【文章內容簡介】 公式是： ()式中：——額定相電壓，V ； ——電動機額定電流，A ； ——單位長度（每米）導線的電阻，mΩ/m ； ——導線的長度，m 。由上兩式可直接求出的取值范圍。根據(jù)Ro值確定導線面積。由公式（）得：～）V由公式（）得： mΩ/m mΩ/m ，為了滿足控制系統(tǒng)的要求，應該選擇截面積為16的導線。 常用電動機引出線的單位長度電阻值。標稱截面/mm2/(mΩ/m)制動電阻準確計算制動電阻值十分麻煩，在實際工作中基本不用。許多變頻器的使用說明書上給了一些計算方法，也有的直接提供了供用戶選用的制動電阻的規(guī)格。但按說明書上選擇電阻時須注意下面問題，變頻器生產廠家為了減少制動電阻檔次，常常對若干種不同容量的電動機提供相同阻值和容量的制動電阻。選用時，應注意根據(jù)生產機械的具體情況進行調整。對同一擋中電動機容量較小者，制動轉矩與額定轉矩的比值偏大。為了減小能量的消耗，應根據(jù)制動過程的緩急程度以及飛輪力矩的大小，考慮能否選擇阻值較大的制動電阻。對同一擋中電動機容量較大者，制動轉矩與額定轉矩的比值偏小。在一些飛輪力矩較大，又要求快速制動的場合，或者如起重機械那樣，需要釋放位能的場合，上述制動電阻有可能滿足不了要求，靠考慮選擇阻值較小的一擋制動電阻。 可編程控制器(PLC) PLC的定義及特點 在PLC的發(fā)展過程中，美國電氣制造商協(xié)會（NEMA）經(jīng)過4年的調查，于1980年把這種新型的控制器正式命名為可編程序控制器（Programmable Controller），英文縮寫為PC，并作如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字式電子裝置。它使用可編程序的存儲器來存儲指令，并實現(xiàn)邏輯運算、順序控制、計數(shù)、計時和算術運算功能，用來對各種機械或生產過程進行控制。PLC的特點如下：高可靠性(1)所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內部電路之間電氣上隔離。(2)各輸入端均采用RC濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為10~20ms.(3)各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。(4)采用性能優(yōu)良的開關電源。(5)對采用的器件進行嚴格的篩選。(6)良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大。(7)大型PLC還可以采用由雙CPU構成冗余系統(tǒng)或有三CPU構成表決系統(tǒng),使可靠性更進一步提高。豐富的I/O接口模塊 PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如： 交流或直流； 開關量或模擬量； 電壓或電流；脈沖或電位； 強電或弱電等。有相應的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設備，如： 按鈕 行程開關 接近開關 傳感器及變送器 電磁線圈 控制閥直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人機對話的接口模塊。 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。采用模塊化結構 為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結構。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。編程簡單易學 PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。安裝簡單，維修方便PLC不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設備與PLC相應的I/O端相連接，即可投入運行。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。由于采用模塊化結構，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)迅速恢復運行。 PLC的工作原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結束符后又返回第一條，如此周而復始不斷循環(huán)。PLC的掃描過程分為內部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當PLC處于停狀態(tài)時，只進行內部處理和通信操作服務等內容。在PLC處于運行狀態(tài)時，從內部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。 PLC及壓力傳感器的選擇 水泵MMM3可變頻運行，也可工頻運行，需要6個輸出點，根據(jù)系統(tǒng)設計要求需要五個輸入點，則選擇西門子的S7200系列PLC。 壓力傳感器采用CYYZ1001型絕對傳感器。該傳感器采用硅壓阻效應原理實現(xiàn)壓力測量的力電轉換。傳感器由敏感芯體和信號調理電路組成，當壓力作用于傳感器時，敏感芯體內硅片上的惠斯登電橋的輸出電壓發(fā)生變化，信號調理電路將輸出的電壓信號作放大處理，同時進行溫度補償、非線性補償，使傳感器的電性能滿足技術指標的要求。傳感器的量程為0～，工作溫度為5℃～60℃，輸出電壓為0～5V，作為本系統(tǒng)的反饋信號供給PLC。4 PLC編程及變頻器參數(shù)設置 PLC的I/O接線圖K1K2K3K4K5K6220VACSB1SB2SB3SB4SD1LQ0. 3NL1S7200 PLC1MML+ PLC的I/0接線圖 輸出端接中間繼電器控制電機的工頻與變頻工作狀態(tài)的轉換。，使電動機切換為工頻工作。 PLC程序啟動變頻器工作PLC接收壓力變送器反饋的值，與設定值進行以系列計算之后輸出一個值控制變頻器的輸出頻率，同時根據(jù)輸出AC0的值判斷電動機工作的臺數(shù)與狀態(tài)。其中壓力變送器反饋值為0～5，內部數(shù)據(jù)為0～32767，對應進行轉換之后通過下面的程序進行判斷，以控制電動機的運行。判斷反饋值為H≥，則使一號水泵定速工作，同時使二號水泵變速工作?！蹾≤，則一號變頻器定速或變速，當變頻器輸出頻率達到上限值時則手動輸入有效水泵變?yōu)槎ㄋ龠\行，否則變速運行。判斷反饋值為H≤，則一號水泵變速運行。停止按鈕按下，所有水泵停止供水此段程序的功能為在一號水泵有故障時，通過手動切換使三號水泵代替一號水泵的工作。達到穩(wěn)定供水。 變頻器參數(shù)的設置 參數(shù)復位P0003＝3(選擇級別為專家級)設定P0010＝30設定P0970＝1（設定P0970＝1后變頻器將自動進入?yún)?shù)恢復程序，大約要10～20秒鐘后才能將所有參數(shù)恢復為出廠缺省值，恢復的過程中變頻器顯示busy(忙)字樣并閃爍。）顯示P0970則復位操作完成 電機參數(shù)設置P0010=1 (快速調試)P0100=0(功率單位為KW；f的缺省值為50Hz)P0304=380(電動機的額定電壓)P0305=(電動機的額定電)P0307=75（電動機的額定功率）P0310=50(電動機的額定頻率)P0311=1470（電動機的額定轉速）P0700=2(變頻器命令源選擇為模入端子/數(shù)字輸入)P1000=2(模擬設定值)P1080=5(電動機最小頻率)P1082=50(電動機最大頻率)P1120=10（電動機從靜止停車加速到最大電動機頻率所需時間）P1121=10（電動機從最大頻率減速到靜止停車所需的時間）P3900=1(結束快速調試)5 監(jiān)控系統(tǒng)的設計 組態(tài)軟件簡介 組態(tài)軟件一般有圖形界面系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、第三方程序接口組件和控制功能組件組成。圖形界面系統(tǒng)用于生成現(xiàn)場過程圖形畫面；實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用于實時存儲現(xiàn)場控制點的參數(shù)；第三方程序接口組件用于組態(tài)軟件與其他應用程序交換數(shù)據(jù)；控制功能組件用于生成監(jiān)控所需的控制策略。本設計中選擇北京亞控公司的“組態(tài)王”軟件制作監(jiān)控系統(tǒng)。 監(jiān)控系統(tǒng)的設計 組態(tài)王的通信參數(shù)設置本設計中用S7200的PPI編程電纜實現(xiàn)計算機與CPU模塊的通信。由于使用串行通信接口1，故雙擊工程瀏覽器的設備文件夾中的“COM1”圖標，在出現(xiàn)的對話框中設置波特率為19200bit/s。圖51 串行通信接口參數(shù)設置選中“COM1”后，雙擊右側工作區(qū)出現(xiàn)的“新建…”圖標，在出現(xiàn)的對話框的“PLC”文件夾中選擇西門子的S7200系列，通信協(xié)議為PPI（見圖52），設置好單擊“下一步”直至“完成”，這樣在右側會出現(xiàn)剛生成的“新IO設備”圖標，通信設置結束。圖52 通信協(xié)議的設置 新建工程與組態(tài)變量圖53 定義變量對話框雙擊“”啟動工程管理器，新建一個工程，名為“恒壓供水系統(tǒng)”，雙擊新建工程打開工程瀏覽器，點擊工程瀏覽器中的“數(shù)據(jù)詞典”圖標，右面工作區(qū)會出現(xiàn)系統(tǒng)定義好的內存變量。雙擊最下面的“新建…”圖標，彈出“定義變量”對話框（見圖53），開始定義輸入輸出變量。用同樣的方法組態(tài)所有變量（見圖54）。 組態(tài)畫面(1) 建立新畫面單擊工程瀏覽器左側的“畫面”圖標，雙擊工作區(qū)“新建…”圖標，彈出“新畫面”對話框，輸入名稱點擊確定進入組態(tài)王的開發(fā)系統(tǒng)。圖54 數(shù)據(jù)詞典中的變量列表(2) 制作動態(tài)監(jiān)控畫面利用工具箱中各畫圖工具繪制監(jiān)控系統(tǒng)界面，然后進行動畫連接。(3) 編寫控制流程程序雙擊工程瀏覽器左邊窗口“\文件\命令語言\應用程序命令語言”進行編程。(4) 按鈕、指示燈組態(tài)設定按鈕或文字鏈接的對象，按鈕既可以用來執(zhí)行某些命令，還可以輸入數(shù)據(jù)給某些變量，當和外部的一些智能儀表、PLC等進行連接時，會大大增加其數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮啙嵭?；指示燈組態(tài)后用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)。 監(jiān)控系統(tǒng)界面在本系統(tǒng)中，根據(jù)需要共開發(fā)了5個界面，包括啟動界面(包含系統(tǒng)所有菜單)、系統(tǒng)運行主界面、歷史和實時趨勢曲線、數(shù)據(jù)報表、報警界面。為了加強系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)還為不同的用戶設置了相應的權限。通過主菜單界面可以調用不同的界面，也可根據(jù)需要在系統(tǒng)運行主界面中改變壓力給定值。系統(tǒng)運行主監(jiān)控界面如圖55所示，主界面實時顯示了當前時間，設定的水壓值和當前水壓值，系統(tǒng)的自動/手動運行情況，三臺水泵變頻/工頻運行狀態(tài)、轉速、運行頻率，各設備的故障報警顯示等。圖55 城市小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)監(jiān)控界面