【正文】 ．PLC CPM2A 模擬量輸入/輸出單元 12 變頻器選型及特點(diǎn) 15 ABB 產(chǎn)品信息： 15 變 頻 節(jié) 能 理 論 ： 15 ．變 頻 恒 壓 供 水 系 統(tǒng) 及 控 制 參 數(shù) 選 擇： 16 ．變頻恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及體現(xiàn) 17 遠(yuǎn)傳壓力表 18 主要技術(shù)指標(biāo) 19 結(jié)構(gòu)原理 19 系統(tǒng)控制流程設(shè)計(jì) 20 系統(tǒng)組成及作用 20 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程 203 軟件設(shè)計(jì) 23 系統(tǒng)中檢測(cè)及控制開(kāi)關(guān) I/O 分配 23 I/O 地 址 及 標(biāo) 志 位 分 配 表 25 流程圖 27 程序設(shè)計(jì)： 28 43致 謝 44參考文獻(xiàn) 451第一章 前言 供水系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀一般規(guī)定城市管網(wǎng)的水壓只保證 6 層以下樓房的用水，其余上部各層 均須“提升”水壓才能滿足用水要求。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其 節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，使我國(guó)供水行業(yè)的技術(shù)裝備水平 從 90 年代初開(kāi)始經(jīng)歷了一次飛躍。充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻調(diào) 速恒壓供水設(shè)備，降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面有著非常重要的意義。追求高度智能化，系列標(biāo)準(zhǔn)化是未來(lái)供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)成片 開(kāi)發(fā)智能樓宇、網(wǎng)絡(luò)供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢(shì)。 占地面積小，投入少，效率高。 通過(guò)通信控制，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，節(jié)約了人力物力。，但這種調(diào)節(jié)方式 不能做到供水量和用水量的最佳匹配，水泵長(zhǎng)期偏離高效區(qū)工作，效率低 下。 恒壓供水設(shè)備的主要應(yīng)用場(chǎng)合：，城鄉(xiāng)居民小區(qū)，企事業(yè)等生活用水。14，污水處理，人造噴泉。目前交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)是一項(xiàng)業(yè)已廣泛應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)。由于小區(qū)用水有著季節(jié)和時(shí)段的明 顯變化，日常供水運(yùn)行控制就常采用水泵的運(yùn)行方式調(diào)整加上出口閥開(kāi)度 調(diào)節(jié)供水的水量水壓，大量能量因消耗在出口閥而浪費(fèi)，而且存在著水池 “二次污染”的問(wèn)題。 控制方案在住宅小區(qū)水廠的管網(wǎng)系統(tǒng)中，由于管網(wǎng)是封閉的，泵站供水的流量 是由用戶用水量決定的，泵站供水的壓力以滿足管網(wǎng)中壓力最不利點(diǎn)的壓 力損失ΔP和流量Q之間存在著如下關(guān)系：ΔP=KQ2；式中K一為系數(shù)設(shè)PL為壓力最不利點(diǎn)所需的最低壓力，則泵站出口總 管壓力P應(yīng)按下式關(guān)系供水，則可滿足用戶用水的要求壓力值，又有最佳 的節(jié)能效果。當(dāng)用水量Q在1／3QmaxQ2／3Qmax之間時(shí)，1泵已不 能滿足用戶所需的用水量，這時(shí)可編程控制器發(fā)出指令將1泵轉(zhuǎn)為工頻運(yùn) 行，并軟啟動(dòng)2泵，使2泵進(jìn)入變頻運(yùn)行工況，2泵的運(yùn)行轉(zhuǎn)速由用戶用 水量決定，以保證供水系統(tǒng)最不利點(diǎn)所需的供水壓力?！耙煌螻”方案雖然節(jié)能 效果略差，但獨(dú)有投資節(jié)省，運(yùn)行效率高的優(yōu)勢(shì)。反之，若變頻器工作頻率已下降至下限值(一 般設(shè)定為25~35Hz)而壓力仍高于規(guī)定值時(shí)，令1水泵停機(jī)，供水系統(tǒng)又處 于“1工1變”的運(yùn)行狀態(tài)。（2）設(shè)置換機(jī)間隙時(shí)間當(dāng)水泵電機(jī)由變頻切換至工頻電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)， 必須延時(shí)幾秒進(jìn)行定速運(yùn)行后接觸器才能自動(dòng)合閘，以防止操作過(guò)電壓。 為杜絕切換時(shí)接觸器主觸點(diǎn)意外熔焊、輔助觸點(diǎn)誤動(dòng)作而損壞變頻器的事 故，最好采用兩臺(tái)連體、機(jī)械和電氣雙重聯(lián)鎖的接觸器，如德力西公司的 CJX2N型聯(lián)鎖接觸器等。（6）變頻器或PLC帶有PID調(diào)節(jié)器PID(比例積分微分)調(diào)節(jié)器的積分環(huán)節(jié)I(即積分時(shí)間)調(diào)整應(yīng)合理: 時(shí)間太短，則系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，反應(yīng)靈敏，但易產(chǎn)生振蕩，水泵來(lái)回切換。（2）變頻器+專業(yè)供水控制器 最近，有的廠家專門為變頻恒壓供水研制了能實(shí)現(xiàn)上述控制要求的專業(yè)供水控制器，操作簡(jiǎn)單，調(diào)試方便，功能齊全，產(chǎn)品價(jià)格也與“變頻器+PLC”接近。由于可編程控制器可通過(guò)軟件來(lái)改變控制過(guò)程，并且編程簡(jiǎn)單，同時(shí) 采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，易于擴(kuò)展和拆裝，因而具有體積小，功耗低，可 靠性高，組裝維護(hù)方便，控制功能完善和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng) 用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，成為當(dāng)今自動(dòng)化電氣控制的主流。但現(xiàn)在考慮到系統(tǒng)的 安裝以及成本問(wèn)題，故本系統(tǒng)供水泵的自動(dòng)控制采用的是日本歐姆龍公司 的PLC，機(jī)器型號(hào)為CPM2A30CDRA和模擬量控制模塊CPM1AMAD02。? 可方便地與 OMRON 的 PT 相連接，為機(jī)器操作提供一個(gè)可視化界面。? 可進(jìn)行分散控制和模擬量控制。上升延 1ns(通過(guò)模擬 干擾）抗振抗振：10~57Hz。 CompoBus/SI/O 鏈接單元：作為一個(gè) CompoBus/S 從單元提供 8 點(diǎn)輸 入和 8 點(diǎn)輸出。 輸入/輸出范圍設(shè)置設(shè)置字（“MAD02輸出通道 n”+“1”）位76543210輸入 4輸入 3輸入 2輸入 1啟動(dòng)量程啟動(dòng)量程啟動(dòng)量程啟動(dòng)量程設(shè)置字（“MAD02輸出通道 n”+“1”）位15141312111098不使用輸入 4輸入 3輸入 2輸入 1輸出 111平均值啟動(dòng)量程設(shè)定值項(xiàng)目?jī)?nèi)容輸入量程0:0~10V 1:1~5V/4~20mA啟動(dòng)位0:不使用 1:使用平均值0:不使用 1:使用輸出量程0:0~10V/4~20mA 1:10~+10V/4~20mA啟動(dòng)位0:不使用 1:使用注:設(shè)定通道只能用于量程設(shè)定,不能作它用。FG 10K0VCPM1AMAD02 的輸入/輸出模擬單元的輸入輸出數(shù)據(jù)都是 16 進(jìn)制，分別對(duì)應(yīng)的電流電壓值如下：輸出 電壓/電流10V/20mA135V/12mA0V/4mA80FF 80800000 0080 00FF輸出數(shù)據(jù)（十六進(jìn)制）輸入 電壓/電流10V/5V/20mA5V/3V/12mA210V/1V/4mA00 80 FF輸入數(shù)據(jù)（十六進(jìn)制）在系統(tǒng)設(shè)備中我們采用的壓力傳感器以及變頻器頻率的輸入單元分 配如下：輸入 1 是小區(qū)供水壓力輸入，輸入 2 是水管壓力輸入，輸入 3 是 變頻器當(dāng)前頻率的輸出。 變頻器選型及特點(diǎn)變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)， 使我國(guó)供水行業(yè)的技術(shù)裝備水平從 90 年代初開(kāi)始經(jīng)歷了一次飛躍。DCS400 擁有多種調(diào)試工具。，冷卻水循環(huán)，熱力網(wǎng)水循環(huán)，鍋爐 補(bǔ)水等。在管網(wǎng)用水量減少到單臺(tái)主泵流量的約1/61/8時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止主泵，啟動(dòng)小功率的休眠泵工作， 保證系統(tǒng)小流量供水，解決小流量甚至零流量供水時(shí)大量電能的浪費(fèi)問(wèn) 題，從運(yùn)行控制上進(jìn)一步節(jié)能。這個(gè)目的的 實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵就在于壓力控制參數(shù)的選取，通常管網(wǎng)壓力控制點(diǎn)的選擇有兩 個(gè)：一個(gè)就是管網(wǎng)最不利點(diǎn)壓力恒壓控制，另一個(gè)就是泵出口壓力恒壓控 制。變頻器根據(jù)負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小，在啟動(dòng)和停止電機(jī)時(shí)所需的時(shí) 間不相同，設(shè)定時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致變頻器在加速時(shí)過(guò)電流、在減速時(shí)過(guò)電壓 保護(hù)；設(shè)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致變頻器在調(diào)速運(yùn)行時(shí)使系統(tǒng)變得調(diào)節(jié)緩慢，反 應(yīng)遲滯，應(yīng)變能力差，系統(tǒng)易處在短期不穩(wěn)定狀態(tài)中。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)及體現(xiàn) 變 頻 恒 壓供 水系 統(tǒng) 的最 顯著 優(yōu) 點(diǎn)就 是節(jié) 約 電能 ，節(jié) 能 量通 常在1040%。、管理簡(jiǎn)便 新型的小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)具備了過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、欠相、短路保護(hù)、瞬時(shí)停電保護(hù)、過(guò)載、失速保護(hù)、低液位保護(hù)、主泵定時(shí)輪換控制、 密碼設(shè)定等功能，功能完善，全自動(dòng)控制，自動(dòng)運(yùn)行，泵房不設(shè)崗位，只 需派人定期檢查、保養(yǎng)。另外不用水塔或天面水池、控制間不設(shè)專人管理、設(shè)備故障率極低等 方面都實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步減少投資，運(yùn)行管理費(fèi)低的特點(diǎn)，再加上變頻供水的 節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，都決定了小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)的投資回收期短，一般約 2 年。 主要技術(shù)指標(biāo) ： ：3～20Ω ：340～400Ω ①②外加電壓不大于 6V ：40～60℃，相對(duì)濕度不大于 85%，且震動(dòng)和被測(cè)（控）介質(zhì)的急劇脈：使用 溫度偏離 20177。由于電阻發(fā)送器系設(shè)置在齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，因此當(dāng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的扇形齒輪軸產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，電阻發(fā)送器的轉(zhuǎn)臂（電刷）也相應(yīng)地得以偏轉(zhuǎn)，由于電刷在電阻器上 滑行，使得被測(cè)壓力值的變化變換為電阻值的變化，而傳至二次儀表上， 指示出一相應(yīng)的讀數(shù)值。設(shè)備運(yùn)行時(shí),壓力傳感器不斷將管網(wǎng)水壓信號(hào)變換成電信 號(hào)送入PLC,經(jīng)PLC運(yùn)算處理后,獲得最佳控制參數(shù),通過(guò)變頻器和繼電控制 元件自動(dòng)調(diào)整水泵機(jī)組高效率地運(yùn)行。管網(wǎng)壓力當(dāng)前值高于變頻器設(shè)定時(shí)，變頻器就會(huì) 提高其頻率；當(dāng)前值低于變頻器設(shè)定時(shí)，變頻器就會(huì)降低其頻率。所以，每臺(tái)泵的供電接觸器其上口電源均來(lái)自與變頻器輸出和電 網(wǎng)的三相電源。在“變頻自動(dòng)”運(yùn)行方式下，先利用變頻 器啟動(dòng)并運(yùn)行一臺(tái)泵，同時(shí)系統(tǒng)檢測(cè)供水管網(wǎng)的實(shí)時(shí)壓力，當(dāng)供水管網(wǎng)壓 力低于設(shè)定值時(shí)（外界用水量增加），系統(tǒng)完成變頻泵頻率的上調(diào)，當(dāng)頻 率到達(dá)50Hz時(shí)，管網(wǎng)壓力仍低則啟動(dòng)第一臺(tái)工頻泵（由PLC采用星/角啟動(dòng) 控制）。系統(tǒng)采用定時(shí)輪換工作制，其變頻的工作順序?yàn)?—— 2——3——4，當(dāng)切換時(shí)，為了防止工頻電源和變頻輸出短路，必須先 將變頻器關(guān)閉，待外部將其接觸器連接好后再開(kāi)啟變頻器。星/角啟動(dòng)過(guò)程全部由繼電邏輯控制完成，為了防止主運(yùn)行接觸器與 變頻控制接觸器一起上電，本方案除了采用必要的互鎖外，還對(duì)主接觸器 和變頻接觸器選用了帶機(jī)械聯(lián)鎖控制。其控制包括1—4號(hào)泵的工頻、變頻接觸器、報(bào)警燈、報(bào)警器、變頻器啟停控制 等。一 路 輸 出 為P11 （12C H中 的 低 八 位 ，P11=P1 ）。D)(0815)P_GTBOOL大于(GT)標(biāo)志P_First_CycleBOOL第一次循環(huán)標(biāo)志P_ERBOOL指令執(zhí)行錯(cuò)誤(ER)標(biāo)志P_EQBOOL等于(EQ)標(biāo)志P_Cycle_Time_ValueUINT_BCDAR15當(dāng)前掃描時(shí)間P_Cycle_Time_ErrorBOOL循環(huán)時(shí)間錯(cuò)誤標(biāo)志P_CYBOOL進(jìn)位(CY)標(biāo)志電氣符號(hào)類型PLC 地址說(shuō)明P_1sBOOL 秒時(shí)鐘脈沖位P_1minBOOL2541 分鐘時(shí)鐘脈沖位P_0_2sBOOL 秒時(shí)鐘脈沖位P_0_1sBOOL255 秒時(shí)鐘脈沖位P_0_02sBOOL 秒時(shí)鐘脈沖位P2BOOL220城市供水網(wǎng)壓力P1BOOL210小區(qū)供水網(wǎng)壓力LS4BOOL4 號(hào)泵摘泵延時(shí)標(biāo)志LS3BOOL3 號(hào)泵摘泵延時(shí)標(biāo)志LS2BOOL2 號(hào)泵摘泵延時(shí)標(biāo)志LS1BOOL1 號(hào)泵摘泵延時(shí)標(biāo)志KM9BOOL113 號(hào)水泵工頻運(yùn)行KM8BOOL2 號(hào)水泵變頻運(yùn)行KM5BOOL2 號(hào)水泵工頻運(yùn)行KM4BOOL1 號(hào)水泵變頻運(yùn)行KM16BOOL4 號(hào)水泵變頻運(yùn)行KM13BOOL4 號(hào)水泵工頻運(yùn)行KM12BOOL3 號(hào)水泵變頻運(yùn)行KM1BOOL1 號(hào)水泵工頻運(yùn)行KAPLBOOL供水低水壓報(bào)警KAPBOOL低水壓報(bào)警KA