【正文】 種動(dòng)畫顯示畫面、報(bào)警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。 [4]在“用戶窗口”中，選中“ 變頻恒壓供水系統(tǒng) ”，點(diǎn)擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動(dòng)窗口”選項(xiàng)，將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時(shí)自動(dòng)加載的窗口。 [4]將對(duì)象名稱改為：水泵 1；對(duì)象類型選擇：開關(guān)型；在對(duì) 象內(nèi)容注釋輸入框內(nèi)輸入：“控制水泵啟動(dòng)、停止的變量”，單擊“確認(rèn)”。 添加 PLC 設(shè)備 FX232設(shè)備必須掛接在串口父設(shè)備下，串口父設(shè)備在通用設(shè)備構(gòu)件中。 [6] 雙擊 串口通訊父設(shè)備 圖標(biāo)，即可將“ 串口通訊父設(shè)備 ”添加到右測選定設(shè)備列表中。 該系統(tǒng)采用 PCL控制變頻器進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)，按實(shí)際需要隨意設(shè)定壓力給定值，根據(jù)壓差調(diào)整水泵的工作情況， 實(shí)現(xiàn)恒壓供水，使給水泵始終在高效率下運(yùn)行，在啟動(dòng)時(shí)壓力波動(dòng)小，可控制在給定值的 5%范圍內(nèi)。 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 34 八、 參考文獻(xiàn) [1]廖常初 .PLC 編程及應(yīng)用 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [2]吳忠智 ，吳加林。 設(shè)備屬性的設(shè)置 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 31 圖 6. 11 進(jìn)入設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性窗口 圖 6. 12 設(shè)置所需要的通道 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 32 圖 6. 13 設(shè)置通道對(duì)應(yīng)的對(duì)象 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 33 七、 結(jié)束語 本論文研究的是變頻恒壓供水 系統(tǒng) 。 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30 [3] 單擊“設(shè)備工具箱”中的“設(shè)備管理”按鈕，彈出如圖 6. 9 所示窗口： 圖 6. 9 設(shè)備管理窗口 [4] 在可選設(shè)備列表中，雙擊“通用設(shè)備”。 此次 MCGS通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)的 RS232串行口讀取 PLC存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)，與 PLC建立連接。 下面以數(shù)據(jù)對(duì)象“水泵”為例，介紹一下定義數(shù)據(jù)對(duì)象的步驟： [1]單擊工作臺(tái)中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫窗口頁。 [2]選中“窗口 0”，單擊“窗口屬性”，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置”。 設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。用戶可避開復(fù)雜的計(jì)算機(jī)軟硬件問題，集中精力解決工程本身的問題，組態(tài)配置出高性能、高可靠性、高度專業(yè)化的上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 按下 SB1,斷開 KM1，在 10 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動(dòng) M1 在 工 頻電源下運(yùn)行。 起動(dòng) 1， 2， 3泵 ： 再次接收到變頻器上限信號(hào)，則 KM3 斷開 KM2 吸合，第 2水泵由變頻轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行， 3水泵變頻起動(dòng)。當(dāng) 用戶按下 SBn（ n=1，3， 5） 三臺(tái)電機(jī)分別處于工頻運(yùn)行，當(dāng)用戶按下 SBn（ n=2， 4， 6） 三臺(tái)電機(jī)分別處于變頻運(yùn)行。 如果變頻器頻率偏低，即壓力過高，輸出的下限信號(hào)使 PLC 關(guān)閉 KM KM2， 開啟 KM3， 2水泵變頻起動(dòng)。 可根據(jù)需要，停按不同電機(jī)對(duì)應(yīng)的啟停按鈕，可以依次實(shí)現(xiàn)手動(dòng)啟動(dòng)和手動(dòng)停止 三臺(tái)水 泵 .該方式僅供自動(dòng)故障時(shí)使用 . 自動(dòng)運(yùn)行 由 PLC分別控制某臺(tái)電機(jī) 工頻和變頻繼電器，在條件成立時(shí)，進(jìn)行增泵升壓和減泵降壓控制 . 升壓控制 ： 系統(tǒng)工作時(shí)，每臺(tái)水泵處于三種狀態(tài)之一，即工頻電網(wǎng)拖動(dòng)狀態(tài)、變頻器拖動(dòng)調(diào)速狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài) .系統(tǒng)開始工作時(shí)，供水管道內(nèi)水壓力為零，在控制系統(tǒng)作用下，變頻器開始運(yùn)行，第一臺(tái)水泵 M1，啟動(dòng)且轉(zhuǎn)速逐漸升高，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(shí)，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，這期間 M1處在調(diào)速運(yùn)行狀態(tài) .當(dāng)用水量增加水壓減小時(shí)，通過壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)水泵按設(shè)定速率加速到另一個(gè)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 。 如果是自動(dòng)運(yùn)行模式，則系統(tǒng)根據(jù)程序及相關(guān)的輸入信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的操作。3V（ DC） 。它比較適用于流量控制、壓力控制、溫度控制等過程量的控制。控制對(duì)象含有積分元件的負(fù)載場合，僅 P動(dòng)作控制，有時(shí)由于此積分元件的作用，系統(tǒng)發(fā)生振蕩。 頻率檢測的上 /下限信號(hào)分別通過 OL和 FU輸出至 PLC的 X2與 X3輸入端作為PLC增泵減泵控制信號(hào) 。 本系統(tǒng)選用FXos30MRD型 PLC。 主 電 路接線圖 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 圖 24 水泵主回路接線圖 圖 3. 2 主電路圖 電機(jī)有兩種工作模式即：在工頻電下運(yùn)行和在變頻電下運(yùn)行 。其實(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，變頻器的輸出頻率是不可能降低到 0Hz。 當(dāng)調(diào)速水泵和恒速水泵都在運(yùn)行且調(diào)速水泵己運(yùn)行在下限頻率，此時(shí)管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍高于設(shè)定壓力，此時(shí)需要減少恒速水泉來減少供水流量，達(dá)到恒壓的目的。當(dāng)供水壓力小于壓力預(yù)置值時(shí)變頻器輸出頻率升高，水泵轉(zhuǎn)速上升，反之下降。將手動(dòng)、自動(dòng)開關(guān)打到自動(dòng)上，系統(tǒng)進(jìn)入全自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)， PLC中程序首先接通 KM6，并起動(dòng)變頻器。變頻器跟蹤供水控制器送來的控制信號(hào)改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率，完成對(duì)調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。 它們用 于 在用水量增大而調(diào) 速泵的最大供水能力不足時(shí)，對(duì)供水量進(jìn)行定量的補(bǔ)充。同時(shí)，為了保證水壓反饋信號(hào)值的準(zhǔn)確、不失值，可對(duì)該信號(hào)設(shè)置濾波時(shí)間常數(shù)，同時(shí)還可對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行換算，使系統(tǒng)的調(diào)試非常簡單、方便 。若采用帶有模擬量輸入，數(shù)字量輸出的可編程控制器，則要在可編程控制器的數(shù)字量輸出口端另接一塊 PWM調(diào)制板，將可編程控制器輸出的數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量。 基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 3．帶 PID回路調(diào)節(jié)器或可編程序控制器 (PLC)的控制方式 該方式變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源。這棟樓有 10 層，由于高層樓對(duì)水壓的要求高，在水壓低時(shí)，高層用戶將無法正常用水甚至出現(xiàn)無水的情況 ，水壓高時(shí)將造成能源的浪費(fèi)。 (2)用戶 管 網(wǎng)中因?yàn)橛泄茏?、水錘等因素的影響，同時(shí)又由于水泵自身的一些固有特性，使水泵轉(zhuǎn)速的變化與管網(wǎng)壓力的變化成正比，因此變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是一個(gè)線性系統(tǒng)?；?PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 一、課題簡介 隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)生活飲用水品質(zhì)要求的不斷提高，變頻恒壓供水系統(tǒng)以其環(huán)保、節(jié)能和高品質(zhì)的供水質(zhì)量等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)及高層建筑的生活、消防供水中。同時(shí)用于水泵轉(zhuǎn)速控制的變頻器也存在一定的滯后效應(yīng)。 二、方案擬定 圖 供水流程簡圖 此次設(shè)計(jì)研究的對(duì)象是一棟樓房的供水系統(tǒng)。電路的可靠性和抗干擾能力都不太好。由于帶模擬量輸入，輸出接口的可編程控制器價(jià)格很高，這無形中就增加了供水設(shè)備的成本。由于變頻器內(nèi)部自帶的 PID調(diào)節(jié)器采用了優(yōu)化算法，所以使水壓的調(diào)節(jié)十分平滑，穩(wěn)定。 恒速泵 :水泵運(yùn)行只在工頻狀態(tài)，速度恒定 。 ② 變頻器 :它是對(duì)水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元。由于本系統(tǒng)能適用于不同的供水領(lǐng)域，所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行，防止因電機(jī)過載、變頻 器報(bào)警、電網(wǎng)過大波動(dòng)、供水水源中斷、出水超壓、泵站內(nèi)溢水等等造成的故障，因此系統(tǒng)必須要 對(duì) 各種報(bào)警量進(jìn)行監(jiān)測， 由 PLC判斷報(bào)警類別， 進(jìn)行顯示和保護(hù)動(dòng)作控制， 以免造成不 必要的損失 工作原理 合上空氣開關(guān)，供水系統(tǒng)投入運(yùn)行。開始時(shí)， 1泵電機(jī)在 PLC控制下先投入調(diào)速運(yùn)行，其運(yùn)行速度由變頻器調(diào)節(jié)。 變頻恒壓供水系統(tǒng)中加減水泵的條件分析 在上面的工作流程中，我們提到當(dāng)一臺(tái)調(diào)速水泵己運(yùn)行在上限頻率，此時(shí)管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍低于設(shè)定壓力，此時(shí)需要增加恒速水泵 來滿足供水要求，達(dá)到恒壓的目的 。另外，變頻器的輸出頻率不能夠?yàn)樨?fù)值，最低只能是 0Hz。如果切換條件不能夠維持延時(shí)時(shí)間的要求，說明判別條件的滿足只是暫時(shí)的，如果進(jìn)行機(jī)組切換將可能引起一系列多余的切換操作。 系統(tǒng)所需的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)量共為 24個(gè)點(diǎn) 。 X2接變頻器的 FU接口， X3接變頻器的 OL接口。偏差小時(shí)， P動(dòng)作的作用減小。也就是使反饋量與日標(biāo)值相一致的一種通用控制方式。 該傳感器的量程為 0～ ，工作溫度為 5℃ ～ 60 ℃ ， 供電電源為 28177。 如果是手動(dòng)運(yùn)行模式則 進(jìn)行手動(dòng)操作， 人們根據(jù)自己的需要操作相應(yīng)的按鈕， 系統(tǒng)根據(jù)按鈕執(zhí)行相應(yīng)操作。 為了變頻向工頻切換時(shí)保護(hù)變頻器免于受到工頻電壓的反向沖擊，在切換時(shí)，用時(shí)間繼電器作了時(shí)間延遲，當(dāng)壓力過大時(shí)，可以手動(dòng)按下 SBn（ n=2,4,6） 按鈕，切斷工頻運(yùn)行的電機(jī) ， 同時(shí)啟動(dòng)電機(jī) 變 頻運(yùn)行