【正文】 1 號泵切換到變頻運行， 2 號泵停止運行 系統(tǒng)壓力維持在壓力設(shè)定值 手動運行 啟動 1 號泵工頻下運行 啟動 2 號泵工頻下運行 本科生課程設(shè)計（論文） 18 如圖 所示，開始工作時，系統(tǒng)用水量不多，只有 1 號泵在變頻器控制下運行， 2 號泵處于停止狀態(tài)。在變頻水泵出現(xiàn)問題或緊急情況下，可以起用備用水泵。 圖 Y200L12 型三相異步電動機 本科生課程設(shè)計（論文） 14 低壓電器的選擇 斷路器的選擇 （ 1） 2QF ， 3QF 選擇 斷路器具有隔離 ,過電流及欠電壓等保護功能 ,當變頻器的輸入側(cè)發(fā)生短路或電源電壓過低等故障時 ,可迅速進行保護。它是一種測量液位的壓力傳感器，是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用國外先進的隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標準電信號（一般為 4～ 20mA/1～ 5VDC）。 壓力傳感器的選擇 CYYB120 系列壓力變送器為兩線制 4～ 20mA 電流信號輸出產(chǎn)品。如果變頻器 /電動機正在運行，按此鍵將不起作用。為了允許此鍵操作操作，應設(shè)定P0700=1。 MMX 變頻器參數(shù)的設(shè)置可以通過 BOP（ Basic Opration Panels 基本操作面板）、 AOP（ Advanced Opration Panels 高級操作面板）、計算機（通過專用軟件以及 RS485 通訊端子）等完成。它是用于三相交流電動機調(diào)速的系 列產(chǎn)品，由微處理器控制，采用絕緣柵雙極型晶體管作為功率輸出器件，具有很高的運行可靠性和很強的功能。 6） 模擬量輸入 /輸出混合擴展模塊 EM235。 2） 輸出擴展模塊 EM222。 （ 1） S7200PLC 主機結(jié)構(gòu) S7200PLC的主機包括一個中央處理單元（即 CPU模塊）、存儲器、電源以及I/O點。供水控制器是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。 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 變頻恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖 本科生課程設(shè)計（論文） 5 從圖中可看出，系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機構(gòu)、信號檢測機構(gòu)、控制機構(gòu)三大部分，具體為： (1) 執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)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一臺工頻泵構(gòu)成，變頻泵是由變頻調(diào)速器控制、可以進行變頻調(diào)整的水泵， 用以根據(jù)用水量的變化改變電機的轉(zhuǎn)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。繪制系統(tǒng)硬件連接圖：包括系統(tǒng)硬件配置圖、 I/O 連接圖，分配 I/O 點數(shù)，列出 I/O 分配表，熟練使用相關(guān)軟件，設(shè)計梯形圖控制程序，對程序進行調(diào)試。采用該系統(tǒng)進行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能源日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計該系統(tǒng)，對于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實意義。 二、變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內(nèi)外研究與現(xiàn)狀 變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的?，F(xiàn)場監(jiān)控站內(nèi)的控制器按預先編制的軟件程序來滿足自動控制的要求，即根據(jù)供水管的高 /低水壓位信號來控制水泵的啟 /停及進水控制閥的開關(guān)，并且進行溢水和枯水的預警等。（ 1 天）； 設(shè)計結(jié)果考核。 。 設(shè)計任務及要求： ，設(shè)計出調(diào)節(jié)器、變頻器、水泵電機、水泵和供水管道的系統(tǒng)設(shè)計。（ 3 天）； 打印課程設(shè)計說明書。供水系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括水泵的自動啟停控制、供水壓力的測量與調(diào)節(jié)、系統(tǒng)主管道水壓的；系統(tǒng)水處理設(shè)備運轉(zhuǎn)的監(jiān)視、控制；故障及異常狀況的報警等。 (5) 單片機變頻調(diào)速供水系統(tǒng)也能做到變頻調(diào)速 ，自動化程度要優(yōu)于上面 4種供水方式，但是系統(tǒng)開發(fā)周期比較長，對操作員的素質(zhì)要求比較高，可靠性比較低，維修不方便，且不適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。 基于 PLC 和變頻技術(shù)的恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。硬件設(shè)備選型、 PLC 選型，估算所需 I/O 點數(shù)，進行 I/O 模塊選型。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示。 (3) 控制機構(gòu)：供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器 (PLC系統(tǒng) )、變頻器和電控設(shè)備三個部分。目前，在 小型 PLC 市場上，日本小型 PLC 占據(jù)中國大部分市場的情況已經(jīng)明顯改變， S7200PLC 成為了主流產(chǎn)品。共有 3 種產(chǎn)品，即 8 點和 16 點 DC、 8 點 AC。兩路模擬量輸出擴展模塊。 表 I/O 的分配 輸入 輸出 啟動 驅(qū)動 KM1 停止 驅(qū)動 KM2 液位傳感器 驅(qū)動 KM3 變頻器達上限 驅(qū)動 KM4 變頻器達下限 驅(qū)動 KM5 1 號水泵故障 報警指示燈 2 號水泵故障 變頻器故障 變頻器的選擇 由于本設(shè)計中 PLC 選擇的西門子 S7200 型號，為了方便 PLC 和變頻器之間的通信，我們選擇西門子的 MicroMaster440 變頻器。 （ 8） DIP 開關(guān)的介紹： 左邊的 DIP 開關(guān)（ DIP1） =模擬輸入 1； 右邊的 DIP 開關(guān)（ DIP2） =模擬輸入 2； AIN1： DIP1=OFF=[V]， 010V； DIP1=ON=[A]， 0~20mA； AIN2： DIP2=OFF=[V]， 010V； DIP2=ON=[A]， 0~20mA； MicroMaster440 變頻器操作面板 在使用變頻器之前，首先要對變頻器進行參數(shù)設(shè)置。缺省值運行時此鍵被封鎖。釋放此鍵時，變頻器停車。 減少數(shù)值 按此鍵即可減少面板上顯示的參數(shù)設(shè)置。 液位傳感器的選擇 本次設(shè)計選用的是 CBM－ 2700 投入式靜壓液位計。 Y200L12 型三相異步電動機使用條件： 環(huán)境溫度： 15℃＜ θ＜ 40℃ 海拔：不超過 1000m 額定電壓： 380V，可選 220760V 之間任何電壓值 額定頻率： 50Hz、 60Hz 防護等級： IP4 IP5 IP55 絕緣等級： B 級、 F 級、 H 級 冷卻方式： ICO141 工作方式： S1 連接方式： 3KW 及以下 Y 接法 、 4KW 及以上為△接法 Y200L12 型三相異步電動機如圖 所示。必須確保開關(guān) KM1 和 KM2電氣連鎖，連鎖功能由軟件和硬件實現(xiàn)。供水系統(tǒng)的流程圖如圖 所示。 MicroMaster440 變頻器參數(shù)設(shè)置 MicroMaster440 變頻器主要用的是模擬輸入口 AI1+和 AI1。 PLC 程序設(shè)計的主要任務是接受外部開關(guān)信號的輸入以及水池水位信號，判斷當前的系統(tǒng)狀態(tài)是否正常，然后執(zhí)行程序，由輸出信號去 控制接觸器、繼電器和變頻器等器件，以完成相應的控制任務， PLC 主要控制任務就是根據(jù)實際情況實現(xiàn)工頻和變頻的切換。 根據(jù)供水的要求，此裝置屬于一拖二閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，且變頻器帶動的電機可實現(xiàn)無級調(diào)速。另外本文的設(shè)計、控制方法完全可以用于恒風壓控制，進而實現(xiàn)風機的變頻節(jié)能，因為風機和水泵的能耗大約占整個電能能耗的三分之一左右。裝置啟動時，電動機與電動閥門同時開啟，停止 時先關(guān)閉電動閥門，電動機延時停止，延長水泵使用壽命。 本科生課程設(shè)計（論文） 21 圖 1 號泵工頻運行， 2 號泵變頻運行 當水泵出現(xiàn)故障，啟動備用泵，圖 為 1 號泵出現(xiàn)故障的界面。 本科生課程設(shè)計（論文） 19 表 變頻器的參數(shù)設(shè)置 參數(shù)號 出廠值 設(shè)置值 參數(shù)說明 P0003 1 1 設(shè)用戶訪問級為控制級 P0004 0 7 命令和數(shù)字 I/O P0700 2 2 命令源選擇由端子輸入 P1000 2 2 頻率設(shè)定值選擇為模擬輸入 P1080 0 30 電動機運行的最低頻率（ HZ） P1082 50 50