【正文】 水壓平穩(wěn)過渡，從而有效的避免了高樓用戶短時(shí)間停水的情況發(fā)生。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的性價(jià)比，該系統(tǒng)采用開關(guān)量的輸入 /輸出來控制電機(jī)的啟停、定時(shí)切換、軟起動(dòng)、循環(huán)變頻及故障的報(bào)警等，而電機(jī)轉(zhuǎn)速、水壓量等模擬量則由 PID 調(diào)節(jié)器和變頻器來控制。 故障處理 故障報(bào)警 當(dāng)出現(xiàn)缺相、變頻器故障、液位下限、超壓、差壓等情況時(shí)，系統(tǒng)皆能發(fā)出聲響報(bào)警信號；特別是當(dāng)出現(xiàn)缺 相、變頻器故障、液位下限、超壓時(shí)，系統(tǒng)還會自動(dòng)停機(jī)，并發(fā)出聲響報(bào)警信號，通知維修人員前來維修。該方式主要供檢修及變頻器故障時(shí)用。 同時(shí)系統(tǒng)配備的時(shí)間控制器和 PID 控制器，使其具有定時(shí)換泵運(yùn)行功能（即鐘控功能，由時(shí)間控制器實(shí)現(xiàn)）和雙工作壓力設(shè)定功能（ PID 控制器和時(shí)間控制器實(shí)現(xiàn)）。用戶通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)來了解和控制系統(tǒng)的運(yùn)行。 水塔探針采用鍍鉻金屬或鋁材制作，引線焊點(diǎn)應(yīng)高于 水面以防水蝕。如逆止閥不漏水，管內(nèi)水位在Ｄ點(diǎn)以上，則當(dāng)水塔水位降至Ｂ點(diǎn)以下時(shí)，水泵自動(dòng)抽水 。ＶＴ１、ＶＴ２、 ＶＴ３、Ｊ１等是抽水電路主要元件，工作原理讀者不難自行分析。 電極 a～ c 可使用不銹鋼制作。 K 選用 JRX13F 型 12V 直流繼電器。 VD 選用 1N4007 型硅整流二極管。 S2 為手動(dòng)停止按鈕， S3 為手動(dòng)強(qiáng)制運(yùn)行按鈕。 在儲液池內(nèi)液位 低于下限時(shí)，電極 a～ c 均懸空，T 的二次繞組與整流濾波電路之間的回路處于開路狀態(tài)， V2 處于截止?fàn)顟B(tài)， V1 飽和導(dǎo)通， K 通電吸合，其常閉觸頭 K1 斷開，常開觸頭 K2 接通， KM 吸合，加液泵電動(dòng)機(jī) M 通電開始工作，同時(shí) VL2 點(diǎn)亮。 圖 液位自動(dòng)控制器電路 電源電路由電源開關(guān) S電源變壓器 T、整流橋堆 UR UR2 和濾波電容器 C C2 組成。 同時(shí)為了在就地手動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)在控制現(xiàn)場對變頻泵進(jìn)行開?？刂坪瓦\(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)視。 DB 為 PID指令的死區(qū)設(shè)定值，輸出超出死區(qū)時(shí) PID 指令通過自動(dòng)運(yùn)算限制輸出超出限定范圍。 為了使 三期變頻恒壓供水自動(dòng)控制系統(tǒng)與全廠自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地結(jié)合起來，全面實(shí)現(xiàn)對恒壓供水系統(tǒng)的運(yùn)行情況和設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制，更加安全可靠地實(shí)現(xiàn)恒壓供水，我們使用 PLC 進(jìn)行 PID運(yùn)算和監(jiān)控。根據(jù)供水量情況，我們把變頻器的工作頻率上限設(shè)定為水泵基頻，即頻率變化范圍控制在0~50Hz，在此范圍內(nèi)水泵運(yùn)行頻率和定子相壓成正比（及與變頻器輸入頻率成正比 ），這使得變頻器輸入、水泵運(yùn)行頻率和泵的輸出壓力成較好的線形關(guān)系，可得到較好的控制效果。前言 我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是基于 PLC 變頻恒壓供水系統(tǒng) , 系統(tǒng)采用變頻調(diào)速方式自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速或加、減泵 . 改變以往 先啟后停方式 ,自動(dòng)完成泵組軟啟動(dòng)及無沖擊切換 ,使水壓平穩(wěn)過渡 . 變頻器故障時(shí)系統(tǒng)讓可運(yùn)行 , 保證不斷供水 . 系統(tǒng)斷電恢復(fù)后可自動(dòng)啟動(dòng) . 采用硬件 /軟件備用及 ,使各泵進(jìn)行輪休 , 延長了設(shè)備的機(jī)械使用壽命 . 前 言 我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是基于 PLC 變頻恒壓供水系統(tǒng) , 系統(tǒng)采用變頻調(diào)速方式自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)轉(zhuǎn) 速或加、減泵 . 改變以往 先啟后停方式 ,自動(dòng)完成泵組軟啟動(dòng)及無沖擊切換 ,使水壓平穩(wěn)過渡 . 變頻器故障時(shí)系統(tǒng)讓可運(yùn)行 , 保證不斷供水 . 系統(tǒng)斷電恢復(fù)后可自動(dòng)啟動(dòng) . 采用硬件 /軟件備用及 ,使各泵進(jìn)行輪休 , 延長了設(shè)備的機(jī)械使用壽命 . 第一章 緒論 隨著變壓器調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們對生活飲用水品質(zhì)要求的不斷提高 , 變頻恒壓供水系統(tǒng)已逐漸取代原有的水塔供水系統(tǒng) , 廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)生活消防供水系統(tǒng) , 然而 , 由于新系統(tǒng)多會繼續(xù)使用原有系統(tǒng)的部分舊設(shè)備 (水泵 ) , 在對原有供水系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造的實(shí)踐中 ,往往 會出現(xiàn)一些在理論上意想不到的問題 . 本文介紹的變頻控制恒壓供水系統(tǒng)是在對一個(gè)典型的水塔供水系統(tǒng)的技術(shù)改造實(shí)踐中 ,根據(jù)盡量保留原有設(shè)備的原則設(shè)計(jì)的 , 該系統(tǒng)很好的解決了舊設(shè)備需要頻繁檢修的問題 ,既體現(xiàn)了變頻控制恒壓供水的技術(shù)優(yōu)勢 ,同時(shí)有效的節(jié)省了資金 . 一 可編程控制器的定義 可編程控制器是一種帶有指令存儲器和數(shù)字或模擬 I/O 接口 ,以位運(yùn)算為主 ,能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功能 ,用于控制機(jī)械或生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制裝置． 二 PLC 的特點(diǎn) 1 編程簡單 PLC 的的基本指令不多 ,常用于編程的梯形圖與傳統(tǒng)的繼電器接觸控制線路圖有許多相似之處 ,編程的使用簡便 , 對程序進(jìn)行增減、修改和運(yùn)行監(jiān)視很方便 . 2 可靠性高 PLC 是專門為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的 , 在設(shè)計(jì)與制造過程中均采用了諸如屏蔽、濾波、隔離、無觸點(diǎn)、精選元器件等多層次有效的抗干擾措施 , 因此可靠性高 . 3 通用性好 4 功能強(qiáng) PLC 具有很強(qiáng)的功能 ,能進(jìn)行邏輯、定時(shí)、計(jì)數(shù)和步進(jìn)等控制 , 能完成 A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處 理和通信聯(lián)網(wǎng)等功能 . 5 使用方便 PLC 體積小 , 重量輕 , 便于安裝 . 6 設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試周期短 三 PLC 的產(chǎn)生及發(fā)展 隨著社會的發(fā)展 , 科技的進(jìn)步 , 新的控制器件及其控制系統(tǒng)不斷涌現(xiàn) . 1968 年美國通用汽車公司公開招標(biāo)研制功能更強(qiáng) , 使用更方便 , 價(jià)格便宜 , 可靠性更高的新型控制器 . 一年后美國數(shù)字設(shè)備公司根據(jù) GM 公司的招標(biāo)要求 , 研制成功世界上第一臺可編程控制器 , 型號為 PDP14, 并在 GM 公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功 . 這就較好的把繼電接觸控制簡單易懂 , 使用方便、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)功能完善、 靈活性強(qiáng)、 通用性好的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來 , 并將繼電接觸控制的硬連線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程的設(shè)想逐漸變成現(xiàn)實(shí) . 當(dāng)時(shí)人們把這第一臺可編程控制器叫做邏輯控制器 PLC, 只是用來取代繼電接觸控制 , 僅有執(zhí)行繼電器邏輯、 定時(shí)、計(jì)數(shù)等較少功能 . 20 世紀(jì) 70 年代中期出現(xiàn)可微處理器和微型計(jì)算機(jī) , 人們把微機(jī)技術(shù)應(yīng)用到可編程序控制器中 , 使得它兼有計(jì)算機(jī)的一些功能 , 不但用邏輯編程取代了硬連線邏輯 , 還增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸與處理及對模 擬量進(jìn)行控制等功能 ,使之真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制設(shè)備 1980 年美國電器制造協(xié)會把這種新的控制設(shè)備正式命名為可編程序控制器簡稱為 PLC. 自從美國研制出世界上第一臺 PLC 以后 , 日本、德國、法國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家相繼研制出各自的 世紀(jì) 70 年代中期在 PLC 中引入了微機(jī)技術(shù)、使 PLC 功能不斷增強(qiáng) , 質(zhì)量不斷提高 , 應(yīng)用日益廣泛 . 目前 PLC 廣泛應(yīng)用于汽車制造、石油、化工、冶金、機(jī)械、電力等領(lǐng)域 . 目前 PLC 發(fā)展方向主要是朝著小型化、廉價(jià)化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、智能化、高速化、大容量化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 , 這將使 PLC 功能更強(qiáng) , 可靠性更高 , 使用更方便 ,適用面更廣 . 四 PLC 與繼電器的區(qū)別 首先價(jià)格上 PLC比繼電器要貴 , 第二 PLC 在可靠性方面不如繼電器比如繼電器保護(hù)方面 , PLC 內(nèi)部繼電器是虛擬的 , 傳統(tǒng)繼電器是實(shí)在的東西 , 抗干擾能力傳統(tǒng)的繼電器不如 PLC, 第三 PLC 的作用實(shí)際上應(yīng)該是可以代替復(fù)雜的繼電器邏輯回路的控制功能 ,繼電器不僅用于電氣邏輯回路 ,更多的是用作中間繼電器 即信號隔離 ,另外 PLC 的負(fù)載能力比繼電器要強(qiáng) . 第二章 水泵及變頻器 一水泵控制節(jié)能分析 目前 , 廣泛應(yīng)用的變頻調(diào)速恒壓供水方式較恒速供水節(jié)能效果明顯 , 但恒壓變頻大于變頻調(diào)速供水的節(jié)能尚有潛力可挖 , 首先其供水壓力是按滿足最不利供水點(diǎn)的壓力要求來設(shè)定的 , 而實(shí)際的供水系統(tǒng)因遠(yuǎn)離最不利點(diǎn)而導(dǎo)致壓頭損失很大 。通過工控機(jī)和PLC 連接，簡單的設(shè)計(jì)了用于工控機(jī)的集數(shù)據(jù)采集和通訊，設(shè)備的狀態(tài)控制和數(shù)據(jù)管理的監(jiān)控程序，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測控制。本論文結(jié)合現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一套基于 PLC 的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。為了保證供水，機(jī)組常保持在超壓的狀態(tài)下運(yùn)行，爆損象也挺嚴(yán)重。其中兩臺大機(jī)（ 220kW）和兩臺小機(jī)（ 160kW）采用循環(huán)使用的方式運(yùn)行。 該系統(tǒng)能夠?qū)┧到y(tǒng) 進(jìn)行自動(dòng)控制，有效的降低能耗，保持系統(tǒng)維持在最佳運(yùn)行狀態(tài)，提高生產(chǎn)管理水平。 LOCAL 操作方式下，通過 LOCAL START/STOP開 關(guān)啟停變頻器，通過 f REF LOCAL INPUT0 輸入端口的電位開關(guān)人工調(diào)節(jié)變頻器工作頻率；通過LOCAL/REMOTE 輸入點(diǎn)可以將變頻器切換到 REMOTE 操作方式下，在 REMOTE 方式下，通過 REMOTESTART/STOP輸入點(diǎn)進(jìn)行 PLC 遠(yuǎn)程啟停變頻器，通過 f REF REMOTE INPUT0 端口輸入頻率控制信號（百分比）控制變頻器工作頻率。在恒壓調(diào)節(jié)時(shí)， PLC 處理器把檢測到的壓力信號作為反饋值，與 PID 運(yùn)算的壓力設(shè)定值（由調(diào)度人員根據(jù)情況在 REView 上設(shè)定）進(jìn)行比較，再經(jīng)過PID 運(yùn)算得到調(diào)節(jié)后的修正值，通過模擬量輸出模板（ 1771OFE）輸出到 X1113/14，作為 REMOTE 方式下變頻器的頻率控制信號，由于該信號是相對變頻器工作頻率上限的百分比，所以變頻器將輸入信號進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算后轉(zhuǎn)為真實(shí)工作頻率。 PID 指令必須以相同的時(shí)間間隔周期性地執(zhí)行，可采用計(jì)時(shí)器，定時(shí)中斷或?qū)崟r(shí)采樣的等方法，此處選用了定時(shí)方法； PV 是 PID指令采樣的壓力控制反饋值， SP 是 PID 指令的壓力控制設(shè)定值， KP 為 PID 的比例增益， KI 為 PID 的積分增益， KD 為 PID 的微分增益，這五個(gè)控制參數(shù)作為主要的 PID 參數(shù)參與控制，確定 PID 參數(shù)時(shí)要兼顧系統(tǒng)靈敏性和穩(wěn)定性，由于我們恒壓控制要求和設(shè)備的性能條件，參數(shù)設(shè)定更強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定性（及 KI），由于微分環(huán)節(jié)有放大噪聲的特點(diǎn)，我們將 KD 盡量設(shè)置得較??； SWM為 PID 指令轉(zhuǎn)