【正文】 通 壓力表 Y100、 XMT1270 數(shù)顯儀 液位變送器 分體 式液位變送器 DS26(淄博丹佛斯 公司 ) 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 20 PLC 及其擴(kuò)展模塊的選型 PLC 是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心，它要完成對(duì)系統(tǒng)中所有輸入號(hào)的采集、所有輸出單元的控制、恒壓的實(shí)現(xiàn)以及對(duì)外的數(shù)據(jù)交換。它是用于三相交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的系列產(chǎn)品，由微處理器控制，采用絕緣柵雙極型晶體管作為功率輸出器件，具有很高的運(yùn)行可靠性和很強(qiáng)的功能。壓力表測(cè)量范圍 0~1Mpa，精度 ；數(shù)顯儀輸出一路 4~20mA 電流信號(hào)，送給 與 CPU226 連接模擬量模塊長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 23 EM235， 作為 PID 調(diào)節(jié)的反饋電信號(hào)，可設(shè)定壓力上、下限，通 過兩路繼電器控制輸出壓力超限信號(hào) 。并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)利用同一個(gè)電壓表顯示不同相之間的線電壓。 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 27 本系統(tǒng)在手動(dòng) /自動(dòng)控制下的運(yùn)行過程如下： (1) 手動(dòng)控制： 手動(dòng)控制只 在檢查故障原因時(shí)才會(huì)用到 ，便于 電機(jī) 故障的檢測(cè)與維修 。 (4) 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。在本設(shè)計(jì)中，控制要求中規(guī)定任一臺(tái)泵連續(xù)變頻運(yùn)行不得超過 3h，因此每次需啟動(dòng)新水泵或切換變頻泵時(shí)，以新運(yùn)行泵為變頻泵是合理的。語句表 (STL)語言類似于計(jì)算機(jī)的匯編語言，特別適合于來自計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的工程人員，它使用指令助記符創(chuàng)建用戶 程序，屬于面向機(jī)器硬件的語言。判斷需啟動(dòng)新水泵的標(biāo)準(zhǔn)是變頻器的輸出頻率達(dá)到設(shè)定的上限值。白天，小區(qū)的用水量大，系統(tǒng)高 恒壓值運(yùn)行；夜間，小區(qū)用水量小，系統(tǒng)低恒壓值運(yùn)行。 圖中的 HL10 為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)電源指示燈。而且變頻器的輸出端絕對(duì)不允許直接接電源，故必須經(jīng)過接觸器的觸點(diǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)接通工頻回路時(shí)，變 頻回路接觸器的觸點(diǎn)必須先行斷開。 因此本設(shè)計(jì)中選擇電機(jī)功率為 75KW 的上海 熊貓機(jī)械有限公司生產(chǎn)的 SFL 系列水泵 3 臺(tái)。本系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，所以變頻器 還 應(yīng)具有通訊功能 。這樣的工作狀態(tài)既無法提供穩(wěn)定可靠的 供水壓力，也使得機(jī)組由于相互切換頻繁而增大磨損，減少運(yùn)行壽命 。 (3) 當(dāng)用水量繼續(xù)增加，變頻器的輸出頻率達(dá)到上限頻率 50Hz 時(shí)，若此時(shí)用戶管網(wǎng)的實(shí)際壓力還未達(dá)到設(shè)定壓力，并且滿足增加水泵的條件 (在下 節(jié) 有詳細(xì)闡述 )時(shí)，在變頻 循環(huán) 式的控制方式下，系統(tǒng)將 在 PLC 的控制下自動(dòng)投入 水 泵 M2(變速 運(yùn)行 )， 同時(shí) 變頻泵 M1 做工頻運(yùn)行， 系統(tǒng)恢復(fù)對(duì)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。信號(hào)有效時(shí)，控制系統(tǒng)要對(duì)系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)控制，以防止水泵空抽而損壞電 機(jī)和水泵。它雖然微化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但在壓力設(shè)定和壓力反饋值的顯示方面比較麻煩，無法自動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同時(shí)段的不同恒壓要 求，在調(diào)試時(shí)， PID 調(diào)節(jié)參數(shù)尋優(yōu)困難，調(diào)節(jié)范圍小，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)性能不易保證。其實(shí)質(zhì)是通過改變水路中的阻力大小來改變流量，因此，管阻將隨閥門開度的改變而改變，但揚(yáng)程特性不變。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。 目前， PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、輕紡、交通運(yùn)輸、及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，被稱為現(xiàn)代技術(shù)的三大支柱之一。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?，F(xiàn)在，我國(guó)約有 200 家左右的公司、工廠和研究所從事變頻調(diào)速技術(shù)的工作，但自行開發(fā)生產(chǎn)的變頻調(diào)速產(chǎn)品和國(guó)際市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品相比，還有比較大的技術(shù)差距。s urban water supply, this paper designs a set of water supply system of frequecey control of constant voltage based on PLC, and have developed good operation management interface using Supervision Control and Data system is made up of PLC, transducer,units of pumps,pressure sensor and control machine and so on. This system is formed by three pump generators,and they form the circulating run mode of frequency conversion. With general frequency converter realize for three phase pump generator soft start with frequency control,operation switch adopts the principle of”start first stop first”. The detection signal of pressure sensor of hydraulic pressure,via PLC with set value by carry out PID parison operation,so,control frequency and the export voltage of frequency converter,and then the rotational speed that changes pump generator e to change water supply quantity,eventually,it is nearby to maintain pipe pressure to stabilize when set value. Through work control machine the connection with PLC,with group form software consummately systematic monitoring,have realized operation state development to show and data,report to the police inquiry. Keywords: variable frequency speedregulating, constantpressure water supply, PLC, supervision control and data acquisition.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 人文信息學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 目 錄 1 緒論 ................................................................................................................ 1 課題的提出 ............................................................................................ 1 變頻恒壓供水系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ................................................ 3 PLC 概述 ................................................................................................. 5 本課題的主要研究?jī)?nèi)容 ........................................................................ 7 2 系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定 ........................................................ 8 變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論分析 ............................................................ 8 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制方案的確定 ...................................................11 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ....................................................................................... 19 系統(tǒng)主要設(shè)備的選型 .......................................................................... 19 系統(tǒng) 主電路分析及其設(shè)計(jì) .................................................................. 23 系統(tǒng)控制電路分析及其設(shè)計(jì) .............................................................. 25 PLC 的 I/O 端口分配及外圍接線圖 ................................................... 27 4 系統(tǒng)的軟 件設(shè)計(jì) ....................................................................................... 31 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分析 .............................................................................. 31 PLC 程序設(shè)計(jì) ....................................................................................... 33 PID 控制器參數(shù)整定 ............................................................................ 40 5 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 46 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 ...................................................................................... 46 監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .................................................................................. 46 6 結(jié)束語 ......................................................................................................... 51 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 人文信息學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................... 53 致謝 ................................................................................................................... 55 附錄 ................................................................................................................... 56 附錄 A 英文文獻(xiàn) ....................................................................................... 56 附錄 B 中文翻譯 ....................................................................................... 65 附錄 C 主程序梯形圖 ............................................................................... 71 長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息 學(xué)院 學(xué)士學(xué)位論文 1 1 緒論 課題的提出 水和電是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要物質(zhì)，在節(jié)水節(jié)能已成為時(shí)代特征的現(xiàn)實(shí)條件下，我們這個(gè)水資源和電能源短缺的國(guó)家，長(zhǎng)期以來在市政供水、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 較 低，而隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，以及住房制度改革