【正文】 達到穩(wěn)定供水。 判斷反饋值為 H≤ 時，則一號水泵變速運行。 判斷反饋值為 H≥ ，則使一號水泵定速工作，同時使二號水泵變速工作。 在此，謝謝指導老師的悉心教導以及學校給予我的 大力支持！ 附錄 附程序說明與文字解釋 33 啟動變頻器工作 PLC 接收壓力變送器反饋的值，與設定值進行以系列計算之后輸出一個值控制變頻器的輸出頻率，同時根據(jù)輸出 AC0 的值判斷電動機工作的臺數(shù)與狀態(tài)。 在論文工作中，譚老師 為我提供了大量的研究資料，并給予了精心指導，從開題到實驗研究到論文撰寫，提出 了很多非常好的意見和建議。導師淵博的學識，優(yōu)秀的師德，深厚的學術造詣和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度使我受益匪淺。 [15]趙小惠，趙小娥 .基于可編程控制器的恒壓供水系統(tǒng)設計 2020(2)： 1820 [16]高宏巖 .基于 PLC的模糊控制恒壓供水系統(tǒng)設計 .中國農村水利水電 2020(4)：48， 49 [17]張斌 .PLC和變頻調速技術在恒壓供水系統(tǒng)中的應用 .電力學報， 2020 21(4) [18]劉大銘，沈暉 .基于 PLC的變頻調速恒壓供水系統(tǒng)設計 .寧夏工程技術，2020(3): 251一 257。 31 參考文獻 [1] 李良仁 .變頻調速技術與應用 .北京：電子工業(yè)出版社， ： 8592 [2] 康梅，朱莉 .變頻器使用指南 .北京：化學工業(yè)出版社， ： 174179 [3] 李白先，黃哲 .變頻器使用技術與維修精要 .北京：人 民郵電出版社， ： 157161 [4] 魏連榮 .變頻器應用技術及實例解析 .北京：化學工業(yè)出版社， ： 73133 [5] 吳中俊，黃永紅 .可編程序控制器原理及應用 .第二版 .北京：機械工業(yè)出版社， [6] 廖常初 .PLC編程及應用 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [7] 韓安榮 .通用變頻器及其應用 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [8]廖常初 .PLC 編程及應用 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2020. [9]吳忠智，吳加林。不知之處在于，在對壓力界限判斷上，若水壓變化在界限附近，容易造成系統(tǒng)頻繁切換水泵工作狀態(tài)，對機械產(chǎn)生不利影響。 SB1 按鈕，水泵停機。 ， PLC 控制一號水泵變頻運行，并根據(jù)壓力傳感器的回傳值增大或減小運行頻率。 接收來自壓力傳感器的信號，因為初始時供水管網(wǎng)需要充水，故初始壓力接近外界大氣壓，采集到的數(shù)據(jù)會呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，此時 PLC控制一、二號水泵以工頻運轉。 （ 4）與變頻器有關的模擬信號線最好選用屏蔽雙絞線，動力電纜選用屏蔽的三芯電纜（其規(guī)格要比普通電機的電纜大檔）或遵從變頻器的用戶手冊。如果控制電纜和電源電纜交叉，應盡可能使它們按 90度角交叉。 （ 3）機電纜應獨立于其它電纜走線，其最小距離為 500mm。這樣減小了電纜的對地電容，減少干擾的發(fā)射源。不論哪種方式，變頻器應垂直安裝。 安裝方式 （ 1）墻掛式安裝變頻器與周圍物體之間的距離應滿足下列條件：兩側≥100mm；上下≥ 150mm。 所以要避開下列場所： （ 1）環(huán)境溫度超過 0 ~ 50℃的范圍； （ 2）相對濕度超過 85%或者存在露水凝聚（由溫度突變或其他因素所引起的）； （ 3）太陽光直接照射； （ 4）有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等； （ 5）有打量鐵屑及灰塵； （ 6）頻繁或連續(xù)的振動 ，振動頻率為 10 ~ 55Hz、幅度為 ； （ 7）超過 10g（重力加速度）的沖擊。 PLC安裝位置確定 可編程控制器（ PLC）是一種新型的通用自動化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術、計算機技術和通訊技術融為一體，具有控制功能強，可靠性高，使用 靈活方便，易于擴展等優(yōu)點而應用越來越廣泛。 PLC 在每次掃描中，對輸入信號采樣一次，對輸出刷新一次。工作周期的長短與程序的長短 (即組成程序的語句多少 )、指令的種類和 CPU 執(zhí)行的速度有很大關系。此時，將元素映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)轉存到輸出鎖存電路，再去驅動用戶輸出設備(負載 )，這才是 PLC 的實際輸出。但這個結果在全部程序未被執(zhí)行完畢之前不會送到端子上。每掃描到一條指令時，所需要的輸入狀態(tài)或其他元素的狀態(tài)分別由輸入映像寄存器和元素映像寄存器中讀出，然后將執(zhí)行結果寫入到元素映像寄存器中。輸入狀態(tài)的變化只能在下一個工作周期的輸入采樣階段才被重新讀入。在程序執(zhí)行期間，所需輸入信息取自輸入映像寄存器的內容。 PLC 的工作過程就是程序執(zhí)行過程。一方面，掃描到的指令被執(zhí)行后，其結果馬上就可以被將要掃描到的指令所利用。每掃描完一次程序就構成一個掃描周期，然后再從頭開始掃描，并周而復始。這種分時操作的過程稱為 CPU 對程序的掃描。 25 所以，由梯形圖編寫指令程序時，應遵循自上而下、從左到右的順序，梯形圖中的每個符號對應于一條指令，一條指令為一個步序。 5)繼電器線圈在一個程序中不能重復使用：而繼電器的觸點，編程中可以重復使用，且使用次數(shù)不受限制。梯形圖中繼電器的線圈又是廣義的，除了輸出繼電器、內部繼電器線圈外，還包括定時器、計數(shù)器、移位寄存器、狀態(tài)器等的線圈以及各種比較、運算的結果。但為了讀圖方便，常用“有電流”、“得電”等來形象地描述用戶程序解算中滿足輸出線圈的動作條件，它僅僅是概念上虛擬的“電流”，而且認為它只能由左向右單方向流：層次的改變也只能自上而下。梯形圖所使用的元件編號地址必須在所使用 PLC 的有效范圍內。 通常微、小型 PLC主要采用繼電器梯形圖編程，其編程的一般規(guī)則有： 1)梯形圖按自上而下、從左到 右的順序排列。這種方式容易構思，是一種常用的程序表達方式。由指令構成的能夠完成控制任務的指 令組合就是指令表，每一條指令一般由指令助記符和作用器件編號組成，比較抽象，通常都先用其它方式表達，然后改寫成相應的語句表，編程設備簡單價廉。繼電器梯形圖多半適用于比較簡單的控制功能的編程，絕大多數(shù) PLC 用戶都首選使用梯形圖編程。盡管國內外不同廠家采用的編程語言不盡相同，但程序的表達方式基本類似，主 要有四種形式：梯形圖、指令表、狀態(tài)轉移圖和高級語言。 PLC 程序 PLC 程序設計方法的分析 PLC 是由繼電器接觸器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的一種新型的工業(yè)自動化控制裝置。 點用于在一號泵有故障時手動啟用三號泵代替一號泵的工作。傳感器的量程為 0～ ，工作溫度為 5℃ ～60℃ ，輸出電壓為 0～ 5V，作為本系統(tǒng)的反饋信號供給 PLC。該傳感器采用硅壓阻效應原理實現(xiàn)壓力測量的力 電轉換。 22 PLC 及壓力傳感器的選擇 圖 31 西門子系列 PLC 實物圖 水泵 M M M3 可變頻運行，也可工頻運行，需要 6 個輸出點，根據(jù)系統(tǒng)設計要求需要五個輸入點，則選擇西門子的 S7200 系列 PLC。當 PLC 處于停狀態(tài)時，只進行內部處理和通信操作服務等內容。 PLC 的掃描過程分為內部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個階段。由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可 以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設備與 PLC 相應的 I/O 端相連接，即可投入運行。 編程簡單易學 PLC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。 采用模塊化結構 為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC 以外，絕大多數(shù) PLC 均采用模塊化結構。另外為了提高操作性能，它還有多種人 機對話的接口模塊 。 21 豐富的 I/O 接 口模塊 PLC 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如： 交流或直流； 開關量或模擬量； 電壓或電流； 脈沖或電位； 強電或弱電等。 (6)良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況， CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大。 (4)采用性能優(yōu)良的開關電源。 PLC 的特點如下： 高可靠性 (1)所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內部電路之間電氣上隔離。 可編程控制器 (PLC) PLC 的定義及特點 在 PLC 的發(fā)展過程中，美 國電 氣制造商協(xié)會（ NEMA）經(jīng)過 4 年的調查，于1980 年把這種新型的控制器正式命名為可編程序控制器（ Programmable Controller），英文縮寫為 PC，并作如下定義： “可編程序控制器是一種數(shù)字式電子裝置。對同一擋中電動機容量較大者，制動轉矩與額定轉矩的比值偏小。對同一擋中電動機容量較小者，制動轉矩與額定轉矩的比值偏大。但按說明書上選擇電阻時須注意下面問題，變頻器生產(chǎn)廠家為了減少制動電阻檔次，常常對若干種不同容量的電動機提供相同阻值和容量的制動電阻。 標稱截 面 /mm2 0R /(mΩ /m) 制動電阻 準確計算制動電阻值十分麻煩，在實際工作中基本不用。 由公式（ ）得： (??U ～ ） V 由公式（ ）得： mΩ/m ?? 0R mΩ/m 根據(jù)表 判斷所需的導線截面積，為了滿足控制系統(tǒng)的要求 ，應該選擇截面積為 16 2mm 的導線。由上兩式可直接求出 0R 的取值范圍。所以，在決定變頻器和電動機之間導線的線徑時，最關鍵 的因素便是線路電壓降 U? 的影響。 (2)變頻器和電機之間的導線 因為頻率下降時，電壓也要下降，在電流相等的情況下，線路電壓降 U? 在輸出電壓中的比例將上升，而電動機得到電壓的比例則下降。 19 根據(jù)上述數(shù)據(jù)施奈德的 LC1— D150，滿足參數(shù)要求，可以選擇 主電路的線徑 (1)電源和變頻器之間的導線 一般說來，和同容量普通電動機的電線選擇方法相同。 接觸器 (1)主要作用：可通過按鈕開關方便地控制變頻器的通電與斷電；變頻器發(fā)生故障時，可自動切斷電源。 為了避免誤動作，斷路器的額定電流 QNI 應選： NQN II )~(? () 其中 NI 為變頻器的額定電流。當變頻器輸入側發(fā)生短路等故障時，進行保護。 根據(jù)計算所得的所需參數(shù)可以選取西門子 MicroMaster430（風機水泵專業(yè)）變頻器，具體的可以選擇 MM430110K型號的變頻器，他配接電機的容量是 110kw，額定電流為 205A 滿足使用需求，可以選擇。 從計算功率的角度： 對于連續(xù) 運轉的變頻器必須同時滿足以下 3 個計算公式： (1)滿足負載輸出： P≥Pm／ η () (2)滿足電動機容量： P≥√3KUeIe cosφ 103 () (3)滿足電動機電流： I≥KIe () 18 式中 P 為變頻器容量（單位 kW）， PM負載要求的電動機軸輸出功率（單位 kW）， Ue 為電動機額定電壓（單位 V）， Ie 為電動機額定電流（單位 A），η為電動機效率（通常約為 0． 85）， cosφ 為電動機功率因數(shù)（通常約為 0． 75），k 是 電流波形補償系數(shù)（由于變頻器的輸出波形并不是完全的正弦波，而含有高次諧波的成分，其電流應有所增加，通常 K 約為 1． 05～ 1． 1）。 （ 4）經(jīng)測試，電動機實際功率確實有富余，可以考慮選用功率小于電動機功率的變頻器，但要注意瞬時峰值電流是否會造成過電流保護動作。 （ 2）在變頻器的功率分級與電動機功率分級不相同時，則變頻器的功率要盡可能接近電動機的功率，但應略大于電動機的功率。 從效率的角度： 系統(tǒng)效率等于變頻器效率與電動機效率的乘積，只有兩者都處在較高的效率下工作時，則系統(tǒng)效率才較高。需要著重指出的是，確定變 頻器容量前應仔細了解設備的工藝情況及電動機參數(shù)，例如潛水電泵、繞線轉子電動機的額定電流要大于普通籠形異步電動機額定電流，冶金工業(yè)常用的輥道用電動機不僅額定電流大很多，同時它允許短時處于堵轉工作狀態(tài)，且輥道傳動大多是多電動機傳動。 選擇變頻器時，只有變頻器的額定電流是一個反映半導體變頻裝置負載能力的關鍵量。 17 從電流的角度： 大多數(shù)變頻器容量可從三個角度表述：額定電流、可用電動機功率和額定容量。 適用場合 一般風機、泵類等 較高精度調速，控制 一般工業(yè)上的調速或控制 所有調速或控制 伺服拖動、高精傳動、轉矩控制 負荷起動、起重負載轉矩控制系統(tǒng)