【正文】 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了同學(xué)們的很大幫助，在次也表示衷心感謝。張老師在我論文的前期準(zhǔn)備、編寫(xiě)過(guò)程及收尾階段都給予了很多幫助和指導(dǎo)意見(jiàn)。產(chǎn)品以其性能優(yōu)異、技術(shù)先進(jìn)、服務(wù)周到，贏得了廣大用戶(hù)的贊譽(yù)和信賴(lài)。本系統(tǒng)完全按照由建設(shè)部1994年1月批準(zhǔn)并頒布的《JG/T300993微機(jī)控制變頻調(diào)速給水設(shè)備》為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)和質(zhì)量檢驗(yàn)。該系統(tǒng)可根據(jù)管網(wǎng)瞬時(shí)壓力變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)某臺(tái)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速和多臺(tái)水泵電機(jī)的投入和退出運(yùn)行，滿(mǎn)足用戶(hù)恒壓變量供水及變壓變量供水的需要，使供水管網(wǎng)末端壓力保持恒定，使得整個(gè)供水系統(tǒng)始終保持高效節(jié)能的最佳狀態(tài)。生活變頻給水設(shè)備是將交流變頻調(diào)速技術(shù)、可編程控制技術(shù)應(yīng)用于水泵自動(dòng)控制設(shè)備之中，與電機(jī)泵組相結(jié)合的新型機(jī)電一體化供水裝置?，F(xiàn)將工作總結(jié)如下： 1．首先制定系統(tǒng)的總體方案和實(shí)施的步驟，了解系統(tǒng)的工作原理、控制任務(wù)、總體結(jié)構(gòu)、工作流程以及完成系統(tǒng)所需要的硬件，設(shè)計(jì)好相關(guān)的電路接線(xiàn)圖，控制原理圖，外部端子圖等； 2．熟悉了PLC硬件的工作原理，完成了PLC軟件的開(kāi)發(fā)，成功實(shí)現(xiàn)了用一臺(tái)PLC和一臺(tái)變頻器對(duì)三臺(tái)水泵的順序控制，達(dá)到了恒壓供水的目標(biāo)，并將高效節(jié)能的變頻調(diào)速技術(shù)成功的應(yīng)用到了系統(tǒng)中，達(dá)到了節(jié)能供水的目標(biāo)。根據(jù)實(shí)際使用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用變頻式恒壓供水，可節(jié)電30～60％。變頻式恒壓供水的最大好處，就是用多少水供多少水，不做無(wú)用功，因而達(dá)到節(jié)能節(jié)水的目的。經(jīng)過(guò)測(cè)試，結(jié)果表明上述功能一切正常，可以進(jìn)行總體調(diào)試。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試主要是根據(jù)特定工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中可能出現(xiàn)的情況對(duì)PLC程序進(jìn)行調(diào)試，檢查它是否與預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)相吻合。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬調(diào)試后，說(shuō)明PLC的軟件基本上問(wèn)題不會(huì)太大。在模擬調(diào)試中，我們主要目的是檢查程序的流程是否正確，硬件需要PLC、RS232C電纜、微機(jī)、24V直流電源。 PLC程序的運(yùn)行和模擬調(diào)試 PLC程序編制完成后，將PLC和計(jì)算機(jī)用RS232C電纜連接，將程序傳給PLC，PLC可以單獨(dú)運(yùn)行程序，也可以在計(jì)算機(jī)上在線(xiàn)運(yùn)行程序。③如果是M14 ，我們就保持3水泵電機(jī)運(yùn)行，延時(shí)5秒后，再啟動(dòng)1水泵電機(jī)啟動(dòng)；使1水泵電機(jī)工作運(yùn)行3小時(shí)，并且隨時(shí)的檢測(cè)1水泵電機(jī)是否有故障；如果故障反饋信號(hào)X0000為OFF或X0002為OFF時(shí)，則直接啟動(dòng)2水泵電機(jī)；如果故障反饋信號(hào)無(wú)故障時(shí)，則使3水泵電機(jī)運(yùn)行3個(gè)小時(shí)，然后把1水泵電機(jī)停止；延時(shí)5秒后，再啟動(dòng)2水泵電機(jī)；然后，循環(huán)地按照“先啟先停”原則來(lái)運(yùn)行這個(gè)系統(tǒng)。②當(dāng)突然變化到該工作模式時(shí)，我們先根據(jù)此時(shí)在未變化時(shí)是哪幾臺(tái)電機(jī)在工作，按照水泵電機(jī)的“先啟先?！痹瓌t先啟動(dòng)下一臺(tái)電機(jī)，運(yùn)行一段時(shí)間后，再按照啟動(dòng)原則啟動(dòng)另外的水泵電機(jī)；當(dāng)M102突然為OFF時(shí)，我們檢測(cè)是M12，M13，M14中那一個(gè)位為ON；①如果是M12 ，我們就保持1水泵電機(jī)運(yùn)行，延時(shí)5秒后，再啟動(dòng)2水泵電機(jī)啟動(dòng)；使2水泵電機(jī)工作運(yùn)行3小時(shí)，并且隨時(shí)的檢測(cè)2水泵電機(jī)是否有故障；如果故障反饋信號(hào)X0000為OFF或X0001為OFF時(shí)，則直接啟動(dòng)3水泵電機(jī)；如果故障反饋信號(hào)無(wú)故障時(shí)，則使2水泵電機(jī)運(yùn)行3個(gè)小時(shí)，然后把1水泵電機(jī)停止；延時(shí)5秒后，再啟動(dòng)3水泵電機(jī)；然后，循環(huán)地按照“先啟先停”原則來(lái)運(yùn)行這個(gè)系統(tǒng)。⑵如果是M33和M34 ，我們就停止2水泵電機(jī)；使3水泵電機(jī)工作運(yùn)行3小時(shí)，并且隨時(shí)的檢測(cè)3水泵電機(jī)是否有故障；如果故障反饋信號(hào)X0002為OFF時(shí)，則直接啟動(dòng)1水泵電機(jī)；如果故障反饋信號(hào)X0002為ON時(shí)，則使3水泵電機(jī)運(yùn)行3個(gè)小時(shí)，然后把3水泵電機(jī)停止；延時(shí)5秒后，再啟動(dòng)3水泵電機(jī)；然后，循環(huán)地按照“先啟先停”原則來(lái)運(yùn)行這個(gè)系統(tǒng)。然后根據(jù)3水泵電機(jī)的反饋信號(hào)X0002是否為ON來(lái)做故障檢測(cè)，如果故障反饋信號(hào)X0002為OFF時(shí)，則直接啟動(dòng)3水泵電機(jī)；如果故障反饋信號(hào)X0002為ON時(shí)，則使3水泵電機(jī)運(yùn)行3個(gè)小時(shí)，然后把3水泵電機(jī)停止；延時(shí)5秒后，再啟動(dòng)3水泵電機(jī)；然后，循環(huán)地按照“先啟先?！痹瓌t來(lái)運(yùn)行這個(gè)系統(tǒng)。本程序我們分為四大部分介紹： 工作模式選擇流程圖： 所示 工作模式選擇流程圖在初始化后，通過(guò)壓力傳感器進(jìn)行采集，把壓力傳感器的電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)后，通過(guò)4AD將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為12位數(shù)字信號(hào)，運(yùn)用FROM(FNC78)指令從4AD單塊中采樣5次求平均值e(t)，然后把此平均值e(t)與分界值進(jìn)行比較，當(dāng) 0e(t)≤1023，啟動(dòng)4水泵電機(jī)變頻運(yùn)行，當(dāng)1024e(t)≤2047，啟動(dòng)一臺(tái)水泵工頻電機(jī)運(yùn)行，4水泵電機(jī)變頻運(yùn)行當(dāng)2048e(t)≤3070，啟動(dòng)兩臺(tái)水泵工頻電機(jī)運(yùn)行，4水泵電機(jī)變頻運(yùn)行當(dāng)3071e(t)≤4096，啟動(dòng)三臺(tái)水泵工頻電機(jī)運(yùn)行，4水泵電機(jī)變頻運(yùn)行 一臺(tái)主泵電機(jī)工作程序流程圖： 所示 一臺(tái)主泵電機(jī)工作程序流程圖①當(dāng)開(kāi)機(jī)時(shí)為該工作模式，我們按照水泵電機(jī)的啟動(dòng)原則先啟動(dòng)1水泵電機(jī)，然后根據(jù)1水泵電機(jī)的故障反饋信號(hào)X0000是否為ON來(lái)做故障檢測(cè)，如果故障反饋信號(hào)X0000為OFF時(shí)，則直接啟動(dòng)2水泵電機(jī)；如果故障反饋信號(hào)X0000為ON時(shí)，則使1水泵電機(jī)運(yùn)行3個(gè)小時(shí)，然后把1水泵電機(jī)停止；延時(shí)5秒后，再啟動(dòng)2水泵電機(jī)；此時(shí)啟動(dòng)了2水泵電機(jī)。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是程序開(kāi)發(fā)的原則是： 1．水泵投入順序采用的是“先停先啟”，切除順序?yàn)椤跋葐⑾韧！?，以確保3臺(tái)水泵的平均使用量一致，損耗大致相同。程序控制的目的是實(shí)現(xiàn)整個(gè)供水系統(tǒng)的恒壓自動(dòng)運(yùn)行，因此必須控制3臺(tái)水泵的順序投入與切除，使得供水量變化與用戶(hù)用水量變化基本同步，以此保證水網(wǎng)壓力恒定，同時(shí)要保證系統(tǒng)的安全性和可靠性。一下是本系統(tǒng)中使用的特殊繼電器編程地址 說(shuō)明M8000 RUN監(jiān)控M8002 初始脈沖M8004 發(fā)生出錯(cuò)　　M8005 電池電壓下降　　M8006 電池電壓下降鎖存　　M8007 電源瞬停檢測(cè)M8008 停電檢測(cè)M8009 DC24V關(guān)斷　　M8011 震蕩周期10ms　　M8012 震蕩周期100ms　　M8013 震蕩周期1s　　M8014 震蕩周期1分鐘　　M8015 計(jì)時(shí)停止及預(yù)置　　M8016 時(shí)間讀出時(shí)顯示停止　　M8017 177。以下是具體的內(nèi)部繼電器分配：名稱(chēng) 編程地址 說(shuō)明1水泵（Z2） M0002 1水泵在Z2狀態(tài)的控制信號(hào)2水泵（Z2） M0003 2水泵在Z2狀態(tài)的控制信號(hào)3水泵（Z2） M0004 3水泵在Z2狀態(tài)的控制信號(hào)1水泵轉(zhuǎn)換A M0012 Z3轉(zhuǎn)到Z2狀態(tài)水泵1的內(nèi)部停機(jī)記錄2水泵轉(zhuǎn)換A M0013 Z3轉(zhuǎn)到Z2狀態(tài)水泵2的內(nèi)部停機(jī)記錄3水泵轉(zhuǎn)換A M0014 Z3轉(zhuǎn)到Z2狀態(tài)水泵3的內(nèi)部停機(jī)記錄1水泵(Z3) M0022 1水泵在Z3狀態(tài)的控制信號(hào)2水泵(Z3) M0023 2水泵在Z3狀態(tài)的控制信號(hào)3水泵(Z3) M0024 3水泵在Z3狀態(tài)的控制信號(hào)1水泵轉(zhuǎn)換B M0032 Z2轉(zhuǎn)到Z3狀態(tài)水泵1的內(nèi)部停機(jī)記錄2水泵轉(zhuǎn)換B M0033 Z2轉(zhuǎn)到Z3狀態(tài)水泵2的內(nèi)部停機(jī)記錄3水泵轉(zhuǎn)換B M0034 Z2轉(zhuǎn)到Z3狀態(tài)水泵3的內(nèi)部停機(jī)記錄1水泵(Z4) M0062 1水泵在Z4狀態(tài)的控制信號(hào)2水泵(Z4) M0063 2水泵在Z4狀態(tài)的控制信號(hào)3水泵(Z4) M0064 3水泵在Z4狀態(tài)的控制信號(hào)特殊繼電器是告知PLC運(yùn)行狀態(tài)或異常狀態(tài)，由用途決定的繼電器。下面是本系統(tǒng)中的具體設(shè)置： 名稱(chēng) 編程地址 說(shuō)明1泵反饋信號(hào) X0000 1泵運(yùn)行時(shí)的反饋信號(hào)2泵反饋信號(hào) X0001 2泵運(yùn)行時(shí)的反饋信號(hào)3泵反饋信號(hào) X0002 3泵運(yùn)行時(shí)的反饋信號(hào)4泵反饋信號(hào) X0003 4泵運(yùn)行時(shí)的反饋信號(hào)水位信號(hào) X0004 此時(shí)一臺(tái)水泵電機(jī)工作變頻器故障信號(hào) X0005 變頻器故障信號(hào)1泵運(yùn)行 Y0002 1水泵電機(jī)運(yùn)行輸出信號(hào)2泵運(yùn)行 Y0003 2水泵電機(jī)運(yùn)行輸出信號(hào)3泵運(yùn)行 Y0004 3水泵電機(jī)運(yùn)行輸出信號(hào)4泵運(yùn)行 Y0005 4水泵電機(jī)運(yùn)行輸出信號(hào)PLC 故障指示 Y0006 PLC故障指示輸出信號(hào)1泵故障指示 Y0012 1水泵電機(jī)故障指示輸出信號(hào)2泵故障指示 Y0013 2水泵電機(jī)故障指示輸出信號(hào)3泵故障指示 Y0014 3水泵電機(jī)故障指示輸出信號(hào)4泵故障指示 Y0015 4水泵電機(jī)故障指示輸出信號(hào)2．內(nèi)部繼電器區(qū) 內(nèi)部繼電器區(qū)是PLC內(nèi)部的存儲(chǔ)區(qū)域，作為輔助編程使用。 1．輸入輸出繼電器 輸入輸出繼電器區(qū)是PLC與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的窗口，它通過(guò)按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、傳感器等輸入裝置，將指令送給PLC，經(jīng)內(nèi)部處理后，把程序的控制結(jié)果輸出到繼電器、電磁線(xiàn)圈、顯示器、接觸器等。 定時(shí)器的使用 程序中使用的繼電器 電控系統(tǒng)的邏輯功能實(shí)際上就是接收各種輸入信號(hào)并經(jīng)過(guò)處理后發(fā)出相應(yīng)的輸出信號(hào)。如果XO為不導(dǎo)通（FALSE），TO復(fù)位為零。其中XO是定時(shí)器的導(dǎo)通條件，TO是定時(shí)器寄存器，DO是數(shù)據(jù)寄存器，里面存放著一個(gè)設(shè)定的常數(shù)，YO是輸出繼電器。 定時(shí)器的使用定時(shí)器是PLC編程中常用的元件，根據(jù)單位時(shí)間設(shè)置的不同可以分為好多種定時(shí)器，（也有的PLC采用減數(shù)型定時(shí)器）。而且在程序要以助記代碼形式輸入時(shí)，邏輯塊是至關(guān)重要的。任何一組能共同產(chǎn)生一個(gè)邏輯結(jié)果的條件組合成為邏輯塊。載入和輸出指令也能使用TR區(qū)域的位，但只能用在一些特殊用途。操作位數(shù) 指定任何梯形指令的操作數(shù)位可以是在IR、SR、HR、AR、LR、TC區(qū)域內(nèi)的任何位。無(wú)論這個(gè)條件是ON還是OFF都叫做該指令的執(zhí)行條件。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)某位為ON時(shí)想要做什么時(shí)，應(yīng)使用常開(kāi)條件，當(dāng)某位為OFF時(shí)想要做什么時(shí)，應(yīng)使用常閉條件。如果操作數(shù)位為“ON”，則常開(kāi)條件為“ON”；如果操作數(shù)位為“OFF”，則常開(kāi)條件為“OFF”。但是，在我們考慮這些問(wèn)題之前，必須先解釋一些術(shù)語(yǔ)。它是與確定后面指令的執(zhí)行條件的每個(gè)條件相關(guān)位的狀態(tài)。有斜線(xiàn)穿過(guò)它們的條件為常閉條件，對(duì)應(yīng)著LOAD NOT（載入非），AND NOT（與非），OR NOT（或非）指令。行上垂直的一對(duì)線(xiàn)叫做條件。下面是一個(gè)梯形圖例子。沿指令行設(shè)置各種條件，它們連向右邊的其他指令。 基本梯形圖一個(gè)梯形圖是由左邊從一條垂直向下的線(xiàn)以及若干條與之相交并向右延伸的分支線(xiàn)組成。由一個(gè)操作數(shù)指定的位地址稱(chēng)作一個(gè)操作數(shù)位，；一個(gè)操作數(shù)指定的一個(gè)字地址稱(chēng)作一個(gè)操作數(shù)字。例如，一個(gè)有表示位源操作數(shù)的IR000的傳送指令，將IR000的內(nèi)容轉(zhuǎn)移到某些其它位置。操作數(shù)表示或給出可以完成指令的數(shù)據(jù)。 指令術(shù)語(yǔ)有兩類(lèi)基本指令用于梯形圖編程：一類(lèi)指令用來(lái)代表梯形圖上的條件，它們僅在將程序轉(zhuǎn)換為助記碼時(shí)以指令的形式使用；另一種用在梯形圖右側(cè)的指令，并按照通向它們指令行的條件來(lái)執(zhí)行。7. 運(yùn)行改程序以檢查是否存在運(yùn)行錯(cuò)誤并更正錯(cuò)誤。5. 將程序輸入到CPU單元。一張TC號(hào)程序中僅能定義一次；跳轉(zhuǎn)號(hào)01－99在每個(gè)程序也只能使用一次。2. 確定工作位用什么字，寫(xiě)出使用它們時(shí)能分配它們的表格。本系統(tǒng)所使用的方法就是將控制任務(wù)用梯形圖編程實(shí)現(xiàn)，離線(xiàn)灌入PLC，攜帶至現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)其現(xiàn)場(chǎng)功能，下面我們開(kāi)始介紹梯形圖編程德基本步驟和概念。梯形圖是一種圖形語(yǔ)言，它沿用了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制中的觸點(diǎn)、線(xiàn)圈、串并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和圖形符號(hào)，而且加入了許多功能強(qiáng)而又使用靈活的指令，將微機(jī)的特點(diǎn)結(jié)合進(jìn)去，使得編程容易。程序的表達(dá)方式基本有四種：梯形圖、指令表、邏輯功能圖和高級(jí)語(yǔ)言。水泵電機(jī)變頻運(yùn)行實(shí)現(xiàn)變頻恒壓控制。PLC根據(jù)采集的信號(hào)計(jì)算出偏差e(t)和偏差變化率ec(t)，按照PID的控制規(guī)則計(jì)算控制量u(t),并輸出控制量u(t)。這個(gè)電壓信號(hào)經(jīng)RTD模塊放大后送給三菱PLC的模擬輸入量模塊FX2N4AD轉(zhuǎn)化為12位的數(shù)字信號(hào)，該模塊有四個(gè)模擬量輸入通道，12位的分辨率，總體精度在+1%，轉(zhuǎn)換速度15ms/通道?？勺魅缦驴傮w調(diào)整： ，在不發(fā)生振蕩條件下增大其值 ，在不發(fā)主振蕩條件下減小其值 ，在不發(fā)生振蕩條件下增大其值 ，可以增大積分時(shí)間，減小微分時(shí)間， ，如果允許有小量超調(diào)的話(huà)，可以減小積分時(shí)間，增大微分時(shí)間，增大積分時(shí)間，減小微分時(shí)間。微分時(shí)間小時(shí)，發(fā)生偏差時(shí)的衰減作用小。操作量（輸出頻率）和偏差的微分值成比例動(dòng)作（D動(dòng)作）。實(shí)際中我們?nèi)?50s。積分時(shí)間大時(shí)，響應(yīng)遲后，另外，對(duì)外部擾動(dòng)的控制能力變差。積分時(shí)間：設(shè)定范圍：～3600s， ：不動(dòng)作。增益取小時(shí)，響應(yīng)遲后。 PID參數(shù)設(shè)置P增益：設(shè)定范圍：～這是操作量和偏差之間有比例關(guān)系的動(dòng)作。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。