【正文】 我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是指導(dǎo)老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控和人機(jī)交流，采用了組態(tài)王和工控機(jī)對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備組態(tài)，建立一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)。 二號(hào)機(jī)組程序流程圖增泵程序減泵程序總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是某自來(lái)水廠(chǎng)的電氣控制器的設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)任務(wù)要求的分析，以及方案的比較最終確定選擇PLC和變頻器的控制方式。（3） 當(dāng)某臺(tái)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警裝置，調(diào)用對(duì)象子程序處理，進(jìn)入備用泵運(yùn)行模式。 （1）交叉引用 提供用戶(hù)程序所用的PLC資源信息。STEP 7Micro/WIN是在Windows平臺(tái)上運(yùn)行的SIMATIC S7200 PLC編程軟件，簡(jiǎn)單、易學(xué)，能夠解決復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)。因與繼電器電路很相似，具有直觀(guān)易懂的特點(diǎn)，很容易被熟悉繼電器控制的電氣人員所掌握，特別適合于數(shù)字量邏輯控制。 監(jiān)控系統(tǒng)界面 在本系統(tǒng)中，根據(jù)需要共開(kāi)發(fā)了4個(gè)界面，包括啟動(dòng)界面(包含系統(tǒng)所有菜單)、系統(tǒng)運(yùn)行主界面、歷史和實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)、數(shù)據(jù)報(bào)表。由于使用串行通信接口1，故雙擊工程瀏覽器的設(shè)備文件夾中的“COM1”圖標(biāo)，在出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中設(shè)置波特率為19200bit/s。圖形界面系統(tǒng)用于生成現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程圖形畫(huà)面；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)的參數(shù)；第三方程序接口組件用于組態(tài)軟件與其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)；控制功能組件用于生成監(jiān)控所需的控制策略。其次是最低頻率，因?yàn)樽詠?lái)水廠(chǎng)蓄水池本身對(duì)水泵形成一定壓力，既水泵處最低水壓是不可能是零的，而是一個(gè)遠(yuǎn)大于零的一個(gè)數(shù)值。以VF1變頻器為例，當(dāng)接通電源開(kāi)始工作后，KM6接通，M1電機(jī)變頻運(yùn)行，若到達(dá)頻率上限，水壓依然沒(méi)滿(mǎn)足要求，KM6斷開(kāi) ，KM1接通 ，MI電機(jī)工頻運(yùn)行。 圖 主電路圖 主要設(shè)備清單序號(hào)名稱(chēng)符號(hào)型號(hào)數(shù)量1低壓斷路器QF0DW1563012低壓斷路器QF1DW1540013低壓斷路器QF2DW1520014熔斷器FU0RT36N215熔斷器FU1~FU3RL1T15036熔斷器FUFU5RL1T11027接觸器KM1~KM3KM6~KM8CJ2016068接觸器KMKM5KMKM10CJ2010049熱繼電器HR1~HR3NR2150/Z80150A310熱繼電器HRHR5NR293G/Z 2380A211熱繼電器VFVF2SiemensMM4302主電路說(shuō)明： M1，M2，M3是Y250M2型電機(jī)，M3是M1和M2的備用電機(jī)。每臺(tái)電機(jī)要求既能工頻運(yùn)行，也能變頻運(yùn)行，既每臺(tái)電機(jī)必須分別被接入兩個(gè)回路里。這里作為整個(gè)電路總開(kāi)關(guān)。但若過(guò)載時(shí)長(zhǎng)，過(guò)載電流大，電動(dòng)機(jī)繞組的溫升就會(huì)超過(guò)允許值，使電動(dòng)機(jī)繞組老化，縮短電動(dòng)機(jī)的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)闺妱?dòng)機(jī)繞組燒毀。接觸器按80%，只能控制最大額定電流是80A以下的設(shè)備該設(shè)計(jì)任務(wù)中，接觸器需要持續(xù)運(yùn)行。%FS/年 振動(dòng)影響：≤177。壓力傳感器由于技術(shù)門(mén)檻比較低，近年來(lái)隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)有很多企業(yè)生產(chǎn)的水壓傳感器性能都相當(dāng)?shù)牟诲e(cuò)。具有多個(gè)繼電器輸出。（3）電動(dòng)機(jī)的額定電流為103A，額定功率為55KW，必須滿(mǎn)足變頻器額定功率≥電機(jī)額定功率，輸出頻率范圍為0650HZ。在工程中使用變頻器，我們?nèi)绾螌?duì)其進(jìn)行選型，一般有以下的步驟:（1）分析負(fù)載類(lèi)型，是恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率負(fù)載還是平方轉(zhuǎn)矩負(fù)載。這種無(wú)功能量需要中間直流環(huán)節(jié)中的電容器或電抗器來(lái)進(jìn)行緩沖。交交變頻器可將工頻交流電直接轉(zhuǎn)變成頻率和電壓均可控制的交流電，又稱(chēng)為直接變頻器。西門(mén)子S7—200系列PLC是一種小型的可編程控制器，它具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、較高的可靠性、豐富的指令集、強(qiáng)大的通信功能以及低廉的價(jià)格，使得其可以完美地滿(mǎn)足小規(guī)模的控制系統(tǒng)的要求。 PLC的基本構(gòu)成圖 PLC的選型 目前，PLC的品牌和種類(lèi)很多，大概有300多個(gè)品種，以美國(guó)、德國(guó)、日本的品牌最為顯著，在我國(guó)也有一些生產(chǎn)PLC的廠(chǎng)家。用戶(hù)程序存儲(chǔ)區(qū)用于存儲(chǔ)用戶(hù)編寫(xiě)的控制程序，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)用于存放用戶(hù)程序中使用器件的ON/OFF狀態(tài)和各種數(shù)值數(shù)據(jù)等。它主要由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出(I/O)接口，電源等組成。固定變頻控制是指：當(dāng)需要增加電機(jī)運(yùn)行時(shí)，變頻器不切換，而是由PLC控制直接啟動(dòng)另一臺(tái)電機(jī)。它分為調(diào)速泵和恒速泵，根據(jù)壓力傳感器輸入的信號(hào)與設(shè)定值比較，調(diào)速泵在變頻器的控制下變速運(yùn)行，調(diào)節(jié)水泵出口處壓力值，達(dá)到變頻恒壓供水的目的。方案二：PLC+變頻器 控制可編程控制器是專(zhuān)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的控制器件，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1 )靈活性高：PLC具有單片機(jī)可編程的這個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)，而且編程的方式和方法大大簡(jiǎn)化，有梯形圖，功能表圖，助記符等方法。通過(guò)對(duì)原始資料的分析，確定了設(shè)計(jì)方案，根據(jù)設(shè)計(jì)方案內(nèi)容進(jìn)行了主要設(shè)備設(shè)備選擇。除了一些早期的項(xiàng)目，目前在國(guó)內(nèi)增壓泵站蓄水池設(shè)計(jì)基本被淘汰。直接設(shè)計(jì)的電氣控制系統(tǒng)，要滿(mǎn)足供水要求，既要滿(mǎn)足國(guó)家相關(guān)水壓，可靠性，節(jié)能指標(biāo)。 論文原始資料原始資料給出的供水負(fù)荷考慮附件鄉(xiāng)鎮(zhèn)近期自來(lái)水普及率按百分之九十五計(jì)算，遠(yuǎn)期自來(lái)水普及率百分之百計(jì)算。日本研究人員在20世紀(jì)80年代初，提出了一種叫磁通磁鏈軌跡控制的方法。造成占地面積大，投資巨大；礙于水塔本身的限制，這種供水方式供水服務(wù)區(qū)域受到一定限制，無(wú)法大面積的供水；在自來(lái)水由低水位到水塔，再由水塔到用戶(hù)的能量變化過(guò)程中，存在無(wú)法避免的能量損失；電機(jī)要經(jīng)常啟動(dòng)和停止，而電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)沖擊大，比較費(fèi)電；水塔內(nèi)部細(xì)菌易于繁殖，衛(wèi)生狀況堪憂(yōu)，高位水塔要經(jīng)常定時(shí)人工清潔，比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如何能有效保證城鎮(zhèn)居民有水用的同時(shí)，盡最大可能的節(jié)約水資源和降低通過(guò)先進(jìn)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)而達(dá)到降低水能或者電力能源功耗。 and the water pump is designed as the execution units. All of these and the pressure signal sample unit etc. make up an integrated closedloop isobarically water supply system. Each pump can be changingover in different operating manners, which is used to manage the network users in zone water supply. The frequency converter automatically adjusts the operating frequency based on collected pressure values and setting parameters. PLC controls the working status of each motor according to the frequency converter feedback signals.KEYWORD: Constant pressure water supply。整個(gè)設(shè)計(jì)方案以PLC和變頻器為控制器核心，工控機(jī)為人機(jī)交流窗口，水泵機(jī)組為執(zhí)行單元，與水壓等信號(hào)采集單元一起，組成了一個(gè)完整的閉環(huán)恒壓供水系統(tǒng)。4. 采用PLC控制電路的設(shè)計(jì)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。2013年2月：方案設(shè)計(jì)。 主電路設(shè)計(jì)。 PLC程序設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文符合學(xué)校規(guī)定的論文格式、圖表規(guī)范。由于壓力得不到有效控制，造成管線(xiàn)破裂，漏水缺水現(xiàn)象嚴(yán)重。二、 設(shè)計(jì)（論文）主要研究的內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)：（技術(shù)方案、路線(xiàn)）主要研究?jī)?nèi)容：1. 水泵站整體控制方案設(shè)計(jì)。5. 2013年5月：程序設(shè)計(jì)，撰寫(xiě)、修改畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。變頻器。而二級(jí)泵房設(shè)計(jì)要求就是：通過(guò)先進(jìn)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)從而達(dá)到最大可能的節(jié)約水資源和電能的要求。(2) 恒速水泵+水塔的方式 這種供水方式顯然要比恒速水泵加蓄水池的方式好很多，首先是解決了管線(xiàn)破裂，水資源浪費(fèi)的問(wèn)題。工作泵備用泵可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)自動(dòng)切換，對(duì)故障實(shí)現(xiàn)直觀(guān)的操作界面顯示，故障自檢自顯自動(dòng)報(bào)警燈功能；保護(hù)功能完善，過(guò)載欠壓過(guò)流短路等故障保護(hù)裝置完善，對(duì)系統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)全方位的保護(hù)，減少故障發(fā)生后對(duì)設(shè)備的破壞，節(jié)約資金。 在變頻調(diào)速技術(shù)逐漸成熟之后，變頻恒壓供水技術(shù)開(kāi)始嶄露頭角并且展現(xiàn)了他強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)和廣闊的前景。 原始資料給出的電機(jī)型號(hào)和水泵型號(hào)對(duì)供水用戶(hù)分區(qū)一區(qū)用戶(hù)：150S78水泵三臺(tái) 兩用一備 配三相異步電機(jī) Y250M2 三臺(tái)，功率55KW二區(qū)用戶(hù)：150S78B水泵兩臺(tái) 一用一備 配三相異步電機(jī) Y200L2 兩臺(tái)，功率37KW遠(yuǎn)期增加150S78水泵一臺(tái)，150S78B水泵一臺(tái)。5. PLC程序設(shè)計(jì)2 電氣控制器方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)和控制對(duì)象分析 二級(jí)泵站加壓方式選擇：二級(jí)水泵站又稱(chēng)為增壓站，加壓方式有兩種蓄水池法：將上級(jí)管網(wǎng)的水存入蓄水池，然后水泵再?gòu)乃刂腥∷訅骸? 設(shè)計(jì)目標(biāo)是，使水泵變頻器的控制下，根據(jù)壓力傳感器檢測(cè)的壓力信號(hào)，在變頻器的控制下，每臺(tái)電機(jī)既能在工頻下運(yùn)行，又能在變頻下運(yùn)行。其主要以下幾個(gè)缺點(diǎn)(1 )缺乏靈活性：繼電器控制是依賴(lài)于硬件設(shè)備之間的邏輯接線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，是一種依賴(lài)與物理層面的控制系統(tǒng)，一旦控制系統(tǒng)發(fā)生變化或者有新的要求，很難實(shí)現(xiàn)靈活多變的改變控制策略，只能不得不拆除設(shè)備，重新接線(xiàn)布局和設(shè)計(jì)，相當(dāng)?shù)姆爆嵑屠速M(fèi)時(shí)間精力，人力物力。(3 )操作維護(hù)簡(jiǎn)單方便：PLC對(duì)操作和維護(hù)人員要求低，操作簡(jiǎn)單快捷，維護(hù)方便。PLC控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)信號(hào)的采集檢測(cè)，信號(hào)處理，控制電機(jī)和變頻器的自動(dòng)切換運(yùn)行。 壓力檢測(cè)信號(hào)是將水泵出口處的壓力進(jìn)行檢測(cè)，并將信號(hào)反饋給變頻器，由變頻器和設(shè)定值進(jìn)行比較，控制電機(jī)工作頻率。（2）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是PLC存放程序和數(shù)據(jù)的地方，它包括系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。它的作用是把外部供應(yīng)的電源轉(zhuǎn)換成CPU、存儲(chǔ)器等電路工作所需要的直流電，及向外部器件提供24V直流電源。同時(shí)，還要考慮PLC的存儲(chǔ)容量，一般用戶(hù)的存儲(chǔ)容量=開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)10+開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)5+模擬量輸入/輸出點(diǎn)數(shù) 100字節(jié)，還要留有30%50%的裕量。 輸入端口計(jì)算：控制系統(tǒng)的啟動(dòng)和停止需要2個(gè)輸入端口。（2)逆變器逆變器即是負(fù)載側(cè)的變流器，它的主要作用在控制電路的控制下將直流電轉(zhuǎn)變成頻率、電壓調(diào)節(jié)后的交流電，輸出給外部設(shè)備。變頻器不僅調(diào)速平滑，范圍大，效率高，啟動(dòng)電流小，運(yùn)行平穩(wěn)，而且節(jié)能效果明顯。（6）變頻器選擇好以后，要進(jìn)行相關(guān)的校驗(yàn)。 SiemensMM430變頻器簡(jiǎn)介MM430型變頻器()是西門(mén)子公司生產(chǎn)的風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)負(fù)載專(zhuān)用變頻器，具有電動(dòng)機(jī)分級(jí)控制、手動(dòng)/自動(dòng)控制、水泵無(wú)水空轉(zhuǎn)檢測(cè)、旁路、節(jié)能控制等專(zhuān)用功能。使用BiCo(二進(jìn)制互聯(lián)連接)技術(shù)可以在輸入(數(shù)字的，模擬的，串行通信)和輸出(變頻器的電流、頻率、模擬輸出、繼電器接點(diǎn)輸出)之間建立布爾代數(shù)式和數(shù)學(xué)關(guān)系式，可對(duì)更為復(fù)雜的功能進(jìn)行編程。%FS、177。接觸器按6775%，只能控制最大額定電流是6775A以下的設(shè)備。 熱繼電器是用于電動(dòng)機(jī)或其它電氣設(shè)備、電氣線(xiàn)路的過(guò)載保護(hù)的保護(hù)電器。 3 對(duì)于電動(dòng)機(jī) 回路，熱繼電器的整定電流應(yīng)等于電動(dòng)機(jī)的額定電流。4硬件電路設(shè)計(jì) 主電路設(shè)計(jì) 根據(jù)控制對(duì)象分析，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)。（4）每個(gè)機(jī)組的主電機(jī)發(fā)生故障或檢修時(shí)，備用電機(jī)應(yīng)能可靠的自動(dòng)投入運(yùn)行并報(bào)警。另一條回路是變頻回路：電流經(jīng)對(duì)應(yīng)變頻器的R、S、T端，變頻器的輸出端U、V、W和每臺(tái)電機(jī)相應(yīng)的變頻接觸器KMKMKMKMKM10至電機(jī)，構(gòu)成電機(jī)的變頻回路。首先是最大頻率，因?yàn)槲覈?guó)工頻供電的頻率是50HZ，所以不可能無(wú)限制的增加頻率，否則導(dǎo)致電機(jī)無(wú)法安全切換到工頻模式工作。其中對(duì)于電機(jī)故障信號(hào)報(bào)警，可以將過(guò)載、短路、斷路等故障信號(hào)串聯(lián)到一個(gè)輸入端子。組態(tài)王保持了其早期版本功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定且使用方便的特點(diǎn)，并根據(jù)國(guó)內(nèi)眾多用戶(hù)的反饋及意見(jiàn)，對(duì)一些功能進(jìn)行了完善和擴(kuò)充。(2) 制作動(dòng)態(tài)監(jiān)控畫(huà)面利用工具箱中各畫(huà)圖工具繪制監(jiān)控系統(tǒng)界面，然后進(jìn)行動(dòng)畫(huà)連接。界面一：登陸界面 登陸界面界面二：系統(tǒng)運(yùn)行主界面 系統(tǒng)運(yùn)行主界面界面三：歷史和實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn) 歷史和實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)界面四：數(shù)據(jù)報(bào)表 數(shù)據(jù)報(bào)表6程序設(shè)計(jì) PLC 編程語(yǔ)言和編程軟件介