【正文】 （ 1）維持水壓恒定 ； （ 2）控制系統(tǒng) 可以 手動(dòng) /自動(dòng)運(yùn)行 ； （ 3）多臺(tái)泵 可 自動(dòng)切換運(yùn)行 ； 基于 PLC 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 4 頁 共 63 頁 （ 4）系統(tǒng)睡眠與喚醒，當(dāng)外界停止用水時(shí)，系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài)，直 到 有 用水需求時(shí)自動(dòng)喚醒 ； （ 5）在線調(diào)整 PID 參數(shù) ； （ 6） 泵組及線路保護(hù)檢測(cè)報(bào)警，信號(hào)顯示等 ； 節(jié)能原理 供水系統(tǒng)的揚(yáng)程特性 的 前提 是讓 供水系統(tǒng)管路中的閥門 維持一定開度 ， 表征 水泵在特定 轉(zhuǎn)速下?lián)P程 H 與流量 Q 之間的關(guān)系曲線，如圖 21 所示。 （ 3）在工廠、企業(yè)中的應(yīng)用，眾所周知，對(duì)于一些企業(yè) 、工廠，水是生產(chǎn)工作的基礎(chǔ)，如果沒有穩(wěn)定的供水系統(tǒng)，有可能使整個(gè)企業(yè)、工廠陷于癱瘓。 （ 3）器件配置多種多樣，用戶可以根據(jù)自身的需求來設(shè)定自身的設(shè)備特點(diǎn)。 2. 減少了水泵高頻率的 啟動(dòng) 和 停止， 增長了 水泵 、電機(jī) 的使用壽命 。但是由于每天用水時(shí)間段不一樣，有時(shí)少，有時(shí)多，所以一味地片面提高供水水位會(huì)造成 能源的浪費(fèi)，而且還可能引發(fā)事故隱患。 展望 .............................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 本課題的主要研究內(nèi)容 ...............................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)利用 PLC、變頻器、壓力變送器和水泵機(jī)組組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，采用了 PLC 進(jìn)行邏輯控制，變頻器對(duì)水泵機(jī)組的調(diào)速。 關(guān)鍵詞： PLC、變頻調(diào)速、恒壓供水系統(tǒng)、壓力變送器、液位變送器 基于 PLC 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) II ABSTRACT This paper is based on residential water standards for water supply requirements of the premise and waterworks, to design a PLCbased frequency control water supply system. Water Supply System means the size of the client at any time, regardless of water use, always ensure that the water pressure constant in the pipe work in the set. Frequency control water supply system uses PLC, inverter, pressure transmitter, and the pump unit to form a closed loop control system using PLC logic control, the inverter speed control of pump units. This system is the conversion cycle operation mode of the water pump motor, inverter and PLC as the core ponent of the system control keeps track of pressure transmitter detected the pipe work pressure and a given pressure change in error, the PID by the PLC internal operation by the PLC to control the switching of the variable frequency and power frequency, automatic control of pump input the number of units and control of inverter output frequency, and thus change the speed of the pump motor to change the supply quantity, and ultimately to maintain the stability of the pipe work pressure near the set value. This system uses the converter to achieve softstart and frequency control threephase water pump motor run switch using the principle of first initial first stop to avoid the longrunning of the pump and cause damage and reduce the life of the motor, but also increase a realtime monitoring of the level transmitter pump into the empty pumping of water to prevent pump damage to the pump motor and alarm system is the response system is functioning properly, whether the pump motor overload, the inverter is abnormal. Keywords:PLC, Frequency Control, Water Supply System, pressure transmitter, level transmitter 華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 1 緒論 ........................................................................................................................................ 1 選題的背景和意義 ...................................................................................................... 1 變頻恒壓供水的特點(diǎn)及應(yīng)用 ...................................................................................... 1 變頻恒壓供水代替?zhèn)鹘y(tǒng)恒壓供水的優(yōu)點(diǎn) ........................................................ 1 變頻恒壓供水的特點(diǎn) ........................................................................................ 2 變頻調(diào)速恒壓供水的應(yīng)用 ................................................錯(cuò)誤 !未定義書簽。 PID 控制及其控制算法 ..................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 附錄 A 主程序梯形圖 .............................................................................................................46 附錄 B 英文文獻(xiàn) ...................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 變頻恒壓供水 技術(shù)簡介 變頻恒壓供水技術(shù)是指將 變頻調(diào)速技術(shù)和可編程程序控制器 （ PLC）相結(jié)合以 PLC作為 整個(gè)裝置的控制中心 ， 使 變頻器與 PID 相 結(jié)合， 變頻恒壓供水 系統(tǒng) 能夠依照供水系統(tǒng)的壓力值迅速 調(diào)整供水系統(tǒng)的 供輸情況 ， 從而實(shí)現(xiàn) 恒壓供水的目的， 這項(xiàng)技 術(shù)比傳統(tǒng)的技術(shù)有： 運(yùn)行安全、操作簡單、節(jié)約能源、自動(dòng)化程度高、使用壽命長等特點(diǎn)。 4. 變頻恒壓供水 還可以根據(jù)客戶自身的需求，自動(dòng)化、智能化的調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、水泵的壓力，減少了工作人員的工作量，提高了工作效率，節(jié)省了資源環(huán)境。 （ 5）因?yàn)樽冾l恒壓調(diào)速能夠從水源供水，不會(huì)長期儲(chǔ)存水，減少水與過程環(huán)境的接觸時(shí)間與空間，從而達(dá)到衛(wèi)生、安全、潔凈的特點(diǎn)。所以說穩(wěn)定的供水系統(tǒng)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重中之重。管阻特性 體現(xiàn)了 水泵能量 克服 供水 系統(tǒng)的水位及壓力差、 流量 在 管網(wǎng) 中流動(dòng)阻力的變化 關(guān)系 。異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速是 利用控制 定子供電頻率 的變化 來 控制 同華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 共 63 頁 步轉(zhuǎn)速 從 而 完成目標(biāo) 的。 其本質(zhì)上 是 依據(jù)居民 用水量的變化自動(dòng)地 控制 電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)壓力始終 維 持 穩(wěn) 定，當(dāng)用水量增大時(shí)電機(jī)加速，用水量減小時(shí)電機(jī)減速。 變頻恒壓供水系統(tǒng) 的 控制方案 控制方案的 選擇 恒壓變頻供水系統(tǒng) 一般由 單元變頻器、恒壓控制 、 壓力變送器、水泵機(jī)組以及低壓電器組成。具 備不錯(cuò)的 通信接口， 能夠 方 便地與其他的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通用性 相對(duì)較高 ； 目前 由于 PLC 產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可 按照實(shí)際需要 組成規(guī)模和 需求 不同 的 控制系統(tǒng)。管網(wǎng)水壓信號(hào) 代表 的是 供水 管網(wǎng)的水壓值， 該信號(hào) 是恒壓供水控制的 核心 反饋信號(hào)。 通過 水泵機(jī)組中水泵被變頻器 控制 的 類型各異 ，變頻器 的兩種運(yùn)行方式是 變頻循環(huán)式和變頻固定式，變頻循環(huán)式即變頻器 控制 某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺(tái)水泵 工作 在上限頻率 時(shí)，其供水量仍 不能達(dá)到 用水 需 求， 必須 增加水泵機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)先將變頻器從該水泵 機(jī)組 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 控制其中 一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵， 若 這臺(tái)水泵 工作 在 上限頻率 時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到 用水要求， 必須 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 進(jìn)行 切換，變頻器固定拖動(dòng)的水泵在系統(tǒng) 開始 運(yùn)行 之 前可以 進(jìn)行 選擇 ， 該 設(shè)計(jì) 系統(tǒng) 中采用前者。 系統(tǒng)控制流程 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程如下 : (l) 系統(tǒng) 正常啟動(dòng) ， 依據(jù)接 收到自控系統(tǒng)啟動(dòng) 的正常 信號(hào)后，啟動(dòng)變頻器 調(diào)節(jié) 變頻泵 M1 開始運(yùn)行 ， 依據(jù) 壓力變送器 檢測(cè) 的 用戶 管網(wǎng)實(shí)際 水壓 和設(shè)定 水壓間的 偏差 進(jìn)行 調(diào)節(jié) 變頻器 的實(shí)際 輸出頻率， 進(jìn)而調(diào)節(jié) Ml 的轉(zhuǎn)速 大小 ， 若 輸出 水壓 達(dá)到設(shè)定值， 而 供水量與用水量 也維持 平衡時(shí)，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值， 該時(shí)間段 Ml工作在調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)。那么 該怎樣 進(jìn)行 水泵間 切換，才能 讓 系統(tǒng) 始終保持 穩(wěn)定可靠的供水壓力， 并且 使機(jī)水泵 組不 會(huì)太過頻繁 的切換呢 ? 因?yàn)?電網(wǎng)的 影響 以及 受限于 變頻器和電機(jī) 的 工作頻率， 50HZ 自然而然地 便成了 頻率調(diào)節(jié)的上限頻率。在 特殊 的 運(yùn)行條件下 ，運(yùn)行機(jī)組 數(shù)量 增加 之 后，實(shí)際供水華北科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 63 頁 水壓 超過 了 設(shè)定供水壓力，而 剛開始運(yùn)行 的機(jī)組在變頻器的下限頻率運(yùn)行，此時(shí)又 符合機(jī)組 間 切換停機(jī) 要求 ，需要將一個(gè) 運(yùn)行 在工頻狀態(tài)下的機(jī)組 關(guān)閉 。 1. 各類 住宅類型的用水標(biāo)準(zhǔn)。 基于 PLC 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 63 頁 A / D 模 塊 可 編 程 控 制 器 ( P L C ) 通 訊 模 塊壓 力變 送 器故 障 、 狀 態(tài)等 量 輸 入報(bào) 警 、 控 制等 量 輸 出人 機(jī) 界 面變 頻 器水 泵 機(jī) 組軟 啟 動(dòng) 、 自耦 變 壓 器上 位 機(jī) 圖 31 系統(tǒng)的電氣控制總框圖 PLC 及其擴(kuò)展模塊的選型 一、 可編程控制器的定 義 可編程控制器 英文縮寫為 PC， 英文全稱 為 Programmable Controller，經(jīng) 過 了可編程序 矩陣 控制器 PMC、可編程序順序控制器 PSC、可編程序邏輯控制器 PLC（英文全稱： Programmable Logic Controller） 和 可編程控制器 PC 幾個(gè)不同 階段 。 (一 ) 輸入采樣階段 輸入采樣階段， PLC 用連續(xù) 掃描 的 方式 依次 地讀入 所有 輸入 信息 ，并將 該信息 存入 I/O 映像 區(qū)的 對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)中 。 三、 PLC 的特點(diǎn) (1)可靠性 相對(duì)比較 高，抗干擾能力 也較 強(qiáng) 。為了方便 人們了解 熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的使用，可編程控制器 利用與 繼電器電路圖 比較相 似的梯形圖作為 重要 編程