【正文】 通電后自動(dòng)變頻啟動(dòng)方式。在電源恢復(fù)后， PLC 會(huì)發(fā)出指令，蜂鳴器發(fā)出警告，然后按自動(dòng)運(yùn)行方式變頻啟動(dòng) 1泵，直到穩(wěn)定地運(yùn)行在給定水壓值。 當(dāng)出現(xiàn)消防報(bào)警信號(hào)時(shí)，系 統(tǒng)立即按照消防壓力運(yùn)行。 變頻故障從冗余設(shè)計(jì)原則考慮，在變頻器發(fā)生故障時(shí)也要不間斷供水。當(dāng)變頻器突然發(fā)生故障，蜂鳴器報(bào)警， PLC 發(fā)指令使全部水泵停機(jī)，然后 1泵工頻運(yùn)行（若水泵功率大于 37KW，則需要采用降壓?jiǎn)?dòng)或其它啟動(dòng)方式），經(jīng)一定延時(shí)后根據(jù)壓力變化情況再使 2泵工頻運(yùn)行。此時(shí)， PLC切換泵則根據(jù)實(shí)際水壓的變化在工頻泵間切換。當(dāng)出現(xiàn)水池?zé)o水停機(jī)、電動(dòng)機(jī)欠壓、過壓、錯(cuò)相、電機(jī)故障等情況時(shí)，均能由蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。條件許可時(shí)可以添加 MODEM 模塊，在變頻器、電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)能通過遠(yuǎn)程通信口 撥叫值班人員電話，通知有關(guān)人員前來(lái)維修。所有故障解決、恢復(fù)正常后，自啟動(dòng)前也要發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 三 .器件的選型及介紹 ㈠ .可編程控制器 簡(jiǎn)介 PLC 可編程控制器是 60 年代末在繼電器系統(tǒng)上發(fā)展起來(lái)的，當(dāng)時(shí)稱作可編程邏輯控制器 (Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱 PLC?？删幊炭刂破鞯漠a(chǎn)生和發(fā)展與繼電器控制系統(tǒng)有很大的關(guān)系。繼電器是一種用弱電信號(hào)控制強(qiáng)電信號(hào)的電磁開關(guān)，但在復(fù)雜的控制系統(tǒng)中，故障的查找和排除非常困難，不適應(yīng)于工藝要求發(fā)生變化的場(chǎng)合。由此，產(chǎn)生 了可編程控制器，它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)，用面向控制過程、面向用戶的簡(jiǎn)單編程語(yǔ)句，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，是簡(jiǎn)單易懂，操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制器，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一?？删幊炭刂破骶哂胸S富的輸入 /輸出接口，并具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，但它的產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，其靈活標(biāo)準(zhǔn)的配置能夠適應(yīng)工業(yè)上的各種控制。在實(shí)際應(yīng)用中，其硬件可根據(jù)實(shí)際需要選用配置，其軟件則需要根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 圖 PLC的硬件結(jié)構(gòu)框圖 可編程邏輯控制器， 采用的是計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，最初主要用于順序控制，只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算。隨著微電子技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，以及工業(yè)自動(dòng)化控制愈來(lái)愈高的需求， PLC無(wú)論在功能上、速度上、智能化模塊以及聯(lián)網(wǎng)通信上，都有很大的提高?，F(xiàn)在的 PLC已不只是開關(guān)量控制，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了順序控制、邏輯控制的范圍，具備了模擬量控制、過程控制以及遠(yuǎn)程通信等強(qiáng)大功能。美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì) (NEMA)將其正式命名為可編程控制器 (Programmable Controller)，簡(jiǎn)稱 PC，但是為了和個(gè)人計(jì)算機(jī) (Persona1 Computer)的簡(jiǎn)稱 PC相區(qū)別，人們常常把可編程控制器仍簡(jiǎn)稱為 PLC。 事實(shí)上與所有的器件一樣， PLC本身也有其局限性，它無(wú)法向操作者顯示動(dòng)態(tài)的設(shè)備狀態(tài)參數(shù)，無(wú)法進(jìn)行大批量數(shù)據(jù)的存貯與轉(zhuǎn)化，尤其是當(dāng)系統(tǒng)工藝改變時(shí)，無(wú)法方便、快速地改變相關(guān)參數(shù)、配方。因此，在現(xiàn)今的稍微復(fù)雜一些的控制系統(tǒng)中， PLC通常與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)配合使用，實(shí)現(xiàn)完整的控制功能。 PLC 的特點(diǎn) 現(xiàn)代可編程控制器不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量的邏輯控制，還具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)處理、運(yùn)動(dòng)控制、模擬量 PID 控制、通信網(wǎng)絡(luò)等功能。在發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家，可編程控制器已經(jīng)廣泛的 應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，其應(yīng)用已擴(kuò)展到樓宇自動(dòng)化、家 庭自動(dòng)化、商業(yè)、公用事業(yè)、測(cè)試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。歸納可編程控制器主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： ⑴、編程方法簡(jiǎn)單易學(xué) ⑵、功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高 ⑶、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) ⑷、無(wú)觸點(diǎn)免配線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) ⑸、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 ⑹、維修工作量小，維修方便 ⑺、體積小，能耗低。 PLC 的工作過程 圖 PLC的掃描工作過程 PLC是在系統(tǒng)軟件的控制和指揮下，采用循環(huán)順序掃描的工作方式，其工作過程就是程序的執(zhí)行過程，它 分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段，如圖 。 PLC在 I/O處理方面必須遵守的規(guī)則如下： ⑴、 輸入映像寄存器的數(shù)據(jù)，取決于輸入端子板在上一個(gè)刷新時(shí)間的狀態(tài)； ⑵、 程序如何執(zhí)行，取決于用戶所編的程序和輸入映像寄存器、元件映像寄存器中存放的所需軟元件的狀態(tài)； ⑶、 輸出映像寄存器（包含在元件映像寄存器中）的狀態(tài)，由輸出指令的執(zhí) 行結(jié)果決定。 ⑷、輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)，由上一個(gè)刷新時(shí)間輸出映像寄存器的狀態(tài)決定； ⑸、輸出端子上的輸出狀態(tài)，由輸出鎖存器中的狀態(tài)決定。 PLC 的選型 水泵 M M2， M3可變頻運(yùn)行，也可工頻運(yùn)行，需 PLC的 6個(gè)輸出點(diǎn)，變頻器的運(yùn)行與關(guān)斷由 PLC的 1個(gè)輸出點(diǎn)，控制變頻器使電機(jī)正轉(zhuǎn)需 1個(gè)輸出信號(hào)控制，報(bào)警器的控制需要 1個(gè)輸出點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)量一共 9個(gè)?？刂破饎?dòng)和停止需要 2個(gè)輸入點(diǎn)，變頻器極限頻率的檢測(cè)信號(hào)占用 PLC2個(gè)輸入點(diǎn)，系統(tǒng)自動(dòng) /手動(dòng)起動(dòng)需 1輸入點(diǎn)，手動(dòng)控制電機(jī)的工頻 /變頻運(yùn)行需 6個(gè)輸入點(diǎn)，控制系統(tǒng)停止運(yùn)行需 1個(gè)輸入點(diǎn)，檢測(cè)電機(jī)是否過載需 3個(gè)輸入點(diǎn)，共需 15個(gè)輸入點(diǎn)。系統(tǒng)所需的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)量共為 24個(gè)點(diǎn)。本系統(tǒng)選用 FXos30MRD型 PLC。 PLC 的接線 圖 PLC的接線圖 Y0接 KM0控制 M1的變頻運(yùn)行， Y1接 KM1控制 M1的工頻運(yùn)行； Y2接 KM2控制 M2的變頻運(yùn)行， Y3接 KM3控制 M2的工頻運(yùn)行； Y4接 KM4控制 M3的變頻運(yùn)行， Y5接 KM5控制 M3的工頻運(yùn)行。 X0接起動(dòng)按鈕， X1接停止按鈕， X2接變頻器的 FU接口， X3接變頻器的 OL接口，X4接 M1的熱繼電器， X5接 M2的熱繼電器， X6接 M3的熱繼電器。 為了防止出現(xiàn)某臺(tái)電動(dòng)機(jī)既接工頻電又接變頻電設(shè)計(jì)了電氣互鎖。在同時(shí)控制 M1電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)接觸器 KM KM0線圈中分別串入了對(duì)方的常閉觸頭形成電氣互 鎖 。頻率檢測(cè)的上 /下限信號(hào)分別通過 OL和 FU輸出至 PLC的 X2與 X3輸入端作為 PLC增泵減泵控制信號(hào) ㈡ 、變頻器 變頻器的構(gòu)成 通常由變頻器主電路（ IGBT、 BJT、或 GTO 作逆變?cè)┙o異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源。此電源輸出的電壓或電流及頻率，由控制回路的控制指令進(jìn)行控制。而控制指令則根據(jù)外部的運(yùn)轉(zhuǎn)指令進(jìn)行運(yùn)算獲得。對(duì)于需要更精密速度或快速響應(yīng)的場(chǎng)合，運(yùn)算還應(yīng)包含由變頻器主電路和傳動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)出來(lái)的信號(hào)和保護(hù)電路信號(hào)，即防止因變頻器主電路的過電壓、過電流引起的損失外，還應(yīng)保護(hù)異步電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)等 圖 變頻器的構(gòu)成 ⑴、主電路 給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，稱為主電路。圖 所示是典型的電壓逆變器的例子，其主電路由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸引在整流和逆變時(shí)產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。另外，異步電動(dòng)機(jī)需要制動(dòng)時(shí)，有時(shí)要附加“制動(dòng)回路”。 ①整流器 最近大量使用的是二極管的交流器，圖 所示，它把工頻電源變換為直流電源?？捎脙山M晶體管交流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。 平波回路 在整流 器整流后的直流電壓中，含有電源 6倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電壓吸收脈動(dòng)電壓（電流）。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路的構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。 ②逆變器 同整流器相反，逆變器的作用是將直流功率變換為所需要頻率的交流功率，根據(jù) PWM 控制信號(hào)使 6 個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷，就可以得到三相頻率可變的交流輸出。 制動(dòng)回路 異步電動(dòng)機(jī)在再生制動(dòng)區(qū)域使用時(shí)（轉(zhuǎn)差率為負(fù)），再生能量?jī)?chǔ)存于平波回路電容器中，使直流電壓升高。一般說(shuō)來(lái)，由機(jī)械系統(tǒng)（ 含電動(dòng)機(jī)）慣量積蓄的能量比電容能儲(chǔ)存的能量大，需要快速制動(dòng)時(shí)，可用由逆變流器向電源反饋或設(shè)置制動(dòng)回路（開關(guān)和電阻）把再生功率消耗掉，以免直流電路電壓上升。 圖 典型的電壓型逆變器一例 ⑵ .控制電路 給異步電動(dòng)機(jī)供