【文章內(nèi)容簡介】 、電流信號相比較，算出變頻器的輸出頻率和電壓 。 （2）信號檢測電路。將變頻器和電動機的工作狀態(tài)反饋至微處理器，由處理器處理后為各部分電路提供所需的控制信號或保護信號。 （3）驅(qū)動電路。為變頻器中逆變電路的換相器件提供驅(qū)動信號。 （4）保護電路。判斷變頻器本身或系統(tǒng)是否出現(xiàn)異常。當(dāng)出現(xiàn)故障等情況時進行合適的處理。變頻器的基本工作原理即為改變異步電動機的供電頻率，可以改變其同步轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)調(diào)速運行。異步電動機的變頻調(diào)速必須按照一定的規(guī)律同時改變其定子電壓和頻率，即必須通過變頻器裝置獲得電壓頻率均可調(diào)節(jié)的供電電源，實現(xiàn)VVVF調(diào)速控制。變頻器可以滿足這種異步電動機變頻調(diào)速的基本要求。 變頻器的選型及特點 本系統(tǒng)設(shè)計可編程控制器是s7200，CPU為226的型號，與之對應(yīng)常用變頻器有MM4MM440等型號變頻器，MM440變頻器對工作環(huán)境以及用途方便更有優(yōu)勢，本系統(tǒng)采用MM440變頻器。 變頻恒壓供水系統(tǒng)有以下幾個特點：（1） 高效節(jié)能：節(jié)電率達到20%~50%。（2） 壓力精度高。（3） 提高電機運轉(zhuǎn)的功率因素。（4） 降低啟動電流，減少對電網(wǎng)的沖擊。（5） 安全衛(wèi)生。降低設(shè)備運轉(zhuǎn)的噪音，提高良好工作環(huán)境。降低能源消耗和生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競爭力。降低故障率，減小維修成本。（6） 管理方便。變頻恒壓供水系統(tǒng)具備過流、過壓、欠壓、欠相、短路保護、瞬時停電保護、過載、失速保護等功能，可以實現(xiàn)無人值守。（7） 變頻和工頻可任意切換。 MM440變頻器的使用(1)面板功能 變頻器采用操作版面按鍵控制， BOP上的顯示屏與按鈕的介紹顯示/按鈕功能功能的說明起動變頻器按此鍵起動變頻器。缺省值運行時此鍵是被封鎖的。為了使此鍵的操作有效，應(yīng)設(shè)定P0700=1停止電動機OFF1： 按此鍵，變頻器將按選定的斜坡下降速率減速停機。缺省值運行時此鍵被封鎖，為了允許此鍵操作，應(yīng)設(shè)定P0700=1 OFF2： 按此鍵兩次(或一次但時間較長)，電動機將在慣性作用下而自動停機。改變電動機的轉(zhuǎn)動方向按此鍵可以改變電動機的轉(zhuǎn)動方向,電動機的反向用負號(—)表示或用閃爍的小數(shù)點表示。缺省值運行時此鍵是被封鎖的，應(yīng)設(shè)定P0700=1電動機點動在變頻器準備運行的狀態(tài)下按下此鍵將使電動機起動并按預(yù)設(shè)定的點動頻率運行，釋放此鍵時變頻器停機。如果變頻器/電動機正在運行，按此鍵將不起作用功能此鍵用于瀏覽輔助信息變頻器運行過程中在顯示任何一個參數(shù)時按下此鍵并保持不動2秒鐘將顯示以下參數(shù)值1. 直流回路電壓(用d表示，單位V)2. 輸出電流 (A)3. 輸出頻率 (Hz)4. 輸出電壓 (用o表示 ， 單位V)5. 由P0005 選定的數(shù)值(如果P0005 選擇顯示上述參數(shù)中的任何一個，這里將不再顯示)連續(xù)多次按下此鍵將輪流顯示以上參數(shù)跳轉(zhuǎn)功能在顯示任何一個參數(shù)（rXXXX或PXXXX）短時間按下此鍵將立即跳轉(zhuǎn)到r0000 如果需要的話您可以接著修改其它的參數(shù)跳轉(zhuǎn)到r0000后按此鍵將返回原來的顯示點參數(shù)訪問按此鍵即可訪問參數(shù)增加數(shù)值按此鍵即可增加面板上顯示的參數(shù)數(shù)值減少數(shù)值按此鍵即可減少面板上顯示的參數(shù)數(shù)值 (2)常規(guī)操作變頻器沒有主電源開關(guān)，當(dāng)電源接通時變頻器就已經(jīng)帶電。在按下RUN鍵或者在數(shù)字輸入端5出現(xiàn)ON信號之前，變頻器一直處于被封鎖的狀態(tài)，處于等待狀態(tài)。如果裝有BOP或AOP，那么在變頻器減速停機時，相應(yīng)的設(shè)定值大約1s顯示一次。變頻器出廠時已經(jīng)按照相同額定功率的西門子司機標準電機進行編程了，如果要使用其他型號的電動機，那么必須重新輸入電動機銘牌上的數(shù)據(jù)。除非P0010=1，否則是不能修改電動機參數(shù)的。P0010=0，P0700=1，P1000=1。具體操作是：按下綠色鍵，啟動電動機；按下，電動機轉(zhuǎn)動，頻率逐漸增加到50Hz；當(dāng)變頻器的輸出頻率達到50Hz時，按下鍵，電動機的速度及其顯示值逐步下降；用改變電動機轉(zhuǎn)向；按下停機。 其他設(shè)備的選型變頻恒壓供水系統(tǒng)的基本設(shè)計方案確定后，可以確定所需的主要設(shè)備有PLC、模擬量擴展模塊、變頻器、水泵機組、壓力變送器。 本次設(shè)計對象的恒壓供水，就PLC應(yīng)用廣泛程度和可靠性以及簡易原則，我選取了主流PLC,即西門子系列s7200PLC。變頻器選取西門子MM440變頻器，水泵機組選取SFL系列水泵，壓力變送器選取壓力表Y100。本次畢業(yè)設(shè)計作圖方面我使用了AutoCAD，使用版本為2014簡體中文版[11]。 設(shè)備型號主要設(shè)備型號及其生產(chǎn)廠家可編程控制器（PLC）S7200 CPU 226變頻器Siemens MM440水泵機組SFL系列水泵3臺壓力變送器壓力表Y100 系統(tǒng)的主電路設(shè)計 。 系統(tǒng)主電路圖圖中有三臺水泵電機MMM3，接觸器KMKMKM5分別控制MMM3的工頻運轉(zhuǎn)，接觸器KMKMKM6分別控制MMM3的變頻運轉(zhuǎn)。QS為工頻電開關(guān)，F(xiàn)UFUFUFU4分別為電機MMM變頻器電路的熔斷器，F(xiàn)RFRFR3分別為三臺水泵過載保護用的熱繼電器[12]。本系統(tǒng)采用變頻器分布式循環(huán)控制，即一臺變頻器分別控制三臺水泵電機的運轉(zhuǎn)。MMM3可以通過接觸器的開端來控制直接接入工頻電從而工頻運轉(zhuǎn)或者接入變頻器從而變頻運轉(zhuǎn)。任何一臺水泵電機可以處于停止、變頻運轉(zhuǎn)、工頻運轉(zhuǎn)三種狀態(tài)，但是最多只有一臺處于變頻運轉(zhuǎn)。以M1變頻運轉(zhuǎn)為例，接觸器KM2處于關(guān)閉狀態(tài)，其他接觸器打開。若需要M1工頻運轉(zhuǎn)，M2變頻運轉(zhuǎn)。則切斷接連接M1和變頻器的接觸器KM2，合上M1工頻運轉(zhuǎn)接觸器KM1，再合上M2變頻運轉(zhuǎn)的接觸器KM4，這樣就可以實現(xiàn)M1工頻運轉(zhuǎn)，M2變頻運轉(zhuǎn)的目的。為了滿足系統(tǒng)的要求，本次主電路設(shè)計有以下原則： （1）先啟先停。為了滿足水泵的使用壽命平均，盡量做到水泵的工作時間相同，此次設(shè)計采用先啟先停的原則，即最先開始工作的水泵在供水過量需要停止一臺水泵的時候優(yōu)先停止該水泵工作。與先啟先停對應(yīng)的是后啟后停。 （2）變頻泵不連續(xù)工作3h以上。在用水量小的情況下，如果一臺水泵連續(xù)工作3h以上，則需要切換下一臺水泵變頻運轉(zhuǎn)，從而避免一臺水泵連續(xù)工作時間太長。 （3）KM1和KMKM3和KMKM5和KM6互鎖。由于水泵不可以同時工作在變頻和工頻運轉(zhuǎn)下，若同時接入會導(dǎo)致工頻電出現(xiàn)短路的情況，所以在電路設(shè)計中接觸器要有互鎖的功能，這個功能將在軟件設(shè)計環(huán)節(jié)實現(xiàn)，并且在手動控制部分，我也采用了物理互鎖的方法避免出現(xiàn)錯誤。 （4）水泵軟啟動。為了減少對電網(wǎng)的沖擊，每臺變頻器啟動時需要經(jīng)過變頻器控制來軟啟動，這個功能將在軟件設(shè)計環(huán)節(jié)實現(xiàn)。在手動控制時，由于沒有變頻器的介入，水泵必須采用自耦變壓器降壓啟動或者軟啟動的方式降低電流，本系統(tǒng)可以采用軟啟動器。 系統(tǒng)的控制電路設(shè)計與系統(tǒng)主電路設(shè)計相對應(yīng)的是控制電路的設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)的要求，水泵可以在變頻和工頻之間切換，也可以在PLC控制下或手動控制下運轉(zhuǎn)。系統(tǒng)要求有完善的報警功能并能顯示運行狀態(tài)，達到監(jiān)控的目的。 系統(tǒng)控制電路圖上圖為硬件設(shè)計的控制電路部分，水泵可以在手動控制或PLC的自動控制下工作。SA為萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)，切換到手動控制時通過控制按鈕SBSBSB5以自鎖和互鎖的方式可以控制3水泵是否工頻運轉(zhuǎn),控制按鈕SBSBSB4來控制3水泵是否停止工作。當(dāng)切換至PLC控制時，、、水泵工頻、1水泵變頻、2水泵工頻、2水泵變頻、3水泵工頻、3水泵變頻運轉(zhuǎn)。，。 PLC的I/O端口分配及外圍電路 PLC的I/O分配本次設(shè)計PLC的I/O端口分配的基本要求如下：（1）白天夜晚用戶用水量不同，所以本次設(shè)計追求白天供水和夜晚供水兩種模式，兩種模式設(shè)定的給定水壓值不同，通過按鈕SA1切換。（2）用水量少的時候，只有一臺水泵在變頻運轉(zhuǎn)，為了避免一臺水泵長時間工作，每天水泵工作不超過3h，到3h后自動切換下一臺水泵。（3）各水泵切換遵循先啟先停，先停先起。（4）通過指示燈和電鈴以及壓力表來達到報警和監(jiān)測的目的。（5）水泵啟動采用軟啟動。根據(jù)PLC恒壓供水系統(tǒng)要求,PLC的I/ PLC端口分配I/O 地址輸入輸出信號 輸入輸出信號名稱輸入信號 SA1供水模式信號（1白天，0夜晚） SLHL水池水位上下限信號 SU變頻器報警信號 SB7試燈按鈕 AIW0 Up壓力變送器輸出模擬量電壓值輸出信號 KA11泵工頻運行中間繼電器 KA21泵變頻運行中間繼電器 KA32泵工頻運行中間繼電器 KA42泵變頻運行中間繼電器 KA53泵工頻運行中間繼電器 KA63泵變頻運行中間繼電器輸出信號 KA7水池水位上下限報警指示燈 KA8變頻器故障報警指示燈 KA9白天模式運行指示燈 KA10報警電鈴 KA變頻器頻率復(fù)位控制 AQW0 KA11變頻器輸入電壓信號 PLC及變頻器的外圍接線 基于PLC的恒壓供水監(jiān)控系統(tǒng)外圍電路圖以主電路和控制電路為基礎(chǔ)，（a）（b）所示。由于PLC輸出端口較為復(fù)雜，采用中間繼電器的方法，（a）為中間繼電器、PLC、變頻器之間的接線，（b）為PLC、變頻器、水泵機組、工頻電源之間的接線。具體如下