【正文】 語言，幾乎不用去考慮系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理和硬件邏輯，因此，它很容易被一般的電氣工程設(shè)計和運行維護人員所接受，是初學者理想的編程工具。功能塊圖(FWD)的圖形結(jié)構(gòu)與數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)極為相似，功能塊圖中每個模塊有輸入和輸出端，輸出和輸入端的函數(shù)關(guān)系使用與、或、非、異或邏輯運算，模塊之間的連接方式與電路的連接方式基本相同。PLC控制程序由一個主程序、若干子程序構(gòu)成，程序的編制在計算機上完成，編譯后通過PC/PPI 電纜把程序下載到PLC，控制任務(wù)的完成，是通過在RUN模式下主機循環(huán)掃描并連續(xù)執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)的。 系統(tǒng)控制流程設(shè)計 系統(tǒng)組成及作用恒壓變頻供水設(shè)備由變頻器、傳感器、低壓電氣控制柜和水泵等組成。通過變頻器和繼電器、接觸器控制水泵機組運行狀態(tài),實現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓變流量供水要求。設(shè)備運行時,壓力傳感器不斷將管網(wǎng)水壓信號變換成電信號送入PLC,經(jīng)PLC運算處理后,獲得最佳控制參數(shù),通過變頻器和繼電控制元件自動調(diào)整水泵機組高效率地運行。供水系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括水泵的自動啟停控制、水位流量、壓力的測量與調(diào)節(jié)；使用水量、排水量的測量；污水處理設(shè)備運轉(zhuǎn)的監(jiān)視、控制；水質(zhì)檢測；節(jié)水程序控制；故障及異常狀況的記錄等。現(xiàn)場監(jiān)控站內(nèi)的控制器按預先編制的軟件程序來滿足自動控制的要求，即根據(jù)水箱和水池的高/低水位信號來控制水泵的啟/停及進水控制閥的開關(guān)，并且進行溢水和枯水的預警等。 系統(tǒng)運行過程遠程壓力表監(jiān)測管網(wǎng)供水壓力，其輸出的模擬量傳遞到PLC，經(jīng)過PLC轉(zhuǎn)換后以模擬量輸出的形式傳給變頻器（壓力反饋），變頻器根據(jù)管網(wǎng)壓力的變化調(diào)整電機頻率。管網(wǎng)壓力當前值高于變頻器設(shè)定時，變頻器就會提高其頻率；當前值低于變頻器設(shè)定時，變頻器就會降低其頻率。當變頻器的運行頻率達到50HZ時，若此時管網(wǎng)壓力仍低，系統(tǒng)將自動啟動一臺工頻泵；當變頻器的運行頻率降到10Hz時，若此時管網(wǎng)壓力仍高，系統(tǒng)將自動摘除一臺工頻泵。加泵、減泵時均需考慮30秒的延時，以免電機產(chǎn)生震蕩。由于變頻器采用的是一拖三的多頻控制系統(tǒng)，三臺泵都有可能處于變頻的狀態(tài)。假設(shè)1號泵正處于變頻的狀態(tài)，向2號泵傳遞的工作流程如下：1．先停止變頻器的工作；2．關(guān)閉1號泵的變頻接觸器3．接通2號泵的工頻接觸器4．最后在接通變頻器在供水系統(tǒng)中，3臺泵的運行狀態(tài)為一臺處于變頻而其他泵有可能處于工頻。所以，每臺泵的供電接觸器其上口電源均來自與變頻器輸出和電網(wǎng)的三相電源。供水管網(wǎng)壓力進入PLC，經(jīng)處理和轉(zhuǎn)換后再由PLC以模擬量的方式輸出，將該輸出模擬量信號與變頻器的模擬量反饋信號連接，作為變頻器對管網(wǎng)壓力的檢測。同時，再將變頻器輸出的頻率信號接入PLC，作為頻率的檢測和控制緣。變頻器中還有一些開關(guān)量的設(shè)置，如變頻器的啟?？刂疲ㄓ蒔LC輸出的數(shù)字點控制），多臺泵運行的連鎖控制（多臺泵的手/自動轉(zhuǎn)換信號控制）等。在“變頻自動”運行方式下，先利用變頻器啟動并運行一臺泵，同時系統(tǒng)檢測供水管網(wǎng)的實時壓力，當供水管網(wǎng)壓力低于設(shè)定值時（外界用水量增加），系統(tǒng)完成變頻泵頻率的上調(diào)，當頻率到達50Hz時，管網(wǎng)壓力仍低則啟動第一臺工頻泵（由PLC采用星/角啟動控制）。以此類推，順序?qū)崿F(xiàn)工頻泵的加入。當供水管網(wǎng)壓力高于設(shè)定值時（外界用水量減少），系統(tǒng)完成變頻泵頻率的下調(diào)，當頻率到達10Hz時，管網(wǎng)壓力仍高則摘除一臺工頻泵（由PLC控制）。以此類推，順序?qū)崿F(xiàn)工頻泵的摘除。系統(tǒng)采用定時輪換工作制，其變頻的工作順序為1——2——3，當切換時，為了防止工頻電源和變頻輸出短路，必須先將變頻器關(guān)閉，待外部將其接觸器連接好后再開啟變頻器。工頻和變頻接觸器應(yīng)有機械上的聯(lián)鎖。 控制系統(tǒng)流程圖PLC主程序主要由系統(tǒng)初始化程序、水泵電機起動程序、水泵電機變頻/工頻切換程序、水泵電機換機程序、模擬量(壓力、頻率)比較計算程序和報警程序等構(gòu)成。（1）系統(tǒng)初始化程序在系統(tǒng)開始工作的時候，先要對整個系統(tǒng)進行初始化，即在開始啟動的時候，先對系統(tǒng)的各個部分的當前工作狀態(tài)進行檢測，如出錯則報警，接著對變頻器變頻運行的上下限頻率、PID控制的各參數(shù)進行初始化處理，賦予一定的初值，在初始化子程序的最后進行中斷連接。系統(tǒng)進行初始化是在主程序中通過調(diào)用子程序來是實現(xiàn)的。在初始化后緊接著要設(shè)定白天/夜間兩種供水模式下的水壓給定值以及變頻泵泵號和工頻泵投入臺數(shù)。增、減泵判斷和相應(yīng)操作程序（2）當PID調(diào)解結(jié)果大于等于變頻運行上限頻率（或小于等于變頻運行下限頻率）且水泵穩(wěn)定運行時，定時器計時5min（以便消除水壓波動的干擾）后執(zhí)行工頻泵臺數(shù)加一（或減一）操作，并產(chǎn)生相應(yīng)的泵變頻啟動脈沖信號。（3）水泵的軟啟動程序增減泵或倒泵時復位變頻器為軟啟動做準備，同時變頻泵號加一，并產(chǎn)生當前泵工頻啟動脈沖信號和下一臺水泵變頻啟動脈沖信號，延時后啟動運行。當只有一臺變頻泵長時間運行時，對連續(xù)運行時間進行判斷，超過3h則自動倒泵變頻運行。（4）各水泵變頻運行控制邏輯程序各水泵變頻運行控制邏輯大體上是相同的，現(xiàn)在只以1水泵為例進行說明。當?shù)谝淮紊想?、故障消除或者產(chǎn)生1泵變頻啟動脈沖信號并且系統(tǒng)無故障產(chǎn)生、未產(chǎn)生復位1水泵變頻運行信號、1泵未工作在工頻狀態(tài)時，KM2常開觸點閉合接通變頻器，使1水泵變頻運行，同時KM2常閉觸點打開防止KM1線圈得電，從而在變頻和工頻之間實現(xiàn)良好的電氣互鎖，KM2的常開觸點還可實現(xiàn)自鎖功能。(5) 各水泵工頻運行控制邏輯程序水泵的工頻運行不但取決于變頻泵的泵號，還取決于工頻泵的臺數(shù)。由于各水泵工頻運行控制邏輯大體上是相同的，現(xiàn)在只以1水泵為例進行說明。產(chǎn)生當前泵工頻運行啟動脈沖后，若當前2泵處于變頻運行狀態(tài)且工頻泵數(shù)大于0，或者當前3泵處于變頻運行狀態(tài)且工頻泵數(shù)大于1，KM1線圈得電，使得KM1常開觸點閉合，1水泵工頻運行，同時KM1常閉觸點打開防止KM2線圈得電，從而實現(xiàn)變頻和工頻之間實現(xiàn)良好的電氣互鎖，KM1的常開觸點還可實現(xiàn)自鎖功能。(6) 報警及故障處理程序本系統(tǒng)中包括水管水壓越限報警指示燈、變頻器故障報警指示燈白天模式運行指示燈以及報警電鈴。當故障信號產(chǎn)生時，相應(yīng)的指示燈會出現(xiàn)閃爍的現(xiàn)象，同時報警電鈴響起。而試燈按鈕按下時，各指示燈會一直點亮。故障發(fā)生后重新設(shè)定變頻泵號和工頻泵運行臺數(shù)，在故障結(jié)束后產(chǎn)生故障結(jié)束脈沖信號。由于變頻恒壓供水系統(tǒng)主程序梯形圖比較復雜，不方便全部畫出，在此僅畫出其控制過程的流程圖。詳細的主程序梯形圖請參考附錄C。泵為例的變頻運行控制流程圖，泵為例的工頻運行控制流程圖。3泵的運行控制情況與2泵相似，在此就不再重復。 變頻恒壓供水系統(tǒng)主程序流程圖 2泵變頻運行控制流程圖 2泵工頻運行控制流程圖 結(jié) 論恒壓供水在日常生活中非常重要，基于PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計的生活恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動態(tài)響應(yīng)速度快。因?qū)崿F(xiàn)了恒壓自動控制，不需要操作人員頻繁操作，節(jié)省了人力，提高了供水質(zhì)量，減輕了勞動強度，節(jié)約管理費用。對整個供水過程來說，系統(tǒng)的可擴展性好，管理人員可根據(jù)每個季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了水，而且節(jié)約了電能，達到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。 經(jīng)過這些時間的努力，恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計面臨的問題及策略論文終于完成，在整個設(shè)計過程中出現(xiàn)過很多的難題，但都在老師和同學的幫助下順利解決了，在不斷的學習過程中我體會到：寫論文是一個不斷學習的過程，從最初剛寫論文時對恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計面臨的問題的模糊認識到最后能夠?qū)υ搯栴}有深刻的認識，我體會到實踐對于學習的重要性，以前只是明白理論，沒有經(jīng)過實踐考察，對知識的理解不夠明確，通過這次的做，真正做到理論與時間相結(jié)合?？傊?，通過畢業(yè)設(shè)計,我深刻體會到要做好一個完整的事情，需要有系統(tǒng)的思維方式和方法，對待要解決的問題，要耐心、要善于運用已有的資源來充實自己。同時我也深刻的認識到，在對待一個新事物時，一定要從整體考慮，完成一步之后再作下一步，這樣才能更加有效。致 謝三年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。三年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊。在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻給一位平凡的人，我的論文輔導劉老師。我不是您最出色的學生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學嚴謹，學識淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學術(shù)目標，領(lǐng)會了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導,經(jīng)由您悉心的點撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”。 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。同時，我要感謝給我們授課的各位老師，正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑，讓我學到了專業(yè)知識，并從他們身上學到了如何求知治學、如何為人處事。我也要感謝蘭州工業(yè)學院，是它提供了良好的學習環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的大學生活豐富多姿，為我的人生留下精彩的一筆。另外，衷心感謝我的同窗同學們，在我畢業(yè)論文寫作中，與他們的探討交流使我受益頗多；同時，他們也給了我很多無私的幫助和支持，再次深表謝意。最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學，以及在設(shè)計過程中被我引用或參考論著的作者。參考文獻[1] [M].北京：機械工業(yè)出版社，1998[2] [M].重慶：重慶大學出版社，1996:173174[3] 王兆義．可編程控制器原理及應(yīng)用［M］．北京：機械工業(yè)出版社，1993[4] 李世基．微機與可編程控制器［M］．北京：機械工業(yè)出版社，2001，4[5］西門子SIMATIC S7200可編程控制器操作與編程指南［S］．重慶：重慶鋼鐵設(shè)計研究所，1998[6] SIMATICS7－200編程手冊［S］．常州：常州機床電器廠，1997,6[8] 張萬鐘，可編程控制器入門與應(yīng)用 .北京：中國電力出版社 2005[9] 吳忠智、吳加林， 變頻器應(yīng)用手冊 .北京：機械工業(yè)出版社 2000，1[10] 厲無咎、顧明時，應(yīng)用變頻調(diào)速恒壓變流量供水系統(tǒng) 中國第四屆交流電機調(diào)速傳動學術(shù)會議1995[11] 孫增析、：清華大學出版社 1997[12] 1987[13] 姜興忠、 電氣傳動自動化，2004[14] 李關(guān)飛. 變頻器在恒壓供水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 變頻器世界 2007，3[15] 王樹主. 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社 2006[16] [M]. 陜西：西安電子科技大學出版社，[17] [M].北京：電子工業(yè)出版社， 附 錄附錄1 有關(guān)器件選擇表附表1 部分器件選擇表名稱型號數(shù)量備注變頻器ACS400變頻器1ABB水泵電機Y132S223上海遠博公司電磁閥ZBSF型全不銹鋼電磁閥1上海宏柯閥門有限公司熔斷器螺旋式熔斷器RL4陜西福友電器設(shè)備技術(shù)發(fā)展有限公司熱繼電器TKE02NC熱過載繼電器3常熟富士電機有限公司壓力傳感器HM10高精度壓力傳感器1南京宏沐科技有限公司可編程序控制器S7200型PLC1西門子公司空氣開關(guān)DZ10100/3304宜昌華一電氣交流接觸器CJT1系列交流接觸器6中國人民電器附錄