基于s7-200的小區(qū)恒壓變頻供水系統(tǒng)設(shè)計論文-資料下載頁
2025-06-27 18:52本頁面
【正文】 子 接 變頻 器號端 子本科生課程設(shè)計（論文）17第 4 章 軟件設(shè)計 程序流程圖 整個供水系統(tǒng)的功能是由硬件電路配合軟件來實現(xiàn)的，當硬件基本定型后，合上開關(guān) QF，按下啟動啟動按鈕 SB1，PLC 程序復(fù)位。閉合開關(guān) K1， 為“1”，系統(tǒng)在自動模式下工作，接觸器 KM1 接通，系統(tǒng)將跟蹤供水壓力，1 號泵、2 號泵工作；如果出現(xiàn)故障將啟動 3 號泵。供水系統(tǒng)的流程圖如圖 所示。圖 供水系統(tǒng)的流程圖開始自動運行1 號泵啟動并變頻運行當水量增大，變頻器達到最大頻率 50HZ，水壓小于設(shè)定值1 號泵工頻運行， 2 號泵變頻啟動當用水量減少，變頻器達到下限值 30HZ 水壓大于設(shè)定值1 號泵切換到變頻運行，2 號泵停止運行系統(tǒng)壓力維持在壓力設(shè)定值手動運行啟動 1 號泵工頻下運行啟動 2 號泵工頻下運行本科生課程設(shè)計（論文）18如圖 所示，開始工作時，系統(tǒng)用水量不多，只有 1 號泵在變頻器控制下運行，2 號泵處于停止狀態(tài)。當用水量增加，變頻器輸出頻率增加，則 1 號泵電機的轉(zhuǎn)速也增加，當變頻器增加到最高輸出頻率 50HZ 時，表示只有 1 臺水泵工作己不能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時，通過控制系統(tǒng)，1 號泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動 2 號泵電機。當系統(tǒng)用水高峰過后，用水量減少時，變頻器輸出頻率減少，若減至設(shè)定頻率時，表示只有 1 臺水泵工作已能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時，通過控制系統(tǒng)，可將 1 號泵電機停運，2 號泵電機仍由變頻器電源供電。當用水量再次增加，變頻器輸出頻率增加，則 2 號泵電機的轉(zhuǎn)速也增加，當變頻器增加到最高輸出頻率時，表示只有 1 臺水泵工作已不能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時，通過控制系統(tǒng)的控制，2 號泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動 1 號泵電機。當用水量減少，變頻器輸出頻率減少，若減至設(shè)定頻率時，表示只有 1 臺水泵工作已能滿足系統(tǒng)供水的要求，此時，通過控制系統(tǒng)的控制，2 號泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器啟動 1 號泵電機。當 1 號泵變頻運行、2 號泵工頻運行，用水量又減少，變頻器輸出頻率減少，若減至設(shè)定頻率時，表示只有 1 臺水泵工作已能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時，通過控制系統(tǒng)的控制，可將 2 號泵電機停運，1 號泵電機仍由變頻器供電，這時，控制系統(tǒng)又回到了狀態(tài) 1。如此循環(huán)往復(fù)的工作，以滿足系統(tǒng)用水的需要。 MicroMaster440 變頻器參數(shù)設(shè)置MicroMaster440 變頻器主要用的是模擬輸入口 AI1+和 AI1。模擬電壓信號輸入后通過 A/D 轉(zhuǎn)換器得到數(shù)字信號。由 PLC 模擬輸出口輸出模擬控制信號，輸入到變頻器的模擬口，變頻器的頻率與控制電壓一一對應(yīng)。系統(tǒng)使用變頻器的模擬端口，最高設(shè)置頻率為 50HZ，最低頻率為 30HZ，變頻器的參數(shù)設(shè)置如表 所示。本科生課程設(shè)計（論文）19表 變頻器的參數(shù)設(shè)置參數(shù)號 出廠值 設(shè)置值 參數(shù)說明P0003 1 1 設(shè)用戶訪問級為控制級P0004 0 7 命令和數(shù)字 I/OP0700 2 2 命令源選擇由端子輸入P1000 2 2 頻率設(shè)定值選擇為模擬輸入P1080 0 30 電動機運行的最低頻率（HZ ）P1082 50 50 電動機運行的最高頻率（HZ ）P1120 10 5 斜坡上升時間（S ）P1121 10 3 斜坡下降時間（S ）本科生課程設(shè)計（論文）20第 5 章 系統(tǒng)測試與分析由于實驗室的條件有限，本次設(shè)計采用 STEP7 軟件。我們可以把它作為一臺仿真的 PLC，用于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。在控制系統(tǒng)中，變頻器通過對電機出廠壓力點處設(shè)置的壓力變送器反饋信號，進行單閉環(huán)控制。PLC 程序設(shè)計的主要任務(wù)是接受外部開關(guān)信號的輸入以及水池水位信號，判斷當前的系統(tǒng)狀態(tài)是否正常，然后執(zhí)行程序，由輸出信號去控制接觸器、繼電器和變頻器等器件，以完成相應(yīng)的控制任務(wù)， PLC 主要控制任務(wù)就是根據(jù)實際情況實現(xiàn)工頻和變頻的切換。梯形圖見附錄。點擊開始按鈕，1 號泵開始變頻運行，如圖 所示。圖 1 號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 所示。本科生課程設(shè)計（論文）21圖 1 號泵工頻運行，2 號泵變頻運行當水泵出現(xiàn)故障，啟動備用泵，圖 為 1 號泵出現(xiàn)故障的界面。圖 1 號泵出現(xiàn)故障本科生課程設(shè)計（論文）22第 6 章 課程設(shè)計總結(jié)本次課程設(shè)計主要研究的是基于 S7200PLC 的恒壓變頻小區(qū)的供水系統(tǒng)的設(shè)計。為此設(shè)計了一套具有高性能的變頻器控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)重點是根據(jù)系統(tǒng)運行的需求，自動調(diào)節(jié)輸出頻率控制電動機的轉(zhuǎn)速，從而保持系統(tǒng)工況壓力的穩(wěn)定。根據(jù)供水的要求，此裝置屬于一拖二閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，且變頻器帶動的電機可實現(xiàn)無級調(diào)速。減少系統(tǒng)波動現(xiàn)象和對電源電網(wǎng)的沖擊。此裝置在變頻器出現(xiàn)故障時，可自動關(guān)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(wǎng)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(guān)閉電動閥門，電動機延時停止，延長水泵使用壽命?，F(xiàn)有系統(tǒng)實現(xiàn)了供水系統(tǒng)的工況控制、調(diào)節(jié)等功能，將來還可以通過對更多現(xiàn)場數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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)，提高后勤管理能力。隨著各方面技術(shù)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛的應(yīng)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(shù)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(shù)據(jù)的傳輸、通過網(wǎng)絡(luò)對系統(tǒng)進行遠程診斷和維護等。另外本文的設(shè)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(shù)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。本科生課程設(shè)計（論文）23參考文獻[1] 梅麗鳳, PLC ：機械工業(yè)出版社，2022（12）[2] 編程及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2022[3] ：機械工業(yè)出版社，2022（7）[4] 王立紅,張允 .自動控制理論[M].北京：中國電力出版社，2022（7）[5] 胡向東,劉京城 ,[M].北京：機械工業(yè)出版社，2022[6] 郭平,陳宇燕 .數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用 .基于 S7200 (11) :7981[7] PLC (12):6667[8] 在恒壓變頻供水系統(tǒng)的應(yīng)用 .(02) :9698[9] 陳天華,王辛 .基于 PLC (07):9092[10] 孫建華. PLC (05):2425[11] (09):2627[12] (02):5759 [13] 姜官武, PLC (自然科學(xué)版).2022(06) :129132[14] . 2022(07):8385[15] 胡素萍. PLC (10):254258本科生課程設(shè)計（論文）24附錄 本科生課程設(shè)計（論文）25本科生課程設(shè)計（論文）26本科生課程設(shè)計（論文）27
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