【正文】 In the highend market, PLC and industrial PC something together, because the industrial PC in the data integration and munication capabilities to the user a lot of temptation. European leader in the PLC, Siemens A amp。 偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給一位平凡的人，我的 指導(dǎo)老 師 ***老師， 我不是您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的老師。由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時(shí)，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。當(dāng)出現(xiàn)水池?zé)o水停機(jī)、電動(dòng)機(jī)欠壓、過(guò)壓、錯(cuò)相、電機(jī)故障等情況時(shí)，均能由蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。 逐臺(tái)停泵程序 當(dāng)用戶用水量較少，若變頻器輸出頻率低于設(shè)定水泵出水頻率而出水壓力仍高于設(shè)定壓力值時(shí)，延時(shí)一段時(shí)間后根據(jù)先投先停的原則，停止正在運(yùn)行水泵中運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的工頻泵，直至出水壓力達(dá)到設(shè)定值。主程序的功能最多，如泵切換信號(hào)的生成、泵組接觸器邏輯控制信號(hào)的綜合以及 報(bào)警處理都在主程序。 PLC 梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元 (軟繼電器 )，每一軟繼電器與 PLC 存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)，該存儲(chǔ)單元如果為“ 1”狀態(tài)，則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈“通電”，其常開(kāi)觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，稱這種狀態(tài)是該軟繼電器的“ 1”或“ ON”狀態(tài)。2% 滿量程 輸入分辨率 精度 最差情況 0～ 55℃ 電壓輸出 電流輸出 典型， 25℃ 電壓輸出 電流輸出 177。 177。輸入單元接受現(xiàn)xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 場(chǎng)設(shè)備向 PLC 提供信號(hào)，包括人為的控制信號(hào)和能描述現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，例如由按鈕、限位開(kāi)關(guān)、 繼電器觸點(diǎn)、接近開(kāi)關(guān)、撥碼器等提供的開(kāi)關(guān)量。反之，缺相或反向時(shí)， KP 的 12 觸點(diǎn)斷開(kāi)，會(huì)切斷 PLC 控制電路，系統(tǒng)停止工作，缺相相序保護(hù)指示燈亮 。 圖 25 恒壓供水系統(tǒng)的控制電路 KA1 為缺水保護(hù)電路的中間繼電器觸點(diǎn)，當(dāng)水池缺水或水位不足時(shí)，配合缺水保護(hù)裝置斷開(kāi)控制電路，切斷主電路，實(shí)現(xiàn)缺水保護(hù)作用。它按照專用要求設(shè)計(jì)，并使 用內(nèi)部功能互聯(lián)（ Bicol）技術(shù)，具有高度可靠性和靈活性。它們是完成某些特殊控制任務(wù)的一些設(shè)置。 4. 工程所需的有關(guān)該模擬 量的處理程序。 4. 為了在主機(jī)中進(jìn)行輸入模擬量轉(zhuǎn)換后數(shù)字處理及為了輸出需要在xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 模擬量單元中轉(zhuǎn)換為模擬 量的數(shù)字量，要在主機(jī)中安排一定的存儲(chǔ)單元。必要 時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)工作。模擬量擴(kuò)展單元可將外部模擬量轉(zhuǎn)化為 PLC 可處理的數(shù)字量及將 PLC 內(nèi)部運(yùn)算結(jié)果數(shù)字量轉(zhuǎn)換為機(jī)外可以使用的模擬量。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。 ⑵ . 編程功能 xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 離線編程方式： PLC 和編程器共用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU 只為編程器提供 服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。 2．存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容 量。 可以說(shuō)，凡普 通小型計(jì)算機(jī)功能實(shí)現(xiàn)的功能， PLC 幾乎也都有可以做到。 PLC 是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電控制器。調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)參數(shù)，如 P、 I、 D 參數(shù)均xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 是可以由使用者設(shè)定的， PID 調(diào)節(jié)過(guò)程視調(diào)節(jié)器的 內(nèi)部構(gòu)成由數(shù)字式調(diào)節(jié)及模擬量調(diào)節(jié)兩類，以微型計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)器多為數(shù)字調(diào)節(jié)器。給定值即是系統(tǒng)正常工作時(shí)的恒壓值，另外有些供水系統(tǒng)可能有多種供水目的，如將生活用水與消防用水共用一個(gè)泵站，水壓的設(shè)定值可能不只一個(gè)，一般消防用水的水壓要高一些，調(diào)節(jié)器具有給定值設(shè)定功能，可以以數(shù)字量進(jìn)行設(shè)定，也有的調(diào)節(jié)器以模擬量方式設(shè) 定。恒壓供水的主要目標(biāo) 是保持管 網(wǎng)水 壓 的恒定，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速套跟隨用水量的變化而變化，這就要用變頻器為水泵供電。這xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 就要求用戶對(duì)市場(chǎng)上流行的 PLC 品種有一個(gè)詳細(xì)的了解，以便做出正確的選擇。選擇 PLC 就成為最重要的事情。 xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2 章 系統(tǒng) 的 硬件設(shè)計(jì) 學(xué)習(xí) PLC 的硬件系統(tǒng)、指令系統(tǒng)和編程方法以后，對(duì)于設(shè)計(jì)一個(gè)較大的 PLC 控制系統(tǒng)時(shí)，要全面考慮多種因素，不管所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的大小，一般都要用以下設(shè)計(jì)步驟來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。這里主要討論 plc 的程序設(shè)計(jì)。本課題介紹的變頻控制恒壓供水系統(tǒng)很好的解決了舊設(shè)備需要頻繁檢修的問(wèn)題，既體現(xiàn)了變頻控制恒壓供水的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力，最終達(dá)到高效率的運(yùn)行目的。采用變頻器及 PLC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)的無(wú)塔恒壓供 水系統(tǒng)，不僅能提高供水質(zhì)量，而且在節(jié)約能源和運(yùn)行可靠性具有較好的改善。編號(hào) xxx學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 信機(jī) 系 專業(yè) 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱： 副教授 ） 2021 年 5 月 25 日xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 基于 PLC 變頻調(diào)速 恒壓供水 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高。其中，采用變頻調(diào)速的主要目的是通過(guò)調(diào)速來(lái)恒定用水管道的壓力以達(dá)到節(jié)能的目的，恒壓供水則是為了滿足用戶對(duì)流量的要求。 PLC 是集自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動(dòng)化三大支柱（ PLC、 ROBOT、 CAD/CAM）的首位。 plc 的程序設(shè)計(jì)包括手動(dòng)控制和自動(dòng)控制的程序設(shè)計(jì)，手動(dòng)部分是通過(guò)按鈕控制水泵在工頻下運(yùn)行和停止，主要考慮系統(tǒng)調(diào)試或檢修時(shí)用。 隨著 PLC 功能的不斷完善和提高， PLC 幾乎可以完成工業(yè)領(lǐng)域的所以控制任務(wù)。一方面是選擇多大容量的 PLC，另一方面是選擇什么公司的 PLC 以及外設(shè)。 2. 價(jià)格方面 不同廠家的 PLC 產(chǎn)品價(jià)格相差很大，有些功能類似、質(zhì)量相當(dāng)、 I/O 點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)?PLC 的價(jià)格能相差 40%以上。這也有兩種配置方式，一是為每臺(tái)水泵電機(jī)配一臺(tái)變頻器，這當(dāng)然方便，電機(jī)與變頻器間不需要切換，但是購(gòu)買(mǎi)變頻器的費(fèi)用較高。 2. 接受傳感器送來(lái)的管網(wǎng)水壓的實(shí)測(cè)值。 調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)一般式模擬信號(hào)， 4~20mA 變化的電流信號(hào)或 0~10V間變化的電壓信號(hào)。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計(jì)算機(jī)。 像 PLC 這樣，集豐富功能于一身，是別的電控器所沒(méi)有的，更是傳統(tǒng)的繼電器控制電路所無(wú)法比擬的。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式， CPU 對(duì)現(xiàn)場(chǎng) 設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。通過(guò)軟件對(duì) PLC 內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)軟件對(duì) PLC 的 CPU 與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。模擬量擴(kuò)展單元有單獨(dú)用于 模 /數(shù)轉(zhuǎn)換的，單獨(dú)用于數(shù) /轉(zhuǎn)換的，也兼有模 /數(shù)和數(shù) /模兩種功能的，以下介紹 S7200 系列 PLC 的模擬量擴(kuò)展模塊 EM235，它具有四路模擬量輸入及一路模擬量輸入，可以用于恒壓供水控制中。 2. 完成硬件的接線工作。一般使用模擬量輸入 AIW 及模擬量輸出 AQW 單元安排由模擬量模塊送來(lái)的數(shù)字量及待入模塊轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量輸出的數(shù)字量。 S7200PLC 硬件系統(tǒng)的配置方式采用整體式和積木式，即主機(jī)包含一定數(shù)量的輸入 /輸出（ I/O）點(diǎn)，同時(shí)還可以擴(kuò)展 I/O 模塊和各種功能的模塊。 （ 4）相關(guān)設(shè)備 相關(guān)設(shè)備是為了充分和方便地利用系統(tǒng)的硬件和軟件資源而開(kāi)發(fā)和使用的一些設(shè)備，主要有編程設(shè)備、人機(jī)操作界面和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等?？刂栖浖梢詫?shí)現(xiàn)xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 專用功能：多泵切換、手動(dòng) /自動(dòng)切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測(cè)、節(jié)能運(yùn)行方式等。 1． 缺水保護(hù) 當(dāng)水池缺水或水位不足時(shí)，若不及時(shí)切斷電源就會(huì)損壞水泵，甚至發(fā)生事故。 硬件接線圖 系統(tǒng)的硬件連接圖即 PLC 和系統(tǒng)中各個(gè)硬件的連線。這些信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入電路進(jìn)行濾波、光電隔離、電平轉(zhuǎn)換等處理后，變成 CUP 能夠接受和處理的信號(hào)。1V177。2% 滿量程 177。如果該存儲(chǔ)單元為“ 0”狀態(tài)，對(duì)應(yīng)軟繼電器的線圈和觸點(diǎn)的狀態(tài)與上述的相反，稱該軟繼電器為“ 0”或“ OFF”狀態(tài)，使用中也常將 這些“軟繼電器”稱為編程元件。 邏輯運(yùn)算及報(bào)警處理等放在 主 程序。若系統(tǒng)只有一臺(tái)水泵變頻運(yùn)行且連續(xù)一段時(shí)間頻率低于設(shè)定出水頻率。所有故障解決，恢 復(fù)正常后，自啟動(dòng)前也要發(fā)出報(bào)警信號(hào)。實(shí)現(xiàn)恒壓自動(dòng)控制，不需要操作 人員頻繁操作，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力。您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，視野雄闊，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。 在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué) 和 朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意！ 最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過(guò)我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者 。 由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運(yùn)行過(guò)程中其轉(zhuǎn)速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可節(jié)約可觀的電能，其經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。在線工作方式時(shí)，可以在線編輯軟件，方便了調(diào)試程序和監(jiān)控 PLC 的運(yùn)行狀況。當(dāng) 外來(lái)管網(wǎng)壓力達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)。生活供水時(shí)系統(tǒng)設(shè)定值為滿量程的 70%，消防供水時(shí)系統(tǒng)設(shè)定值為滿量程的 90%。 梯形圖繪制 根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算，梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行的。5% 滿量程 177。250Mv 177。水位上下限信號(hào)分別位 、 ，它們?cè)谒蜎](méi)時(shí)為 0，露出時(shí)為 1。 由于 PLC 為 6 個(gè)輸出點(diǎn)為一組共用一個(gè) COM 端，而本系統(tǒng)又沒(méi)有剩下單獨(dú)的 COM 端輸出組，所以通過(guò)一個(gè)中間繼電器 KA 的觸點(diǎn)對(duì)變頻器進(jìn)行復(fù)位控制。如圖 25 所示。 PLC 及變頻器控制電路 供水系統(tǒng) 電氣 主電路 該系統(tǒng)有三臺(tái)水泵，如圖 31 所示，合上空氣開(kāi)關(guān) QS 后，當(dāng)交流接觸器 KM KM KM5 主觸點(diǎn)閉合時(shí)，水泵為工頻運(yùn)行；當(dāng) KM KMKM6 主觸點(diǎn)閉合時(shí)，水泵為變頻運(yùn)行。 供水 系統(tǒng) 主要器件選型 根據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)的需要，并結(jié)合它所具有的特點(diǎn)，我們選用滬龍公司的ISG 型立式離心泵，它供輸送清水及物理化學(xué)性質(zhì)類似于清水的其他液體之用，適用于工業(yè)和城市給排水、高層建筑增壓送水、園林噴灌、消防增壓、遠(yuǎn)距離輸送、暖通制冷循環(huán)、浴室等冷暖水循環(huán)增壓及設(shè)備配套，使用溫度 T：≤ 80℃。 圖 23 S7200 PLC 系統(tǒng)組成 （ 1）基本單元 基本單元（ Basic Unit）有時(shí)又稱 CUP 模塊，也有的稱之為主機(jī)或本機(jī)。 工作程序編制 EM235 的工作程序編制包括以下的內(nèi)容： 1. 設(shè)置初始化主程序。為防止空置端對(duì)接線端的干擾，空置端應(yīng)短接。模擬量輸出則希望將一定范圍的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流量或標(biāo)準(zhǔn)電壓量以方便與其他控制接口。 4．機(jī)型的選擇 目前，國(guó)內(nèi)眾多的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了多種系列功能各異的 PLC 產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無(wú)所適從，通過(guò)對(duì)輸入 /輸出點(diǎn)的選擇、對(duì) 存儲(chǔ)容量的選擇、對(duì) I/O 響應(yīng)時(shí)間的選擇以及輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型的分析，決定使用西門(mén)子公司生產(chǎn)的 S7 – 200 系列的 CUP222 型號(hào)的可編程控制器作為變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的控制器。在線編程方式： CPU 和編程器各有自己的 CPU，主機(jī) CPU 負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。 存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10～ 15 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（ 16 位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的 25%考慮余量。 PLC 的選型 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工xx 理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 程設(shè)計(jì)選型。 PLC 基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。 下面以一個(gè)三泵