【導讀】傳統(tǒng)的生活及生產供水的方法是通過建造水塔維持水壓。財力，水塔還會造成水的二次污染。那么，可不可以不借助水塔來實現(xiàn)恒壓供水呢？這就是恒壓供水的基本思路?；赃B續(xù)調節(jié)提供了方便。其次，雙恒壓供水系統(tǒng)，能根據不同的季節(jié)，不同的供水時段，以及各種意外的情。況作出反應，保證系統(tǒng)管網的恒壓，減少供水欠壓和過壓兩種不合理現(xiàn)象。備和系統(tǒng)平穩(wěn)和可靠，同時節(jié)能顯著。在真正發(fā)生火災時，系統(tǒng)的可靠性使人置疑，并且人為地增加投資成本和運行費用。合理選擇給水系統(tǒng)對住宅給排水的設計尤為重要。消防共用的給水系統(tǒng)。但所需水量時大時小。不同臺數的水泵及電機?；馂臅r，根據消火栓的緊急按鈕指令或消防指令信號啟動消防供。水泵的用電可靠安全。維護較為方便，既可靠又經濟。此外，此供水方式和每幢樓有屋頂水箱或用氣壓罐給水。根據用水量大小自動調節(jié)給水量、自動增加或減少運行工作泵，節(jié)省電力，壓力穩(wěn)定，不會有超壓或欠壓運行的現(xiàn)象。

　　

【正文】 運 行 ，同時將 變頻器復 位并且用于 新運行泵的 啟動。除此 之外，泵組 管 理 還 有一個問 題就是泵 的工作循環(huán) 控制，在本 設計中所使 用的是用泵號加 1 的方法來 實現(xiàn)變頻 器的循環(huán)控 制即 3 加上 1 等于 0 的 邏輯，用工 頻 泵 的 總數結合 泵號 來實 現(xiàn)工頻泵的 輪換工作。 ]17][15[ 根據前面 可知， PLC 在恒壓供 水系統(tǒng)中 的功能比較 多，由于模 擬量單元及 PID 調節(jié)都 需要編制 初始化及中 斷程序，本程 序可以分 為三個部分 :主 程 序 、 子程序和 中斷程序 。 (2) 總體 程序流程圖 如圖 。 其功能最 多，如泵的切 換信號的 生成、泵組 接 觸器 邏輯 控制 信號 的綜 合及 報警 處理 等 等都 在主 程序 中。 生活 及消防 雙 恒壓 的兩 個恒 壓值 是采 用數 字式 方式 直 接在 程序 中設 定的 。生 活供電氣專業(yè) 高級工畢業(yè)課題設計說明書 36 水時 系統(tǒng)設定為 滿量程的 70%，消防 供水時系 統(tǒng) 設定為滿 量程的 90%。本系統(tǒng) 中的增益和 時間常數 為 :增益 Kc=，采 樣時間 Ts=， 積分時間 Ti=30min。 圖 主控制程序 流程圖 (2) 系 統(tǒng) 的 初 始化的一 些工作放 在初始化子 程序中完成 ，這樣可以 節(jié)省掃描 時間。利用 定時器中斷 功能來實現(xiàn) PID 控制的 定時采樣 及輸出控制 。初始 化子程序流 程框圖如圖 5。在 初始化的子 程序中僅僅 在上電和 故障結束時 用，其主要 的用途為節(jié) 省大量的掃 描時間加快 整個程序 的運行效率 ，提高了 PID 中斷 的精確度。 上電處理的 作用是 CPU 進行清除 內部繼電器 ，復 位 所 有 的定時器 ，檢查 I/O 單元的連 接。 否 是 是 否 延時3h 延時 延時 系統(tǒng)初始化 調用子程序 輸出頻率 下限 輸出頻率在范圍 輸出頻率 上限 有工頻泵工作 有工頻泵工作 啟動新泵 停工頻泵 換泵工作 是 壓力采樣 開始 電氣專業(yè) 高級工畢業(yè)課題設計說明書 37 圖 初 始 化 程序 流程 (3) 中斷 程序如圖 7，其作用主 要用于 PID 的相應計 算，在 PLC 的 常閉繼電器 的作 用下工作， 它包括 :設定回 路輸入及輸 出選項、設 定回路參 數 、設 定循 環(huán)報 警選 項、 為計 算指 定內 存 區(qū)域 、指 定初 始化 子程 序及中斷程序。 存入工作頻率上限 存入 PID 相關參數 中斷事件連接 存入工作頻率下限 電氣專業(yè) 高級工畢業(yè)課題設計說明書 38 圖 中斷程序 流程圖 控 制 程 序 見附錄 程 序清單。 在控制程序 設計過程中 ，大量涉及 數據的 采 集 ， 存取問題 。在西門 子 PLC 當中 有比較大的 內存空間供 編程人員使用 .在 此控 制程序中 ,主要 有初始化時 對設定參數 的存儲賦值 ,包括 PID控 制 參 數 比例系數 、積分時 間、微分時 間、采樣周 期等，還有 對水泵工作 頻 率 上 下限的設 定。在中 斷程序當中 ，存儲主要 使用寄存器 單元進行計 算 臨 時 存儲，需 要使用內 存單元存儲 的包括 PID 計算值以及 需調用值的 存 儲 。 在主程序 流程中， 主要涉及的 存儲是當前 變頻水泵的 泵號存儲以 及 泵 號 的轉移， 工頻工作 的水泵臺數 的存儲，倒 泵時間的存 儲，系統(tǒng)工 作 水 壓 的設定。 在程序過 程中涉及的 存儲以及器 件地址功能 參照下表 Y N 把 16 位整數轉化為浮點型的整數值 把實數標準化 把計算數值存入 AC0 把回路輸出轉化成按工程給定的實數值 f=F 把頻率下限存入 AC0 把實 數轉化為 16 位整數并輸入模擬量存儲器 電氣專業(yè) 高級工畢業(yè)課題設計說明書 39 本章小結 在這部分中根據系統(tǒng)的要求以及考慮安全保護原則，利用 S7– 222PLC 實現(xiàn)控制恒壓供水系統(tǒng)的控制。實現(xiàn)了雙恒壓供水的目的，實現(xiàn)了電機的軟啟動，各種報警系統(tǒng)設置，以及控制參數的設定，全面的實現(xiàn)了所需功能。 電氣專業(yè) 高級工畢業(yè)課題設計說明書 40 6 系統(tǒng)調試 變頻器調試 針對本系統(tǒng)中的主要部件變頻器，本節(jié)主要闡述了系統(tǒng)調試中的參數設定和故障處理方法。 變頻器有關參數設定 變頻器有數百個參數可以填寫或改寫。如果參數缺省 (即出廠時的設定值 )，只要接線正確 即可投入正常運行。但是，選擇適當的參數可以提高運行的品質和達到某些必要或特殊的要求。以本系統(tǒng) ACS601 為例，說明參數具體設置過程。 ① 99 組數據。 99 組數據中關鍵的是電流、電壓、頻率、功率及控制方式等參數設置，電流、電壓、頻率、功率都參照電機上的名牌上額定數據，控制方式選用 PID ② 10 組數據。它是啟動、停止和方向的設置，由變頻器聯(lián)接圖可知， DI:作為變頻器的啟停指令。由于水泵為單向運行，所以在 方向設置時，先設置正向，待試運行后再作方向確定。 ③ 11 組數據。給定選擇的設定 ，此系統(tǒng)是雙恒壓系統(tǒng)，在消防和生活狀態(tài)下變頻器的給定是不一樣的，此處的給定均選擇為鍵盤給定，通過通訊方式進行兩種給定選擇。 ④ 13 組數據。模擬輸入的標定，本系統(tǒng)對 AI2 口進行標定和范圍設定為 420mA。 ⑤ 14 組數據。為繼電器輸出，此處有 RO1. ROZ. R03 三個口定義，本系統(tǒng)只對故障、運行、停止定義，用指示燈輸出指示。 ⑥ 40 組數據。為 Pll}控制，要求對比例、積分、微分參數及差值的取決對象等參數進行確定。 PID 參數本系統(tǒng)可通過自辨識運行進行自我確定，但必須進行預設定。差值的 取決對象就要聯(lián)系 11 組數據，本系統(tǒng)選用 ACT。一 ACTZ o ⑦參數 ，按使用手冊說明，參數 稱為基底頻率。我國電動機電源 頻率為 SOHz。當電流遠超過電動機額定電流時，電動機在運行時會發(fā)熱，這樣運行一段時間變頻器將保護停機。如電動機卸載后仍如此，解決的方法是將參數 設大例如設為 80Hz或 90Hz)，并觀察其電流的大小直到正常為止。 為何要改變參數 ，使其設置大大超過電動機銘牌上的規(guī)定值 ?眾所周知，電動機定子電流不僅與定子繞組電阻有關還與其感抗有關，如提高基底 頻率設定值，則意味增加了電動機的感抗，這樣勵磁電流減小。當然，如電動機電流正常，則不必改寫參數 0 ⑧參數 。該參數為寫入禁止選擇，缺省為 0。只有在變頻器停止時才可寫入該電氣專業(yè) 高級工畢業(yè)課題設計說明書 41 參數。在調試時，可將參數 改寫為 2，這樣在變頻器運行時都能改寫參數，給試運行帶來方便。如果調試結束后想給參數值加鎖，只要將參數 設為 1 就不能進行參數寫入。 ⑨參數 與 。這兩個參數是加、減速時間。其值應選擇適當，特別是在運行過程中進行優(yōu)化調整。由于突然加、減速造成變頻器保護動 作，應適當延長加、減速時間，或配合運行于 S 型的加、減速曲線上，以使加、減速過程盡可能緩和，避免不必要的保護動作，此參數在試運行時采取先設大，再調小。 ⑩參數 。該參數 是上限頻率，缺省為 120Hz。國產普通 Y 系列交流電動機額定頻率為 50Hz，能否超過額定頻率運行 ?通常情況下，達到 60Hz 的運行頻率應無問題，如繼續(xù)提升頻率對電動機的溫升會有一定的影響。還應考慮到，超過額定頻率運行后，被驅動的機械是否有被損壞的可能性。變頻器本身是不易損壞的，它有自己的保護系統(tǒng)，主要考慮的是電動機和機械部 分受損的可能，此因素特別重要。 以上介紹了變頻器調試過程中關鍵參數的設定過程及一般的處理方法，在變頻器保護動作后還可通過其顯示器訪問報警的履歷以找到對癥下藥的處理方法。通常變頻器裝于電氣柜內，外加排氣散熱風扇，以確保散熱。 裝置類故障 在變頻器調試過程中參數類故障就是其中的一種。 ①參數設置類故障 變頻器使用中，是否能滿足傳動系統(tǒng)的控制要求，變頻器的參數設置非常重要如參數設置不正確，輕者系統(tǒng)控制效果不好，重者系統(tǒng)不能正常運行。 一旦發(fā)生了參數設置類故障后，變頻器都不能正常運 行，這時最好是能夠把所有參數恢復到出廠值，然后按上述步驟重新設置。對 ABB 變頻器第一類參數可以逐個修改，對第二、第三類參數可以用改變應用宏的方式來恢復出廠值。 ②過壓類故障 對變頻器來說，都有一個正常的工作電壓范圍，當電壓超過這個范圍時很可能損壞變頻器，常見的過電壓有兩類。 1)輸入交流電源過壓 這種情況是指輸入交流電源的電壓超過正常范圍，一般發(fā)生在節(jié)假日線路負載較輕，電壓升高或者線路出現(xiàn)故障，此時最好是斷開變頻器的電源，對線路進行檢查，找出故障原因修復后重新運行。 電氣專業(yè) 高級工畢業(yè)課題設計說明書 42 2)發(fā)電 類過電壓 這種情況出現(xiàn)的概率較高，主要是電動機的實際轉速比同步轉速不高，使電動機處于發(fā)電狀態(tài)，而變頻器又沒有安裝制動單元引起的。為避免此種現(xiàn)象，本系統(tǒng)在每個泵的出口設置了單流閥防止水回流。 ③其它故障 1）過載。負載過重，所選電機和變頻器不能拖動該負載，也可能是由于機械潤滑不好所引起。如屬前者則必須更換大功率的電機和變頻器 。如屬后者則要對生產機械進行檢修。 2）過流?？赡苁亲冾l器的輸出短路所引起。這時要對線路進行檢查，如果斷開負載變頻器還是過流故障，說明變頻器的逆變電路己嚴重損壞，需 要更換變頻器。 3）欠壓。說明電源輸入電路有問題，可能是線路嚴重超載，或者是線路接觸不良所引起的。 另外在變頻器中還有溫度過高故障，如發(fā)生溫度過高報警，而實際電機又沒有溫度傳感器，這時可能是干擾引起的，可以把故障屏蔽。另一類是變頻器溫度過高，則應檢查變頻器的風機和通風狀態(tài)。 最后還要說明的是，一旦變頻器發(fā)生硬件故障，如整流電路、逆變電路等，此時變頻器己嚴重損壞 (可以通過測量輸入及輸出端有無短路 )，則要有專門的技術人員來維修，一般技術人員不要私自拆變頻器，不得再次通電，以免擴大故障范圍 PLC 的調試 PLC 系統(tǒng)的程序調序可分為以下三個步驟 。 ①實驗室調試 在實驗室中即可進行，主要完成以下工作 : 1)編程器不與 PLC 相連，僅在離線狀態(tài)下，通過使用編程軟件中的“文件檢 查”功能檢查程序是否與其組態(tài)相匹配、是否有重復輸出線圈、各種參數值是否超出設定范圍及基本語法錯誤。調試中發(fā)現(xiàn)的任何錯誤均顯示相應的錯誤代碼，調試人員可查找用戶手冊確定錯誤內容并及時修改。 2)編程器只與 PLC 主機在線聯(lián)絡，此時可以檢查通信口參數的設置、 PLC 和 Il0 狀態(tài)設置，還可將各控制功能程序塊提出，排除其它程序的干 擾，對輸入信號和中間接點信號進行狀態(tài)強制，觀察相應的輸出接點變化是否滿足程序設計的邏輯要求，對程序邏電氣專業(yè) 高級工畢業(yè)課題設計說明書 43 輯進行初步檢查。 ②制造地調試 在計控電器公司盤箱車間對整個 PLC 系統(tǒng)進行調試。首先，待系統(tǒng)上電后，通過觀察 CPU 模塊和各接口模塊的指示燈，檢查 CPU 和總線接口的狀態(tài)是否正常，系統(tǒng)能否正常運行。同時檢查實際 PLC 系統(tǒng)與程序“通信管理表 I/O map”中遠程站及站模塊的設置是否一致，以及系統(tǒng)的通信配置是否滿足要求。至此，整個 PLC 系統(tǒng)的配置基本確定。 接下來用撥碼開關制成仿真器連接到輸入模塊的接點上，然 后根據輸入信號、現(xiàn)場反饋信號 (如限位開關的通斷 )的先后順序撥動相應的開關模擬實際運行情況，將實驗室調試完畢的各控制功能程序塊連接起來，并觀察編程器及輸出模塊上是否有相應的順序輸出，以此考核 PLC 的編程動作是否滿足邏輯要求。調試時同樣應充分考慮各種可能情況，在系統(tǒng)不同的工作方式下，對邏輯圖中的每一條支路、各種可能的進入路線都應逐一檢查，直至在各種可能情況下輸入與輸出之間的關系完全符合邏輯要求。在程序編制時有些計時器設定值較大，為縮短調試時間，程序調試時可將設定值減小，待模擬調試結束后再寫入其實際設定值。在設計 和模擬調試程序的同時， PLC 之外的其它控制設備 (如控制臺、繼電器等 )的制作、接線工作可同時進行，以縮短生產周期。經制造廠調試后，應用程序的整體邏輯功能可認為基本通過。 ③現(xiàn)場調試 PLC 裝置在現(xiàn)場安裝后，要進行聯(lián)機調試，將程控系統(tǒng)與檢測設備及執(zhí)行機構連接在一起，通過實際操作觀測現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)，并根據現(xiàn)場實際情況及運行人員的要求對所編程序進行修改，使之與現(xiàn)場設備更為緊密地結合在一起，直至整個程控系統(tǒng)良好運行。這一方面要求對程序邏輯十分清楚，另一方面還要熟悉所有被控設備的工作原理。這部分工作量比較大，也是程 序調試的關鍵。 本章小結 本章以雙恒供水系統(tǒng)具體調試過程總結的變頻器和 PLC 系統(tǒng)一部分調試原理及注意事項。但在調試現(xiàn)場，因客觀因素的存在會發(fā)生各種各樣的情況，對于出現(xiàn)的問題，要善于從各種因素去進行理論分析，找出調試問題的關鍵所在。 電氣專業(yè) 高級工畢業(yè)課題設計說明書 44 結論 本論文所論述是以小區(qū)供水為對象而設計的生