【導讀】統(tǒng),并利用組態(tài)軟件開發(fā)良好的運行管理界面。變頻恒壓供水系統(tǒng)由可編程控制器、變。頻器、水泵機組、壓力傳感器、工控機等構(gòu)成。本系統(tǒng)包含三臺水泵電機，它們組成變頻循環(huán)運行方式。泵電機的軟啟動和變頻調(diào)速，運行切換采用“先啟先?！钡脑瓌t。壓力傳感器檢測當前。水壓信號，送入PLC與設定值比較后進行PID運算，從而控制變頻器的輸出電壓和頻率，進而改變水泵電機的轉(zhuǎn)速來改變供水量，最終保持管網(wǎng)壓力穩(wěn)定在設定值附近。非常明顯，平均耗電量較通常供水方式節(jié)省近四成。結(jié)合使用可編程控制器，可實現(xiàn)主。第二章變頻恒壓供水系統(tǒng)理論分析及控制方案確定..

　　

【正文】 1水泵變頻運行信號、 1泵未工作在工頻狀態(tài)時， 置 1， KM2 常開觸點閉合接通變頻器，使 1水泵變頻運行，同時 KM2 常閉觸點打開防止 KM1 線圈得電，從而在變頻和工頻之間實現(xiàn)良好的電氣互鎖， KM2 的常開觸點還可實現(xiàn)自鎖功能。 (5) 各水泵工頻運行控制邏輯程序 水泵的工頻運行不但取決于變頻泵的泵號，還取決于工頻泵的臺數(shù)。 由于各水泵工頻運行控制邏輯大體上是相同的，現(xiàn)在只以 1水泵為例進行說明。產(chǎn)生當前泵工頻運行啟動脈沖后，若當前 2泵處于變頻運行狀態(tài)且工頻泵數(shù)大于 0，或者當前 3泵處于變頻運行狀態(tài)且工頻泵數(shù)大于 1，則 置 1， KM1 線圈得電，使得 KM1 常開觸點閉合， 1水泵工頻運行，同時 KM1 常閉觸點打開防止 KM2 線圈得電，從而實現(xiàn)變頻和工頻之間實現(xiàn)良好的電氣互鎖， KM1 的常開觸點還可實現(xiàn)自鎖功能。 (6) 報警及故障處理程序 本系統(tǒng)中包括水池水位越限報警指示燈、變頻器故障報警指示燈白天模式運行指示燈以及報警電鈴。當故障 信號產(chǎn)生時，相應的指示燈會出現(xiàn)閃爍的現(xiàn)象，同時報警電鈴響起。而試燈按鈕按下時，各指示燈會一直點亮。 故障發(fā)生后重新設定變頻泵號和工頻泵運行臺數(shù)，在故障結(jié)束后產(chǎn)生故障結(jié)束脈沖信號。 由于變頻恒壓供水系統(tǒng)主程序梯形圖比較復雜，不方便全部畫出，在此僅畫出其控制過程的流程圖。詳細的主程序梯形圖請參考附錄 C。 主程序流程圖如圖 所示。由于在圖 中并未對各臺水泵的變頻和工頻運行控制做詳細介紹，因此圖 和圖 對其作了完整的補充。其中圖 是以 2泵為例的變頻運行控制流程圖，圖 是以 2泵為例的工頻運 行控制流程圖。 3泵的運行控制情況與 2泵相似，在此就不再重復。 南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 (論文） 18 如圖 所示。本設計主程序大體包括以下幾部分： (1) 調(diào)用初始化子程序，設定各初始值； (2) 根據(jù)增、減泵條件確定工頻泵運行數(shù)； (3) 根據(jù)增泵、倒泵情況確定變頻泵號； (4) 通過工頻泵數(shù)和變頻泵號對各泵運行情況進行控制； (5) 進行報警和故障處理。 開 始調(diào) 用 初 始 化子 程 序設 置 兩 種 模 式下 水 壓 給 定 值設 定 變 頻 泵 號變 頻 器 頻率 達 上 限定 時 5 m i n , 濾 波YN工 頻 泵 數(shù) 加 1 ， 產(chǎn)生 變 頻 啟 動 脈 沖變 頻 器 頻率 達 下 限Y定 時 5 m i n , 濾 波N工 頻 泵 數(shù) 減 1 ， 產(chǎn)生 變 頻 啟 動 脈 沖是 否 增 泵 或 倒 泵復 位 變 頻 器 ，變 頻 泵 號 加 1YN調(diào) 整 變 頻 泵號 ， 遇 4 變 1產(chǎn) 生 當 前 泵 工 頻運 行 ， 下 臺 泵 變頻 運 行 啟 動 脈 沖變 頻 泵 單 獨 運行 時 間 達 3 hYN產(chǎn) 生 倒 泵 信 號1 、 2 、 3 泵 變 頻運 行 控 制1 、 2 、 3 泵 工 頻運 行 控 制水 池 水 位 越 限YN水 位 越 限 報 警變 頻 器 故 障YN變 頻 器 故 障 報 警是 否 有 報 警YN變 頻 泵 號 置 1工 頻 泵 數(shù) 置 0產(chǎn) 生 故 障 結(jié) 束脈 沖程 序 結(jié) 束 圖 變頻恒壓供水系統(tǒng)主程序流程圖 是 否 有 變 頻啟 動 脈 沖 信 號YN變 頻 泵 號是 否 為 2YN系 統(tǒng) 是 否 無 故 障YN是 否 無 變 頻 器復 位 脈 沖YN2 泵 是 否工 頻 運 行NY2 泵 變 頻 運 行開 始結(jié) 束開 始是 否 有 工 頻運 行 啟 動 脈 沖YN幾 號 泵變 頻 運 行 ？工 頻 泵 數(shù)是 否 大 于 0工 頻 泵 數(shù)是 否 大 于 13 泵變 頻 運 行1 泵變 頻 運 行YNYN2 泵 是 否變 頻 運 行NY2 泵 工 頻 運 行結(jié) 束 圖 泵變頻運行控制流程圖 圖 泵工頻運行控制流程圖 南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 (論文） 19 組態(tài)軟件簡介 組態(tài)軟件一般有圖形界面系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、第三方程序接口組件和控制功能組件組成。圖形界面系統(tǒng)用于生成現(xiàn)場過程圖形畫面；實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用于實時存儲現(xiàn)場控制點的參數(shù)；第三方程序接口組件用于組態(tài)軟件與其他應用程序交換數(shù)據(jù)；控制功能組件用于生成監(jiān)控所需的控制策略。本設計中選擇北京亞控公司的“組態(tài)王”軟件制作監(jiān)控系統(tǒng)。 監(jiān)控系統(tǒng)設計 組態(tài)王的通信參數(shù)設置 本設計中用 S7200 的 PPI 編程電纜實現(xiàn)計算機與 CPU 模塊的通信。由于使用串行通信接口 1，故雙擊工程瀏覽器的設備文件夾中的“ COM1”圖標，在出現(xiàn)的對話框中設置波特率為 19200bit/s，如圖 所示。 圖 串行通信接口參數(shù)設置 選中“ COM1”后，雙擊右側(cè)工作區(qū)出現(xiàn)的“新建?”圖標，在出現(xiàn)的對話框的“ PLC”文件夾中選擇西門子的 S7200 系列，通信協(xié)議為 PPI（見圖 ），設置好單擊“下一步”直至“完成”，這樣在右側(cè)會出現(xiàn)剛生成的“新 IO 設備”圖標，通信設置南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 (論文） 20 結(jié)束。 圖 通信協(xié)議的設置 新建工程與組態(tài)變量 雙擊“組態(tài)王 ”啟動工程管理器，新建一個工程，名為“恒壓供水系統(tǒng)”，雙擊新建工程打開工程瀏覽器，點擊工程瀏覽器中的“數(shù)據(jù)詞典”圖標，右面工作區(qū)會出現(xiàn)系統(tǒng)定義好的內(nèi)存變量。雙擊最下面的“新建?”圖標，彈出“定義變量”對話框（見圖 ），開始定義輸入輸出變量。用同樣的方法組態(tài)所有變量（見圖）。 圖 定義變量對話框 南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 (論文） 21 組態(tài)畫面 (1) 建立新畫面 單擊工程瀏覽器左側(cè)的“畫面”圖標，雙擊工作區(qū)“新建?”圖標，彈出“新畫面”對話框，輸入名稱點擊確定進入組態(tài)王的開發(fā)系統(tǒng)。 (2) 制作動態(tài)監(jiān)控畫面 利用工具箱中各畫圖工具繪制監(jiān)控系統(tǒng)界面，然后進行動畫連接。 (3) 編寫控制流程程序 雙擊工程瀏覽器左邊窗口“ \文件 \命令語言 \應用程序命令語言”進行編程。 (4) 按鈕、指示燈組態(tài) 設定按鈕或文字鏈接的對象，按鈕既可以用來執(zhí)行某些命令，還可以 圖 數(shù)據(jù)詞典中的變量列表 輸入數(shù)據(jù)給某些變量，當和外部的一些智能儀表、 PLC 等進行連接時，會大大增南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 (論文） 22 加其數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮啙嵭?；指示燈組態(tài)后用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)。 監(jiān)控系 統(tǒng)界面 在本系統(tǒng)中，根據(jù)需要共開發(fā)了 5 個界面，包括啟動界面 (包含系統(tǒng)所有菜單 )、系統(tǒng)運行主界面、歷史和實時趨勢曲線、數(shù)據(jù)報表、報警界面。為了加強系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)還為不同的用戶設置了相應的權(quán)限。通過主菜單界面可以調(diào)用不同的界面，也可根據(jù)需要在系統(tǒng)運行主界面中改變壓力給定值。 系統(tǒng)運行主監(jiān)控界面如圖 所示，主界面實時顯示了當前時間，設定的水壓值和當前水壓值，系統(tǒng)的自動 /手動運行情況，三臺水泵變頻 /工頻運行狀態(tài)、轉(zhuǎn)速、運行頻率，各設備的故障報警顯示等。 圖 城市小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)監(jiān)控界面 南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 (論文） 23 結(jié)束語 本設計采用 PLC 對變頻恒壓供水的控制系統(tǒng)進行控制，應用西門子 S7200 型號系列 PLC 快速、準確地控制要求做出反應。在供水系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速運行方式，可根據(jù)實際需要水壓的變化自動調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速或加減泵，實現(xiàn)恒壓供水，節(jié)能降耗 。系統(tǒng)增加了小流量泵，延長主泵電動機使用壽命。 變頻器 故障后仍能自動運行，基本保障了不間斷供水，同時采用 PLC 與變頻器通訊的方式控制變頻器運行，具有一定的先進性。我們利用可編程控制技術(shù)，結(jié)合相應的硬件裝置，實現(xiàn)對各氣缸的合理精確定位控制，從而方便、快捷、準確地實現(xiàn)機械手位置控制，完成物料的任務， 實現(xiàn)了一種具有可視化功能，適用于工業(yè)現(xiàn)場的機械手遠程控制系統(tǒng)。 南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 (論文） 24 參 考 文 獻 .變頻調(diào)速恒壓供水在建筑給水應用的理論探討 [J],蘭州鐵道學院學報 ,2021,1:8488 .變頻調(diào)速應用實踐 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2021,135137 ,毛宗源 .變頻調(diào)速技 術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應用 [J],電子技術(shù)應用 ,2021,2:3839 .SPWM 變頻調(diào)速應用技術(shù) [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2021,244251 Logic Controller[J],the free wikipedia encyclopedia,2021,3:18 .PLC 編程及應用 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2021,1416 .現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù) [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,1998,316317 ,譚光儀 ,陳次昌 .泵變頻調(diào)速時的節(jié)能方 案討論 [J],四川工業(yè)學院學報 ,2021,3:57 ,李雄松 ,尹元日 .PLC 在恒壓供水控制系統(tǒng)中的應用 [J],電機電器技術(shù) ,1999,3:4548 .電機及電力拖動基礎 [M].重慶 :重慶大學出版社 ,1996, 173174 .變 頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)綜述 [J],南寧職業(yè)技術(shù)學院學報 ,2021,4:3845 ,呂冬艷 .可編程序控制器應用教程 [M].北京 :中國水利水電出版社 ,2021,4560 K values of design variables versus specific speed for centrifugal pumps[J], Proceeding of the Institution of Mechanieal Engineers, 1999, 3: 219227 ,張偉 ,鄭新志 .PLC 及變頻器 恒壓供水控制系統(tǒng)設計 [J],山東輕工業(yè)學院學報 ,2021,3:123138 energysaving technolgy of waterinjection systems in domestic and abroad oil filed[J],Energy Convervation of Oilfiled 1998,9:1125 P the variable speed pump[J],NFPA Journal, 2021,5: 2633 ,戴先中 .過程控制工程 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2021,166169 南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計 (論文） 25 致謝 歷時將近兩 個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學和老師的幫助下度過了。尤其要強烈感謝我的論文指導老師 —黃威 老師， 他 對我進行了無私的指導和幫助， 不厭其煩 的幫助進行論文的修改和改進。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。在此向幫助和指導過我的各位老師表示最中心的感謝！ 感謝這 篇論文所涉及到的各位學者。本文引用了數(shù)位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫和排版燈過程中提供熱情的幫助。 由于我的學術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友批評和指正 。