【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數據字格式雙極性，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，而轉換生成的數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字量轉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零以及調滿度。 EM235的安裝使用（1）根據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換后數字處理及為了輸出需要在模擬量單元中轉換為模擬量的數字量，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字量及待入模塊轉變?yōu)槟M量輸出的數字量。而在主機的變量存儲區(qū)V區(qū)存放處理產生的的中間數據。 EM235工作程序編制EM235的工作程序編制包括以下的內容：（1）設置初始化主程序。在該子程序中完成采樣次數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點數量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時，用戶可以根據需要擴展各種I/O模塊，所能連接的擴展單元的數量和實際所能使用的 I/O點數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成。EM235安裝使用:（1）根據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換后數字量以及待送入模塊轉變?yōu)槟M量輸出的數字量。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。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，實現高速記數。2路最大可達20kHz的高頻脈沖輸出，可用以驅動步進電機和伺服電機以便實現準確定位任務?？梢杂媚K上的電位器來改變它對應的特殊寄存器的數值可以實現更改程序應用中的一些參數，如定時器/計數器的設定值過程量的控制參數等。第5章 變頻調速恒壓供水系統(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，三臺泵根據生活用水的多少，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，三臺泵供消防用水使用，并根據用水量的大小，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)構成圖 系統(tǒng)的方案設計根據泵水系統(tǒng)的要求和電氣控制目標，可以看出變頻調速恒壓供水系統(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，FRFRFR3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機內自帶直流24V內部電源，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等數字為接線編號，可結合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/輸出多種形式和驅動能力的信號，以實現被控設備與PLC的I/O接口之間的電平轉換、電氣隔離、串/并轉換、A/D與D/A轉換等功能。輸入單元接受現場設備向PLC提供信號，包括人為的控制信號和能描述現場狀態(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。這些信號經過輸入電路進行濾波、光電隔離、電平轉換等處理后，變成CPU能夠接受和處理的信號。輸出單元將經過CPU處理的弱電信號通過光電隔離、功率放大等處理，轉換成外部設備所需要的強電信號，以驅動各種執(zhí)行元器件。根據表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 控制過程根據現場實際情況，一天之中用水量會有若干個高峰，變頻器會根據出水口的壓力調節(jié)水泵的轉速與投切。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，當管網壓力突變時，三種工作狀態(tài)就要發(fā)生相應轉換，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)采用面板內部設定壓力，采用一個壓力傳感器（反饋為4~20mA）檢測管網中壓力，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當管網壓力仍不滿足設