【正文】 信號范圍電壓輸出電流輸出177。10V0~~20 mA輸入濾波衰減3dB，分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器隔離否分辨率，滿量程電壓電流`12位11位輸入類型差分輸入范圍電壓單極性0~10V，0~5V0~1V，0~500mV電壓電流32000~+320000~+32000電壓雙極性電流0~100Mv,0~50mV177。10V，177。5V，177。177。1V，177。500mV，177。250mv177。100mV, 177。50mV, 177。25mv0~20mA精度最差情況0~55℃電壓輸出電流輸出177。2%滿量程177。2%滿量程精度最差情況0~55℃電壓輸出電流輸出典型，25℃電壓輸出電流輸出177。2%滿量程177。2%滿量程177。5%滿量程177。5%滿量程輸入分辨率AD轉(zhuǎn)換時間＜250s模擬輸入階躍響應 mS到95%共模抑制40dB,DC 到60Hz共模電壓信號電壓加共加模電壓≤177。12V24VDC電壓范圍~設置時間電壓輸出電流輸出100s2ms數(shù)據(jù)字格式雙極性，滿量程單極性，滿量程32000~+320000~32000為能適用各種規(guī)格的輸入、輸出量，模擬量處理模塊都設計成可編程，而轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字量一般具有固定的長度及格式。模擬量輸出則希望將一定范圍的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為標準電流量或標準電壓量以方便與其他控制接口。上表中，輸入、輸出信號范圍欄給出了EM235的輸出、輸入信號規(guī)格，以供選用。 校準及配置模擬量模塊在接入電路工作前需完成配置及校準，配置指根據(jù)實際需接入的信號類型對模塊進行一些設定。校準可以簡單的理解為儀器儀表使用前的調(diào)零以及調(diào)滿度。 EM235的安裝使用（1）根據(jù)輸入信號的類型及變化范圍設置DIP開關，完成模塊的配置工作。必要時進行校準工作。 （2）完成硬件的接線工作。注意輸入、輸出信號的類型不同，采用不同的接入方式。為防止空置端對接線端的干擾，空置端應短接。接線還應注意傳感器的線路盡可能短，且應使用屏蔽雙絞線，要保證24VDC傳感器電源無噪聲、穩(wěn)定可靠。（3）確定模塊安裝入系統(tǒng)時的位置，并由安裝位置確定模塊的編號。S7200擴展單元安裝時在主機的右邊依次排列，并從模塊0開始編號。模塊安裝完畢后，將模塊自帶的接線排插入主機上的擴展總線插口。（4）為了在主機中進行輸入模擬量轉(zhuǎn)換后數(shù)字處理及為了輸出需要在模擬量單元中轉(zhuǎn)換為模擬量的數(shù)字量，要在主機中安排一定的存儲單元。一般使用模擬量輸入AIW及模擬量輸出AQW單元安排由模擬量模塊送來的數(shù)字量及待入模塊轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量輸出的數(shù)字量。而在主機的變量存儲區(qū)V區(qū)存放處理產(chǎn)生的的中間數(shù)據(jù)。 EM235工作程序編制EM235的工作程序編制包括以下的內(nèi)容：（1）設置初始化主程序。在該子程序中完成采樣次數(shù)餓預置頂及采樣和單元清零的工作，為開始工作做好準備。（2）設置模塊檢測子程序。該子程序檢查模塊的連接的正確性以及模塊工作的正確性。（3）設置子程序完成采樣以及相關的計算工作。（4）工程所需的有關該模擬量的處理程序。（5）處理后模擬量的輸出工作。S7200PLC硬件系統(tǒng)的配置方式采用整體式和積木式，即主機包含一定數(shù)量的輸入/輸出（I/O）點，同時還可以擴展I/O模塊和各種功能的模塊。一個完整的系統(tǒng)組成如圖46所示：圖46 S7200 PLC 系統(tǒng)組成（1）基本單元 基本單元（Basic Unit）有時又稱CPU模塊，也有的稱之為主機或本機。它包括CPU、存儲器、基本輸入/輸出點和電源等，是PLC的主要部分。實際上它就是一個完整的控制系統(tǒng)，可以單獨完成一定的控制任務。（2）擴展單元 主機I/O點數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時，用戶可以根據(jù)需要擴展各種I/O模塊，所能連接的擴展單元的數(shù)量和實際所能使用的 I/O點數(shù)時由多種因素共同決定的。（3）特殊功能模塊 當需要完成某些特殊功能的控制任務，需要擴展功能模塊。它們是完成某些特殊控制任務的一些設置。（4）相關設備 相關設備是為了充分和方便地利用系統(tǒng)的硬件和軟件資源而開發(fā)和使用的一些設備，主要有編程設備、人機操作界面和網(wǎng)絡設備等。（5）工業(yè)軟件 工業(yè)軟件是為了更好地管理和使用這些設備而開發(fā)的與之相配套的程序，它主要由標準工具、工程工具、運行軟件和人機接口軟件等幾大類構(gòu)成。EM235安裝使用:（1）根據(jù)輸入信號的類型以及范圍設置DIP開關，完成模塊的控制工作。（2）完成硬件的接線工作。（3）確定模塊安裝入系統(tǒng)時的位置，并由按裝位置確定模塊的編號。（4）為了主機中進行輸入模擬量轉(zhuǎn)換后數(shù)字量以及待送入模塊轉(zhuǎn)變?yōu)槟M量輸出的數(shù)字量。S7200 PLC的電源電壓有（~~）VDC和（85~~264）VAC兩種，主機上還集成了24V直流電源，可以直接用與連接傳感器和執(zhí)行機構(gòu)。它的輸出類型有晶體管（DC）、繼電器（DC/AC）兩種輸出方式。它可以用普通輸入端子捕捉比CPU掃描周期更快的脈沖信號，實現(xiàn)高速記數(shù)。2路最大可達20kHz的高頻脈沖輸出，可用以驅(qū)動步進電機和伺服電機以便實現(xiàn)準確定位任務。可以用模塊上的電位器來改變它對應的特殊寄存器的數(shù)值可以實現(xiàn)更改程序應用中的一些參數(shù)，如定時器/計數(shù)器的設定值過程量的控制參數(shù)等。第5章 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的硬件設計 恒壓供水系統(tǒng)下面介紹三泵生活/消防雙恒壓無塔供水系統(tǒng)為例來說明其工藝過程，如圖51所示，市網(wǎng)來水用高低水位控制器EQ來控制注水閥YV1，它們自動把水注滿儲水池，只要水位低于高水位，則自動往水箱中注水。水池的高/低水位信號也直接送給PLC，作為低水位報警用。為了保障供水的持續(xù)性，水位上下限傳感器高低距離不是相差很大。生活用水和消防用水共用三臺泵，平時電磁閥YV2處于失電狀態(tài)，關閉消防管網(wǎng)，三臺泵根據(jù)生活用水的多少，按一定的控制邏輯運行，使生活用水的恒壓狀態(tài)（生活用水底恒壓值）下進行；當有火災發(fā)生時，電磁閥YV2得電，關閉生活用水管網(wǎng)，三臺泵供消防用水使用，并根據(jù)用水量的大小，使消防供水也在恒壓狀態(tài)（消防用水高恒壓值）下進行?；馂慕Y(jié)束后三臺泵再改為生活供水使用。 圖51 生活消防雙恒壓供水系統(tǒng)構(gòu)成圖 系統(tǒng)的方案設計根據(jù)泵水系統(tǒng)的要求和電氣控制目標，可以看出變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)屬于典型開關量輸入輸出控制系統(tǒng)，控制要求和連鎖要求較多，在調(diào)試中需要不斷對其改進和擴充。如采用繼電器控制，則只能接成固定線路，靈活性太差，不能很好的滿足供水要求，故采用本身自帶PLC程序控制為核心的電氣控制方案。工藝要求 。對三泵生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)的基本要求是：（1）生活供水時，系統(tǒng)應低恒壓值運行，消防供水時系統(tǒng)應高恒壓值運行。（2）三臺泵根據(jù)恒壓的需要，采用“先開先?！钡脑瓌t介入和退出。（3）在用水量小的情況下，如果一臺泵連續(xù)運行的時間超過3H，則要切換到下一臺泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”，避免某一臺泵工作時間過長。 （4）三臺泵在啟動時要有軟啟動功能。 電氣控制系統(tǒng)原理圖電氣系統(tǒng)控制原理圖包括主電路圖、控制電路圖以及PLC外圍接線圖。（1）主電路圖如下圖52所示為電控系統(tǒng)主電路圖。三臺電機分別為MMM3。接觸KMKMKM5分別控制MMM3的工頻運行；接觸器KMKMKM6分別控制MMM3的變頻運行，F(xiàn)RFRFR3分別為三臺水泵電機過載保護用的熱繼電器；QSQSQSQS4分別為變頻器和三臺水泵電機主電路的隔離開關；FU1為主電路的熔斷器，VVVF為簡單的一般變頻器。（2）PLC外圍接線圖圖53 為選用主機為CPU222（8入/6繼電器輸出）一臺，加上一臺擴展模塊EM222（8繼電器輸出），再擴展一臺模擬量模塊EM235（4AI/1AO）的接線圖。注意事項：1. 電源接線PLC供電有兩種情況：一是直接使用工頻交流電，通過工頻交流端子連接，對電壓的要求比較寬松，100~250V均可使用。 二是采用工頻交流電源供電。一般配有直流24V輸入端子。采用交流供電的PLC機內(nèi)自帶直流24V內(nèi)部電源，為輸入器件供電。圖52 電控系統(tǒng)主電路2. 輸入器件的連接PLC輸入器件主要有開關、按鈕及各種傳感器，這些都是觸點類型的器件，在接入PLC時，每個觸點的兩個接頭分別接一個輸入點及輸入公共端。PLC的開關量輸入接線都是螺釘接入方式，每一位信號占用一個螺釘，公共端有時是分組隔離的。開關，按鈕等器件都是無源器件，PLC內(nèi)部電源能為每個輸入點大約提供7mA工作電流這也就限制了線路的長度。有源傳感器在接入時需注意與機內(nèi)電源的有源配合。模擬量信號的輸入須采用專用的模擬量工作單元。3. 輸出器件的連接PLC的輸出口上連接的器件主要是繼電器、接觸器、電磁閥的線圈。這些器件均采用PLC機外的專用電源供電，PLC內(nèi)部不過是提供一組開關觸點。接入時線圈的一端接輸出螺釘，一端經(jīng)電源接輸出公共端。由于輸出口連接線圈種類多，所需電源種類及電壓不同，輸出口與公共端常分為許多組，而且組間是隔離的。PLC輸出口的電源定額一般為2A,大電流的執(zhí)行器件須配裝中間繼電器。4. 通信線的連接PLC一般設有專用的通信口。通常為RS485口，與通信口的接線常采用專用的接插件連接。圖53 PLC外圍接線圖（3）控制電路圖 圖54所示電控系統(tǒng)控制電路圖。圖中SA為手動/自動轉(zhuǎn)換開關，SA打在1的位置為手動控制狀態(tài)；打在2的狀態(tài)為自動控制狀態(tài)。手動運行時，可用按鈕SB1~SB8控制三臺泵的啟/停和電磁閥YV2的通/斷；自動運行時，系統(tǒng)在PLC程序控制下運行。圖中的HL10為自動運行狀態(tài)的電源指示燈。對變頻器頻率進行復位時只提供一個干觸點信號，由于PLC為4個輸出點為一組共用一個COM端，而本系統(tǒng)又沒有剩下單獨的COM端輸出組，所以通過一個中間繼電器KA的觸點對變頻器進行復位控制。~~，它們旁邊的8等數(shù)字為接線編號，可結(jié)合PLC外圍接線圖一起讀圖。圖54 電控系統(tǒng)控制電路PLC要能夠識別和接受描述現(xiàn)場設備的開關量，同時要能夠發(fā)出控制信號控制一些執(zhí)行設備，以便對現(xiàn)場設備進行控制。PLC是通過I/O單元完成此工作的。I/O單元是PLC與外部設備相互聯(lián)系的通道，能輸入/輸出多種形式和驅(qū)動能力的信號，以實現(xiàn)被控設備與PLC的I/O接口之間的電平轉(zhuǎn)換、電氣隔離、串/并轉(zhuǎn)換、A/D與D/A轉(zhuǎn)換等功能。輸入單元接受現(xiàn)場設備向PLC提供信號，包括人為的控制信號和能描述現(xiàn)場狀態(tài)的開關量信號，例如由按鈕、限位開關、繼電器觸點、接近開關、撥碼器等提供的開關量。這些信號經(jīng)過輸入電路進行濾波、光電隔離、電平轉(zhuǎn)換等處理后，變成CPU能夠接受和處理的信號。輸出單元將經(jīng)過CPU處理的弱電信號通過光電隔離、功率放大等處理，轉(zhuǎn)換成外部設備所需要的強電信號，以驅(qū)動各種執(zhí)行元器件。根據(jù)表51 及以上控制要求統(tǒng)計控制系統(tǒng)的輸入輸出信號的名稱、代碼及地址編號如下表所示。、它們在水淹沒時為0，露出時為1。 名 稱代 碼地址編號 輸 入 信 號手動和自動消防信號SA1水池水位下限信號SLL水池水位上限信號SLH變頻器報警信號SU消鈴按鈕SB9試燈按鈕SB10遠程壓力表模擬量壓力值UAIW0輸 出 信 號 1泵工頻運行接觸器及指示燈KM1，HL11泵變頻運行接觸器及指示燈KM2，HL22泵工頻運行接觸器及指示燈KM3，HL32泵變頻運行接觸器及指示燈KM4，HL43泵工頻運行接觸器及指示燈KM5，HL53泵變頻運行接觸器及指示燈KM6，HL6生活/消防供水轉(zhuǎn)換電磁閥YV2水池水位下限報警指示燈HL7變頻器故障報警指示燈HL8火災報警指示燈HL9報警電鈴HA變頻器頻率復位控制KA控制變頻器頻率用電壓信號UFAQW0表51 輸入輸出點代碼及地址編號 控制過程根據(jù)現(xiàn)場實際情況，一天之中用水量會有若干個高峰，變頻器會根據(jù)出水口的壓力調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速與投切。分析自動控制系統(tǒng)的機組（1＃，2＃，3＃水泵電機）工作過程,可分為以下3個工作狀態(tài)：1) 1＃電機變頻啟動；2)1＃電機工頻運行，2＃電機變頻運行；3) 1＃電機，2＃電機工頻運行，3＃電機變頻運行；一般情況下，水泵電機都處于這三種工作狀態(tài)之中，當管網(wǎng)壓力突變時，三種工作狀態(tài)就要發(fā)生相應轉(zhuǎn)換，因此這三種工作狀態(tài)對應著三個切換過程。Ⅰ當液位滿足要求時交流接觸器的常閉觸點不動作，主電源被接入系統(tǒng)，這時按下SA1系統(tǒng)處于自動狀態(tài)，變頻恒壓供水系統(tǒng)采用面板內(nèi)部設定壓力，采用一個壓力傳感器（反饋為4~20mA）檢測管網(wǎng)中壓力，壓力傳感器將信號送入PLC中，PLC中的PID單元處理之后，送出一個水量增加或減少信號，控制變頻器的頻率。分別把QS1，QS2,QS3,QS4閉合，電源接入變頻器，只要變頻器處于正常運行狀態(tài)，變頻器就正常工作。，交流接觸器KM2處于吸合狀態(tài)，變頻器啟動1＃泵，1＃泵處于變頻器運行狀態(tài)，HL2信號燈點亮。Ⅱ當管網(wǎng)壓力仍不滿足設定要求而變頻器輸出已到達工頻50Hz以后。變頻器將 1＃泵投入工頻運行，將2＃泵投入變頻運行：首先，管網(wǎng)反饋壓力送給變頻器后壓力仍不滿足要求而變頻器已輸出上限頻率，交流接觸器KM2斷開，KM1處于吸合狀態(tài)，1＃泵在工頻運行狀態(tài)，KM4處于吸合狀態(tài)，2＃泵投入變頻運行狀態(tài)，此時，1＃泵處于工頻運行狀態(tài)，2＃泵處于變頻運行狀態(tài)。Ⅲ當管網(wǎng)壓力仍不滿足設