【正文】 HL9 報警電鈴 HA 變頻器頻率復(fù)位控制 KA 控制變頻器頻率用電電壓 UF AQW0 系統(tǒng)選型 從上面分析可知，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點 6 個、開關(guān)量輸出點 12 個；模擬量輸出點 1 個、模擬量輸出點 1 個。 市網(wǎng)來水 yv1 EQ 水池 Yv2 消防用水 生活用水 1 2 3 第 3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 21 控制系統(tǒng)的 I/O 點及地址分配 PLC 要能夠識別和接受描述現(xiàn)場設(shè)備的開關(guān)量，同時要能夠發(fā)出控制信號控制一些執(zhí)行設(shè)備，以便對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。 調(diào)節(jié)器的輸出信號一般式模擬信號， 420mA 變化的電流信號或 010V 間變化的電壓信號。 （ 2）接受傳感器送來的管網(wǎng)水壓的實測值。恒壓供水的主要目標(biāo)是保持管壓網(wǎng)水的恒定，水泵電機的轉(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。這在電動機速度調(diào)節(jié)技術(shù)不發(fā)達(dá)的年代是不可設(shè)想的，但是今天辦到這一點已經(jīng)變的很容易了，交流變頻的誕生為水泵轉(zhuǎn)速 的平滑連續(xù)調(diào)節(jié)提供了方便。通過現(xiàn)場聯(lián)調(diào)信號的接入常常還會發(fā)現(xiàn)軟件以及硬件中的一些問題，有時廠家還需要對某些控制功能進行改進，這種情況下，都要經(jīng)過反復(fù)測試系統(tǒng)后，才能最后交付使用。需要模擬量信號 I/O 時，可用電位器和萬用表配合進行。圖 31 為 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計步驟。選擇PLC 就成為最重要的事情。 ⑨系統(tǒng)化，有標(biāo)準(zhǔn)外圍接口模塊。 可編程序控制器 PLC 的優(yōu)點 ①能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，不要求空調(diào)，能抗電磁干擾與電壓沖擊。 ①梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。解算用戶邏輯到用戶程序為止，每一步所得到的輸出信號被存入輸出信號寄存表并未發(fā)送到輸出模塊，相當(dāng)于輸出信號被輸出門阻隔，待全部解算完成后打開輸出門一并輸出，所用輸出信號由輸出狀態(tài)表送到輸出模塊，其相應(yīng)開關(guān)動作。在與上位機通信過程中 PLC 將接收上位機發(fā)出的指令進行相應(yīng)的操作，把現(xiàn)場工作狀態(tài)、 PLC 的內(nèi)部工作狀態(tài)、各種數(shù)值參數(shù)發(fā)送給上位機以及執(zhí)行啟動、停機、修改參數(shù)等命令。 編程器的結(jié)構(gòu)一般包括顯示部分與鍵盤部分。圖形編程器以液晶顯示器 (LCD)或陰極射線管 (CRT)作屏幕，用來顯示編程內(nèi)容和提供如輸入、輸出、輔助繼電器的占有情況、程 序容量等各種信息，還可在調(diào)試程序、檢查程序執(zhí)行時顯示各種信號狀態(tài)、出錯提示等。模塊隨著可編程控制器在工業(yè)控制中的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，各可編程控制器制造廠家已經(jīng)開發(fā)出一系列的智能接口模塊，使可編程控制器的功能更加強大和完善。模擬量輸入模塊 A/D 轉(zhuǎn)換后的 二進制數(shù)字量，經(jīng)光電禍合器和輸入鎖存緩沖器與 PLC 的 1/0 總線掛接。由于這些信號電平各式各樣，而可編程控制器 CPU 所處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以輸入模塊還需將這些信號轉(zhuǎn)換成 PLC 能夠接受和處理的數(shù)字信號。此程序由使用者通過編程器輸入到 PLC 機的 CMOSRAM 存貯器中，以便于用戶隨時修改。行系統(tǒng)診斷程序，診斷電源、 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤。 PLC 可吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文 8 分為以下幾個部分 : l)中央處理單元 (CPU):同一般微處理機一樣，中央處理單元是可編程控制的核心部件，它通過輸入裝置將外設(shè)的狀態(tài)讀入并按照用戶程序去處理，根據(jù)處理結(jié)果通過輸出裝置去控制外設(shè)。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊。而且，為了進一步提高 PLC的處理速度，各制造廠商還研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片，大大提高了 PLC軟、硬件功能。旱期的可編程序控制器 (Programmable Logic Controller， PLC)，主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。與前幾種數(shù)控系統(tǒng)相比， SOTF 型開放式數(shù)控系統(tǒng)具有最高的性能價格比，因而最有生命力。這種運動控制卡通常選用高速 DSP 作為 CUP，具有很強的運動控制和 PLC控制能力。但由于開放體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)的市場正在接受挑戰(zhàn) 。第二階段的數(shù)控系統(tǒng)主要是由計算機硬件和軟件組成。縱觀數(shù)控系統(tǒng)發(fā) 展史，數(shù)控 系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段共六代的發(fā)展 ?？煽啃圆?。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性直接影響到小區(qū)住戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。 關(guān)鍵字 ： PLC 自動控制 供水系統(tǒng) 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文 1 Abstract With China39。利用 PLC控制的特點是 ： ①可靠性高，抗干擾能力強；②配套齊全，功能完善，適用性強；③操作簡單，易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 [4]。 水塔水位控制系統(tǒng)是我國住宅小區(qū)廣泛應(yīng)用的供水系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方式存在控 制精度低、能耗大的缺點。在水資源日益匱乏的今天，節(jié)約用水、提高水資源的利用率就顯得十分必要。 ④系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便、易于改造；⑤體積小、質(zhì)量輕、功耗低。s social and economic development, housing system reform in depth, and continuous improvement of people39。 傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式有 :恒速泵加壓供水、水塔高位水箱供水、氣壓罐供水、液力藕合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式、單片機變頻調(diào)速供水系統(tǒng)等方式，其優(yōu)、缺點如下 : 恒速泵加壓供水方式無法對供水管網(wǎng)的壓力做出及時的反應(yīng)，水泵的增減都依賴人工進行手工操作，自動化程度低，而且為保證供水，機組常處于滿負(fù)荷運行，不但效率低、耗電量大，而且在用水量較少時，管網(wǎng)長期處于超壓運行狀態(tài)，爆損現(xiàn)象嚴(yán)重，電機硬起動易產(chǎn)生水錘效應(yīng)，破壞性大，目前較少采用。自動化程度不高等缺點，嚴(yán)重影響了居民的用水和工業(yè)系統(tǒng)中的用水。 第一階段 :數(shù)控 (NC)階段 (1952 一 1970)，這個階段經(jīng)歷了三代，即第一代采用電子管元件的數(shù)控系統(tǒng)，體積大、可靠性低、價格高，主要用于軍工生產(chǎn) 。其最大特點是利用存儲在存儲器里的軟件控制系統(tǒng)工作。 “ PC 嵌入 NC”結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)。它開放的函數(shù)庫供用戶在 W 工 NDOWS 平臺下自行開發(fā)構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。其典型產(chǎn)品有美國 MDSI 公司的 OpenCNC、德國 PowerAutomation 公司的 AP80OONT等 數(shù)控技術(shù)是機械、電子、自動控制理論、計算機和檢測技術(shù)密切結(jié)合的機電一體化高新技術(shù)，它能把機械裝備的功能、可靠性、效率和產(chǎn)品質(zhì)量提高到一個新水平，使機械電子行業(yè)發(fā)生深刻的變化。隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)和自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，可編程序控制器將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)與新興的計算機技術(shù)和通信技術(shù)融為一體，具有可靠性高、功能強、應(yīng)用靈活、編程簡單、使 用方便等一系列優(yōu)點，以及良好的工業(yè)環(huán)境工作性能和自動控制目標(biāo)實現(xiàn)性能，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。在發(fā)達(dá)工業(yè)國家， PLC 己經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門。 3)采用模塊化結(jié)構(gòu)。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的 方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。常用的 CPU 有通用微處理器，如MOTOROLA6800，單片機有 8031， 8051 和雙極型位式微處理器，如 AMD2903。 2)存貯器 :可編程控制器中存貯器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)。也可將用戶程序存放在 EEPROM 中。輸出模塊的作用是接收中央處理器處理過的數(shù)字信號，并把它轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場執(zhí)行部件所能接受的控制信號，以驅(qū)動如電磁閥、燈光顯示、電機等執(zhí)行機構(gòu)。模擬量輸出模塊 D/A 轉(zhuǎn)換前的二進制數(shù)字量，經(jīng)光電禍合器和輸出鎖存器與 PLC 的 1/0 總線掛接。智能 1/0 接口模塊種類很多，例如高速技術(shù)模塊、 PLCA 控制模塊、數(shù)字位基于 PLC 的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計置譯碼模塊、閥門控制模塊、中斷控制模塊、智能存貯模塊以及智能 1/0 模塊等。使用圖形編程器可以月多種編程語言編程，梯形圖顯示在屏幕上十分直觀。顯示一般用液晶顯示器，主要的顯示內(nèi)容包括地址、數(shù)據(jù)、工作方式、指令執(zhí)行情況及系統(tǒng)工作狀態(tài)等。 (3)輸入現(xiàn)場狀態(tài) 完成前兩步工作后 PLC 便掃描各個輸入點，讀入各點的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，如開關(guān)的通斷狀態(tài)、形成現(xiàn)場的內(nèi)存映象。驅(qū)動用戶輸出設(shè)備即 PLC 的實際輸出。每一個繼電器為一個邏輯行，稱為梯形。 ②簡單，易于使用，不必要求微機軟硬件方面的知識，編程不需要高級語言。 ⑩系統(tǒng)在一種現(xiàn)場不需要時，仍可改在另一種現(xiàn)場上使用等一系列優(yōu)點。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）價格方面 不同廠家的 PLC 產(chǎn)品價格相差很大，有些功能類似、質(zhì)量相當(dāng)、 I/O 點 數(shù)相當(dāng)?shù)?PLC 的價格能相差 40%以上。調(diào)試時。 產(chǎn)生水壓的設(shè)備是水泵，水泵轉(zhuǎn)動的越快，產(chǎn)生的水壓就越高。交流變頻器是改變交流電源頻率的電子設(shè)備，輸入三相工頻交流電后，可以輸出頻率平滑變化的三相交流電。這也有兩種配置方式，一是為每臺水泵電機配一臺變頻器，下圖為恒壓供水泵站的示意圖。管網(wǎng)實測水壓回送到泵站控制裝置稱為反饋，調(diào)節(jié)器實反饋的 接受點。信號的量值與前面提到的差值成正比，用于驅(qū)動執(zhí)行設(shè)備工作。 PLC 是通過 I/O 單元完成此工作的。如果選用 CPU 224 PLC，也需要擴展單元；如果選用 CUO 266 PLC 則價格較高，浪費較大。模擬量擴展單元有單獨用于模 /數(shù)轉(zhuǎn)換的，單獨用于數(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。250Mv 177。 5%滿量程 177。必要時進行校準(zhǔn)工作。 （ 4）為了在主機中進行輸入模擬量轉(zhuǎn)換數(shù)字后處理及為了輸出需要在 模擬量單元中轉(zhuǎn)換為模擬量的數(shù)字量，要在主機中安排一定的存儲單元。圖中 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 的狀態(tài)為自動控制狀態(tài)。具體的操作時，將現(xiàn)行運行的變頻泵從變頻器上切除，并接上工頻電源運行，將變頻器復(fù)位并用于新運行泵的啟動。利用定時器中斷功能實現(xiàn) PID 控制的定時 采樣及輸出控制。 圖 37 電控系統(tǒng)控制電路吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文 28 第四章 系統(tǒng)程序設(shè)計 硬件條件確定后，系統(tǒng)的控制功能主要通過軟件實現(xiàn)，結(jié)合前述泵站的控制要求，對泵站軟件設(shè)計分析如下： 由“恒壓 ” 要求出發(fā)的工作泵組數(shù)量控制管理 前面已經(jīng)說過了，為了恒定水壓，在水壓降落時要升高變頻器的輸出頻率，且在一臺泵不能滿足要求時，需啟動第 2 臺或第 3 太泵。而在主機的變量存儲區(qū) V 區(qū)存放處理產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)。注意輸入、輸出信號的類型不同，采用不同的接入方式。 12V 第 3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 25 24V 電壓范圍 設(shè)置時間 電壓輸出 電流輸出 100? s 2ms 數(shù)據(jù)字格式 雙極性，滿量程 單極性，滿量程 32021 +32021 032021 為能適用各種規(guī)格的 輸入、輸出量，模擬量處理模塊都設(shè)計成可編程，而轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字量一般具有固定的長度及格式。 50mV, 177。 10 020 mA 輸入濾波衰減 3dB， 分辨率 12 位 A/D 轉(zhuǎn)換器 隔離 否 分辨率，滿量程 電壓 電流 ` 12 位 11 位 輸入類型 差分 輸入范圍 電壓單極性 010V， 05V 01V， 0500mV 電壓 電流 32021 +32021 0 +32021 電壓雙極性 電流 0100Mv,050mV 177。這樣的配置是最經(jīng)濟的。輸入單元接受現(xiàn)場設(shè)備向 PLC 提供信號，包括人為的控制信號和能描述現(xiàn)場狀態(tài)的開關(guān)量信號，例如由按鈕、限位開關(guān)、繼電器觸點、接近開關(guān)、撥碼器等提供的開關(guān)量。水池的高 /低水位信號也直接送給 PLC，作為低水位報警用。調(diào)節(jié)器接受了實測水壓的反饋信號后，將它與給定值比較，得到給定值與實測值之差。當(dāng)用水量大時，水壓降低；用水量小時，水壓升高。那么可不可以不借助水塔來實現(xiàn)恒壓供水？答案是肯定的，但是要解決水壓隨用水量的大小變化吉林工程技術(shù)師范學(xué)院畢業(yè)論文 18 的問題。水塔中的水位變化相對水塔的高度來說很小，也就是說水塔能夠 維持供水管路中水壓的基本恒定。如果有錯誤則修改后反復(fù)調(diào)試。 （ 3）個人喜好方面有些工程技術(shù)人員對某種品牌的 PLC 熟悉，所以一般比較喜歡使用這種產(chǎn)品。 I/O 點是性質(zhì)主要是指他們是直流信號還是交流信號，它們的電源電壓。但是 PLC 還是有最適合它的應(yīng)用場合，所以接到一個控制任務(wù)以后，要分析被控對象的控制過程和要求，看看用什么控制設(shè)備來完成該任務(wù)最合適。 ④編程或修改程序容易，程序可以保存和固化。 ②梯形圖中的繼電器不是繼電器控制電路中的物理繼電器，它實 質(zhì)上是變量存儲器中