【正文】 門的指示燈的亮和熄滅，指示當(dāng)前系統(tǒng)電機(jī)和閥門的工作狀態(tài)?？刂齐娐分羞€要考慮電路之間互鎖的關(guān)系，這對于變頻器安全運(yùn)行十分重要。在電動機(jī)三相電源輸入端前接入電流互感器和電流表，用來觀察電機(jī)工作電流大?。辉O(shè)計三相電源信號指示。變頻器和電動機(jī)之間的配線長度應(yīng)控制在100m以內(nèi)b引。變頻器的輸出信號也有兩種，一是送PLC的超壓信號、欠壓信號和變頻器故障信號這三個輸出控制信號，另一種是送水泵的變頻器輸出電源信號。經(jīng)過第2章對系統(tǒng)方案的分析和確定，再結(jié)合上述的系統(tǒng)硬件的選型，確定以可靠性高、使用簡單、維護(hù)方便、編程靈活的工控設(shè)備變頻器和PLC作為主要控制設(shè)備來設(shè)計變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。24V DC供電/14點24V DC輸入/10點24V DC輸出 230V AC供電/14點24V DC輸入/10點繼電器輸出 CPU的選擇本設(shè)計中選擇CPU226壓力傳感器和壓力變送器是將水管中的壓力信號變成15V或420的模擬量信號，作為模擬輸入模塊(A／D模塊)的輸入，在選擇時，為了防止傳輸過程中的干擾與損耗，我們采用420mA輸出壓力變送器。跳轉(zhuǎn)到r0000 后，按此鍵將返回原來的顯示點。變頻器運(yùn)行過程中，在顯示任何一個參數(shù)時按下此鍵并保持不動2 秒鐘，將顯示以下參數(shù)值（在變頻器運(yùn)行中，從任何一個參數(shù)開始）： 1. 直流回路電壓（用d 表示– 單位：V） 2. 輸出電流（A）3. 輸出頻率（Hz）4. 輸出電壓（用o 表示– 單位：V）。釋放此鍵時，變頻器停車。電動機(jī)的反向用負(fù)號（－）表示或用閃爍的小數(shù)點表示。停止變頻器OFF1：按此鍵，；為了允許此鍵操作，應(yīng)設(shè)定P0700=1。起動變頻器按此鍵起動變頻器。經(jīng)過以上的分析，將實際的機(jī)組切換的條件優(yōu)化為：四、變頻恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計 系統(tǒng)主要配置的選型根據(jù)所闡述的基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)的原理，：系統(tǒng)的電器總框圖由以上系統(tǒng)電氣總框圖可以看出，系統(tǒng)所需要的主要硬件包括：1)水泵機(jī)組、變頻器2)PLC及擴(kuò)張模塊3)壓力變送器及數(shù)顯儀水泵機(jī)組的選型基本原則，一是要確保平穩(wěn)運(yùn)行；二是要經(jīng)常處于高效區(qū)運(yùn)行，以求取得較好的節(jié)能效果。但這個判別條件的滿足也不能夠完全證明當(dāng)前確實需要進(jìn)行機(jī)組切換，因為有兩種情況可能使判別條件的成立有問題：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(jī)組切換的判別條件在一個比較短的時間內(nèi)滿足，造成判斷上的失誤，引起機(jī)組切換的誤操作。所以選擇50HZ和20HZ作為水泵機(jī)組切換的上下限頻率。其實，在實際應(yīng)用中，變頻器的輸出頻率是不可能降到0HZ。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M1關(guān)掉。(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(在下節(jié)有詳細(xì)闡述)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(yùn)行)，同時變頻泵M1做工頻運(yùn)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。根據(jù)水泵機(jī)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(dāng)這臺水泵運(yùn)行在50Hz時，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時，系統(tǒng)先將變頻器從該水泵電機(jī)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(jī)；變頻固定式是變頻器拖動某一臺水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺水泵運(yùn)行在50Hz時，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)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(yùn)行前可以選擇，本設(shè)計中采用變頻循環(huán)式。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(yùn)行，水泵電機(jī)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。為了減少對泵組、管道所產(chǎn)生的水錘，泵組配置電動蝶閥，開啟水泵后打開電動碟閥，當(dāng)水泵停止時先關(guān)電動碟閥后停機(jī)。該系統(tǒng)能適用于各類不同要求的恒壓供水場合，并且與供水機(jī)組的容量大小無關(guān)。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)要求，結(jié)合系統(tǒng)的使用場所選擇方案為：通用變頻器+PLC(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制)+人機(jī)界面+壓力傳感器這種控制方式靈活方便。如果運(yùn)行過程中實際供水壓力高于設(shè)定壓力，情況剛好相反，變頻器的輸出將會降低，水泵機(jī)組的轉(zhuǎn)速減小，實際供水壓力因此而減小。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)。從用戶的需求入手確定合適的設(shè)備選型；詳細(xì)分析全自動變頻恒壓運(yùn)行方式水泵運(yùn)行的各種工況及其轉(zhuǎn)換過程，討PLC的程序設(shè)計方法及程序執(zhí)行特點，并在此基礎(chǔ)上提出供水系統(tǒng)控制程序的功能模塊和設(shè)計方案；在介紹PID調(diào)節(jié)原理的基礎(chǔ)上，分析利用PID調(diào)節(jié)原理實現(xiàn)恒壓供水的調(diào)節(jié)過程，給出PID參數(shù)設(shè)置方法；最后還提出了保障系統(tǒng)可靠性的一些措施。 二、任務(wù)設(shè)計書 設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計是以智能樓宇供水系統(tǒng)為控制對象，采用PLC和變頻技術(shù)相結(jié)合技術(shù)，設(shè)計一套城市小區(qū)智能樓宇恒壓供水系統(tǒng)，并引用計算機(jī)對供水系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理保證整個系統(tǒng)運(yùn)行可靠，安全節(jié)能，獲得最佳的運(yùn)行工況。5)容錯性：當(dāng)出現(xiàn)意外的情況(如突然斷電、泵、變頻器或軟啟動器故障等)時，系統(tǒng)能根據(jù)泵及變頻器或軟啟動器的狀態(tài)，電網(wǎng)狀況及水源水位，管網(wǎng)壓力等工況自動進(jìn)行投切，保證管網(wǎng)內(nèi)壓力恒定。變頻恒壓供水系統(tǒng)特點變頻恒壓供水系統(tǒng)能適用于生活用水、工業(yè)用水以及消防用水等多種場合，在本文中主要應(yīng)用于生活小區(qū)生活用水，該系統(tǒng)具有以下特點 ：1)滯后性：供水系統(tǒng)的控制對象是用戶管網(wǎng)的水壓，它是一個過程控制量，同其他一些過程控制量(如：溫度、流量、濃度等)一樣，對控制作用的響應(yīng)具有滯后性，同時用于水泵轉(zhuǎn)速控制的變頻器也存在一定的滯后效應(yīng)。2)用戶程序：這是用戶應(yīng)用PLC進(jìn)行控制所需要編制的程序。通常，一個PLC機(jī)架只能容 納一定數(shù)量的模塊插件，這種包含主機(jī)模塊和部分I／O模塊的機(jī)架稱為基本控制單元。目前編程器主要有以下三種類型：便攜式編程器(也叫簡易編程器)；圖形編程器；用于IBM—PC及其兼容機(jī)的編程器。另外還有050mV，01V、．5 +5V、一10 +lOV，010mA等。由于工業(yè)控制系統(tǒng)中有傳感器或執(zhí)行機(jī)構(gòu)有一些信號是連續(xù)變化的模擬量，因此這些模擬量必須通過模擬量輸入／輸出模塊與PLC的中央處理器連接。這些模塊又分直流和交流、電壓和電流類型，每種類型又有不同的參數(shù)等級，主要有數(shù)字量輸入／輸出模塊和模擬量輸入／輸出模塊，部件上都設(shè)有輸入接線端子排，為了濾除信號的噪聲和便于PLC內(nèi)部對信號的處理，這些模塊上都帶有濾波、電平轉(zhuǎn)換、信號鎖存電路?，F(xiàn)場的輸入信號，如按鈕開關(guān)，行程開關(guān)、限位開關(guān)以及傳感輸出的開關(guān)量或模擬量(壓力、流量、溫度、電壓、電流)等，都要通過輸入模塊送到PLC。所謂用戶程序是指使用戶根據(jù)工程現(xiàn)場的生產(chǎn)過程和工藝要求編寫的控制程序。常用的存貯器形式有CMOS ROM、EPROM和EEPROM。PLC可分為以下幾個部分：1)中央處理單元(CPU)：同一般微處理機(jī)一樣，中央處理單元是可編程控制的核心部件，它通過輸入裝置將外設(shè)的狀態(tài)讀入并按照用戶程序去處理，根據(jù)處理結(jié)果通過輸出裝置去控制外設(shè)。其主要功能是進(jìn)行工藝參數(shù)的采集、生產(chǎn)過程控制、信息處理、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測以及水質(zhì)監(jiān)測等。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。4)編程簡單易學(xué)。另外為了提高操作性能，它還有多種人機(jī)對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC的功能得到大大的增強(qiáng)，具有以下特點：1)可靠性高。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有壓力穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠等優(yōu)點。由變頻器、PLC及PID調(diào)節(jié)器組成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量。本設(shè)計是針對居民生活用水/消防用水而設(shè)計的。在經(jīng)過PID運(yùn)算，通過PLC控制變頻與工頻切換，實現(xiàn)閉環(huán)自動調(diào)節(jié)恒壓供水。目前，PLC在小型化、大型化、大容量、強(qiáng)功能等方面有了質(zhì)的飛躍。PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，有相應(yīng)的I／O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備直接連接。PLC的各個部件，包括CPU、電源I／O等均采用模塊化設(shè)計，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。PLC不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。PLC在水工業(yè)自動化中的應(yīng)用主要有水廠監(jiān)控系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、自動加氯、自動加礬、水泵變頻調(diào)速、SCADA系統(tǒng)和供水管網(wǎng)信息管理系統(tǒng)等。PLC機(jī)硬件主要由中央處理單元(CPU)、存貯器、輸入／輸出單元以及編程器、電源和智能輸入／輸出單元等構(gòu)成。2)存貯器：可編程控制器中存貯器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。 用戶存貯器主要用來存放用戶的應(yīng)用程序。 3)輸入／輸出模塊：輸入／輸出模塊是可編程控制器與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程連接的接口。可編程控制器有多種輸入／輸出模塊，其類型有數(shù)字量輸入／輸出模塊和模擬量輸入／輸出模塊。模擬量輸入／輸出模塊主要用來實現(xiàn)模擬量一數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換，即A／D或D／A轉(zhuǎn)換。現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)量程的模擬電壓主要是05伏和010伏兩種，模擬電流主要是020mA和420mA兩種。4)擴(kuò)展模塊：當(dāng)一個PLC中心單元的I／O點數(shù)不夠用時，就要對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展接口就是用于連接中心基本單元與擴(kuò)展單元的.5)編程器：它的作用是