【正文】 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。為此設(shè)計(jì)了一套具有高性能的變頻器控制系統(tǒng)。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。 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。 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。 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?？砂措妱?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。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)。可廣泛應(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。 訪問(wèn)參數(shù) 按此鍵即可訪問(wèn)參數(shù)。為了允許此鍵操作操作，應(yīng)設(shè)定P0700=1。為了使此鍵操作有效，設(shè)定為 P0700=1。 本科生課程設(shè)計(jì)（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。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。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。 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。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。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。 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)。各水泵切換遵循先起先停、先停先起原則。 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)。 (3) 水塔高位水箱供水具有控制方式簡(jiǎn)單、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理、短時(shí)間維修或停電可不停水等優(yōu)點(diǎn)，但存在基建投資大，占地面積大，維護(hù)不方便，水泵電機(jī)為硬起動(dòng)，啟動(dòng)電流大等缺點(diǎn)，頻繁起動(dòng)易損壞聯(lián)軸器，目前主要應(yīng)用于高層建筑。通過(guò) PLC、變頻器、繼電器、接觸器控制水泵機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)， 實(shí)現(xiàn) 管網(wǎng)的恒壓變流量供水要求。（ 2 天）； 繪制基本結(jié)構(gòu)圖和自控制原理圖。隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展 ,采用 PLC 與交流變頻調(diào)速技術(shù)相結(jié)合的變頻調(diào)速恒壓供水 成為當(dāng)前主流。 管徑在 DN＜ 250，所以 進(jìn)水管 流速（ m/s） ～ m/s， 出水管流速（ m/s） ～ m/s。于是選擇一種符合各方面規(guī)范、衛(wèi)生安全而又經(jīng)濟(jì)合理的供水方式，對(duì)我們給供水設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個(gè)重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)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。應(yīng)用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為了滿足供水量大小需求不同時(shí)，保證管網(wǎng)壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對(duì)壓力進(jìn)行閉 環(huán)控制。采用 PLC 和變頻技術(shù)相結(jié)合技術(shù)，設(shè)計(jì)一套城市小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)，并引用計(jì)算機(jī)對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理保證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行可靠，安全節(jié)能，獲得最佳的運(yùn)行工況。設(shè)定的供水壓力可以是一個(gè)常數(shù)，也可以是一個(gè)時(shí)間分段函數(shù)，在每一個(gè)時(shí)段 內(nèi)是一個(gè)常數(shù)。管網(wǎng)水壓信號(hào)反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號(hào)。 根據(jù)水泵機(jī)組中水泵被變頻器拖動(dòng)的情況不同，變頻器有兩種工作方式即變頻循環(huán)式和變頻固定式，變頻循環(huán)式即變頻器拖動(dòng)某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行在 50Hz 時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)先將變頻器從該水泵電機(jī)中脫出，將該泵切換為工頻的同時(shí)用變頻去拖動(dòng)另一臺(tái)水泵電機(jī)；變頻固定式是變頻器拖動(dòng)某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這 臺(tái)水泵運(yùn)行在 50Hz 時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)直接啟動(dòng)另一臺(tái)恒速水泵，變頻器不做切換，變頻器固定拖動(dòng)的水泵在系統(tǒng)運(yùn)行前可以選擇，本設(shè)計(jì)中采用前者。新一代的 CPU模塊按照 I/O點(diǎn)數(shù)和功能不同而劃分為 5個(gè)品種，即 CPU22 CPU22CPU22 CPU224XP、 CPU226，每個(gè)品種又分為兩種類型：一種是 DC24V供電 /晶體管輸出；另一種是 AC220V供 電 /繼電器輸出，因此共有 10種 CPU模塊。 3） 輸入 /輸出混合擴(kuò)展模塊 EM223。 I/O 點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì) 根據(jù)功能要求，系統(tǒng)的控制要求以及合理利用 PLC 的 I/O 口原則?？焖匐娏飨拗茖?shí)現(xiàn)了無(wú)跳閘運(yùn)行，磁通電流控制改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，低頻時(shí)也可以輸出大力矩。 操作面板如圖 所示，其操作按鈕的作用如表 41 所示。此功能總是“使能”的。 變 頻器運(yùn)行過(guò)程中，在顯示任何一個(gè)參數(shù)時(shí)按下此鍵并保持不動(dòng) 2 秒，將顯示以下參數(shù)值： 直流回路電壓； 輸出電流； 輸出頻率； 輸出電壓； 由 P0005 選定的數(shù)值連續(xù)多次按下此鍵，將輪流 顯示以上參數(shù)。經(jīng)后續(xù)電路給電橋供電，并對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行放大、溫度補(bǔ)償及非線性修正、 V/I 變換等處理，對(duì)供電電壓要求寬松，具有 4～ 20mA 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。精巧的結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單的調(diào)校和靈活的安裝方式為用戶輕松地使用提供了方便。 所以為了避免誤動(dòng)作，斷路器 2QF 的額定電流 nqI 應(yīng)選 ? ? ~ nq ???n 式中 nI 為變頻器的額定輸出電流 所以 2QF ， 3QF 選擇 90A。供水系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)如圖 所示。 當(dāng)系統(tǒng)用水高峰過(guò)后，用水量減少時(shí)，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)水泵工作已能滿足系統(tǒng)用水的要求， 此時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)，可將 1 號(hào)泵電機(jī)停運(yùn)， 2 號(hào)泵電機(jī)仍由變頻器電源供電。系統(tǒng)使用變頻器的模擬端口，最高設(shè)置頻率為 50HZ，最低頻率為 30HZ，變頻器的參數(shù)設(shè)置如表 所示。 圖 1 號(hào)泵變頻運(yùn)行 變頻器達(dá)到上限， 1泵工頻運(yùn)行， 2泵變頻運(yùn)行，如圖 所示。 在工頻方式運(yùn)行下，系統(tǒng)帶有降壓?jiǎn)?dòng)裝置，在工頻啟動(dòng)時(shí)，由于啟動(dòng)電流過(guò)大，而避免對(duì)電網(wǎng)沖擊的影響，并可延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命。所以變頻恒壓供水技術(shù)在逐漸走向成熟的過(guò)程中，仍然有必要對(duì)其進(jìn)行更深入的研究。減少系統(tǒng)波動(dòng)現(xiàn)象和對(duì)電源電網(wǎng)的沖擊。梯形圖見(jiàn)附錄。模擬電壓信號(hào)輸入后通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器得到數(shù)字信號(hào)。 圖 供水系統(tǒng)的流程圖 開(kāi)始 自動(dòng)運(yùn)行 1號(hào)泵啟動(dòng)并變頻運(yùn)行 當(dāng)水量增大，變頻器達(dá)到最大頻率 50HZ，水壓小于設(shè)定值 1 號(hào)泵工頻運(yùn)行， 2 號(hào)泵變頻啟動(dòng) 當(dāng)用水量減少，變頻器達(dá)到下限值 30HZ 水壓大于設(shè)定值