【正文】 PPI)協(xié)議，PC/PPI電纜可以方便實現(xiàn)PLC的通信接口RS485到PC機的通信接口RS232的轉(zhuǎn)換，用戶程序有三級口令保護，可以對程序?qū)嵤┌踩Ｗo[12]。因此我們在選擇PLC時，要考慮PLC的指令執(zhí)行速度、指令豐富程度、內(nèi)存空間、通訊接口及協(xié)議、帶擴展模塊的能力和編程軟件的方便與否等多方面因素。另外，實際供水壓力超調(diào)的影響以及現(xiàn)場的干擾使實際壓力的測量值有尖峰，這兩種情況都可能使機組切換的判別條件在一個比較短的時間內(nèi)滿足。若出現(xiàn)時就進行機組切換，很可能由于新增加了一臺機組運行，供水壓力一下就超過了設(shè)定壓力。這個頻率在實際應(yīng)用中就是電機運行的下限頻率。那么何時進行切換，才能使系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，同時使機組不過于頻繁的切換呢?由于電網(wǎng)的限制以及變頻器和電機工作頻率的限制，50HZ成為頻率調(diào)節(jié)的上限頻率。如果用水量繼續(xù)增加，滿足增加水泵的條件，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，將另一臺工頻泵M3投入運行，變頻器輸出頻率達到上限頻率50Hz時，壓力仍未達到設(shè)定值時，控制系統(tǒng)就會發(fā)出水壓超限報警。 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程如下:(l) 系統(tǒng)通電，按照接收到有效的自控系統(tǒng)啟動信號后，首先啟動變頻器拖動變頻泵M1工作，根據(jù)壓力變送器測得的用戶管網(wǎng)實際壓力和設(shè)定壓力的偏差調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制Ml的轉(zhuǎn)速，當輸出壓力達到設(shè)定值，其供水量與用水量相平衡時，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，這期間Ml工作在調(diào)速運行狀態(tài)。設(shè)定的供水壓力可以是一個常數(shù)，也可以是一個時間分段函數(shù)，在每一個時段內(nèi)是一個常數(shù)。根據(jù)水泵機組中水泵被變頻器拖動的情況不同，變頻器有兩種工作方式即變頻循環(huán)式和變頻固定式，變頻循環(huán)式即變頻器拖動某一臺水泵作為調(diào)速泵，當這臺水泵運行在50Hz時，其供水量仍不能達到用水要求，需要增加水泵機組時，系統(tǒng)先將變頻器從該水泵電機中脫出，將該泵切換為工頻的同時用變頻去拖動另一臺水泵電機；變頻固定式是變頻器拖動某一臺水泵作為調(diào)速泵，當這臺水泵運行在50Hz時，其供水量仍不能達到用水要求，需要增加水泵機組時，系統(tǒng)直接啟動另一臺恒速水泵，變頻器不做切換，變頻器固定拖動的水泵在系統(tǒng)運行前可以選擇[9]，本設(shè)計中采用前者。此信號來自安裝于水池中的液位傳感器；報警信號反映系統(tǒng)是否正常運行，水泵電機是否過載、變頻器是否有異常，該信號為開關(guān)量信號。管網(wǎng)水壓信號反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。通過對以上這幾種方案的比較和分析，可以看出第三種控制方案更適合于本系統(tǒng)。具有良好的通信接口，可以方便地與其他的系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，通用性強；由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可靈活組成各種規(guī)模和要求不同控制系統(tǒng)。其輸出接口的擴展功能缺乏靈活性，數(shù)據(jù)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。 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制方案的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、水泵機組以及低壓電器組成。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H1Q2。其工作原理是根據(jù)用戶用水量的變化自動地調(diào)整水泵電機的轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)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。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(nèi)保持不變，必然要造成超壓或欠壓現(xiàn)象的出現(xiàn)。異步電動機的變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速而實現(xiàn)調(diào)速的。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。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。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，已出現(xiàn)了各種性能良好、工作可靠的變頻調(diào)速電源裝置，它們促進了變頻調(diào)速的廣泛應(yīng)用。下面重點分析改變電源頻率調(diào)速的方法及特點。硬件設(shè)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(guān)軟件，設(shè)計梯形圖控制程序，對程序進行調(diào)試和修改并設(shè)計監(jiān)控系統(tǒng)。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(diào)節(jié)系統(tǒng)，本設(shè)計中有3個貯水池，3臺水泵，采用部分流量調(diào)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。 西門子S7200PLC簡介西門子公司具有品種非常豐富的PLC產(chǎn)品。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)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。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)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。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)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(shè)計。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(yīng)用于生活、生產(chǎn)實踐[4]。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(shù)指標來說，還遠遠沒能達到所有用戶的要求。應(yīng)用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機構(gòu)，為了滿足供水量大小需求不同時，保證管網(wǎng)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。隨著改革開放和經(jīng)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(diào)速設(shè)備，要么內(nèi)外結(jié)合，即在自行設(shè)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(diào)速設(shè)備，然后自己開發(fā)應(yīng)用軟件的辦法，很好地為國內(nèi)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(yīng)了社會的需要。20世紀80年代初，日本學(xué)者提出了基于磁通軌跡的磁通軌跡控制方法?；赑LC和變頻技術(shù)的恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。(4) 液力耦合器和電池滑差離合器調(diào)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(qū)動，需經(jīng)常檢修；優(yōu)點是價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單明了，維修方便。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)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。在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中，單臺水泵的調(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，從而改變水泵性能曲線得以實現(xiàn)的。微機、變頻器、PLC、組態(tài)軟件及軟件環(huán)境：我專業(yè)為國家示范教學(xué)專業(yè)，所提供的實驗設(shè)備和實驗環(huán)境條件可保證完成設(shè)計任務(wù)需要。（3）0~24小時內(nèi)可任意設(shè)置定時輪換或開機關(guān)機；當從水井抽水或從泵部以下水池抽水時可設(shè)真空引水罐或引水箱，并對引水進行自動控制，引水停水是自動停機，恢復(fù)時自動復(fù)機等。進出水池主管網(wǎng)敷設(shè)距離較近，并且距旁邊學(xué)生樓較遠，建設(shè)后一樓宿舍采光不受影響。在對系統(tǒng)方案全面考慮后，每名學(xué)生可選擇一個子系統(tǒng)作為專題設(shè)計，并在開題報告中明確專題內(nèi)容，報經(jīng)設(shè)計指導(dǎo)教師批準。 昆明冶專四棟學(xué)生公寓供水系統(tǒng)設(shè)計 昆明冶金高等?？茖W(xué)校 專業(yè)：電氣自動化技術(shù) 班級：電氣1478班 姓名：翁世友 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：昆明冶專四棟學(xué)生公寓變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容：根據(jù)指導(dǎo)教師提供的住宅小區(qū)具體參數(shù),對一個住宅小區(qū)進行變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計。每名學(xué)生在系統(tǒng)方案設(shè)計時，均應(yīng)對供水系統(tǒng)進行全面考慮，設(shè)計方案應(yīng)具有各自的特點，不應(yīng)雷同。 四、方案介紹布局優(yōu)勢：蓄水池和泵房位置選擇四棟公寓側(cè)門正對面空地建設(shè)。（2）故障自檢、自顯、報警功能，保護功能齊全。課題進度計劃第12周（~）：下達畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書、資料收集、樓宇智能化系統(tǒng)學(xué)習(xí)、傳統(tǒng)供水方式學(xué)習(xí)第13周（~）：恒壓變頻供水系統(tǒng)原理學(xué)習(xí)、恒壓變頻供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳統(tǒng)供水方式與恒壓變頻供水能耗分析第14周（~）：流量計算及水泵的選擇、水位檢測、流量檢測及傳感器選型第15周（~）：PLC輸出／輸入點計算及選型、PLC邏輯及編程、 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計及選型、恒壓變頻供水系統(tǒng)設(shè)計、制圖第16周（~）：PLC輸出／輸入點計算及選型、PLC邏輯及編程、 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計、選型及構(gòu)建第17周（~）：畢業(yè)論文撰寫第18周（~）：畢業(yè)論文審查、打印、裝訂第1920周（~）：畢業(yè)答辯的準備及畢業(yè)答辯完成課題所需條件及落實措施：參考資料：相關(guān)設(shè)備資料和圖紙資料已由指導(dǎo)教師提供，其他的參考資料通過圖書館和上網(wǎng)查詢，可滿足完成設(shè)計任務(wù)需要。變頻恒壓供水系統(tǒng)由可編程控制器、變頻器、水泵機組、壓力傳感器、工控機等構(gòu)成。關(guān)鍵詞：變頻器，恒壓供水，PLC，水泵，傳感器 Abstract According to the requirements of the Chinese urban munity water supply, this paper designed a set of frequency conversion velocity modulation constant pressure water supply system based on PLC, and by using configuration software to develop a good operation management interface. Frequency constant pressure water supply system by programmable controller, inverter, pump, pressure sensors, industrial control, etc.In the frequency conversion velocity modulation constant pressure water supply system, a single pump is through the regulation of frequency converter to change the power frequency f to change motor rotational speed n, which changes the water pump performance curve are realized. Analysis of pump energy consumption parison chart, we can see that using frequency control of motor speed to realize constant pressure water supply, when the rotation speed to reduce flow rate is proportional to the speed and power to speed decreases power three, pared with the traditional water supply mode using the throttle valve mode, to a certain extent, can reduce energy loss, obvious energy saving.Through the programming software design a PID controller for water system pressure control, builtin PID controller in PLC, the controller for the given value and the measured value of pressure deviation for processing, realtime control the output voltage and frequency of the inverter, and change the water pump motor speed to change water pump flow, to automatically adjust the water supply pressure, make the pressure stable near the set point.Key words: inverter, constant pressure water supply, PLC, pumps, sensors 1 緒論 課題的提出眾所周知水和電是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要物質(zhì)，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(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動化程度較低，而隨著我國社會經(jīng)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(shè)發(fā)展十分迅速，同時也對小區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。(3) 水塔高位水箱供水具有控制方式簡單、運行經(jīng)濟合理、短時間維修或停電可不停水等優(yōu)點，但存在基建投資大，占地面積大，維護不方便，水泵電機為硬起動，