【正文】 輔助繼電器M1,M2,M3,…M9依次控制輸出繼電器Y0,Y1,Y2,…Y7,Y10。按下SB3,斷開KM3，在10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動(dòng)M2在工頻電源下運(yùn)行。按下SB2,斷開KM0，在10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動(dòng)M1在變工頻電源下運(yùn)行。起動(dòng)1泵：接到下限信號(hào)就關(guān)閉KMKM0，吸合KM1，只剩1水泵變頻運(yùn)行。參 考 文 獻(xiàn)[1] 周萬(wàn)珍,高鴻斌(第一版).PLC分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用[M]. 北京:北京機(jī)械工業(yè)出版社,2004[2] (第二版)[M].北京:北京機(jī)械工業(yè)出版社,2000[3] [M]. 北京：航空航天大學(xué)出版社,2003[4] [M]. 北京：電子工業(yè)出版社,2005[5] [M]. 北京:北京機(jī)械工業(yè)出版社,2002[6] 彭小紅,[M]. 北京：人民郵電出版社,2004[7] [M].北京:北京機(jī)械工業(yè)出版社,2000[8] 許建平,[J].西安科技學(xué)院學(xué)報(bào),2004,(1):3239[9] [J].,(9):1626[10] [M].北京：電子工業(yè)出版社,[11] [M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,2001[12] 馬云峰,[J].西安交通大學(xué)報(bào),2006,(6):3638[13] [M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 附錄A 系統(tǒng)硬件總圖附錄B 系統(tǒng)梯形圖（1）自動(dòng)運(yùn)行部分起動(dòng)1泵按下起動(dòng)按鈕，系統(tǒng)檢測(cè)采用那種運(yùn)行模式。在此，我表示深深的謝意。致 謝大學(xué)三年的學(xué)習(xí)生活，在愉快而緊張中轉(zhuǎn)眼也要告以段落了。因?qū)崿F(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。第5章 總結(jié)本論文研究的是變頻恒壓供水系統(tǒng)。 系統(tǒng)程序梯形圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)程序的關(guān)鍵在于PLC程序的合理性、可靠性問(wèn)題。順序功能圖如圖44所示。為了防止出現(xiàn)某臺(tái)電動(dòng)機(jī)既接工頻電又接變頻電設(shè)計(jì)了電氣互鎖。 當(dāng)變頻器的運(yùn)行頻率超出一個(gè)上限信號(hào)后，PLC通過(guò)這個(gè)上限信號(hào)后將1水泵由變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，KM1斷開KM0吸合，同時(shí)KM3吸合變頻起動(dòng)第2水泵。當(dāng)用水量繼續(xù)下降，每當(dāng)減速運(yùn)行的變頻器輸出頻率降至起動(dòng)頻率時(shí)，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，直到剩下最后一臺(tái)變頻泵運(yùn)行為止。當(dāng)用水量繼續(xù)增加，變頻器輸出頻率增加至工頻時(shí)，水壓仍低于設(shè)定值，由PLC控制切換至工頻電網(wǎng)后恒速運(yùn)行；同時(shí)，使第二臺(tái)水泵M2投入變頻器并變速運(yùn)行，系統(tǒng)恢復(fù)對(duì)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。 自動(dòng)運(yùn)行由PLC分別控制某臺(tái)電機(jī)工頻和變頻繼電器，在條件成立時(shí)，進(jìn)行增泵升壓和減泵降壓控制。當(dāng)系統(tǒng)壓力不夠需要增加泵時(shí)，按下SBn（n=1,3,5）按鈕，此時(shí)切斷電機(jī)變頻，同時(shí)啟動(dòng)電機(jī)工頻運(yùn)行,再起動(dòng)下一臺(tái)電機(jī)。如果PLC接到頻率下限信號(hào)，則執(zhí)行減泵程序，減少水泵的工作數(shù)量。如果是手動(dòng)運(yùn)行模式則進(jìn)行手動(dòng)操作，人們根據(jù)自己的需要操作相應(yīng)的按鈕，系統(tǒng)根據(jù)按鈕執(zhí)行相應(yīng)操作。熔斷器(FU)是利用熱溶化來(lái)實(shí)現(xiàn)的短路保護(hù)裝置。3V（DC）。當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí)，輸入電機(jī)的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。此次使用硬件型控制形式。也就是使反饋量與日標(biāo)值相一致的一種通用控制方式。采用PID控制較其它組合控制效果要好，基本上能獲得無(wú)偏差、精度高和系統(tǒng)穩(wěn)定的控制過(guò)程。控制對(duì)象含有積分元件的負(fù)載場(chǎng)合，僅P動(dòng)作控制，有時(shí)由于此積分元件的作用，系統(tǒng)發(fā)生振蕩。但是， I動(dòng)作過(guò)強(qiáng)時(shí)，對(duì)快速變化偏差響應(yīng)遲緩。頻率檢測(cè)的上/下限信號(hào)分別通過(guò)FU和OL輸出至PLC的X2與X3輸入端作為PLC增泵減泵控制信號(hào)。該變頻器采用先進(jìn)磁通矢量控制方式，實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)調(diào)整功能，調(diào)速比可達(dá)1：120（～60Hz）；可拆御風(fēng)扇和接線端子，維護(hù)方便；柔性PWM，實(shí)現(xiàn)更低噪音運(yùn)行；內(nèi)置RS485通信口，可插擴(kuò)展卡符合全世界主要通信標(biāo)準(zhǔn)；PID等各種功能適合各種應(yīng)用場(chǎng)合?！?2)電動(dòng)機(jī)是直接在額定電壓、額定頻率下直接啟動(dòng)，還是軟啟動(dòng)。： 變頻器的結(jié)構(gòu)圖其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。交直交變頻器是先將工頻交流電通過(guò)整流器整流成直流；再把直流電經(jīng)逆變器變成頻率可調(diào)的交流電。水泵機(jī)組的選型基本原則，一是要確保平穩(wěn)運(yùn)行；二是要經(jīng)常處于高效區(qū)運(yùn)行，以求取得較好的節(jié)能效果。因此不可只從適應(yīng)水量的變化出發(fā)，使用數(shù)量較多的小泵。因此在深埋式的地下泵站可優(yōu)先考慮立式泵，半地下式和地面式泵站可用臥式泵。 水泵機(jī)組選型工作水泵型號(hào)和臺(tái)數(shù)的選擇，應(yīng)根據(jù)逐時(shí)、逐日、逐季的用水量變化，要求的水壓，機(jī)組的效率和功率因素等確定。X0接起動(dòng)按鈕，X1接停止按鈕，X2接變頻器的FU接口，X3接變頻器的OL接口，X4接M1的熱繼電器，X5接M2的熱繼電器，X6接M3的熱繼電器?？刂破饎?dòng)和停止需要2個(gè)輸入點(diǎn)，變頻器極限頻率的檢測(cè)信號(hào)占用PLC2個(gè)輸入點(diǎn)，系統(tǒng)自動(dòng)/手動(dòng)起動(dòng)需1輸入點(diǎn)，手動(dòng)控制電機(jī)的工頻/變頻運(yùn)行需6個(gè)輸入點(diǎn)，控制系統(tǒng)停止運(yùn)行需1個(gè)輸入點(diǎn)，檢測(cè)電機(jī)是否過(guò)載需3個(gè)輸入點(diǎn)，共需15個(gè)輸入點(diǎn)。PLC容量的選擇：PLC容量主要是指是PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，I/O點(diǎn)數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘可用于對(duì)信息加注時(shí)間標(biāo)記，記錄及其運(yùn)行時(shí)間或?qū)^(guò)程進(jìn)行時(shí)間控制。FX2N系列PLC 是由三菱公司近年來(lái)推出的高性能小型可編程控制器，采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)，具有較高的性能價(jià)格比，應(yīng)用廣泛。系統(tǒng)可靠性也是考慮的重要因素。PLC的程序步是由一個(gè)字構(gòu)成的，即每個(gè)程序步占一個(gè)存儲(chǔ)器單元。PLC的順序掃描工作方式使它不能可靠地接收持久時(shí)間小于掃描周期的輸入信號(hào)。除決定好I/O點(diǎn)數(shù)外，還要注意輸入輸出信號(hào)的性質(zhì)、參數(shù)等。(2)I/O點(diǎn)數(shù)是基礎(chǔ)。主要由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）接口、電源及外圍設(shè)備等幾大部分構(gòu)成。因此，合理選擇PLC，對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用。PLC是該控制系統(tǒng)的核心部件，合理選擇PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量至關(guān)重要的。所謂延時(shí)判別，是指系統(tǒng)僅滿足頻率和壓力的判別條件是不夠的，如果真的要進(jìn)行機(jī)組切換，切換所要求的頻率和壓力的判別條件必須成立并且能夠維持一段時(shí)間（比如12分鐘），如果在這一段延時(shí)的時(shí)間內(nèi)切換條件仍然成立，則進(jìn)行實(shí)際的機(jī)組切換操作；如果切換條件不能夠維持延時(shí)時(shí)間的要求，說(shuō)明判別條件的滿足只是暫時(shí)的，如果進(jìn)行機(jī)組切換將可能引起一系列多余的切換操作。這個(gè)頻率在實(shí)際應(yīng)用中就是電機(jī)運(yùn)行的下限頻率。要增加實(shí)際供水壓力，正如前面所講的那樣，只能夠通過(guò)水泵機(jī)組切換，增加運(yùn)行機(jī)組數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。盡管通用變頻器的頻率都可以在0400Hz范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但當(dāng)它用在供水系統(tǒng)中，其頻率調(diào)節(jié)的范圍是有限的，不可能無(wú)限地增大和減小。如果在晚間用水不多時(shí)，當(dāng)將最后一臺(tái)正在運(yùn)行的水泵置于低速運(yùn)行。在PLC的邏輯控制下將1泵電機(jī)與變頻器連接的電磁開關(guān)斷開，1泵電機(jī)切換到工頻運(yùn)行，同時(shí)變頻器與2泵電機(jī)連接， 控制2泵投入調(diào)速運(yùn)行。增泵工作過(guò)程：假定增泵順序?yàn)閘、3泵。變頻器根據(jù)頻率給定信號(hào)及預(yù)先設(shè)定好的加速時(shí)間控制水泵的轉(zhuǎn)速以保證水壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)恒壓控制。變頻器的上、下限頻率信號(hào)及其持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短可作為PLC進(jìn)行邏輯切換、起停泵的依據(jù)。（4）報(bào)警裝置任何一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，都離不開報(bào)警裝置。（2）信號(hào)檢測(cè)在系統(tǒng)控制過(guò)程中，需要檢測(cè)水壓信號(hào)反饋信息和系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)。②變頻器:它是對(duì)水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元。系統(tǒng)總體框圖如下： 系統(tǒng)總體框圖從整體框圖中，我們可以看出系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)檢測(cè)、人機(jī)界面、以及報(bào)警裝置等部分組成。各部分功能如下：（1）水泵用來(lái)提高水壓以實(shí)現(xiàn)向高處供水；（2）安裝于供水管道上的遠(yuǎn)傳壓力表將管網(wǎng)水壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；（3）變頻調(diào)速器用于調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)管網(wǎng)中水流量；（4）PLC用于水泵的邏輯切換、控制等；（5）外圍輔助電路可以當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可以通過(guò)人工調(diào)節(jié)方式維持系統(tǒng)運(yùn)行，以保障連續(xù)供水。系統(tǒng)主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是利用恒壓控制單元使變頻器控制一臺(tái)水泵或循環(huán)控制多臺(tái)水泵，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定和水泵電機(jī)的軟啟動(dòng)以及變頻水泵與工頻水泵的切換，同時(shí)還要能對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。而發(fā)展到現(xiàn)在為止交流電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一項(xiàng)成熟的技術(shù)，它將供給交流電機(jī)的工頻交流電源經(jīng)過(guò)二極管整流變成直流，再由IGBT或GTR模塊等器件逆變成頻率可調(diào)的交流電源，以此電源拖動(dòng)電機(jī)在變速狀態(tài)下運(yùn)行，并自動(dòng)適應(yīng)變負(fù)荷的條件。其工作原理是根據(jù)用戶用水量的變化自動(dòng)地調(diào)整水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)壓力始終保持恒定，當(dāng)用水量增大時(shí)電機(jī)加速，用水量減小時(shí)電機(jī)減速。由于實(shí)際用水中，需水量是變化的，若閥門開度在一段時(shí)間內(nèi)保持不變，必然要造成超壓或欠壓現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此，變頻調(diào)速是交流異步電機(jī)中一種比較合理和理想的調(diào)速方法，它被廣泛地應(yīng)用于對(duì)水泵電機(jī)的調(diào)速。異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速是通過(guò)改變定子供電頻率來(lái)改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。即保持供水系統(tǒng)中某處壓力的恒定，也就保證了該處的供水能力和用水流量處于平衡狀態(tài)，恰到好處地滿足了用戶所需的用水流量。如前所述，流量的大小取決于揚(yáng)程，但揚(yáng)程難以進(jìn)行具體測(cè)量和控制。揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線的交點(diǎn)，稱為供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)，如圖21中交點(diǎn)。管阻特性反映了水泵的能量用來(lái)克服泵系統(tǒng)的水位及壓力差、液體在管道中流動(dòng)阻力的變化規(guī)律。第2章 系統(tǒng)的理論分析及方案的確定 調(diào)速方式的比較與選擇供水系統(tǒng)的基本特性和工作點(diǎn)揚(yáng)程特性是以供水系統(tǒng)管路中的閥門開度不變?yōu)榍疤?，表明水泵在某一轉(zhuǎn)速下?lián)P程H與流量Q之間的關(guān)系曲線，如圖21所示。 本文的設(shè)計(jì)思想本設(shè)計(jì)針對(duì)恒壓供水控制系統(tǒng)包括軟硬件方面在工業(yè)實(shí)際應(yīng)用中具體作用進(jìn)行詳細(xì)的介紹。采用變頻調(diào)速，通過(guò)減少動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩，可以實(shí)現(xiàn)消除水錘效應(yīng)，減少了對(duì)水泵及管道系統(tǒng)所受的沖擊，可大大延長(zhǎng)水泵及管道系統(tǒng)的壽命。水錘效應(yīng)具有極