【正文】 第 2 頁 共 34 頁 ABSTRACT In this paper, constant pressure pumps in the highrise building water supply systems in the PLC and frequency control, and monitor the configuration design process. System uses hydraulic pressure transmitter for continuous water supply testing, to detect the pressure signal after the conversion to electrical signals to the programmable logic controller (PLC) and the inverter. PLC as a core control mechanism, on the one hand to control the peak transducer and pump up the work, on the other hand, connected with the host puter, running on the system to achieve the configuration monitoring。 2％之內(nèi)； 在監(jiān)控計算機(jī)上可以設(shè)定系統(tǒng)供水壓力，可以顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。 圖 11 控制示意圖 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 6 頁 共 34 頁 P I D D / A變 頻 器接 觸器水 泵機(jī) 組管 道壓 力 變 送 器A / D給 定－管 網(wǎng) 壓 力P L C 圖 22 系統(tǒng)整體 示意圖 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(dāng)輸出壓力達(dá)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(yùn)行狀態(tài)。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(yùn)行，變頻器輸出頻率達(dá)到上限頻率 50Hz 時，壓力仍未達(dá)到設(shè)定值時，控制系統(tǒng)就會發(fā)出水壓超限報警。 ： （ 1）根據(jù)被控對象的工藝擬定控制系統(tǒng)的控制功能及目標(biāo)； （ 2）細(xì)化控制系統(tǒng)的各類技術(shù)要求； （ 3）選型及硬件配置； （ 4）編制 I/O分配表，繪制 PLC系統(tǒng)及其現(xiàn)場設(shè)備的接線圖； （ 5）依據(jù)軟 件說明書，編制 PLC應(yīng)用程序； （ 6）編寫設(shè)計說明書和系統(tǒng)使用說明書、操作規(guī)則等； （ 7）系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和投運(yùn)。 本系統(tǒng)采用三泵循環(huán)變頻運(yùn)行方式，即 3臺水泵中只有 1臺水泵 在變頻器控制下作 變速運(yùn)行，其余水泵 在工頻下 做恒速運(yùn)行 。 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 9 頁 共 34 頁 NL 1L 2L 3F U變 頻 器Q S 1RSTU VWQ S 2K M 2F R 1K M 1M 13 ~K M 3M 23 ~K M 5M 33 ~K M 4F R 2Q S 3 Q S 4K M 6F R 3 圖 22 變頻恒壓供水系統(tǒng)主電路圖 三相電源經(jīng)低壓熔斷器、隔離開關(guān)接至變頻器 的 R、 S、 T 端，變頻器的輸出端 U、 V、 W 通過接觸器的觸點(diǎn)接至電機(jī)。而且變頻器的輸出端絕對不允許直接接電源，故必須經(jīng)過接觸器的觸點(diǎn)，當(dāng)電動機(jī)接通工頻回路時，變頻回路接觸器的觸點(diǎn)必須先行斷開。并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)利用同一個電壓表顯示不同相之間的線電壓。為提高變頻器的 功率因數(shù)，必須接電抗器。 PL C是該控制系統(tǒng) 的核心部件，合理選擇 PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量至關(guān)重要的。 （ 2）功能強(qiáng)弱適當(dāng) 對于開關(guān)量控制的工程項目，若控制速度要求不高，一般選用低檔的 PLC。 根據(jù)系統(tǒng)要求和功能， PLC選用三菱公司的 FX2N系列 FX2N48MR001， FX2N48MR具有豐富的可靈活配置的硬件資源：內(nèi)含時鐘、 PID運(yùn)算、高速計數(shù)器、顯示器、 AC/DC/繼電器內(nèi)置數(shù)字 I/O（ 24路開關(guān)量輸入， 24路繼電器輸出），另配置 FX0N4AD模擬量模塊， FX2N485BD通信模塊。*10 38（不能直接輸入） 變頻器選型 變頻器的選擇包括變頻器的型式選擇、容量選擇和變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選擇三個方面。對于風(fēng)機(jī)，泵類 等平方轉(zhuǎn)矩，低速負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，通常可選擇普通功能型的變頻器。為減少主電源千擾，使用時可在中間或變頻器輸入電路中增加電抗器，或安裝前置隔離變壓器。選擇變頻器時，只有變頻器的額定電流量是一個反映半導(dǎo)體變頻器裝置負(fù)載能力的關(guān)鍵量。隨著電動機(jī)極數(shù)的增多，電動機(jī)額定電流增大。若以電動機(jī)額定電流為依據(jù)來選擇變頻器的容量，留有富裕量太大，造成經(jīng)濟(jì)上浪費(fèi)，而可靠性并沒有因此而得到提高。 3. 變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選用 變頻器的箱體結(jié)構(gòu)要與環(huán)境條件相適應(yīng)，即必須考慮溫度，濕度，粉塵， 酸堿度，腐蝕性氣體等因素，這些因素與能否長期安全、可靠運(yùn)行有很大的關(guān)系。適用環(huán)境條件差，有水，塵及一定腐蝕氣體的場合。 圖 24 變頻器實物圖 電機(jī)及水泵選型 使 所 選泵的型式和性能符合裝置流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。 機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動小。 選型 依據(jù) 泵選型應(yīng)根據(jù)工藝流程，給排水要求，從五個方面加以考慮，既液體輸送量、裝置揚(yáng)程、液體性質(zhì)、管路布置以及操作運(yùn)轉(zhuǎn)條件等 。裝置系統(tǒng)所需的揚(yáng)程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，一般要用 放大 5%— 10%余量后揚(yáng)程來選型 。 我國人均日用水量 155L。在這里我們選擇 12點(diǎn)到下午 2點(diǎn)。即選擇： 50LG24203 水泵。 二 使用范圍： 主要應(yīng)用于高層建筑供水，也可應(yīng)用于廠礦，企業(yè)給排水以及低壓鍋爐循環(huán)水。 4 立式結(jié)構(gòu)，占地面積小。 轉(zhuǎn)速： 2900r/min。因為在儀表內(nèi)部設(shè)置一 個 滑線電阻式發(fā)送器，故可把被測值以電量值傳至遠(yuǎn)離測量點(diǎn)的二次儀表上 ， 以實現(xiàn)集中檢測和遠(yuǎn)距離控制。由于電位器設(shè)置在齒輪傳動機(jī)構(gòu)上，因此當(dāng)齒輪傳動機(jī)構(gòu)中的扇形齒輪產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時，固定在扇形齒輪軸上的電刷也相應(yīng)地在滑線電阻上滑行，從而使被測壓力的變化轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，傳至二次儀表上，指示出相應(yīng)的壓力值，同時現(xiàn)場儀表也指示相應(yīng)的壓力值。 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 16 頁 共 34 頁 圖 27 觸摸屏示意圖 系統(tǒng)電路設(shè)計 系統(tǒng)控制電路 。對變頻器頻率進(jìn)行復(fù)位是只提供一個干觸發(fā)點(diǎn)信號，本系統(tǒng)通過一個中間繼電器 KA的觸點(diǎn)對變頻器進(jìn)行復(fù)頻控制。 SB1按下時由于 KM2常閉觸點(diǎn)接通電路使得 KM1的線圈得電， KM1的常開觸點(diǎn)閉合從而實現(xiàn)自鎖功能，電機(jī) M1可以穩(wěn)定的運(yùn)行在工頻下。單刀雙擲開關(guān) SA 打至 2端時開啟自動控制模式，自動控制的工作狀況由 PLC程序控制。當(dāng) Y007輸出 1時，水池水位上下限報警指示燈 HL7點(diǎn)亮；當(dāng) Y014輸出 1時，變頻器故障報警指示燈 HL8點(diǎn)亮；當(dāng) Y011輸出 1 時，白天供水模式指示燈 HL9 點(diǎn)亮；當(dāng) Y012輸出1 時，報警電鈴 HA 響起；當(dāng) Y013輸出 1 時， 中間繼電器 KA的線圈得電，常開觸點(diǎn) KA 閉合使得變頻器的頻率復(fù)位；處于自動控制狀態(tài)下，自動運(yùn)行狀態(tài)電源指示燈 HL10一直點(diǎn)亮。 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 45Hz 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時 ， 系統(tǒng)將使用另一臺變頻器開啟一臺水泵。 當(dāng)用水量下降水壓升高 ， 變頻器的輸出頻率降至下限頻率 ， 用戶管網(wǎng)的實際壓力水壓仍高于設(shè)定壓力值 ， 并且滿足減少水泵的條件時 ， 系統(tǒng)將運(yùn)行時間最長的的那臺水泵關(guān)掉 ， 同時通過變頻器調(diào)節(jié)其他水泵的轉(zhuǎn)速使他們以相同的轉(zhuǎn)速運(yùn)行 ， 恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié) ， 使壓力重新達(dá)到設(shè)定值。由于 CPU 的運(yùn)算處理速度很快，所以從宏觀上來看， PLC 外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時（并行）完成的。 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 19 頁 共 34 頁 第四章 組態(tài)監(jiān)控界面設(shè)計 組態(tài)監(jiān)控程序設(shè)計 根據(jù)接收到的 數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如接收到的是讀寫錯誤，則要求重發(fā)。用戶可根據(jù)實際情況修改壓力設(shè)定值。 (4) 設(shè)定按鈕 :在文本框輸入壓力設(shè)定值和校正系數(shù)后，按下此按鈕，壓力設(shè)定值和校正系數(shù)才能通過串口發(fā)送給下位機(jī)。對總數(shù)為 三 臺泵的生活 /消防雙恒壓供水系統(tǒng)的基本要求是： （ 1）生活供水時系統(tǒng)低恒壓值運(yùn)行，消防供水時系統(tǒng)高恒壓值運(yùn)行，生活用水時 用生活管道，消防用水時用消防管道，兩種供水方式走不一樣的管道； （ 2）生活 /消防各使用三臺泵，并根據(jù)各自的需要設(shè)定壓力，采取 “ 先開先停 ” 的原則接入和退出； （ 3）在用水量小的情況下，如果一臺泵連續(xù)運(yùn)行時間超過設(shè)定的切換時間，則要切換到下一臺泵， 畢業(yè)設(shè)計用紙 第 20 頁 共 34 頁 即系統(tǒng)具有 “ 倒泵功能 ” ，避免某一臺泵工作時間過長； （ 4）三臺泵在啟動時要有軟啟動功能； （ 5）要有完善的報警功能； （ 6）水 壓達(dá)到 上限 時 ，則關(guān)閉 電機(jī)