【正文】 制以及制動控制、壓頻比控制以及各種保護(hù)功能。 目前國內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國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（論文） 3 第 2章 課程設(shè)計的方案 概述 本次設(shè)計主要是 綜合應(yīng)用所學(xué)知識， 設(shè)計 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（論文） 4 圖 供水示意圖 恒壓供水系統(tǒng)通過安裝在用戶供水管道上的壓力變送器實(shí)時地測量參考點(diǎn)的水壓，檢測管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為 4— 20mA 的電信號，此檢測信號是實(shí)現(xiàn)恒壓供水的關(guān)鍵參數(shù)。 (2) 信號檢測機(jī)構(gòu)：在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號包括管網(wǎng)水壓信號、水池水位信號和報警信號。信號有效時，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。供水控制器直接對系統(tǒng)中的壓力、液位進(jìn)行采集，對來自人機(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，得出對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方 案，通過變頻調(diào)速器和接觸器對執(zhí)行機(jī)構(gòu) (即水泵機(jī)組 )進(jìn)行控制；變頻器是對水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元，其跟蹤供水控制器送來的控制信號改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率，完成對調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。它還配備許多專用的特殊功能模塊，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，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。 S7200 系統(tǒng)最多可擴(kuò)展 7 個模塊， 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，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機(jī)保護(hù)功能，有內(nèi)置的 RS485/232C 接口和用于簡單過程控制的 PI 閉環(huán)控制器，可以根據(jù)用戶的特殊需要對 I/O 端子進(jìn)行功能自定義。 本科生課程設(shè)計（論文） 9 MicroMaster440 變頻器外部接線端子 MicroMaster440 變頻器外部接線端子如圖 所示。 本科生課程設(shè)計（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，電動機(jī)將在慣性作用下自由停車。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。 訪問參數(shù) 按此鍵即可訪問參數(shù)。它采用 本科生課程設(shè)計（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)的液位測量。Y200L12 型三相異步電動機(jī)是全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)，是全國統(tǒng)一設(shè)計的基本系列，它同時是符合 JB/T96161999 和 IEC341 標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，具有 國際互換的特點(diǎn)。考慮變頻器允許的過載能力為 150%，時間為 1min。 接觸器的選擇 接觸器的選擇應(yīng)考慮到電動機(jī)在工頻下的起動情況，其觸點(diǎn)電流通?？砂措妱訖C(jī)的額定電流再加大一個檔次來選擇，由于電動機(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（論文） 15 等組成。 圖 控制電路設(shè)計圖 PLC~KM1 KM2 KM3KM4KM5220V 2LM1 M L+24V24VSB1 SB2FR1FR2接液位傳感器接變頻器21號端子接變頻器22號端子接變頻器20號端子 本科生課程設(shè)計（論文） 17 第 4章 軟件設(shè)計 程序流程圖 整個供水系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)硬件基本定型后，合上開關(guān) QF，按下啟動啟動按鈕 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，表示只有 1 臺水泵工作己不能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時，通過控制系統(tǒng)， 1 號泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動 2 號泵電機(jī)。 當(dāng) 1 號泵變頻運(yùn)行 、 2 號泵工頻運(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，表示只有 1 臺水泵工作已能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時，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，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，輸入到變頻器的模擬口，變頻器的頻率與控制電壓一一對 應(yīng)。因?yàn)檫@中仿真完全是用 STEP7 軟件進(jìn)行，因此無需連接任何 S7 硬件，就可以在 PG/PC 上仿真一個完整的 S7CPU，包括地址和 I/O。 點(diǎn)擊開始按鈕， 1 號泵開始變頻運(yùn)行，如圖 所示。為此設(shè)計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，可自動關(guān)閉電動閥門，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)的使用肯定會越來越普及，當(dāng)然對恒壓供水控制技術(shù)將提出更高的要求。 本科生課程設(shè)計（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 .電力拖動自動控制系統(tǒng) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 20xx（ 7） [4] 王立紅 ,張允 .自動控制理論 [M].北京：中國電力出版社， 20xx（ 7） [5] 胡向東 ,劉京城 ,余成波 .傳感器與檢測技術(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 .數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用 .20xx(11):7981 [7] 張翔 .基于 PLC 的住宅小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計 .電腦知識與技術(shù) .20xx(12):6667 [8] 孟憲朋 .S7200PLC 在恒壓變頻供水系統(tǒng)的應(yīng)用 .變頻器世界 .20xx(02):9698 [9] 陳天華 ,王辛 .基于 PLC 的恒壓變頻工廠供水系統(tǒng)設(shè)計 .制造業(yè)自動化 .20xx(07):9092 [10] 孫建華 .PLC 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計和實(shí)現(xiàn) .河南科技 .20xx(05):2425 [11] 黃珊 .變頻技術(shù)在自來水廠中的應(yīng)用 .數(shù)字化用戶 .20xx(09):2627 [12] 王旭 .PLC 恒壓供水上位機(jī)控制系統(tǒng)的研究 .儀器儀表用戶 .20xx(02):5759 [13] 姜官武 ,聶詩良 .基于 PLC 和變頻器的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計 .海南大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版 ).20xx(06):129132 [14] 楊崢峰 .恒壓變頻在給水系 統(tǒng)中的選擇與應(yīng)用 .工程建設(shè)與設(shè)計 . 20xx(07):8385 [15] 胡素萍 .PLC 在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用 .企業(yè)導(dǎo)報 .20xx(10):254258 本科生課程設(shè)計（論文） 24 附錄 本科生課程設(shè)計（論文） 25 本科生課程設(shè)計（論文） 26