【正文】 With general frequency converter realize for three phase pump generator soft start with frequency control,operation switch adopts the principle of”start first stop first”. The detection signal of pressure sensor of hydraulic pressure,via PLC with set value by carry out PID parison operation,so,control frequency and the export voltage of frequency converter,and then the rotational speed that changes pump generator e to change water supply quantity,eventually,it is nearby to maintain pipe pressure to stabilize when set value. Through work control machine the connection with PLC,with group form software consummately systematic monitoring,have realized operation state development to show and data,report to the police inquiry. Keywords: variable frequency speedregulating, constantpressure water supply, PLC, supervision control and data acquisition.山東科技大學學士學位論文 目錄 目錄 1 緒論 ................................................................................................................ 1 課題的提出 ............................................................................................ 1 變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內外研究現(xiàn)狀 ................................................ 3 PLC 概述 ................................................................................................. 5 本課題的主要研究內容 ........................................................................ 7 2 系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定 ........................................................ 8 變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論分析 ............................................................ 8 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制 方案的確定 ...................................................11 3 系統(tǒng)的硬件設計 ....................................................................................... 19 系統(tǒng)主要設備的選型 .......................................................................... 19 系統(tǒng)主電路分析及其設計 .................................................................. 23 系統(tǒng)控制電路分析及其設計 .............................................................. 25 PLC 的 I/O 端口分配及外圍接線圖 ................................................... 27 4 系統(tǒng)的軟件設計 ....................................................................................... 31 系統(tǒng)軟件設計分析 .............................................................................. 31 PLC 程序設計 ....................................................................................... 33 PID 控制器參數(shù)整定 ............................................................................ 40 5 監(jiān)控系統(tǒng)的設計 ....................................................................................... 47 組態(tài)軟件簡介 ...................................................................................... 47 監(jiān)控系統(tǒng)的設計 .................................................................................. 47 6 結束語 ......................................................................................................... 52 山東科技大學學士學位論文 目錄 參考文獻 ......................................................................................................... 54 致謝 ................................................................................................................... 56 附錄 ................................................................................................................... 57 附錄 A 英文文獻 ....................................................................................... 57 附錄 B 中文翻譯 ....................................................................................... 66 附錄 C 主程序梯形圖 ............................................................................... 72 山東科技大學 學士學位論文 緒論 1 1 緒論 課題的提出 水和電是人類生活、生產中不可缺少的重要物質，在節(jié)水節(jié)能已成為時代特征的現(xiàn)實 條件下，我們這個水資源和電能源短缺的國家，長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產循環(huán)供水等方面技術一直比較落后，自動化程度較低，而隨著我國社會經濟的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，以及住房制度改革的不斷深入，城市中各類小區(qū)建設發(fā)展十分迅速，同時也對小區(qū)的基礎設施建設提出了更高的要求。采用變頻器實現(xiàn)對三相水泵電機的軟啟動和變頻調速，運行切換采用 “先啟先停 ”的原則。 摘要 本論文根據中國城市小區(qū)的供水要求，設計了一套基于 PLC 的變頻調速恒壓供水系統(tǒng) , 并利用組態(tài)軟件開發(fā)良好的運行管理界面。壓力傳感器檢測當前水壓信號，送入 PLC 與設定值比較后進行 PID 運算，從而控制變頻器的輸出電壓和頻率，進而改變水泵電機的轉速來改變供水量，最終保持管網壓力穩(wěn)定在設定值附近。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設是其中的一個重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經濟性直接影響到小區(qū)住戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。 (4) 液力耦合器和電池滑差離合器調速的供水方式易漏油，發(fā)熱需冷卻，效率低，改造麻煩，只能是一對一驅動，需經常檢修；優(yōu)點是價格低廉，結構簡單明了，維修方便。 基于 PLC 和變頻技術的恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術、電氣技術、現(xiàn)代控制技術于一體。 20 世紀 80 年代初，日本學者提出了基于磁通軌跡的磁通軌跡控制方法。隨著改革開放和經濟的高速發(fā)展，我國采取要么直接從發(fā)達國家進口現(xiàn)成的變頻調速設備，要么內外結合，即在自行設計制造的成套裝置中采用外國進口或合資企業(yè)的先進變頻調速設備，然后自己開發(fā)應用軟件的辦法，很好地為國內重大工程項目提供了電氣傳動控制系統(tǒng)的解決辦法，適應了社會的需要。應用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機構，為了滿足供水量大小需求不山東科技大學 學士學位論文 緒論 4 同時，保證管網壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對壓力進行閉環(huán)控制。但在系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗擾性能以及開放性等多方面的綜合技術指標來說，還遠遠沒能達到所有用戶的要求。因此，有待于進一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被 更好的應用于生活、生產實踐 [4]。 PLC 及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC增加了運算、數(shù)據傳送及處理等 功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、 PID 功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。 西門子 S7200PLC 簡介 西門子公司具有品種非常豐富的 PLC產品。 PLC 控制變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有變頻器、可編程 控制器、壓力變送器和 現(xiàn)場的水泵機組一起組成一個完整的閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng)，本設計中有 3 個貯水池， 3 臺水泵，采用部分流量調節(jié)方法，即 3 臺水泵中只有 1 臺水泵在變頻器控制下作變速運行，其余水泵做恒速運行。硬件設備選型、 PLC選型，估算所需 I/O 點數(shù)，進行 I/O 模塊選型，繪制系統(tǒng)硬件連接圖：包括系統(tǒng)硬件配置圖、 I/O 連接圖，分配 I/O 點數(shù)，列出 I/O 分配表，熟練使用相關軟件，設計梯形圖控制程序，對程序進行調試和修改并設計監(jiān)控系統(tǒng) 。下面重點分析改變電源頻率調速的方法及特點。隨著電力電子技術的發(fā)展，已出現(xiàn)了各種性能良好、工作可靠的變頻調速電源裝置，它們促進了變頻調速的廣泛應用。管阻特性反映了水泵的能量用來克服泵系統(tǒng)的水位及壓力差、液體在管道中流動阻力的變化規(guī)律。在這一點，用戶的用水流量 Qu 和供水系統(tǒng)的 供水流量Qc 處于平衡狀態(tài)，供水系統(tǒng)既滿足了揚程特性，也符合了管阻特性，系統(tǒng)穩(wěn)定運行。異步電動機的變頻調速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉速而實現(xiàn)調速的。由于實際用水中，需水量是變化的，若閥門開度在一段時間內保持不變，必然要造成超壓或欠壓現(xiàn)象的出現(xiàn)。其工作原理是根據用 戶用水量的變化自動地調整水泵電機的轉速，使管網壓力始終保持恒定，當用水量增大時電機加速，用水量減小時電機減速。而揚程則從 H0上升到 H1，運行工況點從 E 點移到 F 點，此時水泵的輸出功率正比于 H1 Q2。 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制方案的確定 控制方案的比較和確定 恒壓變頻供水系統(tǒng)主要有壓力變送器、變頻器、恒壓控制單元、水泵山東科技大學學士學位論文 系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定 12 機組以及低壓電器組成。其輸出接口的擴展功能缺乏靈活性，數(shù)據 通信困難，并且限制了帶負載的容量，因此僅適用于要求不高的小容量場合。具