【正文】 實現(xiàn)工頻和變頻的切換。根據系統(tǒng)的控制要求，經過化簡后的各變量的邏輯表達式如下： ()0..? (). () ().4.?PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 29 頁 ()? ().734..6T () ()??.20..?? (). () ?() ?() ?()根據邏輯表達式（）~（） 。 PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 30 頁 PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 31 頁 PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 32 頁 主程序 程序的仿真與調試 仿真軟件的簡介由于實驗室的條件有限，本次設計采用 S7PLCSIM 進行仿真。S7PLCSIM是 STEP7 中的一個非常實用的軟件。我們可以把它作為一臺仿真的 PLC，用于PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 33 頁 運行和測試用戶程序。因為這中仿真完全是用 STEP7 軟件進行，因此無需連接任何 S7 硬件，就可以在 PG/PC 上仿真一個完整的 S7CPU，包括地址和 I/O。S7PLCSIM 提供了一個簡潔的操作界面，可以監(jiān)視或者修改程序中的參數，比如直接對數字量進行操作。下面我進行仿真的地一步，打開軟件，如圖 所示。 S7PLCSIM軟件的界面 恒壓供水系統(tǒng)程序的仿真調試在編程窗口中把程序下載到仿真 PLC 中，如圖 所示。PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 34 頁 程序裝載界面 點擊開始按鈕，1泵開始變頻運行，如圖 所示。 1泵變頻運行 變頻器達到上限，1泵工頻運行，2泵變頻運行，如圖 411 所示。PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 35 頁 1泵工頻運行，2泵變頻運行當水泵出現(xiàn)故障，啟動備用泵，圖 412 為 1泵出現(xiàn)故障的界面。圖412 1泵出現(xiàn)故障 恒壓變頻供水系統(tǒng)的WinCC界面設計PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 36 頁 WinCC軟件簡介工控組態(tài)軟件 WinCC 是一個集成的人機界面（HMI）系統(tǒng)和監(jiān)控管理（SCADA）系統(tǒng)。 WinCC 是 Windows Control Center (視窗控制中心)的簡稱。它集成了 SCADA、 組態(tài)、腳本語言和 OPC 等先進技術，提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、消息歸檔、以及報表等功能模塊。首先創(chuàng)建通訊驅動程序：建立 S7200 與 WinCC 之間的通訊。其次建立變量標簽：每個標簽需要對每個變量的標簽名，數據類型，地址進行設置。最后 建立過程畫面。 使用 WinCC 中的圖形編輯器可以繪制各種元素和圖形。該控制系統(tǒng)畫面主要有主畫面、參數設置、供電回路、實時曲線、報表統(tǒng)計、歷史記錄查詢、故障報警等畫面組成，在上位機上可以顯示各個電機的電流、頻率、水位、水壓、工頻和變頻運行的時間以及各泵的運行狀態(tài)等參數。建立好WinCC 和 PLC 的通訊聯(lián)系后，PLC 上的事件順序將是可視和可操作的。組態(tài)軟件畫面主要由以上七塊組成。在實際運行中為了防止有人誤操作而對系統(tǒng)產生傷害，我們對不同的操作者的權限作出規(guī)定，對不同的操作人員設定不同的操作密碼和相應的操作權限，這樣可以防止有人誤操作而對系統(tǒng)產生傷害[19]。 恒壓供水系統(tǒng)的WinCC 界面設計監(jiān)控主畫面的簡單繪制過程如下：從“開始”菜單里啟動 WinCC 的資源管理器窗口，如圖 所示。PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 37 頁 WinCC資源管理器窗口在資源管理器窗口里點擊新建按鈕，出現(xiàn)如圖 所示的窗口，輸入項目的名稱，并選擇好保存的路徑，單擊“創(chuàng)建” 按鈕，一個新的工程就建立了。 創(chuàng)建新項目窗口新項目建立好后，就要進行變量的添加，以便在以后的過程中隨時調用這些變量。添加變量的方法是在圖 所示的窗口中雙擊變量管理器，出現(xiàn)如圖 所示的窗口。在窗口的右半部分右擊，再新建變量，并選擇好變量的類型，最后保存即可。PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 38 頁 圖415 新建變量窗口添加好變量后，就要進行主畫面的繪制了。在圖 413 所示的窗口中雙擊圖形編輯器，出現(xiàn) 所示的窗口，在該窗口中，可以對主畫面的名稱進行更改，在本設計中，把它重命名為“zhuhuamian” 名稱。 新建主畫面窗口PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 39 頁 在圖 所示窗口中雙擊“zhuhuamian” ，在彈出的窗口中即可進行主畫面繪制。完整的主畫面如圖 所示。 監(jiān)控主畫面 1泵變頻的界面如圖 所示。 1泵變頻畫面PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 40 頁 1工頻、2變頻的界面如圖 所示。 1泵工頻，2泵變頻畫面1泵故障、2。PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 41 頁 1泵故障，2泵變頻畫面 經濟效益分析從流體力學原理知道，水泵供水流量與電動機轉速及功率的關系為 12Qn?212()H312()Pn?式中 為供水流量， 為揚程， 為電動機軸功率， 為電動機轉速。QHPn本設計系統(tǒng)共有 2 臺 30KW 的水泵電動機，假設每天運行 16h，其中 4h 為額定轉速，其余 12h 為 80%額定轉速運行，一年 365 天節(jié)約電能為kWh=64124 kWh??38030165W??????????若每 1 kWh 電價為 元，一年可節(jié)約電費為64124 元 = 元通過市場調查，本套恒壓供水系統(tǒng)的成本約為 5 萬元左右，兩年即可收回投資，運行多年經濟效益將十分可觀。PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 42 頁 第五章 總結與期望 總結本課題主要研究的是某小區(qū)的恒壓供水。為此設計了一套具有高性能的變頻器控制系統(tǒng)來代替原有的手動啟動、閥門控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)重點是根據系統(tǒng)運行的需求，自動調節(jié)輸出頻率控制電動機的轉速，從而保持系統(tǒng)工況壓力的穩(wěn)定。根據供水的要求，此裝置屬于一拖二閉環(huán)調速系統(tǒng)，且變頻器帶動的電機可實現(xiàn)無級調速。減少系統(tǒng)波動現(xiàn)象和對電源電網的沖擊。此裝置在變頻器出現(xiàn)故障時，可自動關閉電動閥門，系統(tǒng)退出變頻式運行，以避免中斷供水。在工頻方式運行下，系統(tǒng)帶有降壓啟動裝置，在工頻啟動時，由于啟動電流過大，而避免對電網沖擊的影響，并可延長電機的使用壽命。裝置啟動時，電動機與電動閥門同時開啟，停止時先關閉電動閥門，電動機延時停止，防止水錘現(xiàn)象，延長水泵使用壽命。 展望現(xiàn)有系統(tǒng)實現(xiàn)了供水系統(tǒng)的工況控制、調節(jié)和設備狀態(tài)監(jiān)控功能，將來還可以通過對更多現(xiàn)場數據的采集與傳輸，如電壓、電流、功率、水壓、水位、水流量等，通過開發(fā)上位機的數據管理系統(tǒng)，實現(xiàn)具有綜合功能的供水自動化控制與管理系統(tǒng)，進一步開展下去。隨著各方面技術的發(fā)展以及網絡技術被廣泛的應用，與此同時能量卻日益緊缺，在這種情況下，變頻恒壓供水系統(tǒng)的使用肯定會越來越普及，當然對恒壓供水控制技術將提出更高的要求。如對系統(tǒng)采用基于 GPRS 的無線方式進行數據的傳輸、通過網絡對系統(tǒng)進行遠程診斷和維護等。另外本文的設計、控制方法完全可以用于恒風壓控制，進而實現(xiàn)風機的變頻節(jié)能，因為風機和水泵的PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 43 頁 能耗大約占整個電能能耗的三分之一左右。所以變頻恒壓供水技術在逐漸走向成熟的過程中，仍然有必要對其進行更深入的研究。PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 44 頁 致 謝對于這次畢業(yè)設計的順利完成，我首先要感謝薛增濤導師，是他細心的給我講解了許多關于 PLC、變頻器、供水原理相關的知識，并在設計過程中所遇到的難題都給了非常重要的意見，本次設計能夠有較好的主體框架也得益于薛增濤導師的指導，導師淵博的知識、嚴謹的治學態(tài)度、崇高的敬業(yè)精神與為人師表的風范，使我受益匪淺，在此，謹向薛導師表示我最衷心的感謝。最后，我要感謝關心我們畢業(yè)設計的系領導和各位老師，感謝你們三年來為我們付出的辛勤汗水。PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 45 頁 參 考 文 獻[1] 金傳偉，毛宗源 ．變頻調速技術在水泵控制系統(tǒng)中的應用．電子技術應用，2022，: 3839[2] 馬桂梅，.2022，: 57[3] .2022， : 8488[4] ，1994:26[5] 張燕賓. 變頻調速應用實踐機械工業(yè)出版社，2022:244251[6] ，2022:17[7] 葉汝裕. 水泵風機的節(jié)電及技術改造重慶大學出版社，1998:14[8] 徐士鳴. ，1992:1224[9] 陳伯時. 電力拖動自動控制系統(tǒng)機械工業(yè)出版社，1992:1019[10] 周玉國. 變頻調速節(jié)能分梳東北電力技術，2022，:44[11] 吳浩烈. 電機及電力拖動基鹼重慶大學出版社，1996:173174[12] 黃俊，王兆安 .，1933:197206[13] 胡躍冰. 水泵電機變頻調速的節(jié)能與計算節(jié)能技術，2022，:48 [14] 中國工空信息網 [15] 西門子（中國）自動化網[16] ，2022，:4l44[17] ，1994，:3739PLC 在 恒 壓 供 水 中 的 應 用第 46 頁 [18] 陸秀令. ,2022,:4348[19] 陳懷忠. 西門子PLC和WinCC SCADA 在變頻恒壓供水系統(tǒng)中的應用. 自動化儀表，2022，:34