【正文】 將受到影響。 連續(xù)型是指一天內(nèi)很少有流量為零的時(shí)候，或本身管網(wǎng)的正常泄漏就保持有一定的流量；間歇型指一天內(nèi)有多段用水低谷時(shí)間，流量很小或?yàn)榱?。根據(jù)用戶的用水時(shí)段特點(diǎn)，可將用戶用水量變化類型分為連續(xù)型、間歇型兩大類，根據(jù)流量的變化特點(diǎn)，還可進(jìn)一步細(xì)分為高流量變化型，低流量變化型，全流量變化型等。傳感器信號(hào)接到電壓比較器 Lm393 的 2 腳和 5 腳，通過(guò)由 Lm393 組成的窗口比較器電路將水壓轉(zhuǎn)換成低中高三檔信號(hào)送給 PLC。 OUT11IN12+IN13GND4+IN25IN26OUT27VCC8U?LM39310KR120KR310KR420KR25VGNDGND5V 123U?A74LS2661 2U?A74F043 4U?B74F045 6U?C74F04Q?s8050Q?s8050Q?s80501KR?1KR?1KR?plc plc plc s0s1s2低水壓信號(hào)輸出高水壓信號(hào)輸出正常水壓信號(hào)輸出壓力傳感器信號(hào) 圖 34 壓力傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換電路 此電路，主要由電壓比較器 Lm393，數(shù)字芯片 非門(mén)芯片 74f0 同或門(mén) 74ls266組成。 壓力傳感器 PY206 能將水壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成 0～ 5VDC 標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào) ，但是， PLC需要的是三個(gè)分立的信號(hào)：低水壓信號(hào)，正常水壓，高水壓信號(hào) 。 采用進(jìn)口高精度感應(yīng)芯體， 先 進(jìn)的貼片工藝，配套帶有零點(diǎn)、滿量程補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路 。 壓力傳感器信號(hào)處理 壓力傳感器選用的是 佛山一眾傳感儀器有限公司 的 水壓傳感器 PY206。 Y14 是高壓報(bào)警指示燈，當(dāng)只有一臺(tái)水泵在工作，但是，水壓還是超過(guò)正常值，這時(shí)就要報(bào)警來(lái)提醒工作人員， 由 工作人員決定是否手動(dòng)關(guān)掉所有水泵。 Y1Y4 是水泵的接觸器控制端，由于選用的 PLC 是繼電器輸出型，因此可以直接驅(qū)動(dòng)接觸器，為了增加系統(tǒng)的安全系數(shù)，在接觸器和 PLC 組成的回路中河南理工大學(xué)課程設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 加入了熱繼電器。過(guò)載保護(hù)，除了有硬件上的保護(hù)還有 PLC程序中的保護(hù)，以確保系統(tǒng)的可靠性。 S4 是當(dāng)系統(tǒng)工作在自動(dòng)模式時(shí)的開(kāi)關(guān)，當(dāng) S4 接通時(shí)，自動(dòng)工作有效，當(dāng) S4 斷開(kāi)時(shí)，自動(dòng)工作停止。 河南理工大學(xué)課程設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 PLC I/O 接線圖 X 0 0 0 Y 0 0 1 X 0 0 1 Y 0 0 2 X 0 0 2 Y 0 0 3 X 0 0 3 Y 0 0 4 X 0 0 4 C O M X 0 0 5 X 0 0 6 Y 0 0 5 X 0 0 7 Y 0 0 6 X 0 1 0 Y 0 0 7 X 0 1 1 Y 0 1 0 X 0 1 2 Y 0 1 1 X 0 1 3 Y 0 1 2 X 0 1 4 Y 0 1 3 X 0 1 5 Y 0 1 4 X 0 1 6 Y 0 1 5 X 0 1 7 C O M X 0 2 0 P L C F X 1 N 4 0 M R 0 0 1 C O M 2 4 V低 壓 信 號(hào)正 常 壓 信 號(hào)高 壓 信 號(hào)K M 1K M 2K M 3K M 4水 壓 低 信 號(hào) 輸 入水 壓 正 常 信 號(hào) 輸 入水 壓 高 信 號(hào) 輸 入自 動(dòng) 手 動(dòng) 模 式 開(kāi) 關(guān)自 動(dòng) 模 式 開(kāi) 關(guān)水 泵 1 過(guò) 載 保 護(hù) 輸 入水 泵 2 過(guò) 載 保 護(hù) 輸 入水 泵 3 過(guò) 載 保 護(hù) 輸 入水 泵 4 過(guò) 載 保 護(hù) 輸 入水 泵 1 手 動(dòng) 啟 動(dòng)水 泵 2 手 動(dòng) 啟 動(dòng)水 泵 3 手 動(dòng) 啟 動(dòng)水 泵 4 手 動(dòng) 啟 動(dòng)水 泵 1 手 動(dòng) 關(guān) 閉水 泵 2 手 動(dòng) 關(guān) 閉水 泵 3 手 動(dòng) 關(guān) 閉水 泵 4 手 動(dòng) 關(guān) 閉過(guò) 載 保 護(hù) 繼 電 器水 泵 1 指 示 燈水 泵 2 指 示 燈水 泵 3 指 示 燈水 泵 4 指 示 燈自 動(dòng) 模 式 指 示 燈手 動(dòng) 模 式 指 示 燈自 動(dòng) 模 式 開(kāi) 關(guān) 指 示 燈高 壓 報(bào) 警 燈低 壓 報(bào) 警 燈2 2 0 V2 4 V 圖 33 供水系統(tǒng) PLC I/O 接線圖 如圖 33 所示，按鍵 S1S16 分別為不同信號(hào)輸入， COM 口為公共端，Y001Y015 分別為不同控制信號(hào)輸出端，輸出控制信號(hào)控制執(zhí)行電路的工作狀態(tài)。 FR 4 是熱繼電器，把它們穿在電機(jī)的繞組中，當(dāng)水泵過(guò)載時(shí)，熱繼電器動(dòng)作，切斷電源。刀開(kāi)關(guān) QS 4 由人工手動(dòng)控制， PLC 控制電路失靈時(shí)刀開(kāi)關(guān)是切斷電源的唯一方法。 硬件設(shè)設(shè)計(jì)主電路圖如圖 32 所示： 圖 32 硬件設(shè)計(jì)主電路圖 圖中的三相電接入口處有熔斷器，當(dāng)水泵因故障或其他原因過(guò)載時(shí)，主電路上的電流超過(guò)正常值時(shí)熔斷器自動(dòng)熔斷，起到保護(hù)水泵和主電路的作用。 供水系統(tǒng)主電路分析與設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求可知，本設(shè)計(jì)需要用到四臺(tái)水泵，水泵的型號(hào)都為：150sfl16020x4， 55kw， 1450 轉(zhuǎn) /分， 380V， 144A。 %FS/年（機(jī)械振動(dòng)頻率 20Hz～ 1000Hz） 電氣連接：緊線螺母直接出線；標(biāo)準(zhǔn)配線 3 米 壓力連接： M20 ，其它螺紋可依據(jù)客戶要求設(shè)計(jì) 連接螺紋材料： 304/316L 不銹鋼 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖： 圖 31 水壓傳感器 PY206 結(jié)構(gòu)圖 河南理工大學(xué)課程設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 可編程控制器 I/O 分配 表 控制器 I/O 口分配表 輸入元件 地址編碼 輸出元件 地址編碼 低水壓輸入 X000 水泵 1 接觸器 Y001 正常水壓輸入 X001 水泵 2 接觸器 Y002 高水壓輸入 X002 水泵 3 接觸器 Y003 模式選擇開(kāi)關(guān) X003 水泵 4 接觸器 Y004 自動(dòng)模式開(kāi)關(guān) X004 水泵 1 工作指示燈 Y005 水泵 1 過(guò)載 X005 水泵 2 工作指示燈 Y006 水泵 2 過(guò)載 X006 水泵 3 工作指示燈 Y007 水泵 3 過(guò)載 X007 水泵 4 工作指示燈 Y010 水泵 4 過(guò)載 X010 自動(dòng)模式指示燈 Y011 水泵 1 手動(dòng)開(kāi) X011 手動(dòng)模式指示燈 Y012 水泵 1 手動(dòng)關(guān) X012 自動(dòng)模式開(kāi)關(guān)指示燈 Y013 水泵 2 手動(dòng)開(kāi) X013 高壓報(bào)警燈 Y014 水泵 2 手動(dòng)關(guān) X014 低壓報(bào)警燈 Y015 水泵 3 手動(dòng)開(kāi) X015 水泵 3 手動(dòng)關(guān) X016 水泵 4 手動(dòng)開(kāi) X017 水泵 4 手動(dòng)關(guān) X020 系統(tǒng)電路分析及設(shè)計(jì) 系統(tǒng)電源 供電系統(tǒng)的設(shè)定直接影響到控制系統(tǒng)的可靠性，因此在設(shè)定供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考 慮下列因素： 1)輸入電源電壓在一定的允許范圍內(nèi)變化； 2)當(dāng)輸入交 流電斷電時(shí)，應(yīng)不破壞控制器程序和數(shù)據(jù)； 3)當(dāng)控制系統(tǒng)不允許斷電的場(chǎng)合，要考慮供電電源的冗余； 4)當(dāng)外部設(shè)備電源 通 斷電時(shí)，應(yīng)不影響控制器的供電； 5)要考慮電源系統(tǒng)的抗干擾措施。 %FS 供 電： 24V DC（ 15～ 30VDC） 絕緣電阻： ≥ 1000 MΩ /100VDC 負(fù)載電阻 : 電流輸出型：最大 800Ω 電壓輸出型：大于 50KΩ 介質(zhì)溫度： 20～ 85℃、 20～ 150℃、 20～ 200℃、 20～ 300℃（可選） 環(huán)境溫度： 20～ 85℃ 儲(chǔ)存溫度： 40～ 90℃ 相對(duì)濕度 ： 0～ 95% RH 密封等級(jí)： IP65/IP68 過(guò)載能力： 150%FS 響應(yīng)時(shí)間：≤ 10mS 穩(wěn) 定 性：≤177。 %FS（量程 60MPa 以下）、177。廣泛用于工業(yè)設(shè)備、水利、化工、醫(yī)療、電力、空調(diào)、金剛石壓機(jī)、冶金、車輛制動(dòng)、樓宇供水等壓力測(cè)量與控制。它有以下特點(diǎn)： 水壓傳感器，廠家采用進(jìn)口高精度感應(yīng)芯體， 先 進(jìn)的貼片工藝，配套帶有零點(diǎn)、滿量程補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償?shù)母呔群透叻€(wěn)定性放大集成電路，將被測(cè)量介質(zhì)的壓力轉(zhuǎn)換成 0～ 5VDC 標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào) 。 PLC 自動(dòng)控制水泵的工作情況的信息全部來(lái)自壓力傳感器 ，它必須要有很高的可靠性，如果壓力傳感器出錯(cuò)，將會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的事故，很可能是管道爆裂或者是水壓不足，造成居民用水的不方便，因此壓力傳感器的選用很關(guān)鍵。特殊用途、脈沖輸出（ 20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V24V），脈寬調(diào)制， PID 控制指令等。便利指令數(shù)字開(kāi)關(guān)的數(shù)據(jù)讀取， 16 位數(shù)據(jù)的讀取，矩陣輸入的讀 取， 7 段顯示器輸出等。 程序容量：內(nèi)置 800 步 RAM（可輸入注釋）可使用存儲(chǔ)盒，最大可擴(kuò)充至 16K 步?？蛇x用 16/32/48/64/80/128 點(diǎn)的主機(jī)，可以采用最小 8 點(diǎn)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。 除輸入 輸出 1625點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于在多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途 ，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的 PLC。是一款廣泛應(yīng)用于一般的順序控制三菱 PLC。 FX1N40MR001 的主要參數(shù)為： I／ O 點(diǎn)數(shù)： 24／ 16； 基本指令： 27 條； 功能指令： 298 條； 基本指令執(zhí)行時(shí)間： 微秒； 用戶程序步驟： 8K； 通信功能：強(qiáng)； 輸出形式：繼 電型； 輸出能力： 2A／點(diǎn)； 三菱 FX1N40MR001 是三菱電機(jī)推出的功能強(qiáng)大的普及型 PLC。依據(jù)控制任務(wù)，從 PLC 的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)、存儲(chǔ)器容量、輸入／輸出接口模塊類型等方面等來(lái)選 PLC 型號(hào)。 表 控制器 I/O 口分配表 型號(hào) 數(shù)量 主要性能參數(shù) 流量m2/h 揚(yáng)程m 效率 % 轉(zhuǎn)速r/min 電機(jī)功率 kw 余量m 進(jìn)出口徑 mm 水泵機(jī)組 150sfl16020x4 4 160 80 73 1450 55 150 河南理工大學(xué)課程設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 PLC 的選型 PLC 是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心，它要完成對(duì)系統(tǒng)中所有輸入信號(hào)的采集、所有輸出單元的控制、恒壓的實(shí)現(xiàn)以及對(duì)外的數(shù)據(jù)交換。 4)具有完善的 過(guò)載 保護(hù)功能，系統(tǒng)要求較高的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能。要使泵組常處于高效區(qū)運(yùn)行，則所選用的泵型必須與系統(tǒng)用水量的變化幅度相匹配。這種控制方案既有擴(kuò)展功能靈活方便、便于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，又能達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定性及控制精度的要求。因此該系統(tǒng)能適用于各類不同要求的恒壓供水場(chǎng)合，并且與供水機(jī)組的容量大小無(wú)關(guān)。在硬件設(shè)計(jì)上，只需確定 PLC 的硬件配置和 I／ O的外部接線，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，可以方便地通過(guò) Pc 機(jī)來(lái)改變存貯器中的控制程序，所以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方便。 PLC+ 水泵機(jī)組 +壓力傳感器 這種控制方式靈活方便。但開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，程序一旦固化，修改較為麻煩，因此現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的靈活性差，同時(shí)在運(yùn)行時(shí)，將產(chǎn)生干擾， 水泵 的功率越大，產(chǎn)生的干擾越大，所以必須采取相應(yīng)的抗干擾措施來(lái)保證系統(tǒng)的可靠性。因此不選并用此方案。這種控制比較落后，可靠性不高。 系統(tǒng)方案確定 恒壓供水的原理分析可知，該系統(tǒng)主要有壓力傳感器、壓力變送器、恒壓控制單元、水泵機(jī)組以及低壓電器組成。因此， 恒壓 供水系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是 電機(jī)的工作控制 。 河南理工大學(xué)課程設(shè) 計(jì)說(shuō)明書(shū) 4 第 2 章 供水 系統(tǒng)的理論分析及方案的確定 恒壓供水系統(tǒng)原理 恒壓供水系統(tǒng)的供水部分主要由水泵、電動(dòng)機(jī)、管道和閥門(mén)等構(gòu)成。高壓報(bào)警指示燈，當(dāng)只有一臺(tái)水泵在工作，但是，水壓還是超過(guò)正常值，這時(shí)就要報(bào)警來(lái)提醒工作人員，由工作人員決定是否手動(dòng)關(guān)掉所有水泵。 （ 4）設(shè)有“自動(dòng) /手動(dòng)”切換開(kāi)關(guān)（ ON—— 手動(dòng)， OFF—— 自動(dòng)），另設(shè)自動(dòng)運(yùn)行控制開(kāi)關(guān)（ ON—— 自動(dòng)運(yùn)行， OFF—— 自動(dòng)運(yùn)行停止）。 （ 2）各水泵