【導讀】未定義書簽。自動運行.....

　　

【正文】 手動運行 當按下 SB7按鈕，用手動方式。按下 SB10手動啟動變頻器。當系統(tǒng)壓力不夠需要增加泵時，按下 SBn（ n=1,3,5） 按鈕，此時切斷電機變頻，同時啟動電機工頻運 行 ,再起動下一臺電機。為了變頻向工頻切換時保護變頻器免于受到工頻電壓河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 25 頁 的反向沖擊，在切換時，用時間繼電器作了時間延遲，當壓力過大時，可以手動按下 SBn（ n=2,4,6） 按鈕，切斷工頻運行的電機，同時啟動電機變頻運行。可根據(jù)需要，停按不同電機對應的啟停按鈕，可以依次實現(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 . 當按下 SB9 按鈕，系統(tǒng)進入手動運行模式。系統(tǒng)的每步動作都必須有相應的操作。順序功能圖如圖 所示。 圖 自動運行順序功能圖 按下按鈕 SB9 之后，啟動了 變頻器，系統(tǒng)進入手動運行模式。當用戶按下SBn（ n=1， 3， 5） 三臺電機分別處于工頻運行，當用戶按下 SBn（ n=2， 4， 6）三臺電機分別處于變頻運行?？梢远嗯_電機于不同的頻率工作，但一臺電機只能以一種頻率下工作。（如 1 電機，如果控制它工作的 SB1,SB2 按鈕被同時按下則發(fā)出警報且電機無法起動。） ① 按下手動起動按鈕 SB10，手動起動變頻器。 ② 按下 SB2,斷開 KM0，在 10 個計數(shù)脈沖后起動 M1 在變工頻電源下運行。 ③ 按下 SB4,斷開 KM2，在 10 個計數(shù)脈沖后起動 M2 在變頻電源下運行。 ④ 按下 SB6,斷開 KM4，在 10 個計數(shù)脈沖后起動 M3 在變頻電源下運行。 ⑤ 按下 SB1,斷開 KM1，在 10 個計數(shù)脈沖后起動 M1 在工頻電源下運行。 ⑥ 按下 SB3,斷開 KM3，在 10 個計數(shù)脈沖后起動 M2 在工頻電源下運行。 ⑦ 按下 SB5,斷開 KM5，在 10 個計數(shù)脈沖后起動 M3 在工頻電源下運行。 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 26 頁 公用部分 ① 當熱繼電器斷開系統(tǒng)報警。 ② 電機只能在一種頻率下運行，當電機工頻 /變頻同時打開時將發(fā)出警報且電機停止運行。 ③ 輔助繼電器 M1,M2,M3,? M9 依次控制輸出繼電器 Y0,Y1,Y2,? Y10 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 27 頁 ④ 按下停止按鈕，所有 泵停止運行。 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 28 頁 第 5 章 MCGS 組態(tài)軟件 MCGS 組態(tài)軟件 MCGS是一套基于 Windows操作系統(tǒng)可用來快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件包，它為用戶提供了從設(shè)備驅(qū)動、數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出等解決實際工程問題的完整方案和操作工具。 MCGS 組態(tài)軟件具有多任務、多線程功能，其系統(tǒng)框架采用 VC++編程，通過 OLE 技術(shù)向用戶提供 VB 編程接口，提供豐富的設(shè)備驅(qū)動構(gòu)件、動畫構(gòu)件、策略構(gòu)件，用戶可隨時方便地擴展系統(tǒng)的功能。 主要特點如下： （ 1）豐富的設(shè)備驅(qū)動程序， 通過 Active DLL 把設(shè)備驅(qū)動掛接在系統(tǒng)中，配置簡單、速度快、可靠性高。 （ 2）強大的網(wǎng)絡功能。 MCGS 強大的網(wǎng)絡功能可把 TCP/IP 網(wǎng)、 485/422/423網(wǎng)、 Modem 網(wǎng)結(jié)合在一起構(gòu)成大型的監(jiān)控系統(tǒng)和管理系統(tǒng)。 （ 3）開放的 OLE 接口。 MCGS 以 OLE 自動化技術(shù)為基礎(chǔ)的開放式擴充接口允許用戶使用 VB 來快速編制各種設(shè)備驅(qū)動構(gòu)件、動畫構(gòu)件和各種策略構(gòu)件，通過 OLE 接口，用戶可以方便地定制自己特定的系統(tǒng)。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（參見圖 1） 圖 MCGS體系結(jié)構(gòu)圖 MCGS 組態(tài)軟件系統(tǒng)包括組 態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩大部分，用戶所有組態(tài)配置過程都是在組態(tài)環(huán)境中進行的，用戶組態(tài)后可生成一個“組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫”文件。 MCGS 運行環(huán)境是一個獨立的運行系統(tǒng)，它能按照“組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫”中的用戶窗口 主控窗口 運行策略 設(shè)備窗口 實時數(shù)據(jù)庫 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 29 頁 組態(tài)方式進行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計的目標和功能。 MCGS 系統(tǒng)整體框圖： 圖 MCGS系統(tǒng)整體框圖 建立界面 建立窗口 (1)在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口 0” 。 (2)選中“窗口 0”，單擊“窗口屬性”，進入“用戶窗口屬 性設(shè)置”。 (3)將窗口名稱改為：變頻恒壓供水系統(tǒng)；窗口標題改為：變頻恒壓供水系統(tǒng)；窗口位置選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認”。 (4)在“用戶窗口”中，選中“變頻恒壓供水系統(tǒng)”，點擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動窗口”選項，將該窗口設(shè)置為運行時自動加載的窗口。 多任務 多線程 建動畫 構(gòu)建動畫 動畫顯示 報警組態(tài) 設(shè)計報表 連接設(shè)備 實時數(shù)據(jù)庫 現(xiàn)場控制 報警輸出 報表打印 設(shè)備輸出 流程控制 組態(tài)軟件核心 實時數(shù)據(jù)庫 構(gòu)建動畫 流程控制 組態(tài) 組態(tài)環(huán)境 運行環(huán)境 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 30 頁 圖 工程界面 界面如圖所示。一共有四個界面，分別是變頻恒壓供水系統(tǒng)、變頻恒壓供水系統(tǒng)實時曲線、變頻恒壓供水系統(tǒng)歷史曲線和退出提示。 定義數(shù)據(jù)對象 實時數(shù)據(jù)庫 是 MCGS 工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)對象是構(gòu)成實時數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實時數(shù)據(jù)庫的過程也就是定義數(shù)據(jù)對象的過程。定義數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍，確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。下面以數(shù)據(jù)對象“水泵”為例，介紹一下定義數(shù)據(jù)對象的步驟： [1]單擊工作臺中的“實時數(shù)據(jù)庫”窗口標簽，進入實時數(shù)據(jù)庫窗口頁。 [2]單擊“新增對象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對象，系統(tǒng)缺省 定義的名稱為“ Data1”、“ Data2”、“ Data3”等 [3]選中對象，按“對象屬性”按鈕，或雙擊選中對象，則打開“數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置” 窗口。 [4]將對象名稱改為：水泵 1；對象類型選擇：開關(guān)型；在對象內(nèi)容注釋輸入框內(nèi)輸入：“控制水泵啟動、停止的變量”，單擊“確認”。 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 31 頁 圖 參數(shù)的設(shè)置過程 按照此步驟，設(shè)置其他數(shù)據(jù)對象。 圖 參數(shù)的設(shè)置 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 32 頁 編輯界面 編輯畫面 選中“ 變頻恒壓供水系統(tǒng) ”窗口圖 標，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫組態(tài)窗口，開始編輯畫面。 圖 編輯界面 對象元件的選擇 單擊繪圖工具箱中的（插入元件）圖標，彈出對象元件庫管理對話框，如圖 所示 ： 圖 對象元件庫管理 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 33 頁 如上所示 ，在元件庫中找到所需的元件組成下圖 所示的畫面。 圖 監(jiān)控界面 MCGS 與 PLC 之間的連接 MCGS通過上位機中的串行口設(shè)備和 PLC上的通訊單元（編程口）建立串行通訊連接，從而達到操作 PLC設(shè)備的目的。 PLC的默認設(shè)置是只支持 RS232通信，所以要使用 RS485通信協(xié)議，必須事先用 RS232（即 PLC的編程口）通信，設(shè)置寄存器 PLC D8120寄存器。 此次 MCGS通過監(jiān)控計算機的 RS232串行口讀取 PLC存儲區(qū)的數(shù)據(jù)，與 PLC建立連接。 MCGS的結(jié)構(gòu)形式使其成為一個“與設(shè)備無關(guān)”的系統(tǒng)，對于不同的硬件設(shè)備，只需定制相應的設(shè)備構(gòu)件，放置到設(shè)備窗口中，并設(shè)置相關(guān)的屬性 ，系統(tǒng)就可對這一設(shè)備進行操作，而不需要對整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作任何改動。 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 34 頁 添加 PLC 設(shè)備 FX232設(shè)備必須掛接在串口父設(shè)備下，串口父設(shè)備在通用設(shè)備構(gòu)件中。串口父設(shè)備用來設(shè)置通信參數(shù)和通信端口。通信參數(shù)必須設(shè)置成與 PLC的設(shè)置一樣。否則就無法通信。 (1)在“設(shè)備窗口”中雙擊“設(shè)備窗口”圖標進入。 (2)點擊工具條中的“工具箱”圖標，打開“設(shè)備工具箱”。 (3)單擊“設(shè)備工具箱”中的“設(shè)備管理”按鈕，彈出如圖 所示窗口： 圖 設(shè)備管理窗口 (4)在可選設(shè)備列表中，雙擊“通用設(shè)備”。 (5)雙擊“串口通訊父設(shè)備”，在下方出現(xiàn)串口通訊父設(shè)備圖標。 (6)雙擊串口通訊父設(shè)備圖標，即可將“串口通訊父設(shè)備”添加到右測選定設(shè)備列表中。 (7) 選中選定設(shè)備列表中的“串口通訊父設(shè)備”，單擊“確認”，“ 串口通訊父設(shè)備”即被添加到“設(shè)備工具箱”中。 (8)按上面前三步后，雙擊“ PLC 設(shè)備”，雙擊“三菱”再雙擊“ FX232”在下方出現(xiàn)三菱 FX232，選中點擊增加，確認。 (9)雙擊“串口通訊父設(shè)備”，再雙擊“三菱 FX232”。 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 35 頁 (10)在設(shè)備窗口中雙擊設(shè)備 1[三菱 FX232],出現(xiàn)設(shè)備屬性對話框，如圖 511所示。點擊相應的圖標進行設(shè)置。 PLC 設(shè)備屬性的設(shè)置 圖 進入設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性窗口 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 36 頁 圖 設(shè)置所需要的通道 圖 設(shè)置通道對應的對象河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 37 頁 結(jié)束語 本論文研究的是變頻恒壓供水系統(tǒng)。恒壓供水系統(tǒng)以 PLC和變頻器為核心進行設(shè)計，借助于 PLC強大而靈活的控制功能和內(nèi)置 PID的變頻器優(yōu)良的變頻調(diào)速性能，實現(xiàn)了恒壓供水的控制。該系統(tǒng)采用 PCL控制變 頻器進行 PID調(diào)節(jié)，按實際需要隨意設(shè)定壓力給定值，根據(jù)壓差調(diào)整水泵的工作情況，實現(xiàn)恒壓供水，使給水泵始終在高效率下運行，在啟動時壓力波動小，可控制在給定值的 5%范圍內(nèi)。 恒壓供水在日常生活中非常重要，基于 PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計的生活恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動態(tài)響應速度快。因?qū)崿F(xiàn)了恒壓自動控制，不需要操作人員頻繁操作，節(jié)省了人力，提高了供水質(zhì)量，減輕了勞動強度，可實現(xiàn)無人值班，節(jié)約管理費用。對整個供水過程來說，系統(tǒng)的可擴展性好，管理人員可根據(jù)每個季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍， 不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電能，達到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。 目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計中，對于能適應不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡和通訊技術(shù)同時兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性 (EMC)的變頻但壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制的研究還是不夠的。因此，有待于進一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應用于生活、生產(chǎn)實踐中。 河南大學本科畢業(yè)生學士學位論文 第 38 頁 參考文獻 [1] 廖常初 .PLC 編程及應用 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [2] Ostrirov, VN. 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