【正文】 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最高頻率（ HZ） P1120 10 5 斜坡上升時(shí)間（ S） P1121 10 3 斜坡下降時(shí)間（ S） 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 20 第 5章 系統(tǒng)測(cè)試與分析 由于實(shí)驗(yàn)室的條件有限，本次設(shè)計(jì)采用 STEP7 軟件。 當(dāng)用水量再次增加，變頻器輸出頻率增加，則 2 號(hào)泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速也增加，當(dāng)變頻器增加到最高輸出頻率時(shí)，表示只有 1 臺(tái)水泵工作已不能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過控制系統(tǒng)的控制， 2 號(hào)泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動(dòng) 1 號(hào)泵電機(jī)。 圖 主電路設(shè)計(jì)圖 MM440M13~M23~M33~FU10 1120 2122UVWL1 L2 L3L1L2L3接壓力傳感器PLC PLC PLC QF2QF3QF1KM1KM2KM3KM4KM5FR1FR2FR3 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 16 控制電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中主要通過 S7200PLC 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn) 行控制， 1 號(hào)泵和 2 號(hào)泵的工頻和變頻狀態(tài)的切換，變頻器的頻率給定等方面。 （ 2) 1QF 選擇 在電動(dòng)機(jī)要求實(shí)現(xiàn)工頻和變頻切換驅(qū)動(dòng)的電路中，斷路器應(yīng)按電動(dòng)機(jī)在工頻下起動(dòng)電流來考慮，斷路器 1QF 的額定電流 nqI 應(yīng)選 A1 5 060** MNqn ??? 式中 MNI 為電動(dòng)機(jī)的額定電流， MNI =60A。CBM－ 2700 投入式靜壓液位計(jì)結(jié)構(gòu)如圖 所示。一對(duì)導(dǎo)線同時(shí)用于電源供電及信號(hào)傳輸，輸出信號(hào)與環(huán)路導(dǎo)線電阻無關(guān)，抗干擾性強(qiáng)、便于電纜鋪設(shè)及遠(yuǎn)距離傳輸，與數(shù)字顯示儀表、 A/D 轉(zhuǎn)換器及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接方便。 跳轉(zhuǎn)功能。 改 變 電 動(dòng) 機(jī)的 轉(zhuǎn)動(dòng)方向 按此鍵可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。 圖 變頻器操作面板 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 11 表 面板操作按鈕 顯示 /按鈕 功能 功能的說明 狀態(tài)顯示 LCD 顯示變頻器當(dāng)前所用的設(shè)定值 啟動(dòng)電動(dòng)機(jī) 按此鍵啟動(dòng)變頻器。 MicroMaster440 變頻器的輸出 功率為 ~90KW，適用于要求高、功率大的場(chǎng)合，恰好其輸出信號(hào)能作為 75KW 的水泵電機(jī)的輸入信號(hào)。本次課程設(shè)計(jì) 恒壓變頻供水控制系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)、分配如表 所示。共有 6 種產(chǎn)品，其中 DC 輸入 /DC 輸出的有 4 種， DC 輸入 /繼電器輸出的有 4 種，它們對(duì)應(yīng)的輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)分別為 4 點(diǎn)、8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)。 S7200系列 PLC的各種型號(hào) CPU的 I/O及擴(kuò)展功能特性如表 。 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 6 第 3章 硬件設(shè)計(jì) PLC 的選擇 本次課程設(shè)計(jì)選擇 PLC 的是 S7200。此信號(hào)是模擬信號(hào)，讀入 PLC 時(shí)，需進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。所以，在某個(gè)特定時(shí)段內(nèi)，恒壓控制的目標(biāo)就是使出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力維持在設(shè)定的供水壓力上。 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(chǎng)的水泵機(jī)組一起組成一個(gè)完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)有 3 臺(tái)水泵， 1 號(hào)和 2號(hào)泵作為工作泵， 3 號(hào)泵為備用泵。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動(dòng)化程度高等方面的優(yōu)點(diǎn)以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后，國外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器，像日本 Samco 公司，就推出了恒壓供水基板，備有“變頻泵固定方式”、“變頻泵循環(huán)方式”兩種模式它將 PID 調(diào)節(jié)器和 PLC可編程控制器等硬件集成在變頻器控制基板上，通過設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn) PLC 和PID 等電控系統(tǒng)的功能，只要搭載配套的恒壓供水單元，便可直接控制多個(gè)內(nèi)置的電磁接觸器工作，可構(gòu)成最多 7 臺(tái)電機(jī) (泵 )的供水系統(tǒng)。 一、傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式 傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式有：恒速泵加壓供水、氣壓罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和電池滑差離合器調(diào)速的 供水方式、單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)等方式，其優(yōu)、缺點(diǎn)如下： (1) 恒速泵加壓供水方式無法對(duì)供水管網(wǎng)的壓力做出及時(shí)的反應(yīng)，水泵的增減都依賴人工進(jìn)行手工操作，自動(dòng)化程度低，而且為保證供水，機(jī)組常處于滿負(fù)荷運(yùn)行，不但效率低、耗電量大，而且在用水量較少時(shí)，管網(wǎng)長(zhǎng)期處于超壓運(yùn)行狀態(tài)，爆損現(xiàn)象嚴(yán)重，電機(jī)硬起動(dòng)易產(chǎn)生水錘效應(yīng)，破壞性大，目前較少采用。本系統(tǒng)采 用 PLC 進(jìn)行邏輯控制，采用帶 PID 功能的變頻器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，系統(tǒng)存在工作可靠，使用方便，壓力穩(wěn)定，無沖擊等優(yōu)越性。 進(jìn)度計(jì)劃 熟悉課程設(shè)計(jì)題目，查找及收集相關(guān)書籍、資料。 遼 寧 工 業(yè) 大 學(xué) 課程設(shè)計(jì)（論文） 題目： 院（系）： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （簽字） 起止時(shí)間： 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） I 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語 院（系）： 教研室： 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 課程設(shè)計(jì)（論文）題目 課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù) 課題完成的功能： 傳 統(tǒng)的幾種供水系統(tǒng) ,例如重力供水、氣壓供水等均不同程度的存上述缺點(diǎn) ,嚴(yán)重影響了居民用水和工業(yè)用水。（ 1 天）； 主電路設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì) 基于 S7200 的小區(qū)恒壓變頻供水系統(tǒng) ， 供水設(shè)備由 PLC、變頻器、傳感器、低壓電氣控制柜和水泵等組成。 (2) 氣壓罐供水具有體積小、技術(shù)簡(jiǎn)單、不受高度限制等特點(diǎn)，但此方式調(diào)節(jié)量小、水泵電機(jī)為硬起動(dòng)且起動(dòng)頻繁，對(duì)電器設(shè)備要求較高、系統(tǒng)維護(hù)工作量大，而且為減少水泵起動(dòng)次數(shù)，停泵 壓力往往比較高，致使水泵在低效段工作，而出水壓力無謂的增高，也使浪費(fèi)加大，從而限制了其發(fā)展。這類設(shè)備 雖微化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏靈活性，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，與別的監(jiān)控系統(tǒng) (如 BA 系統(tǒng) )和組態(tài)軟件難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并且限制了帶負(fù)載的容量，因此在實(shí)際使用時(shí)其范圍將會(huì)受到限制。 PLC 根據(jù)管網(wǎng)壓力自動(dòng)控制各個(gè)水泵之間切換，并根據(jù)壓力檢測(cè)值和給定值之間偏差進(jìn)行 PID 運(yùn)算，輸出給變頻器控制其輸出頻率，調(diào) 節(jié)流量，使供水管網(wǎng)壓力恒定。供水示意圖如圖 所示。另外為加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，還需對(duì)供水的上限壓力和下限壓力用電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果可以送給 PLC，作為數(shù)字量輸入；水池 水位信號(hào)反映水泵的進(jìn)水水源是否充足。 S7200PLC 是德國西門子公司生產(chǎn)的一種小型 PLC，主機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是整體式的。 表 S7200系列 PLC各種型號(hào) CPU的 I/O及擴(kuò)展功能等特性 機(jī)型 I/O點(diǎn)數(shù) 存儲(chǔ)容量 擴(kuò)展功能 通信范圍 CPU221 6輸入 /4輸出 較小 具有一定高速計(jì)數(shù)和通信能 點(diǎn)數(shù)少或特定控制系統(tǒng) CPU222 8輸入 /6輸出 較小 可以最多擴(kuò)展兩個(gè)模塊 可以作為全功能控制器，應(yīng)用范圍較小 CPU224 14輸入 /10輸出 一般 可以擴(kuò)展 7個(gè)模塊，具有更強(qiáng)的模擬量和計(jì)數(shù)處理能 力 使用廣泛 CPU224XP 14輸入 /10輸出 較大 主機(jī)增加了模擬量單元和一個(gè)通信口 有少量模擬量信號(hào)的系統(tǒng)和復(fù)雜通信要求的場(chǎng)合 CPU226 24輸入 /16輸出 可達(dá)10KB 具有兩個(gè)通信口和多種模塊 點(diǎn)數(shù)多、要求高的小型或中型控制系統(tǒng) 本科生課程設(shè)計(jì)（論文） 7 （ 2） I\ O 擴(kuò)展模塊 當(dāng) CPU 的 I/O 點(diǎn)數(shù)不夠或者