【正文】 附： 46。課題存在問題與展望：1)由于時間關(guān)系，供水監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計不夠完善，例如沒有具體寫出上位機監(jiān)控軟件程序以及對具體的監(jiān)控界面的設(shè)計和數(shù)據(jù)處理。 PLC的初始化程序 六、心得體會針對某小區(qū)的生活供水要求，設(shè)計了一套由PLC、變頻器、遠(yuǎn)壓力表、多臺水泵機組、計算機、通信模塊等主要設(shè)備構(gòu)成的全自動變頻恒壓供水系統(tǒng)及其遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)供水方式普遍存在的效率低、可靠性差、自動化程度不高等缺點，可實現(xiàn)高效節(jié)能、自動可靠、維護(hù)簡單、管理方便的恒壓供水。T35工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制全自動變頻恒壓運行方式是系統(tǒng)中最主要的運行方式，也是系統(tǒng)的主要功能，是指利用PLC控制，結(jié)合PID調(diào)節(jié)功能，通過變頻調(diào)速實現(xiàn)自動恒壓供水，其核心是根據(jù)恒壓條件下供水系統(tǒng)中水泵運行狀態(tài)及轉(zhuǎn)換過程設(shè)計的PLC控制程序。這就保證了PLC在執(zhí)行程序階段，輸入映像寄存器和輸出鎖存電路的內(nèi)容或數(shù)據(jù)保持不變。一般說來，一個掃描過程中，執(zhí)行指令的時間占了絕大部分。PLC重復(fù)地執(zhí)行上述三個階段，每重復(fù)一次的時間就是一個工作周期(或掃描周期)。3)輸出刷新階段：當(dāng)程序執(zhí)行完后，進(jìn)入輸出刷新階段。這就是說，對于每個元素來說，元素映像寄存器中寄存的內(nèi)容，會隨程序執(zhí)行的進(jìn)程而變化。2)程序執(zhí)行階段：在程序執(zhí)行階段，PLC對程序按順序進(jìn)行掃描。在本工作周期內(nèi)，即使輸入狀態(tài)變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會改變。它分為三個階段進(jìn)行，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，PLC具體的掃描過程如圖4．2所示：PLC的掃描過程示意圖1)輸入采樣階段：在開始執(zhí)行程序之前，PLC以掃描方式按順序?qū)⑺休斎攵说妮斎胄盘枲顟B(tài)(開或關(guān)、“1”或“O’’)讀入到輸入映像寄存器中寄存起來，這個過程稱為對輸入信號的采樣，或稱輸入刷新。另一方面，還可以通過CPU設(shè)置的定時器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定的時間，從而避免了由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行進(jìn)入死循環(huán)而造成故障的影響。順序掃描的工作方式簡單直觀，它簡化了程序的設(shè)計，并為PLC的可靠運行提供了非常有用的保證。掃描從0000號存儲地址所存放的第一條用戶程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲地址號遞增順序逐條掃描用戶程序，也就是順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。當(dāng)PLC運行時，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但CPU是不能同時去執(zhí)行多個操作的，它只能按分時操作原理每一時刻執(zhí)行一個操作。6)PLC在解算用戶邏輯時，是按照梯形圖由上而下、從左到右的先后順序逐步進(jìn)行的，即按掃描方式順序執(zhí)行程序，不存在幾條并列支路同時動作，這在設(shè)計梯形圖時，可以減少許多有約束關(guān)系的聯(lián)鎖電路，從而使電路設(shè)計大大簡化。4)梯形圖中信息流程從左到右，繼電器線圈應(yīng)與右母線直接相連，線圈的右邊不能有觸點，而左邊必須有觸點。3)梯形圖中的繼電器實質(zhì)上是變量存儲器中的位觸發(fā)器，相應(yīng)某位觸發(fā)器為“1態(tài) ”，表示該繼電器線圈通電，其動合觸點閉合，動斷觸點打開，反之為“0態(tài) ”。2)梯形圖是PLC形象化的編程方式，其左右兩側(cè)母線并不接任何電源，因而圖中各支路也沒有真實的電流流過。每一個邏輯行起始于左母線然后是觸點的各種連接，最后是線圈或線圈與右母線相連，整個圖形呈階梯形。高級語言類似于BACIC語言、C語言等，它們在某些廠家的PLC中應(yīng)用。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖語言(SFC)類似于計算機常用的程序框圖，但有它自己的規(guī)則，描述控制過程比較詳細(xì)具體，包括每一框前的輸入信號，框內(nèi)的判斷和工作內(nèi)容，框后的輸出狀態(tài)。指令是用英文名稱的縮寫字母來表達(dá)PLC的各種功能的助記符號，類似于計算機匯編語言。梯形圖編程語言是一種圖形化編程語言，它沿用了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制中的觸點、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語和圖形符號，與傳統(tǒng)的繼電器控制原理電路圖非常相似，但又加入了許多功能強而又使用靈活的指令，它比較直觀、形象，對于那些熟悉繼電器一接觸器控制系統(tǒng)的人來說，易被接受。采用了面向控制過程、面向問題、簡單直觀的PLC編程語言，易于學(xué)習(xí)和掌握。這種方法簡單有效、控制方便，本次設(shè)計中采用了這一方法。這種方法十分有效、可靠，對于100K∥以上的大容量電機一般要求采用這一方法；c)利用變頻器的自由停車指令麟來實現(xiàn)的快速滅磁法，這一方法的實質(zhì)是通過定子繞組中和變頻器逆變橋上的續(xù)流二極管組成的回路來達(dá)到快速滅磁的目的。此時，切換到工頻電網(wǎng)瞬間，如果二者剛好反相，則將產(chǎn)生比直接起動時的起動電流更大的沖擊電流，反過來對變頻器造成沖擊。具體時間還需根據(jù)電動機的容量大小來設(shè)定，容量越大時間越長，一般情況下，500舢足夠。切換過程主要考慮三方面的問題：1)切換過程的可靠性：決不允許出現(xiàn)變頻器的輸出端和工頻電源相連的情況，這一點通過控制電路、PLC內(nèi)部軟繼電器的互鎖及PLC控制程序中動作的時間先后次序來保證。將來的供水狀態(tài)就在這些有效狀態(tài)范圍內(nèi)來回循環(huán)。若有N臺水泵參與變頻調(diào)速，則滿足“先起先?！痹瓌t的最大有效狀態(tài)數(shù)為N178。供水狀態(tài)是指在供水時投入運行的水泵臺數(shù)及運行狀況(工頻或變頻)。當(dāng)用水量持續(xù)減少，系統(tǒng)繼續(xù)按“先起先?！痹瓌t逐臺關(guān)閉處于工頻運行的水泵。當(dāng)用水量減少時，變頻器通過PID調(diào)節(jié)器降低水泵轉(zhuǎn)速來維持水壓。若用水量繼續(xù)增加，兩水泵也不能滿足水壓要求時，將按上述過程繼續(xù)增開水泵臺數(shù)；直到滿足水壓要求。若用水量繼續(xù)增加，變頻器輸出頻率達(dá)到上限頻率時，仍達(dá)不到設(shè)定壓力，延時1分鐘，由PLC給出控制信號，將1主水泵與變頻器斷開，轉(zhuǎn)為工頻恒速運行，同時變頻器對2主水泵軟啟動。啟動自動變頻運行方式時，首先起動輔助穩(wěn)壓泵工頻運行供水，當(dāng)用水量大，超過輔助泵最大供水能力而無法維持管道內(nèi)水壓時，延時1分鐘PLC通過變頻器啟動1主水泵供水，同時關(guān)閉輔助泵的運行。程序控制的目的是實現(xiàn)整個供水系統(tǒng)的恒壓運行，為此必須控制變頻器的頻率以及四臺水泵的順序投入與切除，使得供水量的變化與用戶用水量的變化基本保持同步，以此保證水網(wǎng)水壓的恒定，同時還要保證系統(tǒng)的安全性與可靠性。 ~； 2； 3； 4； 5； 6； AQW0輸出的模擬信號用于控制變頻器的輸出頻率。 壓力變送器將測得的管網(wǎng)壓力輸入PLC的擴展模塊EM235的模擬量輸入端口作為模擬量輸入； 開關(guān)SA1用來控制白天/夜間兩種模式之間的切換，； 液位變送器把測得的水池水位轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號后送入窗口比較器，在窗口比較器中設(shè)定水池水位的上下限，當(dāng)超出上下限時，窗口比較其輸出高電平1,； ，作為變頻器故障報警信號； 開關(guān)SB7與 ，用于手動檢測各指示燈是否正常工作?？刂齐娐分羞€考慮了電機和閥門的工作狀態(tài)指示的設(shè)計，為了節(jié)省PLC的輸出端口，在電路中可以采用PLC輸出端子的中間繼電器的相應(yīng)常開觸點的斷開和閉合來控制相應(yīng)電機和閥門的指示燈的亮和熄滅，指示當(dāng)前系統(tǒng)電機和閥門的工作狀態(tài)。因此，在控制電路中多處對各主泵電機的工頻/變頻運行接觸器作了互鎖設(shè)計；另外，變頻器是按單臺電機容量配置，不允許同時帶多臺電機運行，為此對各電機的變頻運行也作了互鎖設(shè)計?？刂齐娐分羞€要考慮電路之間互鎖的關(guān)系，這對于變頻器安全運行十分重要。為了保護(hù)PLC設(shè)備，PLC輸出端口并不是直接和交流接觸器連接，而是在PLC輸出端口和交流接觸器之間引入中間繼電器，通過中間繼電器控制接觸器線圈得電/失電，進(jìn)而控制電機或者閥門的動作。在電動機三相電源輸入端前接入電流互感器和電流表，用來觀察電機工作電流大??；設(shè)計三相電源信號指示。為了改善變頻器的功率因素，還應(yīng)在變頻器的(P1，P+)端子之間接入需相應(yīng)的DC電抗器。變頻器和電動機之間的配線長度應(yīng)控制在100m以內(nèi)b引。連線時一定要注意，保證水泵旋向正確，接觸器的選擇依據(jù)電動機制容量來確定.QF1，QF2，QF3，QF4，QF5，QF6分別為主電路、變頻器和各水泵的工頻運行空氣開關(guān)，F(xiàn)R1，F(xiàn)R2，F(xiàn)R3，F(xiàn)R4分別為工頻運行時的電機過載保護(hù)用熱繼電器，變頻運行時由變頻器來實現(xiàn)電機過載保護(hù)。變頻器的輸出信號也有兩種，一是送PLC的超壓信號、欠壓信號和變頻器故障信號這三個輸出控制信號，另一種是送水泵的變頻器輸出電源信號。系統(tǒng)中變頻器的輸入信號有兩種，一種是控制信號，它包括PLC輸給變頻器的FWD信號和壓力傳感器送來的壓力信號，壓力信號由PLC輸出，壓力信號是作為變頻器的PID單元的反饋輸入信號；另一種是輸入電源信號口引。經(jīng)過第2章對系統(tǒng)方案的分析和確定，再結(jié)合上述的系統(tǒng)硬件的選型，確定以可靠性高、使用簡單、維護(hù)方便、編程靈活的工控設(shè)備變頻器和PLC作為主要控制設(shè)備來設(shè)計變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。根據(jù)以上的分析，本文選用普通壓力表Y100和XMT1270數(shù)顯儀實現(xiàn)壓力的檢測、顯示和變送。24V DC供電/14點24V DC輸入/10點24V DC輸出 230V AC供電/14點24V DC輸入/10點繼電器輸出 CPU的選擇本設(shè)計中選擇CPU226壓力傳感器和壓力變送器是將水管中的壓力信號變成15V或420的模擬量信號，作為模擬輸入模塊(A／D模塊)的輸入，在選擇時，為了防止傳輸過程中的干擾與損耗，我們采用420mA輸出壓力變送器。） P0010 ＝ 1（開始快速調(diào)試） PO100 ＝ …(選擇工作地區(qū)) P0304 ＝ …（