【正文】 器頻率大于等于45Hz且持續(xù)兩分鐘，則 KM2斷開、 KM1接通、 KM4接通，第一臺泵公頻運行， 變頻啟動第二臺泵。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計按以下流程進(jìn)行： 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 8 頁 共 34 頁 圖 21控制系統(tǒng)設(shè)計流 程圖 PLC 控制系統(tǒng)具體設(shè)計： 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)主電路圖如圖 所示 ：三臺電機分別為 M M M3，它們分別帶動水泵 3。當(dāng)用水量繼續(xù)下降，并且滿足減少水泵的 條件時，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，將另一臺工頻泵 M3關(guān)掉。反之，當(dāng)用水量減少水壓增加時，通過壓力閉環(huán)，減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值?？刂葡到y(tǒng)組成框圖如圖 。計算機監(jiān)控部分，主要實現(xiàn)供水水壓設(shè)定和系統(tǒng)運行情況的動態(tài)顯示。 單臺水泵工況的調(diào)節(jié)是通過變頻器來改變電源的頻率 f來改變電機的轉(zhuǎn)速 n,從而改變水泵的 流量 Q來實現(xiàn)的。 本 系統(tǒng)采用一臺變頻器拖動三 臺 水泵 電機的起動 切換、 運行 和 調(diào)速 。 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 1 頁 共 34 頁 中文摘要 本文介紹水泵在高層建筑恒壓供水系統(tǒng)中的 PLC和變頻控制以及監(jiān)控組態(tài)設(shè)計過程。水泵機組 采用循環(huán)使用的方式運 行。分析水泵的能耗比較圖，可以看出利用變頻器實現(xiàn) 變頻 調(diào)速恒壓供水，當(dāng) 水泵電機 轉(zhuǎn)速降低時，流量與轉(zhuǎn)速成正比，功率以轉(zhuǎn)速的三次方下降，與傳統(tǒng)供水方式閥門節(jié)流控制相比，可以 大幅度降 低能耗， 本系統(tǒng) 節(jié)能 效果 明顯。 任務(wù)要求： 供水對象為一棟 45米高、 180戶居民的住宅樓，需考慮生活、消防用水； 當(dāng)用戶用水量變化時，要求系統(tǒng)供水壓力波動在177。系統(tǒng)由 PLC、變頻器、水箱、供水機組、供水管網(wǎng)和各種傳感器、儀表組成。 (3) 當(dāng)用水量繼續(xù)增加，變頻器的輸出頻率達(dá)到上限頻率 50Hz時，若此時用戶管網(wǎng)的實際壓力還未達(dá)到設(shè)定壓力，并且滿足增加水泵的條件時，在變頻循環(huán)式的控制方式下，系統(tǒng)將在 PLC 的控制 下自動投入水泵 M2(變速運行 )，同時變頻泵 M1 做工頻運行，系統(tǒng)恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 7 頁 共 34 頁 第二章 硬件設(shè)計和選型 硬件設(shè)計 PLC 系統(tǒng)設(shè)計的基本原則： （ 1）應(yīng)最大限度地滿足機械設(shè)備和生產(chǎn)過程的控制要求； （ 2）確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠； （ 3）力求控制簡單、實用、合理； （ 4）系統(tǒng)應(yīng)留有一定余量。接觸器 KM KM KM5分別控制 M M M3的工頻運行；接觸器 KM KMKM6分別控制 M M M3的變頻運行； FR FR FR3分別為三臺水泵電機過載保護(hù)用的熱繼電器；QS QS QS QS4分別為變頻器和三臺水泵電機主電路的隔離開關(guān)； FU 為主電路的熔斷器。當(dāng)公頻泵連續(xù)運行達(dá) 24小時， PLC自動停止該泵的運行，同時啟動第三臺泵。變頻和工頻兩個回路不允許同時接通。同時可以通過通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接電壓表顯示線電壓。系統(tǒng)啟動、運行和停止的操作不能直接斷開主電路 (如直接使熔斷器或隔離開關(guān)斷開 )，而必須通過變頻器實現(xiàn)軟啟動和軟停。它采用一種可編程的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設(shè)備或生產(chǎn)過程。 （ 1）結(jié)構(gòu)合理 對于工藝比較固定，環(huán)境條件較好，維修量較小的場合，選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC。根據(jù)被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴充，通常 1/0點數(shù)按實際需要的考慮留 10%15%點數(shù)備用量。*10 38， 177。變頻器類型的選擇要根據(jù)負(fù)載的要求進(jìn)行。在同等電動機功率情況下，相對于高過載轉(zhuǎn)矩模式，變頻器規(guī)格可以降額選?。? （ 3）電磁兼容性。其中后兩項變頻器生產(chǎn)廠家由本國或本公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動機給出，或隨變頻器輸出電壓而降低，都很難確切表達(dá)變頻器的能力。由于同容量電動機，其極數(shù)不同，電動機額定電流不同。這是因為，電動機的容量選擇在考慮最大負(fù)載，富裕系數(shù)，電動機規(guī)格等因素，往往電動機的容量富裕較大，工業(yè)用電動機常常在 50%～ 60%額定負(fù)荷下運行。在選用變頻器時除了考慮技術(shù)性和可靠性外還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性，一般不要留有太大功率余量，變頻器與電動機兩者的功率應(yīng)相匹配，不但經(jīng)濟(jì)性好而且輸出波型更好。適用一般用途，可用于有少量粉塵或少許溫度、濕度變化的場合； （ 3）密閉型 IP65。應(yīng)用三菱 FRA700系列變頻器內(nèi)置 PID功能的 PLC控制恒壓供水系統(tǒng)，效率高，損耗小，調(diào)速供水節(jié)能效果突出，運行穩(wěn)定，可靠性高，抗干擾能力強，精度高，動態(tài)響應(yīng)快，體現(xiàn)了變頻調(diào)速恒壓供水的技術(shù)優(yōu)勢，取代了水塔、水箱、氣壓罐等，實現(xiàn)恒壓供水，成為供水網(wǎng)的換代產(chǎn)品。對輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵，要求對流部件采用耐磨材料，必要時軸封用采用清潔液體沖洗。 因此除以下情況外，應(yīng)盡可能選用離心泵：有計量要求時，選用計量泵 ； 揚程要求很高，流量很小且無合適小流量高揚程離心泵可選用時，可選用往復(fù)泵，如汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵 ；揚程很低，流量很大時，可選用軸流泵和混流泵 ； 介質(zhì)粘度較大（大于 650~1000mm2/s）時，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵或往復(fù)泵（齒輪泵、螺桿泵 ）； 介質(zhì)含氣量 75%，流量較小且粘度小于 ，可選用旋渦泵 ； 對啟動頻繁或灌泵不 便的場合，應(yīng)選用具有自吸性能的泵，如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動（電動）隔膜泵。選擇泵時，以最大流量為依據(jù)，兼顧正常流量，在沒有最大流量時，通?？扇≌Ａ髁康?。 操作條件的內(nèi)容很多，如液體的操作 T飽和 蒸汽力 P、吸入側(cè)壓力 PS（絕對）、排出側(cè)容器壓力 PZ、海拔高度、環(huán)境溫度操作是間隙的還是連續(xù)的、泵的位置是固定的還是可移的。1000=..考慮到其他一些因素。揚程可以選擇 60米的。 本產(chǎn)品全部采用計算機設(shè)計和優(yōu)化處理，公司擁有雄厚的技術(shù)力量，豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗和完善的檢測手段，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定可靠。 3 獨特部件，降低噪音；獨特的水力部件設(shè)計，良好的過流性能，最大地減少噪音。 功率： 。 本系統(tǒng)采用杭州市富陽儀川儀表有限公司生產(chǎn)的 YTT150型差動遠(yuǎn)傳壓力 表，此表 適用于測量對鋼及銅合金不起腐蝕作用的液體、蒸汽和氣體等介質(zhì)的壓力。儀表機械部分的作用原理與一般彈簧管壓力表相同。觸摸屏可以對系統(tǒng)的運行流程、水泵運行電流、變頻器的輸出頻率、輸出電壓以及系統(tǒng)報警情況進(jìn)行顯示；同時通過觸摸屏我們可以進(jìn)行壓力的設(shè)定、選擇系統(tǒng)的運行方式 (自動 /手動 )、泵的運行方式 (正常運行 /檢修 )，所以我們在選擇觸摸屏?xí)r，要考慮它與 PLC通訊情況，另外也要考慮一下價格和適用范圍，觸摸屏可以選 MCGS中的 TPC7062K型號 。 圖中的 HL10為自動運行狀態(tài)電源指示燈。單刀雙擲開關(guān) SA打至 1端時開啟手動控制模式，此時可以通過開關(guān)分別控制三臺水泵電機在工頻下的運 行和停止。 （ 2）自動控制：在正常情況下變頻恒壓供水系統(tǒng)工作在自動狀態(tài)下。同理， 3水泵 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 17 頁 共 34 頁 的控制原理也是如此。 當(dāng)用水量增加水壓減小時 ， 通過壓力閉環(huán)和恒壓控制器 ， 增加水泵的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值 ， 反之 ， 當(dāng)用水量減少水壓增加時 ， 通過壓力閉環(huán)和恒壓控制器 ， 減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值。當(dāng)最后一臺水泵投入運行 ， 變頻器輸出頻率達(dá)到上限頻率 45Hz 時 ， 壓力仍未達(dá)到設(shè)定值時 ， 控制系統(tǒng)就會發(fā)出水壓超限報警。 PLC 程序設(shè)計 PLC 運行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務(wù)的，需要執(zhí)行眾 多的操作，但 CPU不可能同時去執(zhí)行多個操作，它只能按分時操作（串行工作）方式每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，周而復(fù)始重復(fù)運行。參數(shù)設(shè)置界面如圖。 (3) 復(fù)位按鈕 :運行中按下，將使系統(tǒng)重新啟動，各參數(shù)回到初始設(shè)置。具體的控制要求如下 ,我們根據(jù)控制要求編寫應(yīng)用程序。 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 21 頁 共 34 頁 參考文獻(xiàn) [1] 全國化工設(shè)備設(shè)計技術(shù)中心站編 . 工業(yè)泵推薦產(chǎn)品樣本 . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [2] 魯遠(yuǎn)棟主編 . 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