【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 將1號(hào)水泵切換為工頻運(yùn)行并啟動(dòng)2號(hào)水泵，2號(hào)水泵變頻運(yùn)行。此時(shí)如果實(shí)際壓力值還達(dá)不到設(shè)定的壓力值，繼續(xù)將2號(hào)水泵切換為工頻運(yùn)行并啟動(dòng)3號(hào)水泵，3號(hào)水泵進(jìn)行變頻運(yùn)行。減泵工作過(guò)程：當(dāng)系統(tǒng)設(shè)定壓力值高于實(shí)際壓力值并穩(wěn)定運(yùn)行就關(guān)閉1臺(tái)電機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)以先啟先停原則進(jìn)行恒壓控制。一般情況下實(shí)際壓力信號(hào)值與系統(tǒng)設(shè)定壓力值的偏差要持續(xù)一段時(shí)間PLC才會(huì)給出加減泵的命令，這樣就會(huì)避免水壓由于某種原因突然增加又減小而造成不必要的浪費(fèi)。在變頻恒壓供水系統(tǒng)中水壓的保持是靠水泵的調(diào)節(jié)，當(dāng)水泵的運(yùn)行已經(jīng)達(dá)到了上限頻率，這個(gè)時(shí)候壓力傳感器檢查的實(shí)際值任然小于系統(tǒng)的設(shè)定值，此時(shí)一臺(tái)電機(jī)無(wú)法滿足供水需求，則將原水泵切換為工頻運(yùn)行，啟動(dòng)另一臺(tái)水泵進(jìn)行變頻調(diào)速，滿足水的供給。如果在水泵運(yùn)行過(guò)程中，調(diào)速泵運(yùn)行頻率已達(dá)到下限，這時(shí)壓力傳感器的檢測(cè)值任然高于系統(tǒng)的設(shè)定值，這個(gè)時(shí)候就是供大于求的情況，此時(shí)PLC發(fā)出指令，關(guān)閉調(diào)速水泵，將工頻運(yùn)行的水泵切換變頻運(yùn)行。通過(guò)以上的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水。水泵切換的時(shí)間和如何切換要保證系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠供水壓力恒定，并且水泵機(jī)組的切換是不能太頻繁。在供水系統(tǒng)中變頻器的頻率控制范圍是有限制的。一般常用的變頻器的調(diào)節(jié)頻率是在0400Hz，實(shí)際運(yùn)用中由于受實(shí)際工程和電網(wǎng)的限制，其控制頻率是達(dá)不到0400Hz的。我們用的電網(wǎng)規(guī)定的頻率是50Hz，還有電機(jī)的正常工作頻率限制，當(dāng)電機(jī)為工頻運(yùn)行時(shí)就該是最大頻率。，這時(shí)水泵運(yùn)行速度不能再增加了，這時(shí)就需要再啟動(dòng)另一臺(tái)水泵。變頻器的調(diào)節(jié)頻率下限值理論是應(yīng)該是0Hz。但是實(shí)際工作中是達(dá)不到0Hz的。因?yàn)樗迷谶\(yùn)行過(guò)程中會(huì)有水對(duì)電機(jī)的一個(gè)方向阻力，產(chǎn)生一個(gè)方向力矩。水泵的運(yùn)行首先就要克服這個(gè)阻力做功。不然水就會(huì)出現(xiàn)回流的情況。調(diào)節(jié)頻率下降到達(dá)到某個(gè)值時(shí)，水泵這時(shí)就抽不出水了。這個(gè)值才是實(shí)際中真正下限頻率。這個(gè)下限頻率值與系統(tǒng)在不同的場(chǎng)所和用的不同的水泵有關(guān)，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)0Hz,一般情況下是在20Hz左右。恒壓供水系統(tǒng)中，電機(jī)的切換時(shí)很重要的。在該切換的時(shí)候切換，不該切換的時(shí)候就不動(dòng)作。那么什么時(shí)候該切換呢？我們?cè)谠O(shè)定程序的時(shí)候應(yīng)該有個(gè)延時(shí)判別，延時(shí)判別就是當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到的壓力值和設(shè)定值不匹配，并且這種情況要延續(xù)一段時(shí)間，這段時(shí)間內(nèi)條件任成立那么PLC才發(fā)出調(diào)節(jié)指令。有的時(shí)候由于其他原因?qū)嶋H水壓值會(huì)突變，很短時(shí)間又恢復(fù)正常，這個(gè)時(shí)候是不需要調(diào)節(jié)的。如果這個(gè)時(shí)候PLC發(fā)出調(diào)節(jié)指令，就會(huì)誤操作。3 變頻恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) PLC PLC簡(jiǎn)介 可編程控制器(Programmable Logic Controller)簡(jiǎn)稱PLC。1968年美國(guó)的通用汽車公司對(duì)外公開(kāi)招標(biāo)提出代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)的新型控制系統(tǒng)，1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了世界上第一臺(tái)PLC(PDP14)，在此之后PLC開(kāi)始迅速發(fā)展，PLC克服了傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)故障排查難，不能適應(yīng)工藝改變的等困難。PLC以微處理器（CPU）為基礎(chǔ)，結(jié)合了現(xiàn)代控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)，采用簡(jiǎn)單的編程語(yǔ)言，面向用戶和控制過(guò)程。PLC能夠適應(yīng)不同的工業(yè)環(huán)境，可靠性高、操作簡(jiǎn)單方便，學(xué)起來(lái)簡(jiǎn)單易懂。豐富的I/O接口，較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，靈活的標(biāo)準(zhǔn)配置使PLC被應(yīng)用于石油、電力、化工、汽車、建材、冶金、機(jī)制、文化娛樂(lè)等各種行業(yè)。PLC產(chǎn)品性能的不斷提高，促使PLC的用于領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。PLC被稱為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱之一。在應(yīng)用中，我們只需對(duì)實(shí)際工程進(jìn)行編程，就能完成控制任務(wù)。 PLC的硬件結(jié)構(gòu)框圖如下： PLC硬件結(jié)構(gòu)框圖早期的PLC采用計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思路，主要用于順序控制，只能夠處理邏輯運(yùn)算。隨著社會(huì)的進(jìn)步科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)、通訊、微電子技術(shù)快速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)控制要求越來(lái)越高，PLC在速度、智能化、功能以及通訊上等技術(shù)上都有了很大程度上的提升，現(xiàn)在PLC不僅能完整的實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制還有過(guò)程控制、遠(yuǎn)程通信和模擬量控制等強(qiáng)大的功能。PLC在控制領(lǐng)得到了大家的認(rèn)可。并得到廣泛運(yùn)用。PLC具有的功能如下：開(kāi)關(guān)量控制。步進(jìn)控制。模擬量控制。計(jì)數(shù)控制。數(shù)據(jù)處理。定時(shí)控制。自診斷功能。定位控制。通訊聯(lián)網(wǎng)功能。顯示、打印功能。作為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的專用計(jì)算機(jī)，PLC與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下使用的微型計(jì)算機(jī)機(jī)是有區(qū)別的。由于使用的環(huán)境特殊、控制對(duì)象的復(fù)雜性，運(yùn)行的長(zhǎng)期連續(xù)性等因素使PLC在設(shè)計(jì)上有許多明顯的優(yōu)點(diǎn)如：編程直觀簡(jiǎn)單、可靠性高、接口能力強(qiáng)、通用性強(qiáng)、適應(yīng)性好、模塊化結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)緊湊體積小、安裝維修方便等。 PLC的選型PLC的種類很多，著名的有日本的三菱、德國(guó)的西門子、施耐德、國(guó)內(nèi)的有臺(tái)達(dá)的。本文采用西門子s7200。S7200型PLC的價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)緊湊、性價(jià)比較高，被廣泛應(yīng)用與一些小型控制系統(tǒng)。西門子公司的PLC系列產(chǎn)品的可擴(kuò)展性強(qiáng)、可靠性高，通信指令較為豐富且通信的協(xié)議簡(jiǎn)單；PLC結(jié)合工控機(jī)和組態(tài)軟件，可以對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制。工控機(jī)和PLC采用PC/PPI電纜進(jìn)行通信，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口(PPI)協(xié)議，PC/PPI電纜可以很方便的完成PLC的通信接口RS485到PC機(jī)的通信接口RS232的轉(zhuǎn)換，用戶程序的三級(jí)口令保護(hù)可以對(duì)程序?qū)嵤┌踩Ｗo(hù)。西門子公司的PLC產(chǎn)品品種豐富。S7系列是傳統(tǒng)意義上的PLC，S7200是一種小型PLC，在1998年升級(jí)為第二代產(chǎn)品，2004年升級(jí)為第三代產(chǎn)品，它具有如下特點(diǎn)：1　 功能強(qiáng)大。S7200有5種CPU模塊，最多可擴(kuò)展7個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量I/O或38路模擬量I/O，最多有30多KB的程序存儲(chǔ)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間；2　 先進(jìn)的程序結(jié)構(gòu)，功能強(qiáng)大、使用方便的編程軟件；3　 靈活方便的尋址方法；4　 強(qiáng)大的通信功能和品種豐富的配套人機(jī)界面；5　 有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格；6　 完善的網(wǎng)上技術(shù)支持等。 PLC擴(kuò)展模塊EM235 EM235的簡(jiǎn)介EM235模塊是組合強(qiáng)功率精密線性電流互感器、意法半導(dǎo)體（ST）單片集成變送器ASIC芯片于一體的新一代交流電流隔離變送器模塊，它可以直接將被測(cè)主回路交流電流轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的DC4～20mA（通過(guò)250Ω電阻轉(zhuǎn)換DC 1～5V或通過(guò)500Ω電阻 轉(zhuǎn)換DC2～10V）恒流環(huán)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，連續(xù)輸送到接收裝置（計(jì)算機(jī)或顯示儀表）。1　 主要特點(diǎn)1) 專為電力電氣自動(dòng)化50／60Hz交流電流測(cè)量而設(shè)計(jì)的真有效值兩線制隔離變送器模塊；2) 具有國(guó)內(nèi)首創(chuàng)4種補(bǔ)償措施：零位補(bǔ)償、線性補(bǔ)償、溫度漂移補(bǔ)償、頻率帶寬補(bǔ)償；3) 采用印制板直插安裝型模塊結(jié)構(gòu)，將精密電流互感器和單片集成電流變送器兩部分組合為一體化設(shè)計(jì)；4) 高可靠性、高穩(wěn)定性、高性價(jià)比；5) 原副邊高度絕緣隔離；6) 具有國(guó)內(nèi)首創(chuàng)6大全面保護(hù)功能：；；；；≤35V；；7) 特別適合于將發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、智能低壓配電柜、空調(diào)、風(fēng)機(jī)、路燈等饋電電流互感器的二次側(cè)1A、5A、10A電流隔離轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)兩線制DC4～20mA直流信號(hào)，輸入智能監(jiān)控系統(tǒng)；8) 頻率帶寬：AC40～1000KHz9) 超低功耗，。2　 主要功能與特性1) 將被測(cè)工頻交流電流轉(zhuǎn)換成按線性比例輸出的兩線制DC4～20mA標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)；2) 優(yōu)良的溫度特性和長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性；3) 第3代定型設(shè)計(jì)采用意法半導(dǎo)體（ST）單片集成變送器ASIC芯片(絕非LM324或LM258廉價(jià)運(yùn)放搭成)；4) 第3代定型設(shè)計(jì)采用強(qiáng)功率線性變壓原理,抗干擾能力較第2代增強(qiáng)10倍；5) 精確度高,線性度優(yōu)良；6) 兩線端口具有輸出過(guò)流過(guò)壓極性保護(hù)功能,具有感應(yīng)雷擊波和突波保護(hù)能力； EM235的技術(shù)規(guī)范 EM235是S7—200系列PLC的模擬量擴(kuò)展模塊，它具有四路模擬量輸入及一路模擬量輸出，適合用于恒壓供水控制中下表中，輸入、輸出信號(hào)范圍欄給出了EM235的輸入、輸出信號(hào)規(guī)格。4路端子可分別接入4路輸入，當(dāng)信號(hào)的類型(電流或電壓)不同時(shí)，接線方法是不一樣的，輸出是電流量還是電壓量在接法上是有區(qū)別的。 EM235輸入/輸出技術(shù)規(guī)范 EM235的校準(zhǔn)及配置 EM235模擬量模塊要先配置、校準(zhǔn)好，然后再接入電路，配置是按照實(shí)際需求接入的信號(hào)類型對(duì)所選模塊進(jìn)行設(shè)定。校準(zhǔn)就是儀器儀表在使用前需要的調(diào)零和調(diào)滿度。配置時(shí)要調(diào)節(jié)使用的6只開(kāi)關(guān)的狀態(tài)組合所對(duì)應(yīng)的輸入范圍和分辨率，分成單極性輸入與雙極性輸入兩種。具體校準(zhǔn)輸入的步驟如下：1　 首先切斷配置用的模塊的電源，通過(guò)配置開(kāi)關(guān)選擇所需要的輸入范圍。2　 將CPU的各個(gè)模塊電源接通，并穩(wěn)定15分鐘。3　 用一個(gè)傳感器、一個(gè)電流源或電壓源，將零值信號(hào)加到一個(gè)輸入端。4　 將CPU中的測(cè)量值讀出來(lái)。5　 然后通過(guò)對(duì)偏置電位器的調(diào)節(jié)來(lái)使讀數(shù)為0或者是你所需要的數(shù)據(jù)值。 6　 讀取CPU在一滿刻度信號(hào)接入某個(gè)輸入端下的值。7　 通過(guò)對(duì)增益電位器的調(diào)節(jié)，使CPU的讀數(shù)為32000或你所需要值。必要時(shí)，可以重復(fù)偏置、增益校準(zhǔn)過(guò)程。 EM235的使用說(shuō)明1　 EM235擴(kuò)展模塊一般使用過(guò)程：1) 按輸入信號(hào)類型與變化范圍來(lái)設(shè)置DIP開(kāi)關(guān)，進(jìn)行模塊的配置工作。必要時(shí)需要進(jìn)行校準(zhǔn)。2) 完成硬件接線。接入時(shí)要根據(jù)不同的輸入、輸出信號(hào)類型采用不同的接入方式?？罩枚藨?yīng)短接防止空置端對(duì)接線端的干擾。接線時(shí)傳感器的線路要盡量短并且要用屏蔽雙絞線以保證24VDC傳感器電源沒(méi)有噪聲、可靠穩(wěn)定。3) 正確的安裝模塊在系統(tǒng)中的位置，并編號(hào)。S7200的擴(kuò)展單元在主機(jī)的右邊依次排列安裝，模塊從0開(kāi)始進(jìn)行編號(hào)。安裝好模塊后，在主機(jī)上的擴(kuò)展總線插口上插上模塊自帶的接線排。4) 在主機(jī)中留一定的儲(chǔ)存單元以便在進(jìn)行輸入模擬量轉(zhuǎn)換以后對(duì)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理與輸出時(shí)要在模擬量單元中轉(zhuǎn)換為模擬量的數(shù)字量。一般情況下用模擬量輸入AIW與模擬量輸出AQW單元安排的是模擬量模塊送來(lái)的數(shù)字量與待送入模塊轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量輸出的數(shù)字量。運(yùn)行中產(chǎn)生中間數(shù)據(jù)時(shí)儲(chǔ)存在主機(jī)的變量存儲(chǔ)區(qū)V區(qū)內(nèi)。擴(kuò)展模塊的編址方法按照S7系列PLC技術(shù)手冊(cè)中有關(guān)規(guī)定。2　 EM235的工作程序編制1) 首先要為工作做的準(zhǔn)備是對(duì)初始化子程序的設(shè)置。在子程序中進(jìn)行預(yù)置采樣次數(shù)、進(jìn)行采樣并進(jìn)行單元的清零。2) 進(jìn)行模塊檢測(cè)子程序的設(shè)置工作。此程序的作用是：。通過(guò)對(duì)子程序的設(shè)置將采樣及相關(guān)的計(jì)算工作完成。3) 完成工程需要的模擬量的處理程序。4) 做好模擬量的輸出工作。 PLC的I/O端口分配變頻恒壓供水系統(tǒng)的基本要求如下：1　 城市小區(qū)的用水量在白天和夜間是不同的，由于白天用水多，夜間用水少所以采用兩種模式白天系統(tǒng)高壓運(yùn)行，夜間系統(tǒng)低壓運(yùn)行。2　 鑒于水泵長(zhǎng)時(shí)間工作設(shè)備損耗大，系統(tǒng)設(shè)有“倒泵功能”。當(dāng)用水量少的時(shí)候，如果一臺(tái)水泵已連續(xù)運(yùn)行超3小時(shí)，就會(huì)換下一臺(tái)水泵工作，避免某臺(tái)水泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，倒泵功能只用于只有一臺(tái)變頻水泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。3　 此系統(tǒng)水泵啟動(dòng)順序遵循“先啟先停，先停先啟”原則。4　 水泵的運(yùn)行分為自動(dòng)、手動(dòng)兩個(gè)狀態(tài)。手動(dòng)狀態(tài)只用于應(yīng)急和檢修。系統(tǒng)的水泵通常采用軟啟動(dòng)。5　 系統(tǒng)要具有完善的報(bào)警功能。以保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠穩(wěn)定便于檢修。根據(jù)變頻恒壓供水系統(tǒng)控制要求統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)的名稱、。 輸入輸出點(diǎn)代碼及地址編號(hào)變頻器是恒壓供水系統(tǒng)的重要組成部分，通過(guò)變頻器來(lái)對(duì)交流電機(jī)進(jìn)行速度的調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變管道的出水量。選擇變頻器時(shí)要參考水泵的功率與電流。如果需要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能還需要具有通訊功能的變頻器。變頻器按照控制功能的差別可劃分為三類：普通功能型U/f控制變頻器、高功能型U/f控制變頻器（具有轉(zhuǎn)矩控制功能）、矢量控制高功能型變頻器。由于本系統(tǒng)屬泵類負(fù)載，低速運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩小，考慮選用價(jià)格相對(duì)便宜的U/f控制變頻器。 變頻器的結(jié)構(gòu)圖為了系統(tǒng)變頻器和PLC的通訊方便，PLC采用的是西門子公司的S7200所以變頻器同樣選擇西門子公司的產(chǎn)品MicroMaster440變頻器。它采用三相交流電機(jī)調(diào)速，微處理器控制，功率輸出器件采用絕緣柵雙極型晶體管，功能強(qiáng)大、運(yùn)行可靠性很高。模塊化結(jié)構(gòu)使其組態(tài)靈活，并具有多種保護(hù)功能。變頻器內(nèi)部具有RS485/232C接口（可直接與西門子PLC相連）與PID閉環(huán)控制器，用戶可以根據(jù)需要自定義輸入/輸出端子的功能?？焖匐娏飨拗茖?shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的無(wú)跳閘運(yùn)行，磁通電流控制改善動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，低頻時(shí)同樣可以輸出大力矩。~90KW，比較適用在一些高要求、大功率的場(chǎng)合。在工程的中，要嚴(yán)格按照使用手冊(cè)進(jìn)行變頻器的安裝接線。為了不影響變頻器的效率和壽命各種輔助措施要嚴(yán)格做到位，如接地安全的保證以及裝置環(huán)境條件的保證等，避免造對(duì)其它系統(tǒng)造成干擾。變頻器的發(fā)熱量較大，對(duì)環(huán)境溫度的要求非常重要，安裝時(shí)要認(rèn)真考慮散熱問(wèn)題，必要時(shí)需增加通風(fēng)裝置。變頻器主要優(yōu)點(diǎn)：1　 提高馬達(dá)功率因素。2　 壓力精確度177。.3　 省電：20%50%。4　 降低設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)噪音5　 降低啟動(dòng)電流，減少對(duì)電網(wǎng)沖擊。6　 降低能源消耗和生產(chǎn)成本。7　 降低故障率，減少維修成本。8　 提供穩(wěn)定之排氣壓力，利于提高產(chǎn)品的合格率。9　 變頻和工頻可任意切換（不改變電動(dòng)機(jī)原有操作模式）MM440變頻器的型號(hào)有8種：AF、FX和GX。額定功率按字母順序遞增