【正文】 祝愿老師 們 身體健康，工作順利！ 感謝在大學(xué)期間教過(guò)我的各科老師，是你們的悉心教導(dǎo)才有我學(xué)業(yè)的進(jìn)步和順利的畢業(yè)，感謝你們！ 感謝在一起愉快的度過(guò)大學(xué)生涯的的同學(xué)，感謝你們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活上給予我的幫助！ 附錄 A、梯形圖 附錄 B、 觸摸屏界面 。幾個(gè)月以來(lái)， 老師在指導(dǎo)我們做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)那種兢兢業(yè)業(yè)、孜孜不倦、無(wú)怨無(wú)悔的精神給我們留下了深刻的印象，使我們學(xué)到了很多書(shū) 本上學(xué)不到的知識(shí)，使我 們明白了很多書(shū)本上學(xué)不到的道理。 參考文獻(xiàn) [1] 程子華 劉小明 ， PLC 原理與編程實(shí)例分析 （第二版） ， 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 [2] 阮友德 ， 電氣控制與 PLC 實(shí)訓(xùn)教程 .北京 人民郵電出版社 [3] 吳啟紅 ， 變頻器、可編程控制器及觸摸屏綜合應(yīng)用技術(shù)實(shí)操指導(dǎo)書(shū)（第 2版） .北京 機(jī)械工業(yè)出 版社 [4] 張 建奇 ， 數(shù)字 PID 變頻調(diào)速在 PLC 恒壓供水中的應(yīng)用 [J] ， 北京 :微計(jì)算機(jī)信息 ,2021,18 (4) 1 致謝 本畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是在我的指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的。 目前在國(guó)內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中，對(duì)于能適應(yīng)不同的用水場(chǎng)合，結(jié)合現(xiàn)代 控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性 (EMC)的變頻但壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制的研究還是不夠的。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。該系統(tǒng)采用 PCL控制變頻器進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)，按實(shí)際需要隨意 在 GT觸摸屏界面上 設(shè)定壓力給定值，根據(jù)壓差調(diào)整水泵的工作情況，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，使給水泵始終在高效率下運(yùn)行，在啟動(dòng)時(shí)壓力波動(dòng)小，可控制在給定值的 5%范圍內(nèi)。 圖 結(jié)束語(yǔ) 本論文研究的是變頻恒壓供水系統(tǒng)。 如圖 。 圖 圖 圖 9． 工程畫(huà)面下載 當(dāng)工程畫(huà)面編輯完畢后，通過(guò)打開(kāi)菜單欄中的“通訊” — “跟 GOT 的通訊”對(duì)話框?qū)崿F(xiàn)。 其他的選項(xiàng)會(huì)隨之自動(dòng)出現(xiàn)。 如果連線接好則會(huì)彈出“與 GOT 鏈接成功”的對(duì)話框。隨之彈出通訊對(duì)話框。 圖 8．“ OS”的安裝 如果觸摸屏在開(kāi)機(jī)后顯示沒(méi)有安裝 OS（ Operation System），或者無(wú)法調(diào)出中文操作菜單，則需要在跟 GOT 通訊中選擇安裝相關(guān)的 OS。其中“圖樣前景色”和“圖樣背景色”為互相補(bǔ)充。 標(biāo)題：此項(xiàng)畫(huà)面的名稱(chēng)，幫助編程人員理解和歸類(lèi)，如此項(xiàng)畫(huà)面的功能主要是主控畫(huà)面則，編輯“主界面”便于記憶和管理。 圖 。 新建了基本畫(huà)面，就要設(shè)置它的屬性。 定義了基本畫(huà)面的軟元件之后，就可以確認(rèn)并結(jié)束向?qū)У脑O(shè)置。再下一步進(jìn)行確認(rèn)。如果 GOT 是通過(guò) RS422 口對(duì) PLC 等外設(shè)進(jìn)行通訊的，就將此項(xiàng)設(shè)置成“標(biāo)準(zhǔn) RS422”。本實(shí)訓(xùn)設(shè)置成 MELSEC－ FX（圖）。 我們?cè)O(shè)備配置的是 GT1155QSBDC行的，所以只需選擇“ GT11**－ Q－ C(320 240)” 4．點(diǎn)擊“下一步”，對(duì) GOT型號(hào)和顏色進(jìn)行確認(rèn)，如果不用更改就單擊“下一步”，進(jìn)入“連接機(jī)器設(shè)置”。 圖 3．點(diǎn)擊下一步就進(jìn)入系統(tǒng)選擇設(shè)置。軟 件下面將對(duì)觸摸屏的系統(tǒng)、連接和界面進(jìn)行向?qū)гO(shè)置。 2. 點(diǎn)擊“新建”，就出現(xiàn)“ 新建工程向?qū)А?對(duì)話窗口。以下就新建工程舉例。安裝完畢后運(yùn)行該軟件 。參考畫(huà)面的實(shí)例是用“ GT Designer2”編制。 安裝完運(yùn)行環(huán)境后，在回到“ GT Designer2”文件夾下，運(yùn)行“ ”，等彈出歡迎畫(huà)面后，選擇“ GT Designer2 安裝”，按照提示將軟件安裝完畢。在上述畫(huà)面的情況下，觸摸按鈕后，在彈出的畫(huà)面中選擇“中文”， GOT 將重新啟動(dòng)，應(yīng)用程序上的語(yǔ)言將被切換為中文。觸摸各 菜單項(xiàng)目后，就會(huì)顯示出該設(shè)置畫(huà)面或者下一個(gè)選擇項(xiàng)目畫(huà)面?！秉c(diǎn)擊“ OK”進(jìn)入相關(guān)設(shè)置 ，如下圖 主菜單界面 所示。未找到工程數(shù)據(jù)。 打開(kāi)觸摸屏電源，如果沒(méi)有安裝工程畫(huà)面則就會(huì)出現(xiàn)“未安裝引導(dǎo)對(duì)象工程數(shù)據(jù)。 人機(jī)界面觸摸屏（以下簡(jiǎn)稱(chēng)觸摸屏）可以將對(duì)外設(shè)的 CPU 內(nèi)部的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。如今，人機(jī)界面已經(jīng)成為高級(jí)設(shè)備控制終端的流行裝置，它可以方便地將 CPU 的內(nèi)部寄存器和繼電器展示出來(lái)，并且加以編輯及控制。使編制的程序更加直觀和方便。它使工控設(shè)備的操作和控制更加容易，更能體現(xiàn)出現(xiàn)代高科技的便利。 第 5 章 人機(jī)界面 GT Designer2 人機(jī)界面觸摸屏 應(yīng)用 實(shí)訓(xùn)設(shè)備采用的觸摸屏為三菱公司的 GT1155 型號(hào)，它可以同時(shí)顯示 256 種不同的色彩，燈管壽命較高。否則，系統(tǒng)會(huì)根據(jù) PLC 程序?qū)嵭邢到y(tǒng)報(bào)警。系統(tǒng)的每步動(dòng)作都必須有相應(yīng)的操作?？筛鶕?jù)需要，停按不同電機(jī)對(duì)應(yīng)的啟停按鈕，可以依次實(shí)現(xiàn)手動(dòng)啟動(dòng)和手動(dòng)停止三臺(tái)水泵 .該方式僅供自動(dòng)故障時(shí)使用 。當(dāng)系統(tǒng)壓力不夠需要增加泵時(shí)，按下 KMn（ 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)。 圖 自動(dòng)手動(dòng)運(yùn)行控制面板 手動(dòng)運(yùn)行 當(dāng)將系統(tǒng)狀態(tài)開(kāi)關(guān)打到手動(dòng)，按下手動(dòng)控制按鍵組里的某個(gè) 按鈕 ，用手動(dòng)方式。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 如圖 ，為該系統(tǒng)的自動(dòng)手動(dòng)運(yùn)行控制面板，將系統(tǒng)狀態(tài)開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)，然后 在自動(dòng)控制按鍵組里按下自動(dòng)按鈕，系統(tǒng)就 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 . 升壓控制：系統(tǒng)工作時(shí)，每臺(tái)水泵處于三種狀態(tài)之一，即工頻電網(wǎng)拖動(dòng)狀態(tài)、變頻器拖動(dòng)調(diào)速狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài) .系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，供水管道內(nèi)水壓力為零，在控制系統(tǒng)作用下，變頻器開(kāi)始運(yùn)行第一臺(tái)水泵 M1，啟動(dòng)且轉(zhuǎn)速逐漸升高，當(dāng)輸出壓力 達(dá)到設(shè)定值，其供水量與用水量相平衡時(shí)，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，這期間 M1處在調(diào)速運(yùn)行狀態(tài) .當(dāng)用水量增加水壓減小時(shí)，通過(guò)壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)水泵按設(shè)定速率加速到另一個(gè)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 。如果 當(dāng)前管道壓力值大于設(shè)定壓力 ， 持續(xù)三秒，則執(zhí)行減泵 程序，減少水泵的工作數(shù)量。如果是自動(dòng)運(yùn)行模式，則系統(tǒng)根據(jù)程序及相關(guān)的輸入信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的操作。工作流程如圖 所示 ， 順序功能圖如圖 所示 : 圖 PLC 程序流程圖 系統(tǒng)起動(dòng)之后，檢測(cè)是自動(dòng)運(yùn)行模式還是手動(dòng)運(yùn)行模式。 表 元件表總圖 表 水泵的參數(shù) 元件 符號(hào) 型號(hào) 個(gè)數(shù) 可編程控制器 PLC FX2n48MR 1 變頻器 FRA500 系列 1 接觸器 KM SCE03C 7 水泵 M1,M2,M3 BL550 3 閘刀開(kāi)關(guān) QS HD11100/18 1 熔斷器 FU1， FU2， FU3 RT18 6A 3 熱繼電器 FR1， FR2， FR3 JR3620 3 按鈕 SB LAY3—11 13 水泵 符號(hào) 型號(hào) 流量(L/min) 揚(yáng)程 (m) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 電機(jī)功率 (kw) M1,M2,KM3 BL550 147 19 2800 表 變頻器的參數(shù) 當(dāng)需要校準(zhǔn)時(shí)，用 Pr902~Pr905 校正變頻器的輸出，并且在變頻器停止時(shí)，在 PU 模式輸入表 所示的值。 接觸器的選擇：對(duì)于接觸器 KM 選擇的是規(guī)格 SCE03C,功率 3Kw。 熱繼電器的選擇：選用最小的熱繼電器作為電機(jī)的過(guò)載保護(hù)熱繼電器 FR， 3臺(tái)電機(jī)均可選用規(guī)格其型號(hào)為 JR3620，額定電流 10A。 該傳感器的量程為 0～ （由于該系統(tǒng)的多種保護(hù)措施，令到傳感器的最大輸出壓力為 ） ,工作溫度為 5℃ ～ 60 ℃ ，供電電源為 24V（ DC） ,輸出電流為 420mA，精度為 %FS。 該 傳感器采用硅壓阻效應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量的力－電轉(zhuǎn)換。 (2)軟件型：使用離散形式的 PID 控制算法在可編程序控制器 (或單片機(jī) )上做PID 控制器 此次使用 軟 件型控制形式。 圖 變頻器接線圖 PID 調(diào)節(jié) PID 參數(shù)的整定 ,它是按照工藝對(duì)控制性能的要求 ,決定調(diào)節(jié)器的參數(shù) Kp , TI , TD。 4） 安全衛(wèi)生 系統(tǒng)實(shí)行閉環(huán)供水后，用戶的水全部由管道直接供給，取消了水塔、天面水池、氣壓罐等設(shè)施，避免了用水的 “二次污染 ”，取消了水池定期清理的工作。另外不用水塔或天面水池、控制間不設(shè)專(zhuān)人管理、設(shè)備故障率極低等方面都實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步減少投資，運(yùn)行管理費(fèi)低的特點(diǎn)，再加上變頻供水的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，都決定了此變頻恒壓供水系統(tǒng) 占地面積小，投人少，效率高 。節(jié)約了電費(fèi)、降低了生產(chǎn)成本、減少了啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，改善了工作環(huán)境，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，同時(shí)可根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求控制的更準(zhǔn)確、更快速。由于變頻器具有高動(dòng)態(tài)、高性能、大容量、節(jié)能等顯著的特點(diǎn)，并以其優(yōu)越的調(diào)速性能和節(jié)能優(yōu)勢(shì)得到廣泛應(yīng)用，并取得了客觀的經(jīng)濟(jì)效益。減速時(shí)產(chǎn)生的再生能量使主電路直流電壓上升，為了防止再生過(guò)電壓保護(hù)電路動(dòng)作，在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制，抑制頻率下降，防止失速再生過(guò)電壓。對(duì)于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)中的過(guò) 電流，也進(jìn)行同樣的控制。急加速時(shí)，如果異步電動(dòng)機(jī)跟蹤遲緩，則過(guò)電流保護(hù)電路動(dòng)作，運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行（失速）。逆變器的輸出頻率或者異步電動(dòng)機(jī)的速度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。動(dòng)作頻繁時(shí)可以考慮減輕電動(dòng)機(jī)負(fù)載、增加電動(dòng)機(jī)及逆變器容量等。 （ 2） 異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù) 1）過(guò)載保護(hù)。 6）冷卻風(fēng)機(jī)異常。逆變器負(fù)載側(cè)接地時(shí)，為了保護(hù)逆變器，有時(shí)要有接地過(guò)電流保護(hù)功能。但瞬時(shí)停電時(shí)間在 10ms 以上時(shí)，通常會(huì)使控制電路誤動(dòng)作，主電路也不能供電，所以檢出后使逆變器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 4）瞬時(shí)停電保護(hù)。采用逆變器使電動(dòng)機(jī)快速減速時(shí)，由于再生功率直流電路電壓將 升高，有時(shí)超過(guò)容許值。過(guò)負(fù)載是由于負(fù)載的 GD2（慣性）過(guò)大或因負(fù)載過(guò)大使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。逆變器輸出電流超過(guò)額定值，且持續(xù)流通達(dá)規(guī)定的時(shí)間以上，為了防止逆變器器件、線路等損壞要停止運(yùn)轉(zhuǎn)。交流器的輸出電流達(dá)到異常值，也同樣停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。 保護(hù)回路主要包括： （ 1）逆 變器保護(hù) 1）瞬時(shí)過(guò)電壓保護(hù)。 ④ 速度檢測(cè)電路 以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸上的速度檢測(cè)器（ TG、 PLG 等）的信號(hào)為速度信號(hào) 送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 ③ 驅(qū)動(dòng)電路 為驅(qū)動(dòng)主電路 器件的電路。 控制電路主要包括： ① 運(yùn)算電路