【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ；3)當(dāng)控制系統(tǒng)不允許斷電的場(chǎng)合，要考慮供電電源的冗余；4)當(dāng)外部設(shè)備電源通斷電時(shí)，應(yīng)不影響控制器的供電；5)要考慮電源系統(tǒng)的抗干擾措施。為實(shí)現(xiàn)以上要求，在主電路和控制電路加上了保護(hù)，包括過(guò)載保護(hù)，當(dāng)主電路因某些原因出現(xiàn)故障時(shí)，比如水泵過(guò)載，這時(shí)過(guò)載保護(hù)工作，水泵停止運(yùn)行既使水泵安全，也使電源供電安全確保PLC的電源正常。 供水系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求可知，本設(shè)計(jì)需要用到四臺(tái)水泵，水泵的型號(hào)都為：150sfl16020x4，55kw，1450轉(zhuǎn)/分，380V，144A。在設(shè)計(jì)主電路時(shí)水泵以電動(dòng)機(jī)代替，圖中的KM為接觸器線圈，F(xiàn)R為熱繼電器，主電路并設(shè)有短路過(guò)載保護(hù)。硬件設(shè)設(shè)計(jì)主電路圖如圖32所示：圖32 硬件設(shè)計(jì)主電路圖圖中的三相電接入口處有熔斷器，當(dāng)水泵因故障或其他原因過(guò)載時(shí)，主電路上的電流超過(guò)正常值時(shí)熔斷器自動(dòng)熔斷，起到保護(hù)水泵和主電路的作用。在每臺(tái)水泵上單獨(dú)再安裝熔斷器FU4，因?yàn)椋?臺(tái)水泵的工作狀態(tài)不同主電路的電流不同，主電路上的熔斷器只能起到保護(hù)主電路的作用，所以，在每臺(tái)水泵上單獨(dú)再裝上熔斷器以保證當(dāng)水泵超載時(shí)可單獨(dú)切斷電源。刀開(kāi)關(guān)QS4由人工手動(dòng)控制，PLC控制電路失靈時(shí)刀開(kāi)關(guān)是切斷電源的唯一方法。接觸器KM4是由PLC自動(dòng)控制水泵的開(kāi)關(guān)。FR4是熱繼電器，把它們穿在電機(jī)的繞組中，當(dāng)水泵過(guò)載時(shí)，熱繼電器動(dòng)作，切斷電源。M4代表四臺(tái)水泵。 PLC I/O接線圖圖33供水系統(tǒng)PLC I/O接線圖 如圖33所示，按鍵S1S16分別為不同信號(hào)輸入，COM口為公共端，Y001Y015分別為不同控制信號(hào)輸出端，輸出控制信號(hào)控制執(zhí)行電路的工作狀態(tài)。其中，S3是自鎖開(kāi)關(guān)，當(dāng)S3接通時(shí)系統(tǒng)工作在手動(dòng)模式，當(dāng)S3斷開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)工作在自動(dòng)模式，而S3的默認(rèn)狀態(tài)是斷開(kāi)的。S4是當(dāng)系統(tǒng)工作在自動(dòng)模式時(shí)的開(kāi)關(guān)，當(dāng)S4接通時(shí)，自動(dòng)工作有效，當(dāng)S4斷開(kāi)時(shí)，自動(dòng)工作停止。S4S8是過(guò)載保護(hù)的輸入，以開(kāi)關(guān)形式代替。過(guò)載保護(hù)，除了有硬件上的保護(hù)還有PLC程序中的保護(hù)，以確保系統(tǒng)的可靠性。S9S16是手動(dòng)模式下的功能選擇，使4臺(tái)水泵可以任意設(shè)置其工作狀態(tài)，4臺(tái)水泵在手動(dòng)控制模式下是相互獨(dú)立的，相互之間沒(méi)有影響。Y1Y4是水泵的接觸器控制端，由于選用的PLC是繼電器輸出型，因此可以直接驅(qū)動(dòng)接觸器，為了增加系統(tǒng)的安全系數(shù)，在接觸器和PLC組成的回路中加入了熱繼電器。Y5Y10是各個(gè)水泵工作狀態(tài)指示燈口，Y11是自動(dòng)模式指示燈控制口，Y12是手動(dòng)模式指示燈控制口，Y13是自動(dòng)模式開(kāi)關(guān)狀態(tài)之燈控制接口。Y14是高壓報(bào)警指示燈，當(dāng)只有一臺(tái)水泵在工作，但是，水壓還是超過(guò)正常值，這時(shí)就要報(bào)警來(lái)提醒工作人員，由工作人員決定是否手動(dòng)關(guān)掉所有水泵。Y15是低壓報(bào)警指示燈，當(dāng)4水泵都投入工作，但是，水壓還是低于正常值，如果這種狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生，那么，這個(gè)系統(tǒng)就要考慮增設(shè)一臺(tái)水泵以保證供水的正常。 壓力傳感器信號(hào)處理壓力傳感器選用的是佛山一眾傳感儀器有限公司的水壓傳感器PY206。PY206能將水壓轉(zhuǎn)換成0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)。采用進(jìn)口高精度感應(yīng)芯體，先進(jìn)的貼片工藝，配套帶有零點(diǎn)、滿(mǎn)量程補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路。采用全不銹鋼封焊結(jié)構(gòu)，具有良好的防潮能力及優(yōu)異的介質(zhì)兼容性。壓力傳感器PY206能將水壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，但是，PLC需要的是三個(gè)分立的信號(hào)：低水壓信號(hào)，正常水壓，高水壓信號(hào)。因此，就必須把壓力傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，為此我們?cè)O(shè)計(jì)了如圖34所示的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路。圖34 壓力傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換電路此電路，主要由電壓比較器Lm393，數(shù)字芯片非門(mén)芯片74f0同或門(mén)74ls266組成。通過(guò)電阻橋式電路分壓，設(shè)定了高水壓和低水壓的參考電壓，由于水壓傳感器PY206的輸出信號(hào)是0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，因此，可以采用這種形式。傳感器信號(hào)接到電壓比較器Lm393的2腳和5腳，通過(guò)由Lm393組成的窗口比較器電路將水壓轉(zhuǎn)換成低中高三檔信號(hào)送給PLC。 報(bào)警電路設(shè)計(jì) 確定供水系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的基本依據(jù)是設(shè)計(jì)供水能力能滿(mǎn)足系統(tǒng)最不利點(diǎn)的用水需求，同時(shí)還需要結(jié)合用戶(hù)用水量變化類(lèi)型，考慮方案適用性、節(jié)能性及其它技術(shù)要求。根據(jù)用戶(hù)的用水時(shí)段特點(diǎn)，可將用戶(hù)用水量變化類(lèi)型分為連續(xù)型、間歇型兩大類(lèi)，根據(jù)流量的變化特點(diǎn)，還可進(jìn)一步細(xì)分為高流量變化型，低流量變化型，全流量變化型等。不同季節(jié)、不同月份，流量變化類(lèi)型也會(huì)改變。連續(xù)型是指一天內(nèi)很少有流量為零的時(shí)候，或本身管網(wǎng)的正常泄漏就保持有一定的流量；間歇型指一天內(nèi)有多段用水低谷時(shí)間，流量很小或?yàn)榱?。各種類(lèi)型的水流量變化關(guān)系曲線如圖35所示圖 35用戶(hù)用水量變化類(lèi)型a)連續(xù)型(全流量變化型) b)連續(xù)型(高流量變化型)c)連續(xù)型(低流量變化型) d)間歇型根據(jù)以上分析知道：由于居民用水的集中性，當(dāng)只有1臺(tái)水泵在工作時(shí)，如果水壓傳感器還檢測(cè)到水壓過(guò)高，這時(shí)就要采取行動(dòng)，不然會(huì)使水壓過(guò)高造成管道破裂，造成水資源和電能的浪費(fèi)。在用水高峰期，4臺(tái)水泵都投入工作，如果水壓傳感器傳回?cái)?shù)據(jù)仍顯示水壓低，這時(shí)，部分用戶(hù)的用水將受到影響。如果經(jīng)常出現(xiàn)低壓報(bào)警，那么，就提醒管理者增加水泵個(gè)數(shù)，以保證用水正常。圖36 報(bào)警電路電路圖 如圖36所示，當(dāng)報(bào)警控制信號(hào)為1時(shí)，報(bào)警器發(fā)聲報(bào)警。這時(shí)管理者就要根據(jù)實(shí)際情況作出相應(yīng)回應(yīng)，如果是高壓報(bào)警則可以通過(guò)系統(tǒng)的手動(dòng)功能，將所有水泵都關(guān)掉，或者是低壓報(bào)警，這就要根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加水泵的數(shù)量以確保用戶(hù)用水的正常。 第4章 供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)概況：供水系統(tǒng)有水泵4臺(tái)，供水管道安裝壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1，K2和K3。K1接通，表示水壓偏低；K2接通，表示水壓正常；K3接通，表示水壓偏高。