【正文】 還應(yīng)將外殼地端 FG 和 FX2N4AD 接地端連接。如果輸出電壓波動或在外部接線中有電氣干擾，可以接一個 ～ 的平滑電容。交 交變頻器可將工頻交流電直接變換成頻率、電壓均可控制的交流電，稱為直接式變頻器。這種無功能量要靠中間直流環(huán)節(jié)的儲能元件 (電容器或電抗器 )來緩沖。 一般三相變頻器的整流電路由三相全波整流橋組成．直流中間電路的儲能元件在整流電路是電壓源時是大容量的電解電容，在整流電路是電流源時是大容量的電感。實踐證明，使用變頻設(shè)備可使水泵運行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低 20%，從而大大降低能耗，節(jié)能率可達 20%40%。由于變頻器的轉(zhuǎn)速控制信號是由可編程控制器或 PID 回路調(diào)節(jié)器給出的，所以對可編程控制器來計時，既要有模擬量輸入接口，又要有模擬量輸出接口。 由式 (1) 可知，轉(zhuǎn)速 n 與頻率 f 成正比，只要改變頻率 f 即可改變電動機的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率 f 在 0 ～ 50Hz 的范圍內(nèi)變化時，電動機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 基于 PLC的 恒壓供水系統(tǒng) 設(shè)計 19 寬。 觸摸屏人機界面是在操作人員和機器設(shè)備之間雙向溝通的橋梁，用戶可以自由的組合文字，按鈕，圖形，數(shù)字等來處理或監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時可能變化信息的多功能顯示屏幕。 圖 212 全自動變頻恒壓供水 觸摸屏 實物圖 圖 213 全自動變頻恒壓供水觸摸屏控制圖 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 基于 PLC的 恒壓供水系統(tǒng) 設(shè)計 21 1泵 、 2泵 3泵都有與之對應(yīng)的工作指示燈 。生活用水和消防用水共用三臺泵，平時電磁閥 YV2 處于失電狀態(tài)，關(guān)閉消防管網(wǎng)，三臺泵根據(jù)生活用水的多少，按一定的控制邏輯運行，維持 生活用水低恒壓。途中 SA 為手動 /自動轉(zhuǎn)換開關(guān)， SA 打在 1的位置為手動控制狀態(tài)；打在 2 的位置為制動控制。 即系統(tǒng)具有“倒泵功能”，避免某一臺工作時間過長。 在程序輸入后系統(tǒng)運行，交流接觸器不吸合 通過程序監(jiān)控發(fā)現(xiàn)， Y0 得電但接觸器常開觸點不吸合，說明了接觸器線圈沒得電 ，需將交流 24V 電源接入接觸器線圈。本實驗應(yīng)將常開與公共線接入系統(tǒng)。 本論文是在師陽 老師的 悉心 指導(dǎo)和 親切 關(guān)懷下完成的。 控制注水電磁閥 YV1 在工作中總是出現(xiàn)水流很小 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，在電磁閥內(nèi)部出現(xiàn)了堵塞，需使其內(nèi)部暢通。后來在師陽 老師的指導(dǎo)下，我們知道了只需接 OUT 的兩個端子即可。 信號分配 如表 31所示。整個 PLC 系統(tǒng)的配置如圖 35 所示?；馂?zāi)時，火災(zāi)信號 SA1 被觸動， X000為 1。 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 基于 PLC的 恒壓供水系統(tǒng) 設(shè)計 22 第三章 硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計 硬件電路設(shè)計 工藝過程 由三臺泵組構(gòu)成的生活 /消防雙恒壓無塔供水系統(tǒng)的實例。 觸摸屏的工作原理 為了操作上的方便，人們用觸摸屏來代替鼠標(biāo)或鍵盤。 觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，它是目前最簡單、方便、自然的一種人機交互方式。所以，在變頻調(diào)速恒壓給水控制設(shè)備中， PID控制信號的產(chǎn)生和輸出就成為降低給水設(shè)備成本的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳感器的任務(wù)是檢測管網(wǎng)水壓?，F(xiàn)代變頻器控制電路的核心器件是微型計算機，全數(shù)字化控制為變頻器的優(yōu)良性能提供了硬件保障。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出。 （ 2）直流中間電路 直流中間電路的作用是對整流電路的輸出進行平滑，以保證逆變電路及控制電源得到質(zhì)量較高的直流電源。其外部接線如圖 28所示。 A/D 轉(zhuǎn)換原理框圖 如圖 27所示。圖中模擬量信號采用雙絞屏蔽電纜輸入FX2N－ 4AD 中，電纜應(yīng)遠離電源線或其他可能產(chǎn)生電氣干擾的導(dǎo)線。 4）程序執(zhí)行 根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則，按先左后右，先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。 注意：由于 PLC 是掃描工作過程，在程序執(zhí)行階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)映象寄存器的內(nèi)容也不會變化，要等到下一周期的輸入處理階段才能改變。系統(tǒng)監(jiān)控程序分成管理程序、用戶指令解釋程序、標(biāo)準(zhǔn)程序或系統(tǒng)調(diào)用子程序。用戶存儲器：存放用戶編制的應(yīng)用程序和工作數(shù)據(jù)。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例 微分（ PD）控制器能改善系統(tǒng)在 調(diào)節(jié) 過程中的動態(tài)特性。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。 PID控制，實際中也有 PI和 PD 控制。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時間高達 30 萬小時。 南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 基于 PLC的 恒壓供水系統(tǒng) 設(shè)計 6 第二章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備 可編程控制器 可編程控制器的介紹 最初，可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller）簡稱 PLC,主要用于順序控制，雖然采用了計算機的設(shè)計思想，但是實際上只能進行邏輯運算。 (4)定時喚醒功能。 同時它的功能可以被變頻器的某些功能代替，達到同樣的控制效果。 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由 變頻器 、泵組電機、供水管網(wǎng)、儲水箱、 (智能 PID調(diào)節(jié)器 )、壓力變送器、 PLC 控制 單元等部分組成，控制系統(tǒng)原理圖如圖 11 所示。追求高度智能化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，是未來供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)中成片開發(fā)、智能樓宇、 網(wǎng)絡(luò) 供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢。第四章為整個系統(tǒng)的調(diào)試部分。 21 工藝過程 14 變頻器的工作原理及其組成結(jié)構(gòu) 5 可編程控制器的介紹 2 全自動變頻恒壓供水系統(tǒng)特點及適用范 圍 5 可編程控制器的特點 第一章主要介紹本 系統(tǒng)的工作原理及特點。在實際應(yīng)用中如何充分利用專用變頻器內(nèi) 置的各種功能，對合理設(shè)計變頻恒壓供水設(shè)備、降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等有著重要意義。當(dāng)用水量減少時，首先表現(xiàn)為變頻器已工作在最低速信號有效，這時壓力上限信號如仍出現(xiàn)； PLC 首先將工頻運 行的泵停掉，以減少供水量。 變頻器 和 PLC 的應(yīng)用為水泵轉(zhuǎn)速的平滑性連續(xù)調(diào)節(jié)提供了方便。消除了水泵電機 直接起動時對電網(wǎng)的沖擊和干擾，并且設(shè)備控制系統(tǒng)具有短路、過流、過壓、過載、欠壓、 過熱等多種保護功能，大大提高了工作效率，延長了水泵的使用壽命。 (5)當(dāng)變頻器發(fā)生故障時，能夠自動轉(zhuǎn)換至工頻運行，確保供水不間斷。 事實上， PLC 就是以嵌入式 CPU為核心，配以 I/O等模塊，可以方便地用于工業(yè)控制領(lǐng)域的裝置。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。 PID 控制器問世至今已有近 70 年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整 方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。 (2)積分（ I）控制在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關(guān)系。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后（ delay）組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。 圖 22 PLC 硬件結(jié)構(gòu) ①、微處理器（ CPU） CPU 是 PLC 的運算控制中心， PLC 在 CPU的控制下，協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部各部分的工作， 執(zhí)行監(jiān)控程序，進行信息和數(shù)據(jù)的邏輯處理，產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)部控制信號，實現(xiàn)對現(xiàn)場各個設(shè)備的控制。 PLC 輸出回路接線如圖 24所示。由于計算機在每一瞬間只能做一件事，其 CPU 是以分時操作方式來處理各項任務(wù)的，所以程序的執(zhí)行時按順序依次完成相應(yīng)的動作，這便形成時間上的串行，即串行工作方式。 3）輸入處理 輸入處理也叫輸入采樣。 4A/D 及 4D/A 擴展模塊 模擬量輸入模塊 FX2N4AD FX2N－ 4AD 的功能 FX2N－ 4AD 是 FX 系列 PLC 的模擬量輸入模塊，有四個輸入通道，每個通道都可進 行 A/D 轉(zhuǎn)換。 其外部接線如圖 26所示。 FX2N－ 4DA 的 4個輸出通道（ CH1～ CH4） 通道輸出端子接線，可以獨立的選擇為電壓輸出或電流輸出。而交 直 交變頻器則是先把工頻交流電通過整流變成直流電。所以又常稱直流中間環(huán)節(jié)為中間直流儲能環(huán)節(jié)。為了電動機制動的需要，中間電路中有時還包括制動電阻及一些輔助電路。 目前國內(nèi)各廠家生產(chǎn)的供水設(shè)備電控柜，除采用落后繼電接觸器控制方式外，大致有以下四類：邏輯電子電路控制方式 、 單片微機 電路控制方式 、 帶 PID回路調(diào)節(jié)器 或可編程序控制器（ PLC）的控制方式 和 新型變頻調(diào)速供水設(shè)備 。由于帶模擬量輸入 /輸出接口的可編程控制器價格很高，這無形中就增加了供水設(shè)備的成本。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。隨著機械設(shè)備的飛速發(fā)展，以往的操作界面需要由熟練的操作人員才能操作，而且操作困難，無法提高工作效率。變 頻器頻率是通過模擬量給PLC,PLC 在傳到觸摸屏里的 。當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時，電磁閥 YV2 得電，關(guān)閉生活用水管網(wǎng)，三臺泵供消防用水使用，并維持消防用水的高恒壓值。手動運行時，可用按鈕SB1SB6 控 制三臺泵的啟動 /停止和電磁閥 YV2 的通 /斷；自動運行時，系統(tǒng)在 PLC程序下運行。 (4)三臺泵在啟動時都需要有軟啟動功能。 變頻器沒有頻率顯示 接線時沒有給變頻器一個啟動信號，此次試驗給變頻器的輸入信號是電壓信號，接變頻器的 10 兩個端子，將 STF或 STR 與公共端子 COM連接作為啟動信號。將常開線接到 PLC 對應(yīng)的輸入點上，公共線接到輸入回路公共點 COM. 電磁閥相當(dāng)于線圈，將其一端連接到 PLC輸出回路對應(yīng)的信號地址南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 基于 PLC的 恒壓供水系統(tǒng) 設(shè)計 36 接點，另一端連接到 220v 電源的正極，再從 220v 電源的負極接到輸出回路公共點 COM。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)作風(fēng)， 鉆研刻苦 的求學(xué)態(tài)度給我留下了深刻的印象，激勵著我在以后的學(xué)習(xí)和工作中努力拼搏，奮發(fā)向上，在此表示深深的感謝。 在 EB500 軟件中繪制圖形無法導(dǎo)入觸摸屏 下方的紅燈應(yīng)該閃爍，如果不閃爍要進行離線模擬查找錯誤所在，進行修改。 壓力變送器的接線： 壓力變送器有四個端子，分別是 OUT 的正負兩個端子和 SETR 的正負兩個端子，一開始我們將 OUT 的正極接到 4AD 的 I+，負極接到 4AD 的 VI， SETR 正負兩個端子接到直流 24V 電源， 當(dāng)泵工作，有水流出時 ，壓力變送器沒有電流信 號輸出。 (6)操作要有手動控制功能，手動只在應(yīng)急或檢修