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變頻恒壓供水系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計-wenkub.com

2025-06-23 10:45 本頁面
   

【正文】 附錄 主程序梯形圖[ edit ] See al。在此謹向老師表示最衷心的感謝。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計參考文獻[1] 臺方. 可編程序控制器應(yīng)用教程[M].北京:中國水利水電出版社,[2] 武鋒. 可編程控制器PLC的基本原理及應(yīng)用[J] 電子世界,2002, (11)[3] 吳忠智,: 機械工業(yè)出版社,2003[4] 曾毅,王效良,2004[5] 張鳳池. 現(xiàn)代工廠電氣控制[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,[6] . 北京:北京航空航天大學(xué)出版社[7] 王永華. 現(xiàn)代電氣控制及可編程控制技術(shù)[M]. 北京:北京航空航天出版社,[8] 金傳偉,電子技術(shù)應(yīng)用,[9] [M].北京:機械工業(yè)出版社,2008,1416[10] [M].北京:機械工業(yè)出版社,1998[11] 馬桂梅,譚光儀,[J],四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報,2003[12] 林俊贊,李雄松,[J],電機電器技術(shù),1999[13] [M].重慶:重慶大學(xué)出版社,1996[14] [J],南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2004[15] 耿紅旗,[M].北京:中國水利水電出版社,2001[16] [J],南寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2004,4[17] Cynthia Logic Controller[J],the free wikipedia encyclopedia,[18] energysaving technolgy of waterinjection systems in domestic and abroad oil filed[J],Energy Convervation of Oilfiled 致 謝首先衷心的感謝我的論文指導(dǎo)老師。在提高自己的同時,我也更加清楚的認識到自己的一些不足之處。該系統(tǒng)利用單臺變頻器實現(xiàn)多臺水泵電機的軟起動和調(diào)速,摒棄了原有的自耦降壓起動裝置,同時把水泵電機控制納入自動控制系統(tǒng)。為了加強系統(tǒng)的安全性,系統(tǒng)還為不同的用戶設(shè)置了相應(yīng)的權(quán)限。(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。 通信協(xié)議的設(shè)置 新建工程與組態(tài)變量雙擊“”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。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(yīng)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。本系統(tǒng)是一個單閉環(huán)系統(tǒng)。數(shù)字PID控制算法是通過對式()離散化來實現(xiàn)的。積分作用的強弱取決于積分時間常數(shù)Ti,Ti越大,積分作用越弱,易引起系統(tǒng)超調(diào)量加大,反之則越強,易引起系統(tǒng)振蕩。相應(yīng)的傳遞函數(shù)形式: ()PID控制器各環(huán)節(jié)的作用及調(diào)節(jié)規(guī)律如下:(1) 比例環(huán)節(jié):成比例地反映控制系統(tǒng)偏差信號的作用,偏差e(t)一旦產(chǎn)生,控制器立即產(chǎn)生控制作用,以減少偏差,但不能徹底消除系統(tǒng)偏差,系統(tǒng)偏差隨比例系數(shù)Kp的增大而減少,比例系數(shù)過大將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。具有理論成熟,算法簡單,控制效果好,易于為人們熟悉和掌握等優(yōu)點。 初始化子程序SBR_0梯形圖(2) PID控制中斷子程序首先將由AIW0輸入的采樣數(shù)據(jù)進行標準化轉(zhuǎn)換,經(jīng)過PID運算后,再將標準值轉(zhuǎn)化成輸出值,由AQW0輸出模擬信號。 變頻恒壓供水系統(tǒng)主程序流程圖 2泵變頻運行控制流程圖 2泵工頻運行控制流程圖 控制系統(tǒng)子程序設(shè)計(1) 初始化子程序SBR_0首先初始化變頻運行的上下限頻率,在第二章水泵切換分析中已說明水泵變頻運行的上下限頻率分別為50HZ和20HZ。詳細的主程序梯形圖請參考附錄C。當故障信號產(chǎn)生時,相應(yīng)的指示燈會出現(xiàn)閃爍的現(xiàn)象,同時報警電鈴響起。(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)。(3) 水泵的軟啟動程序增減泵或倒泵時復(fù)位變頻器為軟啟動做準備,同時變頻泵號加一,并產(chǎn)生當前泵工頻啟動脈沖信號和下一臺水泵變頻啟動脈沖信號,延時后啟動運行。(1) 系統(tǒng)初始化程序在系統(tǒng)開始工作的時候,先要對整個系統(tǒng)進行初始化,即在開始啟動的時候,先對系統(tǒng)的各個部分的當前工作狀態(tài)進行檢測,如出錯則報警,接著對變頻器變頻運行的上下限頻率、PID控制的各參數(shù)進行初始化處理,賦予一定的初值,在初始化子程序的最后進行中斷連接。白天、夜間模式的給定壓力值不同,兩個恒壓值是采用數(shù)字方式直接在程序中設(shè)定的。(3) 程序的結(jié)構(gòu)及程序功能的實現(xiàn)由于模擬量單元及PID調(diào)節(jié)都需要編制初始化及中斷程序,本程序可分為三部分:主程序、子程序和中斷程序。(2) 多泵組泵站泵組管理規(guī)范由于變頻器泵站希望每一次啟動電動機均為軟啟動,又規(guī)定各臺水泵必須交替使用,多泵組泵站泵組的投運要有個管理規(guī)范。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 系統(tǒng)軟件設(shè)計分析硬件連接確定之后,系統(tǒng)的控制功能主要通過軟件實現(xiàn),結(jié)合泵站的控制要求,對泵站軟件設(shè)計分析如下:(1) 由“恒壓”要求出發(fā)的工作泵組數(shù)量管理為了恒定水壓,在水壓降落時要升高變頻器的輸出頻率,且在一臺水泵工作不能滿足恒壓要求時,需啟動第二臺水泵。本變頻恒壓供水系統(tǒng)有11個數(shù)字量輸出信號和1個模擬量輸出信號。(5) 系統(tǒng)要有完善的報警功能。(2) 在用水量小的情況下,如果一臺水泵連續(xù)運行時間超過3h,則要切換下一臺水泵,即系統(tǒng)具有“倒泵功能”,避免某一臺水泵工作時間過長。同理,3水泵的控制原理也是如此。(2)自動控制:在正常情況下變頻恒壓供水系統(tǒng)工作在自動狀態(tài)下。單刀雙擲開關(guān)SA打至1端時開啟手動控制模式,此時可以通過開關(guān)分別控制三臺水泵電機在工頻下的運行和停止。對變頻器頻率進行復(fù)位是只提供一個干觸發(fā)點信號,本系統(tǒng)通過一個中間繼電器KA的觸點對變頻器進行復(fù)頻控制。當采用手動控制時,必須采用自耦變壓器降壓啟動或軟啟動的方式以降低電流,本系統(tǒng)采用軟啟動器。初始運行時,必須觀察電動機的轉(zhuǎn)向,使之符合要求。同樣從工頻轉(zhuǎn)為變頻時,也必須先將工頻接觸器斷開,才允許接通變頻器輸出端接觸器,所以KM1和KMKM3和KMKM5和KM6絕對不能同時動作,相互之間必須設(shè)計可靠的互鎖。當電機工頻運行時,連接至變頻器的隔離開關(guān)及變頻器輸出端的接觸器斷開,接通工頻運行的接觸器和隔離開關(guān)。接觸器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(guān);FU為主電路的熔斷器。由于實際中需要模擬量輸入點1個,模擬量輸出點1個,所以需要擴展,擴展模塊選擇的是EM235,該模塊有4個模擬輸入(AIW),1個模擬輸出(AQW)信號通道。S7200型PLC的結(jié)構(gòu)緊湊,價格低廉,具有較高的性價比,廣泛適用于一些小型控制系統(tǒng)。實際的機組切換判別條件如下[11]:加泵條件: 且延時判別成立 ()減泵條件: 且延時判別成立 ()式中: :上限頻率 :下限頻率:設(shè)定壓力 :反饋壓力53變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計第3章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 系統(tǒng)主要設(shè)備的選型根據(jù)基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)的原理,: 系統(tǒng)的電氣控制總框圖由以上系統(tǒng)電氣總框圖可以看出,該系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備應(yīng)包括以下幾部分:(1) PLC及其擴展模塊、(2) 變頻器、(3) 水泵機組、(4) 壓力變送器、(5) 液位變送器。如果用水狀況不變,供水泵站中的所有能夠自動投切的機組將一直這樣投入—切出—再投入—再切出地循環(huán)下去,這增加了機組切換的次數(shù),使系統(tǒng)一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)之中,實際供水壓力也會在很大的壓力范圍內(nèi)震蕩。所以選擇50HZ和20HZ作為水泵機組切換的上下限頻率。其實,在實際應(yīng)用中,變頻器的輸出頻率是不可能降到0HZ。當用水量繼續(xù)下降,并且滿足減少水泵的條件時,將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換,將另一臺工頻泵M3關(guān)掉。反之,當用水量減少水壓增加時,通過壓力閉環(huán),減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值。:恒壓供水系統(tǒng)通過安裝在用戶供水管道上的壓力變送器實時地測量參考點的水壓,檢測管網(wǎng)出水壓力,并將其轉(zhuǎn)換為4—20mA的電信號,此檢測信號是實現(xiàn)恒壓供水的關(guān)鍵參數(shù)。由于本系統(tǒng)能適用于不同的供水領(lǐng)域,所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運行,防止因電機過載、變頻器報警、電網(wǎng)過大波動、供水水源中斷造成故障,因此系統(tǒng)必須要對各種報警量進行監(jiān)測,由PLC判斷報警類別,進行顯示和保護動作控制,以免造成不必要的損失。供水控制器是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。另外為加強系統(tǒng)的可靠性,還需對供水的上限壓力和下限壓力用電接點壓力表進行檢測,檢測結(jié)果可以送給PLC,作為數(shù)字量輸入;水池水位信號反映水泵的進水水源是否充足。 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制方案的確定 變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成及原理圖PLC控制變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有變頻器、可編程控制器、壓力變送器和現(xiàn)場的水泵機組一起組成一個完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng),:從圖中可看出,系統(tǒng)可分為:執(zhí)行機構(gòu)、信號檢測機構(gòu)、控制機構(gòu)三大部分
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