【正文】 制以及制動(dòng)控制、壓頻比控制以及各種保護(hù)功能。 目前國(guó)內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國(guó)外的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺(tái)水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器 (PLC)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)；有的采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2章 課程設(shè)計(jì)的方案 概述 本次設(shè)計(jì)主要是 綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)， 設(shè)計(jì) 基于 S7200 的小區(qū)恒壓變頻供水系統(tǒng) 。各水泵切換遵循先起先停、先停先起原則。 系統(tǒng)組成總體結(jié)構(gòu) 變頻恒壓供水系統(tǒng)以供水出口管網(wǎng)水壓為控制目標(biāo)，在控制上實(shí)現(xiàn)出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力跟隨設(shè)定的供水壓力。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 4 圖 供水示意圖 恒壓供水系統(tǒng)通過(guò)安裝在用戶(hù)供水管道上的壓力變送器實(shí)時(shí)地測(cè)量參考點(diǎn)的水壓，檢測(cè)管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為 4— 20mA 的電信號(hào)，此檢測(cè)信號(hào)是實(shí)現(xiàn)恒壓供水的關(guān)鍵參數(shù)。 (2) 信號(hào)檢測(cè)機(jī)構(gòu)：在系統(tǒng)控制過(guò)程中，需要檢測(cè)的信號(hào)包括管網(wǎng)水壓信號(hào)、水池水位信號(hào)和報(bào)警信號(hào)。信號(hào)有效時(shí)，控制系統(tǒng)要對(duì)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。供水控制器直接對(duì)系統(tǒng)中的壓力、液位進(jìn)行采集，對(duì)來(lái)自人機(jī)接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、實(shí)施控制算法，得出對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方 案，通過(guò)變頻調(diào)速器和接觸器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu) (即水泵機(jī)組 )進(jìn)行控制；變頻器是對(duì)水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元，其跟蹤供水控制器送來(lái)的控制信號(hào)改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率，完成對(duì)調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。它還配備許多專(zhuān)用的特殊功能模塊，使 PLC 的功能得到擴(kuò)展，其許多功能已經(jīng)達(dá)到了大、中型 PLC 的水平。其中， CPU模塊不斷地采集輸入信號(hào)，執(zhí)行用戶(hù)程序，刷新系統(tǒng)的輸出。 S7200 系統(tǒng)最多可擴(kuò)展 7 個(gè)模塊， 主機(jī)提供一定數(shù)量的數(shù)字量 I/O 和模擬量I/O，在選擇 PLC 主機(jī)產(chǎn)品時(shí)，需要選擇最合適的主機(jī)產(chǎn)品。共有 5 種產(chǎn)品，即 8 點(diǎn) DC 和 4 點(diǎn) DC（ 5A）、 8點(diǎn) AC、 8 點(diǎn)繼電器和 4 點(diǎn)繼電器（ 10A）。共有 3 種產(chǎn)品，即 4 點(diǎn) AI、兩路熱電阻輸入和 4 路熱電偶輸入。 4 路 AI/一路 AO（占兩路輸出地址）的擴(kuò)展模塊。根據(jù) PLC 口的分配，系統(tǒng)的控制要求以及合理利用 I/O 口的原則。它采用模塊化結(jié)構(gòu)，組態(tài)靈活，有多種完善的變頻器和電動(dòng)機(jī)保護(hù)功能，有內(nèi)置的 RS485/232C 接口和用于簡(jiǎn)單過(guò)程控制的 PI 閉環(huán)控制器，可以根據(jù)用戶(hù)的特殊需要對(duì) I/O 端子進(jìn)行功能自定義。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 9 MicroMaster440 變頻器外部接線(xiàn)端子 MicroMaster440 變頻器外部接線(xiàn)端子如圖 所示。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 10 其中 BOP 設(shè)置參數(shù)作為一種低成本、低成本的參數(shù)工具，被廣泛應(yīng)用。為了使此鍵操作有效，設(shè)定為 P0700=1。 OFF2：按此鍵兩次，電動(dòng)機(jī)將在慣性作用下自由停車(chē)。為了允許此鍵操作操作，應(yīng)設(shè)定P0700=1。 功能 此鍵用于瀏覽輔助信息。 訪(fǎng)問(wèn)參數(shù) 按此鍵即可訪(fǎng)問(wèn)參數(shù)。它采用 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 12 CYYB105 系列壓力傳感器的壓力敏感元件?？蓮V泛應(yīng)用于航空航天、科學(xué)試驗(yàn)、石油化工、制冷設(shè)備、污水處理、 工程機(jī)械等液壓系統(tǒng)產(chǎn)品及所有壓力測(cè)控領(lǐng)域。適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的液位測(cè)量。Y200L12 型三相異步電動(dòng)機(jī)是全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，是全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的基本系列，它同時(shí)是符合 JB/T96161999 和 IEC341 標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，具有 國(guó)際互換的特點(diǎn)?？紤]變頻器允許的過(guò)載能力為 150%，時(shí)間為 1min。 接觸器的選擇 接觸器的選擇應(yīng)考慮到電動(dòng)機(jī)在工頻下的起動(dòng)情況，其觸點(diǎn)電流通常可按電動(dòng)機(jī)的額定電流再加大一個(gè)檔次來(lái)選擇，由于電動(dòng)機(jī)的額定電流為 60A，所以接觸器的觸點(diǎn)電流選 70A 即可。主電路主要由斷路器 QF、熔斷器 FU、接觸器 KM、繼電器 FR 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 15 等組成。 圖 控制電路設(shè)計(jì)圖 PLC~KM1 KM2 KM3KM4KM5220V 2LM1 M L+24V24VSB1 SB2FR1FR2接液位傳感器接變頻器21號(hào)端子接變頻器22號(hào)端子接變頻器20號(hào)端子 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 17 第 4章 軟件設(shè)計(jì) 程序流程圖 整個(gè)供水系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，合上開(kāi)關(guān) QF，按下啟動(dòng)啟動(dòng)按鈕 SB1， PLC 程序復(fù)位。當(dāng)用水量增加，變頻器輸出頻率增加，則 1 號(hào)泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速也增加，當(dāng)變頻器增加到最高輸出頻率 50HZ 時(shí)，表示只有 1 臺(tái)水泵工作己不能滿(mǎn)足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)， 1 號(hào)泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動(dòng) 2 號(hào)泵電機(jī)。 當(dāng) 1 號(hào)泵變頻運(yùn)行 、 2 號(hào)泵工頻運(yùn)行，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 1 臺(tái)水泵工作已能滿(mǎn)足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)的控制，可將 2 號(hào)泵電機(jī)停運(yùn)， 1 號(hào)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。由 PLC 模擬輸出口輸出模擬控制信號(hào)，輸入到變頻器的模擬口，變頻器的頻率與控制電壓一一對(duì) 應(yīng)。因?yàn)檫@中仿真完全是用 STEP7 軟件進(jìn)行，因此無(wú)需連接任何 S7 硬件，就可以在 PG/PC 上仿真一個(gè)完整的 S7CPU，包括地址和 I/O。 點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕， 1 號(hào)泵開(kāi)始變頻運(yùn)行，如圖 所示。為此設(shè)計(jì)了一套具有高性能的變頻器控制系統(tǒng)。此裝置在變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，可自動(dòng)關(guān)閉電動(dòng)閥門(mén)，系統(tǒng)退出變頻式運(yùn)行，以避免中斷供水。 隨著各方面技術(shù)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，與此同時(shí)能量卻日益緊缺，在這種情況下，變頻恒壓供水系統(tǒng)的使用肯定會(huì)越來(lái)越普及，當(dāng)然對(duì)恒壓供水控制技術(shù)將提出更高的要求。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 23 參考文獻(xiàn) [1] 梅麗鳳 ,鄭海英 .電氣控制與 PLC 應(yīng)用技術(shù) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx（ 12） [2] 廖常初 .S7200PLC 編程及應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx [3] 陳伯時(shí) .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx（ 7） [4] 王立紅 ,張?jiān)?.自動(dòng)控制理論 [M].北京：中國(guó)電力出版社， 20xx（ 7） [5] 胡向東 ,劉京城 ,余成波 .傳感器與檢測(cè)技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx [6] 郭平 ,陳宇燕 .數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用 .基于 S7200 的恒壓變頻供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) .數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用 .20xx(11):7981 [7] 張翔 .基于 PLC 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