【正文】 的任何水泵電機； 自動模式：當(dāng)液位浮力開關(guān)有信號（為ON）時，先啟動變頻水泵電機；如果供水不足時，再啟動1臺主泵，變頻水泵電機起著對流量調(diào)節(jié),在運行過程中水泵電機按照“先啟先?！?、“備用自投”運行；如果還是供水不足時，啟動2臺主泵，變頻水泵電機起著對流量調(diào)節(jié)；在運行過程中水泵電機按照“先啟先?！?、“備用自投”運行。與恒速泵供水相比，消除了超壓和回流的無功損耗，節(jié)能率達到20～50%。第三章 控制系統(tǒng)分析與設(shè)計3．1 低壓電器設(shè)備部分該基于PLC生活給水控制系統(tǒng)設(shè)計具有手動模式和自動模式，那我們的手動模式主要是通過低壓電器設(shè)備來控制，該低壓電器設(shè)備的控制示意圖由兩部分組成，如下： 低壓電器電氣原理圖 主電路 低壓電器電氣原理圖 控制電路當(dāng)撥動開關(guān)撥到“停止”時，其整個系統(tǒng)位于停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)撥動開關(guān)撥到“自動”時，及實現(xiàn)自動工作模式；當(dāng)撥動開關(guān)撥到“手動”時，及實現(xiàn)手動工作模式；2SB、4SB、6SB分別手動控制1 、2 、3 泵 啟動；1SB、2SB、3SB分別手動控制1 、2 、3 泵 停止；1HG、2HG、3HG分別是1 、2 、3 泵的工作指示燈；1KA分別是有液位控制的中間繼電器當(dāng)想手動啟動1 泵時，按下2SB，2SB接通→1KM接通→1水泵電機啟動當(dāng)想手動停止1 泵時，按下1SB，1SB斷開→1KM斷開→1水泵電機停止當(dāng)想手動啟動2 泵時，按下4SB，4SB接通→2KM接通→2水泵電機啟動當(dāng)想手動停止2 泵時，按下3SB，3SB斷開→2KM斷開→2水泵電機停止當(dāng)想手動啟動3 泵時，按下6SB，6SB接通→3KM接通→3水泵電機啟動當(dāng)想手動停止3 泵時，按下5SB，5SB斷開→3KM斷開→3水泵電機停止低壓電器設(shè)備主要元件及其作用：元件名作用1SB手動模式 1 泵 停止按鈕2SB手動模式 1 泵 啟動按鈕3SB手動模式 2 泵 停止按鈕4SB手動模式 2 泵 啟動按鈕5SB手動模式 3 泵 停止按鈕6SB手動模式 3 泵 啟動按鈕1HG1 泵 工作模式指示燈2HG2 泵 工作模式指示燈3HG3 泵 工作模式指示燈4HG4 變頻泵 工作模式指示燈1KH1 電機熱電保護的熱繼電器2KH2 電機熱電保護的熱繼電器3KH3 電機熱電保護的熱繼電器4KH4 電機熱電保護的熱繼電器1KA水位控制的中間繼電器1FQ水位控制的浮力開關(guān)3．2 控制柜面板設(shè)計根據(jù)上面的低壓電器設(shè)備主要元件，： 控制柜面板示意圖3．3 PLC控制部分PLC基本是實現(xiàn)自動工作模式，根據(jù)該系統(tǒng)的要求：：PID調(diào)節(jié)器 PLC端口分配示意圖注：s0為變頻器的故障輸出s1為在變頻器上的4水泵電機的控制接口第四章 軟硬件的基本原理介紹 PLC可編程控制器(三菱 FX2n32MR001)1969年，在美國出現(xiàn)第一臺可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller－PLC）以來，經(jīng)過30多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為一種最重要、高可靠性、應(yīng)用場合最多的工業(yè)控制微型計算機。由于可靠性是用戶選用的首位依據(jù)，因此，每個PLC生產(chǎn)廠都將可靠性作為第一指標(biāo)而加以研制，以單片機為核心，在硬件和軟件上采取大量的抗干擾措施，使PLC的平均無故障時間達到30萬小時以上，使用壽命更長。6．采用積木式結(jié)構(gòu)或模塊式結(jié)構(gòu)，具有較大的靈活性和可擴展性，擴展靈活方便。2．內(nèi)部控制電路這部分的作用是運算和處理由輸入部分得到的信息，并判斷應(yīng)產(chǎn)生哪些輸出。 總之，在使用PLC時，可以把輸入端等效為一個繼電器線圈，其相應(yīng)的繼電器接點(動合或動斷)可在內(nèi)部控制電路中使用，而輸出端又以等效為內(nèi)部輸出繼電器的一個動合觸點，驅(qū)動外部設(shè)備。 3．程序執(zhí)行階段 在這個階段，CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，即按程序?qū)λ械臄?shù)據(jù)(輸入和輸出的狀態(tài))進行處理，包括邏輯、算術(shù)運算，再將結(jié)果送到輸出狀態(tài)寄存器。各部分時間計算如下： (1)公共處理時間t1。(4)執(zhí)行外設(shè)命令所需時間t4。從PLC的工作過程可知當(dāng)PLC工作在程序執(zhí)行階段時，既使輸入狀態(tài)發(fā)生變化，即輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容發(fā)生變化，CPU執(zhí)行的輸入信號也不會變化，而要到下—個周期的輸入、輸出更新階段，才能有效。電壓型變頻器主回路由相控整流器，中間直流環(huán)節(jié)和逆變器三個部分組成。因此變頻的同時也要變壓，常用VVVF表示。異步電動機的等效變換 異步電動機的等效變換異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩公式： Tm=其中:P為旋轉(zhuǎn)磁場的磁極對數(shù)，S為轉(zhuǎn)差率。這將對電源形成沖擊，引起電網(wǎng)電壓的波動。 ＝1時的機械特性，臨界轉(zhuǎn)矩逐漸減少，電動機的帶負(fù)載能力也隨之下降。(2)大多數(shù)該類產(chǎn)品都和電動機連成一體，成為整體產(chǎn)品。現(xiàn)在許多新型的變頻器都提供了相應(yīng)的矢量控制的功能。無反饋矢量控制在改善異步電動機在低頻時的機械特性方面，己經(jīng)取得了令人滿意的結(jié)果，故對于一些在動態(tài)特性方面無嚴(yán)格要求的場合，速度反饋可以不用。它有一個操作盤可用于修改編程、調(diào)整、控制或檢測功能，以便適應(yīng)和優(yōu)化應(yīng)用以滿足不同客戶的要求。對于壓力信號，則通過AI1或AI2口輸入。0～ ( 0～10 mA)校驗與調(diào)整：通電預(yù)熱15分鐘后，分別在零壓力和滿量程壓力下，檢驗輸出電流值。要了解工藝過程和機械運動與電氣執(zhí)行元件之間的關(guān)系和對電控系統(tǒng)的控制要求。 PID調(diào)節(jié) PID調(diào)節(jié)原理僅用P動作控制，不能完全消除偏差。在該場合，為使P動作的振蕩衰減和系統(tǒng)穩(wěn)定，可用PD控制。增益取小時，響應(yīng)遲后。操作量（輸出頻率）和偏差的微分值成比例動作（D動作）。PLC根據(jù)采集的信號計算出偏差e(t)和偏差變化率ec(t)，按照PID的控制規(guī)則計算控制量u(t),并輸出控制量u(t)。本系統(tǒng)所使用的方法就是將控制任務(wù)用梯形圖編程實現(xiàn)，離線灌入PLC，攜帶至現(xiàn)場實現(xiàn)其現(xiàn)場功能，下面我們開始介紹梯形圖編程德基本步驟和概念。7. 運行改程序以檢查是否存在運行錯誤并更正錯誤。由一個操作數(shù)指定的位地址稱作一個操作數(shù)位，；一個操作數(shù)指定的一個字地址稱作一個操作數(shù)字。行上垂直的一對線叫做條件。如果操作數(shù)位為“ON”，則常開條件為“ON”；如果操作數(shù)位為“OFF”，則常開條件為“OFF”。載入和輸出指令也能使用TR區(qū)域的位，但只能用在一些特殊用途。其中XO是定時器的導(dǎo)通條件，TO是定時器寄存器，DO是數(shù)據(jù)寄存器，里面存放著一個設(shè)定的常數(shù)，YO是輸出繼電器。下面是本系統(tǒng)中的具體設(shè)置： 名稱 編程地址 說明1泵反饋信號 X0000 1泵運行時的反饋信號2泵反饋信號 X0001 2泵運行時的反饋信號3泵反饋信號 X0002 3泵運行時的反饋信號4泵反饋信號 X0003 4泵運行時的反饋信號水位信號 X0004 此時一臺水泵電機工作變頻器故障信號 X0005 變頻器故障信號1泵運行 Y0002 1水泵電機運行輸出信號2泵運行 Y0003 2水泵電機運行輸出信號3泵運行 Y0004 3水泵電機運行輸出信號4泵運行 Y0005 4水泵電機運行輸出信號PLC 故障指示 Y0006 PLC故障指示輸出信號1泵故障指示 Y0012 1水泵電機故障指示輸出信號2泵故障指示 Y0013 2水泵電機故障指示輸出信號3泵故障指示 Y0014 3水泵電機故障指示輸出信號4泵故障指示 Y0015 4水泵電機故障指示輸出信號2．內(nèi)部繼電器區(qū) 內(nèi)部繼電器區(qū)是PLC內(nèi)部的存儲區(qū)域，作為輔助編程使用。應(yīng)該強調(diào)的是程序開發(fā)的原則是： 1．水泵投入順序采用的是“先停先啟”，切除順序為“先啟先?！保源_保3臺水泵的平均使用量一致，損耗大致相同。②當(dāng)突然變化到該工作模式時，我們先根據(jù)此時在未變化時是哪幾臺電機在工作，按照水泵電機的“先啟先停”原則先啟動下一臺電機，運行一段時間后，再按照啟動原則啟動另外的水泵電機；當(dāng)M102突然為OFF時，我們檢測是M12，M13，M14中那一個位為ON；①如果是M12 ，我們就保持1水泵電機運行，延時5秒后，再啟動2水泵電機啟動；使2水泵電機工作運行3小時，并且隨時的檢測2水泵電機是否有故障；如果故障反饋信號X0000為OFF或X0001為OFF時，則直接啟動3水泵電機；如果故障反饋信號無故障時，則使2水泵電機運行3個小時，然后把1水泵電機停止；延時5秒后，再啟動3水泵電機；然后，循環(huán)地按照“先啟先?！痹瓌t來運行這個系統(tǒng)。通過計算機模擬調(diào)試后，說明PLC的軟件基本上問題不會太大。根據(jù)實際使用統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用變頻式恒壓供水，可節(jié)電30～60％?，F(xiàn)場調(diào)試主要是根據(jù)特定工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中可能出現(xiàn)的情況對PLC程序進行調(diào)試，檢查它是否與預(yù)期設(shè)計目標(biāo)相吻合。③如果是M14 ，我們就保持3水泵電機運行，延時5秒后，再啟動1水泵電機啟動；使1水泵電機工作運行3小時，并且隨時的檢測1水泵電機是否有故障；如果故障反饋信號X0000為OFF或X0002為OFF時，則直接啟動2水泵電機；如果故障反饋信號無故障時，則使3水泵電機運行3個小時，然后把1水泵電機停止；延時5秒后，再啟動2水泵電機；然后，循環(huán)地按照“先啟先停”原則來運行這個系統(tǒng)。本程序我們分為四大部分介紹： 工作模式選擇流程圖： 所示 工作模式選擇流程圖在初始化后，通過壓力傳感器進行采集，把壓力傳感器的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號后，通過4AD將電壓信號轉(zhuǎn)化為12位數(shù)字信號，運用FROM(FNC78)指令從4AD單塊中采樣5次求平均值e(t)，然后把此平均值e(t)與分界值進行比較，當(dāng) 0e(t)≤1023，啟動4水泵電機變頻運行，當(dāng)1024e(t)≤2047，啟動一臺水泵工頻電機運行，4水泵電機變頻運行當(dāng)2048e(t)≤3070，啟動兩臺水泵工頻電機運行，4水泵電機變頻運行當(dāng)3071e(t)≤4096，啟動三臺水泵工頻電機運行，4水泵電機變頻運行 一臺主泵電機工作程序流程圖： 所示 一臺主泵電機工作程序流程圖①當(dāng)開機時為該工作模式，我們按照水泵電機的啟動原則先啟動1水泵電機，然后根據(jù)1水泵電機的故障反饋信號X0000是否為ON來做故障檢測，如果故障反饋信號X0000為OFF時，則直接啟動2水泵電機；如果故障反饋信號X0000為ON時，則使1水泵電機運行3個小時，然后把1水泵電機停止；延時5秒后，再啟動2水泵電機；此時啟動了2水泵電機。以下是具體的內(nèi)部繼電器分配：名稱 編程地址 說明1水泵（Z2） M0002 1水泵在Z2狀態(tài)的控制信號2水泵（Z2） M0003 2水泵在Z2狀態(tài)的控制信號3水泵（Z2） M0004 3水泵在Z2狀態(tài)的控制信號1水泵轉(zhuǎn)換A M0012 Z3轉(zhuǎn)到Z2狀態(tài)水泵1的內(nèi)部停機記錄2水泵轉(zhuǎn)換A M0013 Z3轉(zhuǎn)到Z2狀態(tài)水泵2的內(nèi)部停機記錄3水泵轉(zhuǎn)換A M0014 Z3轉(zhuǎn)到Z2狀態(tài)水泵3的內(nèi)部停機記錄1水泵(Z3) M0022 1水泵在Z3狀態(tài)的控制信號2水泵(Z3) M0023 2水泵在Z3狀態(tài)的控制信號3水泵(Z3) M0024 3水泵在Z3狀態(tài)的控制信號1水泵轉(zhuǎn)換B M0032 Z2轉(zhuǎn)到Z3狀態(tài)水泵1的內(nèi)部停機記錄2水泵轉(zhuǎn)換B M0033 Z2轉(zhuǎn)到Z3狀態(tài)水泵2的內(nèi)部停機記錄3水泵轉(zhuǎn)換B M0034 Z2轉(zhuǎn)到Z3狀態(tài)水泵3的內(nèi)部停機記錄1水泵(Z4) M0062 1水泵在Z4狀態(tài)的控制信號2水泵(Z4) M0063 2水泵在Z4狀態(tài)的控制信號3水泵(Z4) M0064 3水泵在Z4狀態(tài)的控制信號特殊繼電器是告知PLC運行狀態(tài)或異常狀態(tài)，由用途決定的繼電器。如果XO為不導(dǎo)通（FALSE），TO復(fù)位為零。任何一組能共同產(chǎn)生一個邏輯結(jié)果的條件組合成為邏輯塊。一般來說，當(dāng)某位為ON時想要做什么時，應(yīng)使用常開條件，當(dāng)某位為OFF時想要做什么時，應(yīng)使用常閉條件。有斜線穿過它們的條件為常閉條件，對應(yīng)著LOAD NOT（載入非），AND NOT（與非），OR NOT（或非）指令。 基本梯形圖一個梯形圖是由左邊從一條垂直向下的線以及若干條與之相交并向右延伸的分支線組成。 指令術(shù)語有兩類基本指令用于梯形圖編程：一類指令用來代表梯形圖上的條件，它們僅在將程序轉(zhuǎn)換為助記碼時以指令的形式使用；另一種用在梯形圖右側(cè)的指令，并按照通向它們指令行的條件來執(zhí)行。2. 確定工作位用什么字，寫出使用它們時能分配它們的表格。水泵電機變頻運行實現(xiàn)變頻恒壓控制。微分時間小時，發(fā)生偏差時的衰減作用小。積分時間：設(shè)定范