【正文】 統(tǒng)董小丹摘具體講述了系統(tǒng)的總體設計與軟件的實現(xiàn)，并對系統(tǒng)采取的可靠性措施進行了說明。系統(tǒng)采用變頻調速方式自動調節(jié)水泵電機轉速，保持供水壓力的恒定，在用水低谷時投入小流量泵，降低電能損耗。這里介紹一種由可編程控制器控制的變頻恒壓供水系統(tǒng)，它既能解決人工操作的繁雜勞動和精神壓力，又能節(jié)約能源。該系統(tǒng)還設有多種保護功能，尤其是強電邏輯硬件互鎖功能，從而保證正常供水，且可以做到無人值守。變頻恒壓供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設備的投資，運行的經(jīng)濟性，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動化程度等方面都具有無法比擬的優(yōu)勢，而且具有顯著的節(jié)能效果。同時用于水泵轉速控制的變頻器也存在一定的滯后效應。(五)、當出現(xiàn)意外的情況(如突然停水、斷電、泵、變頻器或軟啟動器故障等)時，系統(tǒng)能根據(jù)泵及變頻器或軟啟動器的狀態(tài)，電網(wǎng)狀況及水源水位，管網(wǎng)壓力等工況點自動進行切換，保證管網(wǎng)內壓力恒定。圖1二、工作原理 該系統(tǒng)具有手動和自動兩種運行方式： ㈠手動運行方式 選擇此方式時，按啟動按鈕泵或停止按鈕，可根據(jù)需要而分別啟停各水泵。若變頻器輸出頻率低于某一設定值（水泵出水頻率，一般為25Hz），而出水壓力仍高于設定壓力值時，PLC開始計時，若在一定時間內，出水壓力降低到設定壓力，PLC放棄計時，繼續(xù)變頻調速運行；若在一定時間內出水壓力仍高于設定壓力，根據(jù)先投先停的原則，PLC將停止正在運行的水泵中運行時間最長的工頻泵，直至出水壓力達到設定值。在小流量水泵的選擇上，其功率一般是主水泵功率的1/4到1/6，揚程和主泵相同。 當出現(xiàn)消防報警信號時，系統(tǒng)立即按照消防壓力運行。當出現(xiàn)水池無水停機、電動機欠壓、過壓、錯相、電機故障等情況時，均能由蜂鳴器發(fā)出警報聲?？删幊炭刂破鞯漠a生和發(fā)展與繼電器控制系統(tǒng)有很大的關系。在實際應用中，其硬件可根據(jù)實際需要選用配置，其軟件則需要根據(jù)要求進行設計。美國電氣制造商協(xié)會(NEMA)將其正式命名為可編程控制器(Programmable Controller)，簡稱PC，但是為了和個人計算機(Persona1 Computer)的簡稱PC相區(qū)別，人們常常把可編程控制器仍簡稱為PLC。在發(fā)達的工業(yè)化國家，可編程控制器已經(jīng)廣泛的應用在所有的工業(yè)部門，其應用已擴展到樓宇自動化、家庭自動化、商業(yè)、公用事業(yè)、測試設備和農業(yè)等領域。⑷、輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)，由上一個刷新時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。本系統(tǒng)選用FXos30MRD型PLC。在同時控制M1電動機的兩個接觸器KMKM0線圈中分別串入了對方的常閉觸頭形成電氣互鎖。對于需要更精密速度或快速響應的場合，運算還應包含由變頻器主電路和傳動系統(tǒng)檢測出來的信號和保護電路信號，即防止因變頻器主電路的過電壓、過電流引起的損失外，還應保護異步電動機及傳動系統(tǒng)等 變頻器的構成⑴、主電路給異步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分，稱為主電路。可用兩組晶體管交流器構成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進行再生運轉。裝置容量小時，如果電源和主電路的構成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。一般說來，由機械系統(tǒng)（含電動機）慣量積蓄的能量比電容能儲存的能量大，需要快速制動時，可用由逆變流器向電源反饋或設置制動回路（開關和電阻）把再生功率消耗掉，以免直流電路電壓上升。在控制電路B部分增加了速度檢測電路，即增加了速度指令，可以對異步電動機的速度進行控制更精確的閉環(huán)控制。電壓/電流檢測電路與主電路電位隔離，檢測電壓、電流等。保護回路主要包括：逆變器保護瞬時過電壓保護。逆變器輸出電流超過額定值，且持續(xù)流通達規(guī)定的時間以上，為了防止逆變器器件、線路等損壞要停止運轉。采用逆變器使電動機快速減速時，由于再生功率直流電路電壓將升高，有時超過容許值。但瞬時停電時間在10ms以上時，通常會使控制電路誤動作，主電路也不能供電，所以檢出后使逆變器停止運轉。冷卻風機異常。動作頻繁時可以考慮減輕電動機負載、增加電動機及逆變器容量等。急加速時，如果異步電動機跟蹤遲緩，則過電流保護電路動作，運轉就不能繼續(xù)進行（失速）。減速時產生的再生能量使主電路直流電壓上升，為了防止再生過電壓保護電路動作，在直流電壓下降之前要進行控制，抑制頻率下降，防止失速再生過電壓。⑷、由于變頻恒壓調速直接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污染，大大降低水質污染的可能性：眾所周知南方氣候炎熱潮濕細菌和微生物極易繁殖和滋生尤其是高位水箱很容易生紅蟲必須定期清洗改用變頻調速恒壓供水設備后只需一個低位水箱原來也有將水質污染降到最低限度。 ㈢、 PID調節(jié)器僅用P動作控制，不能完全消除偏差。對有積分元件的負載系統(tǒng)可以單獨使用P動作控制。在該場合，為使P動作的振蕩衰減和系統(tǒng)穩(wěn)定，可用PD控制。這種控制方式用于從產生偏差到出現(xiàn)響應需要一定時間的負載系統(tǒng)(即實時性要求不高，工業(yè)上的過程控制系統(tǒng)一般都是此類系統(tǒng)，本系統(tǒng)也比較適合PID調節(jié))效果比較好 PID控制框圖通過對被控制對象的傳感器等檢測控制量(反饋量)，將其與目標值(溫度、流量、壓力等設定值)進行比較。在恒壓供水中常見的PID控制器的控制形式主要有兩種:硬件型：即通用PID控制器，在使用時只需要進行線路的連接和P、I、D參數(shù)及日標值的設定。改傳感器采用硅壓阻效應原理實現(xiàn)壓力測量的力－電轉換。 壓力傳感器的接線圖㈤、原件表水泵：MM2選用40160(I)A型，M3選用40160(I)型。自由通訊口方式是S7200 PLC的一個很有特色的功能，它使S7200 PLC可以由用戶自己定義通訊協(xié)議。 ㈡.變頻器及控制方式選擇 在傳統(tǒng)的變頻控制系統(tǒng)中，變頻器的啟動/停止由PLC通過開關量輸出控制，變頻器頻率是由PLC通過模擬量輸出端口輸出0～5(10)V或4～20mA信號控制的，這需要購買PLC比較昂貴的模擬量輸出端口模塊。 ㈢. 觸摸屏 觸摸屏選用臺灣HITCH公司生產的PWS系列，它具有豐富的驅動程序，可方便地通過串口與S7200系列PLC通訊。㈤.PLC通過RS485通訊實現(xiàn)變頻調速　　本方法是PLC主機上裝RS485BD通訊適配器與變頻器的485PU口相連接（具體連接方式見附錄圖6所示），通過PLC和變頻器之間的RS485半雙工串行通訊來實現(xiàn)電動機的變頻調速。設定好參數(shù)后按如下協(xié)議進行數(shù)據(jù)通訊該過程分5個階段：計算機發(fā)出通訊請求；變頻器處理等待；變頻器作出應答；計算機處理等待；計算機作出應答?，F(xiàn)只列出較為常用的三種格式：　　要實現(xiàn)PLC對變頻器的通訊控制，必須對PLC進行編程。硬件連接附錄圖5所示?！　∪粢獙?站的電動機進行調速控制，只要將H30和H31分別傳送給D11,D12。十六進制數(shù)轉換成ASCI碼時，H0H9轉換成ASCI碼時加H30，例H3轉換成ASCI碼即H3+H30=H33，而AF轉換成ASCI碼時加H31。該系統(tǒng)優(yōu)點：硬件簡單、可控制32臺變頻器。且必須在掌握通訊協(xié)議及相關的參數(shù)的基礎上才能順利完成編程。本論文研究的是變頻恒壓供水系統(tǒng)。因實現(xiàn)了恒壓自動控制，不需要操作人員頻繁操作，節(jié)省了人力，提高了供水質量，減輕了勞動強度，可實現(xiàn)無人值班，節(jié)約管理費用。從開始進入課題到論文的順利完成，一直離不開老師、同學、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ 此論文是在我的指導老師李明老師的親切關懷與細心指導下完成的。在未來的日子里，我會更加努力的學習和工作，不辜負父母對我的殷殷期望！我一定會好好孝敬和報答他們！參考文獻[1] 陳立定 吳玉香 蘇開才 電氣控制與可編程控制器[M] 廣州 華南理工大學出版社 [2] [M].上海交大出版社，1998.[3] [M].，2007.[4]，1996，[5]:機械工業(yè)出版社，1996[6] 趙小惠，(2)：[7] (4) [8]變頻器、可編程序控制器及觸摸屏綜合應用技術 機械工業(yè)出版社出版煙臺工程職業(yè)技術學院畢業(yè)（設計）成績評定評分表評價基元評價內涵滿分實評分平時成績30％能按時完成畢業(yè)設計(論文)各階段所要求的工作 10能綜合運用所學知識分析與解決問題的能力、獨立工作能力和實際動手能力14工作態(tài)度認真、端正、虛心、嚴謹，嚴格遵守紀律6小計30評閱成績30%能按任務書要求出成果 3論文結構完整、合理，條理清晰，對實