用電氣元件所需的開關(guān)量的I/O點(diǎn)數(shù)序號電氣設(shè)備、元件輸入點(diǎn)數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)1Y起動的籠型異步電動機(jī)432單向運(yùn)行的籠型異步電動機(jī)413可逆行的籠型異步電動機(jī)524單向變極時機(jī)535可逆變極時機(jī)646單向運(yùn)行的直流電動機(jī)967可逆運(yùn)行的直流電動機(jī)1288單線圈電磁閥219雙線圈電磁閥3210比例閥5311按鈕112光電管開關(guān)213信號燈114撥碼開關(guān)415三檔段開關(guān)316行程開關(guān)117接近開關(guān)118制動器119風(fēng)機(jī)120位置開關(guān)221單向運(yùn)行的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)3422可逆運(yùn)行的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)45(2) 開關(guān)量I/O開關(guān)量I/O接口可從開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制設(shè)備（如指示燈、報警器、電動機(jī)起動器等）接收信號。典型的交流輸入/輸出信號為24～240V，直流輸入/輸出信號為5～240V。盡管輸入電路因制造廠家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于消除錯誤信號的抖動電路等。此外，大多數(shù)輸入電路在高壓電源輸入和接口電路的控制邏輯部分之間都設(shè)有可選的隔離電路。在評估離散輸出時，應(yīng)考慮熔絲、瞬時浪涌保護(hù)和電源與邏輯電路間的隔離電路。熔絲電路也許在開始時花費(fèi)較多，但可能比在外部安裝熔絲耗資要少。(3) 模擬量I/O模擬量輸入/輸出接口一般用來感知傳感器產(chǎn)生的信號。這些接口可用于測量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設(shè)備。這些接口的典型量程為10～+10V、0～+20V、4～20mA或10～50mA，多數(shù)采用4～20mA、0～+20V。(4) 特殊功能I/O在選擇一臺PLC時，用戶可能會面臨一些特殊類型且不能用標(biāo)準(zhǔn)I/O實現(xiàn)的I/O限定（如定位、快速輸入、頻率等）。此時用戶應(yīng)當(dāng)考慮供銷廠商是否提供有特殊的有助于最大限度減小控制作用的模塊。有些特殊接口模塊自身能處理一部分現(xiàn)場數(shù)據(jù)，從而使CPU從繁重的任務(wù)處理中解脫出來。(5) 智能式I/O當(dāng)前，PLC的生產(chǎn)廠家相繼推出了一些智能式的I/O模塊。一般智能式I/O模塊本身帶有處理器，可對輸入或輸出信號作預(yù)先規(guī)定的處理，并將處理結(jié)果送入CPU或直接輸出，這樣可提高PLC的處理速度并節(jié)省存儲器的容量[2]。 存儲器類型及容量選擇PLC系統(tǒng)所用的存儲器基本上由PROM、EPROM及RAM三種類型組成，存儲容量則隨機(jī)器的大小變化，一般小型機(jī)的最大存儲能力低于6kB，中型機(jī)的最大存儲能力可達(dá)64kB，大型機(jī)的最大存儲能力可上兆字節(jié)。使用時可以根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的存儲需要來選用合適的機(jī)型，必要時也可專門進(jìn)行存儲器的擴(kuò)充設(shè)計。PLC的存儲器容量選擇和計算的第一種方法是：根據(jù)編程使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)精確計算存儲器的實際使用容量。第二種為估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按照下表的公式來估算。為了使用方便，一般應(yīng)留有25%～30%的裕量，獲取存儲容量的最佳方法是生成程序，即用了多少字。知道每條指令所用的字?jǐn)?shù)，用戶便可確定準(zhǔn)確的存儲容量。表2給出了存儲器容量的估算方法。表2　估算存儲器容量的方法控制目的公 式說 明代替繼電路M=Km(10D1+5D0)D1為數(shù)字（開關(guān)）量輸入信號D0為數(shù)字（開關(guān)）量輸出信號AI為模擬量輸入信號Km為每個接點(diǎn)所存儲字節(jié)數(shù)M為存儲器容量模擬量控制M=Km(10D1+5D0+10AI)多路采樣控制M=Km[10D1+5D0+100AI+(1+采樣點(diǎn)）]根據(jù)上述PLC選型的方法。再結(jié)合系統(tǒng)要求本系統(tǒng)與實際工藝本系統(tǒng)選區(qū)用性價比較高的西門子S7200PLC，CPU為226。 西門子S7200PLC系統(tǒng)配置 S7200 PLC的性能和特點(diǎn)西門子S7系列程控制器分為S7400 、S7300、 S7200三個系列，分別為S7系列的大、中、小PLC。S7200系列有CPU21X系列和CPU22X系列，其中CPU22X型有4個不同的基本型號，分別為CPU221 、CPU222 、CPU224 、CPU 226。CPU226是功能最強(qiáng)的單元，可完全滿足一些中小型復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。4種型號的PLC具有下列特點(diǎn)：（1）集成的24V電源。可直接連接到傳感器和變送器，CPU221 CPU222具有180mA輸出。CPU224輸出280mA，CPU226輸出400mA可用作負(fù)載電源。（2）高速脈沖輸出。具有2路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達(dá)20kHz，用于控制步進(jìn)電機(jī)。（3）通信口。CPU221 CPU222和CPU224具有1個RS485通信口。CPU226有2個RS485通信口。支持PPI、MPI通信協(xié)議，有自由中通信能力。（4）模擬電位器。CPU221/222E有1個模擬電