【正文】 85 到 PC機(jī)的通信接口 RS232 的轉(zhuǎn)換，用戶程序有三級口令保護(hù)，可以對程序?qū)嵤┌踩?保護(hù) [3]。因此我們在選擇PLC 時(shí)，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(kuò)展模塊的能力和 編程軟件的方便與否等多方面因素。 當(dāng)控制系統(tǒng)處于狀態(tài) 4 時(shí)，用水量又減少，變頻器輸出頻率減少，若減至設(shè)定頻率時(shí)，表示只有 一 臺(tái)水泵工作已能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過控制系統(tǒng)的控制，可將 2 號泵電機(jī)停運(yùn)， 1號泵電機(jī)仍由變頻器供電，這時(shí)，控制系統(tǒng)又回到了狀態(tài) 1。開始工作時(shí)，系統(tǒng)用水量不多，只有 1號泵在變頻器控制下運(yùn)行 ， 2號泵處于停止?fàn)顟B(tài)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài) 1。本設(shè)計(jì)中采用變頻循環(huán)式， 下面重點(diǎn)介紹 其 控制特點(diǎn) ： 利用 變頻循環(huán)式 單臺(tái)變頻器控制多臺(tái)水泵的控制方案適用于大多數(shù)供水系統(tǒng)，是目前應(yīng)用中比較先進(jìn)的一種方案。供水控制器是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。信號有效時(shí)，控制系統(tǒng)要對系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)控制，以防止水泵空抽而損壞電機(jī)和水泵。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。 11 第三章 恒壓供水系統(tǒng) 元件 選擇 變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成 變頻恒壓供水系統(tǒng) 硬件結(jié)構(gòu) 變頻恒壓供水 系統(tǒng)主要由壓力傳感器、差壓變送器、變頻器、 PLC 控制單元、水泵機(jī)組等組成，如圖 所示。 3) 配置靈活，自動(dòng)化程度高，功能齊全，靈活可靠。供水能力和用水需求之間的矛盾具體反映在水壓的變化上。 恒壓供水的 優(yōu)點(diǎn) 對供水系統(tǒng)進(jìn)行的控制，歸根到底是為了滿足用戶對流量的需求 。 PLC 則是泵組管理的執(zhí)行設(shè)備。信號的量值與前邊的提到的差值成正比例，用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器設(shè)備工作。當(dāng)用水量大時(shí)，水壓降低 ； 用水量小時(shí)，水壓升高。在此這里有兩種配置方案，一種是為每一臺(tái)水泵電機(jī)配一臺(tái)相應(yīng)的變頻器，從解決問題方案這個(gè)比較簡單和方便，電機(jī)與變頻器間不須切換，但是從經(jīng)費(fèi)的角度來看的話這樣比較昂貴。 恒壓供水泵站一般需要設(shè)多臺(tái)水泵及電機(jī)，這比設(shè)單臺(tái)水泵電機(jī)節(jié)能而可靠。 8 系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì) 采用電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置與可編程控制器 (PLC)構(gòu)成控制系統(tǒng)，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。考慮到在動(dòng)態(tài)情況下，管道中水壓的大小與供水能力和用水需求之間的平衡關(guān)系有關(guān)： 供水能力 QG用水需求 QU，則壓力上升； 供水能力 QG用水需求 QU，則壓力下降； 供水能力 QG=用水 需求 QU，則壓力不變。因?yàn)樵诤銐汗┧到y(tǒng)中，我們要想保持的供水管網(wǎng)的壓力恒定，因此就必須引入水壓反饋值與給定的壓力值比較，從而形成閉環(huán)系統(tǒng)。這種供水方式既滿足供水安全，又避免水質(zhì)的二次污染。 基于 PLC 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。優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)簡單明 了，維修方便。 傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式有 :恒速泵 加壓供水、水塔高位水箱供水、氣壓罐供水、液力藕合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式、單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)等方式，其優(yōu)缺點(diǎn)如下： 恒速泵加壓供水方式無法對供水管網(wǎng)的壓力做出及時(shí)的反應(yīng)，水泵的增減都依賴人工進(jìn)行手工操作，自動(dòng)化程度低，而且為保證供水，機(jī)組常處于滿負(fù)荷運(yùn)行，不但效率低、耗電量大，而且在用水量較少時(shí)，管網(wǎng)長期處于超壓運(yùn)行狀態(tài)，爆損現(xiàn)象嚴(yán)重，電機(jī)硬起動(dòng)易產(chǎn)生水錘效應(yīng)，破壞性大，目前較少采用。所有這些現(xiàn)代自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，無疑為現(xiàn)代化高性能的生活供水提供了可能。傳統(tǒng)的解決辦法是采用高位水箱、水塔和各種氣壓罐進(jìn)行蓄水加壓，依賴擋板和閥門的阻力調(diào)節(jié)水流量。而我們國家是個(gè)水資源和電能短缺的國家，長期以來在市政供水、小區(qū)供水，尤其縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動(dòng)化程度低。 共三臺(tái)電機(jī)，其中由 一臺(tái)變頻器拖動(dòng) 兩 臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行與調(diào)速， 一 臺(tái)電機(jī)備用。畢業(yè)設(shè)計(jì) 恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 部： 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 聯(lián)系電話： 指導(dǎo)老師： 1 目 錄 摘 要 ....................................................................................................................... 3 第一章 緒 論 ........................................................................................................... 4 課題設(shè)計(jì)背景 ................................................................................................ 4 課題研究的目的和意義 ................................................................................ 4 第二 章 恒壓供水基本原理 .................................................................................... 7 供水系統(tǒng)簡介 ................................................................................................ 7 恒壓供水基本原理 ........................................................................................ 7 恒壓供水原 理 .......................................................................................... 7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì) .................................................................................. 8 恒壓供水的優(yōu)點(diǎn) ...................................................................................... 9 第三章 恒壓供水系統(tǒng)元件選擇 .......................................................................... 11 變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成 ........................................................................... 11 變頻恒壓供水系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) ................................................................ 11 變頻 恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 ............................................................ 12 系統(tǒng)主要設(shè)備的選型 ............................................................................ 13 PLC 及其擴(kuò)展模塊的選型 ........................................................................... 14 變頻器的介紹 .............................................................................................. 15 選擇變頻器規(guī)格 .................................................................................... 15 開關(guān)指令信號的輸入 ............................................................................ 17 變頻器與 PLC 的連接 .......................................................................... 17 傳感器 .......................................................................................................... 19 第四章 恒壓供水系統(tǒng)電路設(shè)計(jì) .......................................................................... 21 系統(tǒng)主電路分析及其設(shè)計(jì) .......................................................................... 21 2 系統(tǒng)控制電路分析及其設(shè)計(jì) ...................................................................... 22 PLC 的 I/O 端口分配及外圍接線圖 ............................................................ 24 PLC 程序設(shè)計(jì) ............................................................................................... 27 控制系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) ............................................................................ 27 控制系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì) ............................................................................ 31 PID 設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 34 PID 控制 ................................................................................................. 34 恒壓供水 PID 調(diào)節(jié)過程分析 ............................................................... 35 PID 控制器的應(yīng)用 ................................................................................. 36 第五章 總 結(jié) ......................................................................................................... 38 全文總結(jié) ...................................................................................................... 38 研究展望 ...................................................................................................... 38 致 謝 ..................................................................................................................... 39 參 考 文 獻(xiàn) ..................................................