【正文】 抑制電壓、電流值。 變頻器的特點(diǎn)變頻器具有過壓、欠壓、過流、過載、短路、失速等自動保護(hù)功能。能實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動，減小電氣和機(jī)械沖擊噪音，延長設(shè)備使用壽命。變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有以下幾個特點(diǎn):(1)變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備使整個供水系統(tǒng)始終保持最優(yōu)工作狀態(tài)節(jié)電率可達(dá)35%—60% ，這一特點(diǎn)已被廣大用戶所認(rèn)識并帶來效益(2)占地面積小，投人少，效率高：設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊占地面積少維護(hù)方便維護(hù)費(fèi)用低投資省安裝快如僅供幾棟居民樓生活用水的小型供水設(shè)備在樓梯間樓梯下幾平方米的地方即可安裝(3)配置靈活，功能齊全，自動化程度高。(4)由于變頻恒壓調(diào)速直接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污染，大大降低水質(zhì)污染的可能性：眾所周知南方氣候炎熱潮濕細(xì)菌和微生物極易繁殖和滋生尤其是高位水箱很容易生紅蟲必須定期清洗改用變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備后只需一個低位水箱原來也有將水質(zhì)污染降到最低限度。(5)通過通信控制，可以實(shí)現(xiàn)無人值守，節(jié)省了人力物力[15]。第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) PLC控制及運(yùn)行PLC在系統(tǒng)中的作用是控制交流接觸器組進(jìn)行工頻—變頻的切換和水泵工作數(shù)量的調(diào)整。 工作流程圖系統(tǒng)起動之后，檢測是自動運(yùn)行模式還是手動運(yùn)行模式。如果是手動運(yùn)行模式則進(jìn)行手動操作，人們根據(jù)自己的需要操作相應(yīng)的按鈕，系統(tǒng)根據(jù)按鈕執(zhí)行相應(yīng)操作。如果是自動運(yùn)行模式，則系統(tǒng)根據(jù)程序及相關(guān)的輸入信號執(zhí)行相應(yīng)的操作。手動模式主要是解決系統(tǒng)出錯或器件出問題[16]。在自動運(yùn)行模式中，如果PLC接到頻率上限信號，則執(zhí)行增泵程序，增加水泵的工作數(shù)量。如果PLC接到頻率下限信號，則執(zhí)行減泵程序，減少水泵的工作數(shù)量。沒接到信號就保持現(xiàn)有的運(yùn)行狀態(tài)。 手動控制部分當(dāng)按下SB9按鈕，用手動方式。按下SB10手動啟動變頻器。當(dāng)系統(tǒng)壓力不夠需要增加泵時，按下SBn（n=1,3,5）按鈕，此時切斷電機(jī)變頻，同時啟動電機(jī)工頻運(yùn)行,再起動下一臺電機(jī)。為了變頻向工頻切換時保護(hù)變頻器免于受到工頻電壓的反向沖擊，在切換時，用時間繼電器作了時間延遲，當(dāng)壓力過大時，可以手動按下SBn（n=2,4,6）按鈕，切斷工頻運(yùn)行的電機(jī)，同時啟動電機(jī)變頻運(yùn)行?？筛鶕?jù)需要，停按不同電機(jī)對應(yīng)的啟停按鈕，可以依次實(shí)現(xiàn)手動啟動和手動停止三臺水泵。該方式僅供自動故障時使用。 自動控制部分由PLC分別控制某臺電機(jī)工頻和變頻繼電器，在條件成立時，進(jìn)行增泵升壓和減泵降壓控制。 升壓控制：系統(tǒng)工作時，每臺水泵處于三種狀態(tài)之一，即工頻電網(wǎng)拖動狀態(tài)、變頻器拖動調(diào)速狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)。系統(tǒng)開始工作時，供水管道內(nèi)水壓力為零，在控制系統(tǒng)作用下，變頻器開始運(yùn)行，第一臺水泵M1，啟動且轉(zhuǎn)速逐漸升高，當(dāng)輸出壓力達(dá)到設(shè)定值，其供水量與用水量相平衡時，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，這期間M1處在調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)用水量增加水壓減小時，通過壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)水泵按設(shè)定速率加速到另一個穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。反之用水量減少水壓增加時，變頻器輸出頻率增加至工頻時，水壓仍低于設(shè)定值，由PLC控制切換至工頻電網(wǎng)后恒速運(yùn)行。同時，使第二臺水泵M2投入變頻器并變速運(yùn)行，系統(tǒng)恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。如果用水量繼續(xù)增加，每當(dāng)加速運(yùn)行的變頻器輸出頻率達(dá)到工頻時，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，并有新的水泵投人并聯(lián)運(yùn)行。當(dāng)最后一臺水泵M3投人運(yùn)行，變頻器輸出頻率達(dá)到工頻，壓力仍未達(dá)到設(shè)定值時，控制系統(tǒng)就會發(fā)出故障報警。降壓控制：當(dāng)用水量下降水壓升高，變頻器輸出頻率降至起動頻率時，水壓仍高于設(shè)定值，系統(tǒng)將工頻運(yùn)行時間最長的一臺水泵關(guān)掉，恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使壓力重新達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)用水量繼續(xù)下降，每當(dāng)減速運(yùn)行的變頻器輸出頻率降至起動頻率時，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，直到剩下最后一臺變頻泵運(yùn)行為止。 PLC編程及介紹 自動運(yùn)行 1泵啟動程序，圖中按下起動按鈕SB1，系統(tǒng)檢測采用哪種運(yùn)行模式。如果按鈕SB9沒按，則使用自動運(yùn)行模式。KM0吸合變頻起動1水泵。 1泵、2泵啟動程序，圖中接收到變頻器上限信號，PLC通過這個上限信號后將1水泵由變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，KM1吸合KM0斷開，同時KM2吸合變頻起動第2水泵。 1泵、3泵啟動程序，再次接收到變頻器上限信號，則KM1斷開KM2吸合，第2水泵由變頻轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，3水泵變頻起動。 下限信號2泵啟動程序，輸出的下限信號使PLC關(guān)閉KMKM2，開啟KM3，2水泵變頻起動。 下限信號1泵啟動程序，接到下限信號就關(guān)閉KMKM0，吸合KM1，只剩1水泵變頻運(yùn)行。 手動部分 變頻器手動啟動程序，按下手動起動按鈕SB9，手動起動變頻器。 1泵手動啟動程序，按下SB3,斷開KM0，在10個計(jì)數(shù)脈沖后起動M1在變頻電源下運(yùn)行。 2泵手動啟動程序，圖中按下SB5,斷開KM2，在10個計(jì)數(shù)脈沖后起動M2在變頻電源下運(yùn)行。 1泵手動啟動程序，圖中按下SB4,斷開KM1，在10個計(jì)數(shù)脈沖后起動M1在工頻電源下運(yùn)行 工頻電源2泵運(yùn)行程序，按下SB6,斷開KM3，在10個計(jì)數(shù)脈沖后起動M2在工頻電源下運(yùn)行 工頻電源3泵運(yùn)行程序，按下SB8,斷開KM5，在10個計(jì)數(shù)脈沖后起動M3在工頻電源下運(yùn)行。第5章 系統(tǒng)的模擬運(yùn)行結(jié)果及分析 程序調(diào)試 自動部分調(diào)試 程序設(shè)計(jì)完之后，仿真調(diào)試是一個很重要的環(huán)節(jié)，在電腦上的仿真軟件編輯程序，轉(zhuǎn)換，按事先設(shè)計(jì)好的PLC接好線，點(diǎn)擊監(jiān)控，按下起動按鈕SB2，系統(tǒng)檢測采用哪種運(yùn)行模式。如果按鈕SB9沒按，則使用自動運(yùn)行模式。KM0吸合變頻起動1水泵。按下FU接通的按鈕當(dāng)做接收到變頻器上限信號，PLC通過這個上限信號后將1水泵由變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，KM0斷開KM1吸合，同時KM2吸合變頻起動第2水泵。再次按下FU接通的按鈕接收到變頻器上限信號，則KM2斷開KM3吸合，第2水泵由變頻轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，3水泵變頻起動，至此水泵1，2，3全部啟動。當(dāng)接收到OL輸出的下限信號使PLC斷開KMKM3，開啟KM2，2水泵變頻起動。當(dāng)再次OL輸出的下限信號就斷開KMKM1，吸合KM0，只剩1水泵變頻運(yùn)行。 手動部分調(diào)試手動部分的調(diào)試一般是出現(xiàn)故障的時候進(jìn)行的，分步調(diào)試，在此過程的時候應(yīng)該注意安全，接入必要的元件進(jìn)行保護(hù)，和電氣互鎖元件。當(dāng)按下SB9按鈕，用手動方式。按下SB10手動啟動變頻器。當(dāng)系統(tǒng)壓力不夠需要增加泵時，按下SBn（n=1,3,5）按鈕，此時切斷電機(jī)變頻，同時啟動電機(jī)工頻運(yùn)行,再起動下一臺電機(jī)。為了變頻向工頻切換時保護(hù)變頻器免于受到工頻電壓的反向沖擊，在切換時，用時間繼電器作了時間延遲，當(dāng)壓力過大時，可以手動按下SBn（n=2,4,6）按鈕，切斷工頻運(yùn)行的電機(jī)，同時啟動電機(jī)變頻運(yùn)行。可根據(jù)需要，停按不同電機(jī)對應(yīng)的啟停按鈕，可以依次實(shí)現(xiàn)手動啟動和手動停止三臺水泵。結(jié) 論本文針對居民用水以及消防用水的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套基于PLC的變頻恒壓供水自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用單臺變頻器實(shí)現(xiàn)多臺水泵電機(jī)的軟起動和調(diào)速，同時把水泵電機(jī)控制納入自動控制系統(tǒng)。壓力變送器采樣管網(wǎng)壓力信號經(jīng)PID處理傳送給變頻器，變頻器根據(jù)壓力大小調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過改變水泵性能曲線來實(shí)現(xiàn)水泵的流量調(diào)節(jié)，保證管網(wǎng)壓力恒定。該系統(tǒng)不僅有效地保證了供水系統(tǒng)管網(wǎng)壓力恒定，而且具有工作可靠、施工簡單、節(jié)能效果顯著、全自動控制、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。本文主要的工作如下：(1) 由PLC、變頻器實(shí)現(xiàn)生活用水的恒壓控制。系統(tǒng)采用PLC實(shí)現(xiàn)對多泵切換的控制。通過變頻器實(shí)現(xiàn)對三相水泵電機(jī)的軟啟動，由電動機(jī)的變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)對水壓的調(diào)節(jié)。(2) 通過對控制過程和原理的分析，利用編程軟件設(shè)計(jì)了一個用于恒壓供水系統(tǒng)的程序，本程序包括順序控制主程序，初始化子程序和中斷子程序三部分。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不僅使我鞏固了對原有知識的掌握，還拓寬了我的知識面，加深了對PLC知識各方面的了解，也學(xué)到了許多書本上沒有的知識，提高了我的動手能力和獨(dú)立思考的能力。同時，我也更加清楚的認(rèn)識到自己的一些短板。比如：在硬件設(shè)備之間的連接，I/O端口的分配，地址的分配這幾方面自己起初不是很了解，但經(jīng)過這半年的自學(xué)，以及向老師、同學(xué)們請教，我對這些知識有了更深入的理解。以前對這些編程軟件用起來并不熟練，但是通過這半年來的自學(xué)和使用，已經(jīng)比之前有了長足的進(jìn)步。通過這半年的實(shí)踐和學(xué)習(xí)，體會到做一個設(shè)計(jì)的困難和復(fù)雜，我相信這些困難將成為以后繼續(xù)努力前行的動力。參考文獻(xiàn)[1] [M] .北京： : 2044[2] [M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. : 12 80107 111123[3]李俊秀. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo) [M] . 北京:化學(xué)工業(yè)出版社. 2009：2685[4]鐘肇新主編．可編程控制原理及應(yīng)用第四版 [M] .廣州：華南理工大學(xué)出版社. ：760 [5] [M] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 1999: 1535[6]王兆安. 電力電子技術(shù)第四版 [M] . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社. ：4366[7]林春方. 可編程控制器原理及其應(yīng)用 [M] . 上海:上海交通大學(xué)出版社. ：3585[8]曹才開. 檢測技術(shù)與應(yīng)用 [M] .長沙：中南大學(xué)出版社. 2009：190210[9] [M] .武漢：華中科技大學(xué)出版社. : 120130[10]張培志. 電氣控制與可編程控制器 [M] . 北京：化學(xué)工業(yè)出版社. ：5565[11] [M] . 北京：: 107121 [12] [M] . 北京：清華大學(xué)出版社. : 5675[13] [M] .北京：北京航天航社. :5561[14] [M] .北京：科學(xué)出版社. : 108123[15]鐘肇新. 可編程控制器原理及應(yīng)用 [M] .廣州:華南理工大學(xué)出版社. 2008：6065[16]、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 : 2356附 錄附錄1：主電路圖附錄2：PLC接線圖附錄3：面板布置圖附錄4：控制面板接線圖附錄5：電控柜接線圖致 謝本課題在從選題到研究過程以及到最后的說明書書寫都得了到熊幸明教授的悉心指導(dǎo)。從課題的選題開始，熊教授就一直對我們的設(shè)計(jì)進(jìn)程進(jìn)行跟蹤指導(dǎo)，對我們遇到的各種各樣的問題都悉心解答。熊教授一絲不茍的教學(xué)作風(fēng)，治學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)精神以及和藹可親的態(tài)度對我的這次設(shè)計(jì)起到了舉足輕重的作用。我相信這些精神在以后的工作學(xué)習(xí)中也是讓我受益無窮的。 同時感謝電信系的全體老師對我的培養(yǎng)，向他們表示誠摯的謝意和崇高的敬意。也感謝我的同學(xué)們四年來對我學(xué)習(xí)、生活的關(guān)心和幫助，是你們讓我這四年來的大學(xué)生活變得美好而精彩。最后我也要感謝多年來辛苦培養(yǎng)我的父母，我能有今天是與他們的支持密切相關(guān)的，我將在以后的生活和工作中愈發(fā)奮進(jìn)，不負(fù)他們的期望。學(xué)生簽名：日 期： 36