【正文】 PLC 控制及編程 ........................................................................................ 19 PLC 控制 ............................................................................................... 20 手動(dòng)控制 ............................................................................................ 20 2 2 自動(dòng)控制 ............................................................................................ 20 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................... 21 致謝 ................................................................................................................... 21 3 3 第 1 章 緒論 眾所周知，水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，在節(jié)水節(jié)能己成為時(shí)代特征的現(xiàn)實(shí)條件下，我們這個(gè)水資源和電能短缺的國(guó)家，長(zhǎng)期以來(lái)在市政供水、高層建 筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動(dòng)化程度低。水塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系統(tǒng)所需要壓力。占地面積與設(shè)備投資都有所減少，但這對(duì)建筑物的造價(jià)與設(shè)計(jì)都有影響，同時(shí)水箱受建筑物的限制，容積不能過(guò)大，所以供水范圍較小。使系統(tǒng)水壓無(wú)論流量如何變化始終穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi) .變頻調(diào)速水泵調(diào)速控制方式有三種 :水泵出口恒壓控制、水泵出口變壓控制、給水系統(tǒng)最不利點(diǎn)恒壓控制。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，水對(duì)人民生活與工業(yè)生產(chǎn)的影響日益加強(qiáng)，人民對(duì)供水的質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高。實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú) 級(jí)調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。這樣，可編程控制器的成本沒(méi)有降低，還增加了連線和附加設(shè)備，降低了整套設(shè)備的可靠性。 考慮以上四種方案后，此次設(shè)計(jì)采用第四種方案。因此 在同一時(shí)間內(nèi)只能有一臺(tái)水泵工作在變頻下，但不同時(shí)間段內(nèi)三臺(tái)水泵都可輪流做變頻泵。同時(shí)可以通過(guò)通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接電壓表顯示線電壓。 PLC 主要是用于實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水系統(tǒng)的自動(dòng)控制，要完成以下功能：自動(dòng)控制三臺(tái)水泵的投入運(yùn)行；能在三臺(tái)水泵之間實(shí)現(xiàn)變頻泵的切換； 三臺(tái)水泵在啟動(dòng)時(shí)要有軟啟動(dòng)功能；對(duì)水泵的操作要有手動(dòng) /自動(dòng)控制功能， 手動(dòng)只在應(yīng)急或檢修時(shí)臨時(shí)使用；系統(tǒng)要有完善的報(bào)警功能并能顯示運(yùn)行狀況。 ． 2 PLC I/O 端口說(shuō)明與接線 (1) 由于白天和 夜間小區(qū)用水量明顯不同，本設(shè)計(jì)采用白天供水和夜間供水兩種模式，兩種模式下設(shè)定的給定水壓值不同。 12 12 表 輸入輸出點(diǎn)代碼及地址編號(hào) 名 稱 功能 地址編號(hào) 輸入信號(hào) SB10 啟動(dòng)按鈕 X0 SB11 停止按鈕 X1 SB12 變頻器 AU選通控制器電流輸入按鈕 X2 SB13 變頻器 RES控制復(fù)位按鈕 X3 SH 水位上限 X10 SL 水位下限 X11 A 變頻 器正常輸出 X12 B 變頻器異常輸出 X13 FU 變頻器頻率輸出上限 X14 OL 變頻器頻率輸出下限 X15 IN 壓力傳感器輸出模擬量 IN 輸出信號(hào) KM1 HL1 1泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈 Y0 KM2 HL2 1泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈 Y1 KM3 HL3 2泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈 Y2 KM4 HL4 2泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈 Y3 KM5 HL5 3泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈 Y4 KM6 HL6 3泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈 Y5 KM7 4泵工頻運(yùn)行接觸器 Y6 STF 變頻器正轉(zhuǎn) Y10 KA1 變頻器復(fù)位 Y11 HL7 變頻器正常運(yùn)行燈 Y12 HA 變頻器異常電鈴 Y13 HL8 壓力傳感器異常燈 Y14 HL9 水位上下限警報(bào)燈 Y15 KA2 變頻器 AU控制選通 Y16 OUT PLC擴(kuò)展模塊輸出 OUT 13 13 結(jié)合系統(tǒng)控制電路圖 和 PLC 的 I/O 端口分配表 ，畫出 PLC 及擴(kuò)展模塊的外圍接線圖，如下圖 所示： 圖 PLC 及擴(kuò)展模塊外圍接線圖 本變頻恒壓供水系統(tǒng)有五個(gè)輸入量，其中包括 4 個(gè)數(shù)字量和 1 個(gè)模擬量。對(duì)于需要更精密速度或快速響 應(yīng)的場(chǎng)合，運(yùn)算還應(yīng)包含由變頻器主電路和傳動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)出來(lái)的信號(hào)和保護(hù)電路信號(hào)，即防止因變頻器主電路的過(guò)電壓、過(guò)電流引起的損失外，還應(yīng)保護(hù)異步電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)等 。但是，單一地調(diào)節(jié)電源頻率，將導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行性能惡化 . 所選電 動(dòng)機(jī)與其參數(shù)如下： 電動(dòng)機(jī)各個(gè)指標(biāo) 各指標(biāo)的參數(shù)值 型號(hào) Y120M 額定功率 額定電壓 380V 滿載時(shí)定子電流 轉(zhuǎn)速 1440R/MIN 效率 86% 功率因素 啟動(dòng)電流 /額定電流 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 /額定轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 重量 87 16 16 PID控制參數(shù)整定 在供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，選用了含 PID 調(diào)節(jié)的 PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制保證供水系統(tǒng)中的壓力恒定。 泵供水系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù) [5]，變頻器環(huán)節(jié)可用以下傳遞函數(shù)描述 [5]。為了提高泵供水系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，加上比例 積分 微分 (PID)控制器以減小穩(wěn)態(tài)誤差使系統(tǒng)穩(wěn)定。這說(shuō)明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能較差?？筛鶕?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(kāi)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(kāi)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