【正文】 (1) 系統(tǒng)初始化程序 在系統(tǒng)開始工作的時候， 先要對整個系統(tǒng)進行初始化，即在開始啟動的時候，先對系統(tǒng)的各個部分的當前工作狀態(tài)進行檢測，如出錯則報警，接著對變頻器變頻運行的上下限頻率、 PID 控制的各參數(shù)進行初始化處理，賦予一定的初值，在初始化子程序的最后進行中斷連接。白天模式系統(tǒng)設定值為滿量程的 90%，夜間模式系統(tǒng)設定值為滿量程 70%。在本設計中，控制要求中規(guī)定任一臺泵連續(xù)變頻運行不得超過 3h，因此每次需啟動新水泵或 切換變頻泵時，以新運行泵為變頻泵是合理的。AC。 (5) 系統(tǒng)要有完善的報警功能。當 輸出1時，水池水位上下限報警指示燈 HL7 點亮；當 輸出 1時，變頻器故障報警指示燈 計算機控制技術課程答辯論文 23 S B 1K M 1S B 2Q 0 . 0Q 0 . 1K M 2K M 1K M 1K M 2H L 1H L 2F R 1S B 5K M 5S B 6Q 0 . 4Q 0 . 5K M 6K M 5K M 5K M 6H L 5H L 6F R 3S B 3K M 3S B 4Q 0 . 2Q 0 . 3K M 4K M 3K M 3K M 4H L 3H L 4F R 2P L CNL 1F U 2S A12Q 1 . 1H L 7Q 1 . 3H L 9Q 1 . 2H L 8H L 1 0Q 1 . 4Q 1 . 5K AH AN 14681 01 21 41 61 82 02 22 4 圖 變頻恒壓供 水系統(tǒng)控制電路圖 注： PLC 各 I/O 端口、各指示燈所代表含義在下一節(jié) I/O 端口分配中將詳細介紹。 SB1 按下時由于 KM2 常閉觸點接通電路使得 KM1 的線圈得電，KM1 的常開觸點閉合從而實現(xiàn)自鎖功能，電機 M1可以穩(wěn)定的運行在工頻下。 如圖 為電控系統(tǒng)控制電路圖。初始運行時，必須觀察電動機的轉 向，使之符合要求。當電機工頻運行時，連接至變頻器的隔離開關及變頻器輸出端的接觸器斷開，接通工頻運行的接觸器和隔離開關。 液位變送器的選型 考慮到水泵電機空載時會影響電機壽命，因此需要對水池水位作必要的檢測和控制。根據(jù)本設計要求并結合實際中小區(qū)生活用水情況，最終確定確定采用 3臺上海熊貓機械有限公司生產(chǎn)的 SFL 系列水泵機組（電機功率 75KW）。它采用模塊化結構，組態(tài)靈活，有多種完善的變頻器和電動機保護功能，有內置的 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 端子進行功能自定義。 EM235模塊可以針對不同的標準輸入信號，通過 DIP 開關進行設置。因此我們在選擇 PLC 時，要考慮 PLC的指令執(zhí)行速度、指令豐富程度、內存空間、通訊接 口及協(xié)議、帶擴展模塊的能力和編程軟件的方便與否等多方面因素。 實際的機組切換判別條件如下 [11]： 加泵條件： UPff? 2dfsPPP??? 且延時判別成立 () 減泵條件： LOWff? 2dfsPPP??? 且延時判別成立 ()式中： UPf ：上限頻率 LOWf ：下限頻率 sP ：設定壓力 fP ：反饋壓力 變頻恒壓供水系統(tǒng)主要特點： 1. 節(jié)能，可以實現(xiàn)節(jié)電 20%~40%，能實現(xiàn)綠色省電。所以選擇 50HZ 和 20HZ 作為水泵機組切換的上下限頻率。當用水量繼續(xù)下降，并且滿足減少水泵的條件時，將繼續(xù)發(fā)生如上 轉換，將另一臺工頻泵 M3 關掉。 變頻恒壓供水系統(tǒng)結構框圖如圖：P I D D / A變 頻 器接 觸器水 泵機 組管 道壓 力 變 送 器A / D給 定－管 網(wǎng) 壓 力P L C 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時地測量參考點的水壓，檢測管網(wǎng)出水壓力，并將其轉換為 4— 20mA 的電信號 ，此檢測信號是實現(xiàn)恒壓供水的關鍵參數(shù)。供水控制器是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。 變頻恒壓 供水 系統(tǒng)的 組成及原理圖 PLC 控制變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有變頻器、可編程控制器、壓力變送器和 現(xiàn)場的水泵機組一起組成一個完整的閉環(huán)調節(jié)系統(tǒng)， 該系統(tǒng)的控制流程圖如圖 所示： 從 圖中可看出，系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機構、信號檢測機構、控制機構三大部分，具體為： (l) 執(zhí)行機構：執(zhí)行機構是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網(wǎng)，其中由一臺變頻泵和兩臺工頻泵構成，變頻泵是由變頻調速器控制、可以進行變頻調整的水泵，用以根據(jù)用水量的變化改變電機的轉速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定；工頻泵只運行于啟、停兩種工作狀態(tài)，用以在用水量很大（變頻泵達到工頻運行狀態(tài)都無法滿足用水要求時）的情況下投入工作。該系統(tǒng)適用于某一特定領域的小容量的變頻恒壓供水中。此時水泵輸出功率正比于 H0 Q2，由于 H1H0，所以當用閥門控制流量時，有正比于 (H1－ H0) Q2的功率被浪費掉，并且隨著閥門的不斷關小，閥門的摩擦阻力不斷變大，管阻特性曲線上移，運行工況點也隨之上移，于是 H1 增大，而被浪費的功率要隨之增加。因此，揚程特性將隨水泵轉速的改變而改變，但管阻特性不變。通常由異步 電動機驅動水泵旋轉來供水，并且把電機和水泵做成一體，通過變頻器調節(jié)異步電機的轉速，從而改變水泵的出水流量而實現(xiàn)恒壓供水的。由于在閥門開度和水泵轉速都不變的情況下，流量的大小主要取決于用戶的用水情況，因此，揚程特性所反映的是揚程 H 與用水流量 Qu 間的關系 H=f(Qu)。下面重點分析改變電源頻率調速的方法及特點。p— 電機極對數(shù)）可知：如均勻地改變電機定子的供電頻率ｆ 1,就可平滑改變電機轉速 .對于異步電動機的變頻傳動 ,為了避免電機過磁飽和 ,同時抑制啟動電流 ,產(chǎn)生必需的轉矩進 行安全運轉 ,在改變頻率的同時 ,對定子電壓也應作相應調節(jié) .逆變器主回路把三相 50Ｈｚ 交流電整流濾波為直流 ,再通過ＰＷＭ脈寬調制器觸發(fā)大功率晶體管 ,把直流變?yōu)殡妷汉皖l率可調的三相交流電，由此可實現(xiàn)變頻調速。 PLC 根據(jù)管網(wǎng)壓力自動控制各個水泵之間切換，并根據(jù)壓力檢測值和給定值之間偏差進行 PID 運算，輸出給變頻器控制其輸出頻率，調節(jié)流量，使供水管網(wǎng)壓力恒定。 20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言 [5] ，并將參加運算及處理的計算機存儲組件都以繼電器命名。 PLC 概述 可編程控制器的定義 可編程控制器，簡稱 PLC(Programmable logic Controller)，是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。一般也需要設計有一座地下水池，通過兩臺水泵（一用一備）抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用水點。對于一、二層是商業(yè)群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前較多采用此種供水方案。 工控組態(tài)軟件集成了圖形技術、人機界面技術、數(shù)據(jù)庫技術、控制技術、網(wǎng)絡與通信技術，使控制系統(tǒng)開發(fā)人員不必依靠某種具體的計算機語言，只需通過可視化的組態(tài)方式，就可完成監(jiān)控程序設計，降低了監(jiān)控程序開發(fā)的難度。目前的供水方式朝向高效節(jié)能、自動可靠的方向發(fā)展，變頻調速技術以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，在風機、水泵、空氣壓縮機、制冷壓縮機等高能耗設備上廣泛應用，特別是在城鄉(xiāng)工業(yè)用 水的各級加壓系統(tǒng)，居民生活用水的恒壓供水系統(tǒng)中，變頻調速水泵節(jié)能效果尤為突出，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：一是節(jié)能顯著；二是在開、停機時能減小電流對電網(wǎng)的沖擊以及供水水壓對管網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊；三是能減小水泵、電機自身的機械沖擊損耗 [2]。 計算機控制技術課程答辯論文 2 第 1章 緒論 水和電是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要 物質，在節(jié)水節(jié)能已成為時代特征的現(xiàn)實條件下，我們這個水資源和電能源短缺的國家，長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術一直比較落后，自動化程度較低，而隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，以及住房制度改革的不斷深入，城市中各類小區(qū)建設發(fā)展十分迅速，同時也對小區(qū)的基礎設施建設提出了更高的要求。 ........................................................................................ 7 ............................................................................. 7 ............................................................................. 8 .......................................................................................11 ............................................................................11 第 3 章 ....................................................................................... 3 ........................................................................................ 3 ........................................................................... 17 ............................................................................. 3 ........................................................................................ 3 第 4 章 ..................................................................................... 26 ........................................................ 錯誤 !未定義書簽。洛陽理工學院 課程答辯 （論文） I 基于組態(tài)王、 PLC及變頻器在恒壓供水控制系統(tǒng)的設計 摘 要 隨著人民生活水平的日趨提高，新技術和先進設備的應用，使供水設計得到了新的發(fā)展機遇，當前住宅建筑的規(guī)劃趨向于更具有人性化的多層次住宅組合，人們不再僅僅追去立面和平面的美觀和合理，而是追求空間上布局的流暢和設計中貫徹以人為本的理念，特別是在市場經(jīng)濟的浪潮中，力求土地使用效率的最大化。 ............................................. 錯誤 !未定義書簽。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設是其中的一個重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性直接影響到小區(qū)住戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。 基于 PLC 和變頻技術的恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術、電氣技術、現(xiàn)代控制技術于一體。組態(tài)軟件均具有良好的擴展性、兼容性，軟件結構開放，可接受各種形式的數(shù)據(jù)格式。一般設計有地下生活水池一座，集中恒壓變頻供水，不設屋頂水箱。該方式是較成熟的水泵、水箱供水方式。在 1987 年國際電工委員會 (International Electrical Committee)頒布的 PLC標準草案中對 PLC做了如下定義 :“ PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。此時的 PLC 為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產(chǎn)物 。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣 的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易 。各水泵切換遵循先起先停、先停先起原則。那么下面我們就關心的問題就是水流量與轉速及軸功率的關系。 根據(jù)公式可知，當轉差率變化不大時，異步電動機的轉速 n 基本上與電源頻率 f成正比。而管阻特性是以水泵的轉速不變?yōu)榍疤?，表明閥門在某一開度下?lián)P程 H 與流量 Q之間的關系曲線，如圖 所示。因此，供水系統(tǒng)變頻的實質是異步電動機的變頻調速。變頻調速供水方式屬于轉速控制。所以調速控制方式要比閥門控制方式供水功率要小得多，節(jié)能效果顯著。 (3) 通用變頻器 +PLC(包括變頻控制、調節(jié)器控制 )+人機界面 +壓力傳感器 這種控制方式靈活方便。 (2)