【導(dǎo)讀】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高，能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢(shì)。該課題分析變頻調(diào)速恒壓供水的原理及系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，提出不同的控制方案，由變頻器及PLC組成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸。電動(dòng)機(jī)泵組由兩臺(tái)水泵并聯(lián)而成，由變頻或工頻電網(wǎng)供電，根據(jù)供水系統(tǒng)。的狀態(tài)，保證按需供水。頻器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。系統(tǒng)通過(guò)PLC控制變頻與工頻切換，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)恒壓供。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有壓力穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。

　　

【正文】 圖 33 控制系統(tǒng)接線圖 變頻器參數(shù)的確定和設(shè)置 (1) 上限頻率 =50Hz； 設(shè)定范圍 0120Hz； (2) 下限頻率 =30Hz； 設(shè)定范圍 0120Hz； (3) 變頻器基準(zhǔn)頻率 =50Hz； 設(shè)定范圍 0400Hz； (4) 加速時(shí)間 =3s； 時(shí)為 5s 設(shè)定范圍 03600s， 時(shí)為 10s 設(shè)定范圍 0360s； (5) 減速時(shí)間 =3s； 時(shí)為 5s 設(shè)定范圍 03600s， 時(shí)為 10s 設(shè)定范圍 0360s； (6) 電子過(guò)電流保護(hù) =電動(dòng)機(jī)的額定電流； 設(shè)定范圍 0500A； (7) 起動(dòng)頻率 =10Hz； 設(shè)定范圍 060Hz； (8) 設(shè)定端子 25 間的頻率設(shè)定為電壓信號(hào) 010V =1； (9) 允許所有參數(shù)的讀／寫(xiě) =0； (10) 操作模式選擇 (外部運(yùn)行 )=2； 設(shè)定 范圍 04,68。 21 PLC 控制 程序 設(shè)計(jì) 圖 34 啟動(dòng)控制 如圖 34 所示 ， M8002 常開(kāi)觸點(diǎn)，僅在 PLC 運(yùn)行開(kāi)始時(shí)接通一個(gè)掃描周期。把M50 寄存器置為 1，完成初始化啟動(dòng)，把 K5賦值給 D10，完成設(shè)置時(shí)間參數(shù)。把 K50賦值給 T1，設(shè)置啟動(dòng)報(bào)警時(shí)間 5s。當(dāng) 5s 運(yùn)行結(jié)束， T1 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，把 M50 復(fù)位。同時(shí)，語(yǔ)句轉(zhuǎn)到 P20 地址，啟動(dòng)報(bào)警 ,或者過(guò)壓時(shí)同樣啟動(dòng)報(bào)警。 圖 35 讀寫(xiě)模擬量 如圖 35 所示 ， M8000 常開(kāi)觸點(diǎn)， PLC 運(yùn)行時(shí)一直接通。 把 k0 寫(xiě)入 0模塊 BFM17中，設(shè)置通 道 CH0，把 k2 賦值給 0模塊 BFM17 中，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，把轉(zhuǎn)化成的數(shù)據(jù)量 0模塊 BFM0 中的數(shù)據(jù)讀取到 D160 中。完成讀取模擬量。 M8000 常開(kāi)觸點(diǎn)， PLC 運(yùn)行時(shí)一直接通。把 D150 寫(xiě)入 0模塊 BFM16 中，設(shè)置通道 CH1，把 k4 賦值給 0模塊 BFM17 中，實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換，把轉(zhuǎn)化成的數(shù)據(jù)量 D150 轉(zhuǎn)化成模擬量 0 寫(xiě)到 0模塊 BFM17 中。完成模擬量輸出。 圖 36 壓力值校正 22 如圖 36 所示 ， M8000 常開(kāi)觸點(diǎn)， PLC 運(yùn)行時(shí)一直接通。把 D160 的數(shù)據(jù)除以 k25，把余數(shù)存到 D102 中，商存到 D101 中，進(jìn)行壓力值校正。把 D150 除以 k50，把商存到 D102 中，余數(shù)存到 D103 中，完成轉(zhuǎn)速值的校正。 圖 37 PID運(yùn)算 如圖 37 所示 ， M8000 常開(kāi)觸點(diǎn)， PLC 運(yùn)行時(shí)一直接通。把 k30 賦值給 D120，完成了采樣時(shí)間的設(shè)定。把 k1 賦值給 D121，設(shè)定動(dòng)作方向。把 k10 賦值給 D122，設(shè)定濾波系數(shù)。把 k70 賦值給 D123，設(shè)定比例系數(shù)。把 k10 賦值給 D124，設(shè)定積分時(shí)間。把 K10 賦 值給 D125，設(shè)定積分增益。完成 PID 的設(shè)定，把轉(zhuǎn)化成的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化到D150 中。 圖 38 手動(dòng) 與 自動(dòng)跳轉(zhuǎn) 如圖 38 所示 ， 通過(guò)觸摸屏手動(dòng)啟動(dòng) 1泵（ M100 為 1）， M501 自鎖保護(hù)。啟動(dòng)手動(dòng)運(yùn)行模式，程序跳轉(zhuǎn)到 P10 地址。 M500 為 1，進(jìn)入自動(dòng)啟動(dòng) 模式。如果觸摸屏沒(méi)有自動(dòng)啟動(dòng)命令，程序結(jié)束。 23 圖 39 指示燈及故障報(bào)警 如圖 39 所示 ， Y000 為 1，（ 1泵啟動(dòng)）， 1泵水流開(kāi)關(guān)閉合，把 T20 的時(shí)間設(shè)為 3s，同理， Y001 為 1，（ 2泵 啟動(dòng)）， 2泵水流開(kāi)關(guān)閉合，把 T21 的時(shí)間設(shè)為 3s。實(shí)現(xiàn)無(wú)水流指示延時(shí)。延遲時(shí)間到， T T21 產(chǎn)生一個(gè)上升沿脈沖信號(hào)， Y004 設(shè)為1（報(bào)警器警報(bào)），同時(shí)設(shè)定計(jì)數(shù)器。 M104 清除報(bào)警。重置 Y004 和 C100 都為 0。 圖 310 自動(dòng)運(yùn)行 如圖 310 所示 ， 系統(tǒng)進(jìn)入 自動(dòng) 運(yùn)行畫(huà)面后， 按下“啟動(dòng)”按鈕， M500 得電，供水系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng) T20 或 T21 接受到上脈沖時(shí)，系統(tǒng)故障報(bào)警。按下“清除報(bào)警”M104 得電， Y004 和 C100 復(fù)位，系統(tǒng)消除故障報(bào)警。 1泵運(yùn)行，或 2泵運(yùn) 行，把 D10的值賦值給 T10 設(shè)定時(shí)間，預(yù)置時(shí)間結(jié)束， T10 接觸器為 1，變頻器正轉(zhuǎn)啟動(dòng)端子 STF。 對(duì)應(yīng)自動(dòng)運(yùn)行模式觸摸屏界面如 圖 310 所示 ： 24 圖 311 自動(dòng)運(yùn)行模式觸摸屏界面 圖 312 手動(dòng) 運(yùn)行 如圖 312 所示 ， 在觸摸屏上，當(dāng)按下畫(huà)面中的“ 1 號(hào)按鈕” ， PLC 中 M100 得電同時(shí) M504 得電自鎖， 1 號(hào)水泵啟動(dòng)；同理當(dāng)按下畫(huà)面中的“ 2 號(hào)按鈕” ， PLC 中M101 得電同時(shí) M505 得電自鎖， 2 號(hào)水泵延時(shí) 10秒后啟動(dòng)。 1 號(hào)水泵和 2號(hào)水泵不能同時(shí)運(yùn)行。設(shè)定 T30 時(shí)間為 1s，預(yù)置時(shí)間到，變頻器正轉(zhuǎn)啟動(dòng)端子 STF。 按下“停止” ， M102 得電斷開(kāi)， 1號(hào)水泵或 2 號(hào)水泵停止運(yùn)行。 對(duì)應(yīng)手動(dòng)運(yùn)行模式觸摸屏界面如 圖 312 所示 ： 25 圖 313 手動(dòng)運(yùn)行模式觸摸屏界面 圖 314 報(bào)警啟動(dòng) 如圖 314 所示 ， 報(bào)警 程序啟動(dòng) ，時(shí)間為 K50。 END 程序結(jié)束。 26 結(jié) 論 本論文研究的是變頻恒壓供水系統(tǒng)。 變頻 恒壓供水系統(tǒng)以 PLC和變頻器為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助于 PLC強(qiáng)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(shí)現(xiàn)了恒壓供水的控制。該系統(tǒng)采用 PCL控制變頻器進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)，按實(shí)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(shí)現(xiàn)恒壓供水，使給水泵始終在高效率下運(yùn)行，在啟動(dòng)時(shí)壓力波動(dòng)小，可控制在給定值的 5%范圍內(nèi)。 變頻 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(jì)的 變頻 恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速 度快。 實(shí)現(xiàn)了恒壓自動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班，節(jié)約管理費(fèi)用 ， 對(duì)整個(gè)供水過(guò)程來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好，管理人員可根據(jù)每個(gè)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(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。 目前在國(guó)內(nèi)外變頻 恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中，對(duì)于能適應(yīng)不同的用水場(chǎng)合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性 的變頻恒 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(jìn)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(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中 。 27 致 謝 大學(xué)本科的四年學(xué)習(xí)生活，在愉快而緊張中轉(zhuǎn)眼也要告以段落了。 該課題 的 設(shè)計(jì)工作是在 梅秋燕 老師悉心指導(dǎo)下的結(jié)果。在此，我致以衷心的感謝和誠(chéng)摯的敬意！ 我在選題和 設(shè)計(jì) 中得到了 梅秋燕 老師的耐心指導(dǎo)和無(wú)私的幫助，她在課題 設(shè)計(jì) 的過(guò)程中，給予 我們 大量有啟發(fā)性的指導(dǎo)。在與她的討論和請(qǐng)教的過(guò)程中，我受益非淺，使得在碰到問(wèn)題時(shí)得以一一順利地解決，經(jīng)過(guò)近 2 個(gè)月的努力，最終初步完成了 該 課題的 設(shè)計(jì) 。在此，作者表示深深的謝意。 四年來(lái)我一 直在一種非常融洽、和諧、上進(jìn)的氣氛中學(xué)習(xí)，不斷取得進(jìn)步，得到了眾多人的幫助。在此，誠(chéng)摯的感謝四年來(lái)默默為我們付出的 機(jī)電與自動(dòng)化學(xué)院的所有 老師，感謝多年來(lái)一直在背后默默支 持我的父母，是你們無(wú)言的關(guān)懷、鼓勵(lì)和寬容，才使我有了這樣的動(dòng)力， 沒(méi)有你們，也就沒(méi)有今天的我。 28 參考文獻(xiàn) [1] 三菱公司 .MTSUBISHI FX2N 可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè) .2021： 158169. 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