【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。五．報(bào)警裝置作為一個(gè)控制系統(tǒng)，報(bào)警是必不可少的重要組成部分。由于本系統(tǒng)能適用于不同的供水領(lǐng)域，所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行，防止因電機(jī)過載、電網(wǎng)過大波動(dòng)、供水水源中斷、出水超壓、泵站內(nèi)溢水等等造成的故障，因此系統(tǒng)必須要對(duì)各種報(bào)警量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由PLC判斷報(bào)警類別，進(jìn)行顯示和保護(hù)動(dòng)作控制，以免造成不必要的損失。 系統(tǒng)主要硬件設(shè)備的選型 PLC的選型PLC是整個(gè)供水控制系統(tǒng)的核心，它要完成對(duì)系統(tǒng)中所有輸入信號(hào)的采集、所有輸出單元的控制以及對(duì)外的數(shù)據(jù)交換等功能。因此我們?cè)谶x擇PLC時(shí)，要考慮PLC的指令執(zhí)行速度、指令豐富程度、內(nèi)存空間、通訊接口及協(xié)議、帶擴(kuò)展模塊的能力和編程軟件的方便與否等多方面因素，以日本三菱PLC為例，該P(yáng)LC有FX、A、Q三大系列，在FX系列中又有FX1S，F(xiàn)X1N和FX2N三種型號(hào)。依據(jù)控制任務(wù)，從PLC的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量、輸入／輸出接口模塊類型等方面等來選PLC型號(hào)。在供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們選擇三菱FX1N40MR001型PLC。I／O點(diǎn)數(shù)：24／16；基本指令：27條；功能指令：298條；基本指令執(zhí)行時(shí)間：；用戶程序步驟：8K；通信功能：強(qiáng)；輸出形式：繼電型；輸出能力：2A／點(diǎn)；三菱FX1N40MR001是三菱電機(jī)推出的功能強(qiáng)大的普及型PLC。具有擴(kuò)展輸入輸出，模擬量控制和通訊、鏈接功能等擴(kuò)展性。是一款廣泛應(yīng)用于一般的順序控制三菱PLC。2. 三菱FX1N40MR001 PLC特點(diǎn)三菱FX1N40MR001 PLC擁有相當(dāng)快的速度， FX是從16路到256路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案； FX1N系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相當(dāng)于FX系列中高檔次的超小形程序裝置。 除輸入輸出1625點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于在多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。 三菱FX1N40MR001在基本單元上連接擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，可進(jìn)行16256點(diǎn)的靈活輸入輸出組合。可選用16/32/48/64/80/128點(diǎn)的主機(jī)，可以采用最小8點(diǎn)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展?？筛鶕?jù)電源及輸出形式，自由選擇。 程序容量：內(nèi)置800步RAM（可輸入注釋）可使用存儲(chǔ)盒，最大可擴(kuò)充至16K步。豐富的軟元件應(yīng)用指令中有多個(gè)可使用的簡(jiǎn)單指令、高速處理指令、輸入過濾常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸出等。便利指令數(shù)字開關(guān)的數(shù)據(jù)讀取，16位數(shù)據(jù)的讀取，矩陣輸入的讀取，7段顯示器輸出等。數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運(yùn)算、平方根、浮點(diǎn)小數(shù)運(yùn)算等。特殊用途、脈沖輸出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V24V），脈寬調(diào)制，PID控制指令等。 水泵機(jī)組的選型水泵機(jī)組的選型基本原則，一是要確保平穩(wěn)運(yùn)行；二是要經(jīng)常處于高效區(qū)運(yùn)行，以求取得較好的節(jié)能效果。要使泵組常處于高效區(qū)運(yùn)行，則所選用的泵型必須與系統(tǒng)用水量的變化幅度相匹配。本論文以某大樓的實(shí)際生活用水的數(shù)據(jù)進(jìn)行選型，該大樓用水具體要求為：，流量范圍600m2／h，揚(yáng)程60米左右，；；供水壓力要求恒定，尤其在換泵時(shí)波動(dòng)要??；，為方便檢修和應(yīng)急，應(yīng)具備手動(dòng)功能。，系統(tǒng)要求較高的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能。根據(jù)以上系統(tǒng)要求的總流量范圍、揚(yáng)程大小，確定供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)秒流量和設(shè)計(jì)供水壓力(水泵揚(yáng)程)，考慮到用水量類型為連續(xù)型低流量變化型，確定采用4臺(tái)上海熊貓機(jī)械(集團(tuán))有限公司生產(chǎn)的SFL系列主水泵機(jī)組。表31水泵機(jī)組主要性能參數(shù)表型號(hào)數(shù)量主要性能參數(shù)流量m2/h揚(yáng)程m效率%轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)功率kw余量m進(jìn)出口徑mm水泵機(jī)組150sfl16020x441608073145055150 壓力傳感器的選型壓力傳感器是供水系統(tǒng)中的主要傳感器。PLC自動(dòng)控制水泵的工作情況的信息全部來自壓力傳感器，它必須要有很高的可靠性，如果壓力傳感器出錯(cuò)，將會(huì)帶來災(zāi)難性的事故，很可能是管道爆裂或者是水壓不足，造成居民用水的不方便，因此壓力傳感器的選用很關(guān)鍵。水壓傳感器，廠家采用進(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，將被測(cè)量介質(zhì)的壓力轉(zhuǎn)換成0～5VDC標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào) 。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。廣泛用于工業(yè)設(shè)備、水利、化工、醫(yī)療、電力、空調(diào)、金剛石壓機(jī)、冶金、車輛制動(dòng)、樓宇供水等壓力測(cè)量與控制。根據(jù)供水系統(tǒng)的具體的要求，我們選擇佛山一眾傳感儀器有限公司的水壓傳感器PY206。：；，具有零點(diǎn)、滿量程補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償；；、抗沖擊、耐疲勞、可靠性高；（有電流型、電壓型）；，安裝方便；；： 程： ～60 Mpa～120 Mpa間任意可選（,量大量程為120MPa） 出：4～20mA（二線制）、0～5VDC、0～10VDC、～（三線制） ： 177。%FS（量程60MPa以下）、177。%FS、177。%FS 電： 24V DC（15～30VDC）： ≥1000 MΩ/100VDC： 20～85℃、20～150℃、20～200℃、20～300℃（可選）：IP65/IP68： 150%FS：≤10mS 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖：圖 32 水壓傳感器PY206結(jié)構(gòu)圖 系統(tǒng)電路分析及設(shè)計(jì) 系統(tǒng)電源供電系統(tǒng)的設(shè)定直接影響到控制系統(tǒng)的可靠性，因此在設(shè)定供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列因素：；，應(yīng)不破壞控制器程序和數(shù)據(jù)；，要考慮供電電源的冗余；，應(yīng)不影響控制器的供電；。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)，比如水泵過載，這時(shí)過載保護(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)一．系統(tǒng)的主電路由系統(tǒng)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)有短路過載保護(hù)。硬件設(shè)設(shè)計(jì)主電路圖如圖33所示：圖33 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載時(shí)，主電路上的電流超過正常值時(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FUFUFUFU4，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。刀開關(guān)QSQSQSQS4由人工手動(dòng)控制，PLC控制電路失靈時(shí)刀開關(guān)是切斷電源的唯一方法。接觸器KMKMKMKM4是由PLC自動(dòng)控制水泵的開關(guān)。FRFRFRFR4是熱繼電器，把它們穿在電機(jī)的繞組中，當(dāng)水泵過載時(shí)，熱繼電器動(dòng)作，切斷電源。MMMM4代表四臺(tái)水泵。二．系統(tǒng)的控制電路：如圖34系統(tǒng)的控制電路，當(dāng)撥動(dòng)開關(guān)撥到“停止”時(shí)，其整個(gè)系統(tǒng)位于停止?fàn)顟B(tài)；當(dāng)撥動(dòng)開關(guān)撥到“自動(dòng)”時(shí)，及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)工作模式；當(dāng)撥動(dòng)開關(guān)撥到“手動(dòng)”時(shí)，及實(shí)現(xiàn)手動(dòng)工作模式；SBSBSBSB8分別手動(dòng)控制1 、2 、3 、4 泵啟動(dòng)；SBSBSBSB7分別手動(dòng)控制1 、2 、4 泵停止；HGHGHGHG4分別是1 、2 、3 、4 泵的工作指示燈。在手動(dòng)模式下：按下SB2， SB2接通→KM1接通→1水泵電機(jī)啟動(dòng)；按下SB1，SB1斷開→KM1斷開→1水泵電機(jī)停止；按下SB4，SB4接通→KM2接通→2水泵電機(jī)啟動(dòng)；按下SB3，SB3斷開→KM2斷開→2水泵電機(jī)停止；按下SB6，SB6接通→KM3接通→3水泵電機(jī)啟動(dòng)；按下SB5，SB5斷開→KM3斷開→3水泵電機(jī)停止。按下SB8，SB8接通→KM4接通→4水泵電機(jī)啟動(dòng)；按下SB7，SB7斷開→KM4斷開→4水泵電機(jī)停止。在自動(dòng)模式下，通過PLC來控制水泵工作。圖34系統(tǒng)的控制電路根據(jù)控制電路，可得到所用的元件清單，該清單如表32表所示。表32控制電路元件清單元件名作用SB1手動(dòng)模式 1 泵 停止按鈕SB2手動(dòng)模式 1 泵 啟動(dòng)按鈕SB3手動(dòng)模式 2 泵 停止按鈕SB4手動(dòng)模式 2 泵 啟動(dòng)按鈕SB5手動(dòng)模式 3 泵 停止按鈕SB6手動(dòng)模式 3 泵 啟動(dòng)按鈕SB7手動(dòng)模式 4 泵 停止按鈕SB8手動(dòng)模式 4 泵 啟動(dòng)按鈕SB9高壓報(bào)警燈啟動(dòng)按鈕SB10低壓報(bào)警燈啟動(dòng)按鈕HG11 泵工作模式 指示燈HG22 泵工作模式 指示燈HG33 泵工作模式 指示燈HG44 泵工作模式 指示燈FR11 電機(jī)熱電保護(hù)的熱繼電器FR22 電機(jī)熱電保護(hù)的熱繼電器FR33 電機(jī)熱電保護(hù)的熱繼電器FR44 電機(jī)熱電保護(hù)的熱繼電器HR1電源指示燈HR2高壓報(bào)警指示燈HR3低壓報(bào)警指示燈PY1壓力傳感器1（低壓）PY2壓力傳感器2（正常水壓）P