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高層水壓的plc控制-職業(yè)學(xué)院機(jī)電工程畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料

2025-06-15 12:51本頁(yè)面
  

【正文】 當(dāng)水池水位到達(dá)低位報(bào)警時(shí),供水泵打開(kāi);當(dāng)水池水位達(dá)到高位報(bào)警時(shí)關(guān)供水泵,我本想在加一高高位報(bào)警,當(dāng)水位到達(dá)高高為時(shí),供水泵可能出現(xiàn)故障,無(wú)法關(guān)閉,此時(shí)關(guān)閉電動(dòng)蝶閥,讓水池水位不會(huì)繼續(xù)增加,防止水溢出,但由于時(shí)間緊迫,最后沒(méi)有加上去。 0 24V 直流電源 變頻器 A + + 壓力傳感器 20 論文 21 圖 PLC接線圖 第 七章 PLC 梯形圖 第 程序梯形圖 22 論文 23 24 論文 25 26 論文 27 程序分析 本系統(tǒng)主要分為手動(dòng)運(yùn)行和自動(dòng)運(yùn)行兩部分 ,由于實(shí)驗(yàn) I/O 點(diǎn)數(shù)限制,這里僅編寫(xiě)了自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程。其整個(gè)工作流程圖如圖 所示。 16 第五章 恒壓供水系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)工作流程圖 在恒壓供水系統(tǒng)中,變頻器根據(jù)壓力傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)換后的信號(hào)自動(dòng)分 析處理,將變頻信號(hào)輸入供水泵,覺(jué)得水泵的的運(yùn)行狀態(tài)。 ( 4)水泵啟動(dòng)時(shí)具有軟啟動(dòng)功能,同時(shí)具有報(bào)警功能。 ( 2)三臺(tái)水泵根據(jù)恒壓需要,采取“先開(kāi)先停”的原則接入和退出。將變頻器升至 50Hz,切斷 2 號(hào)泵工頻,同時(shí) 2 號(hào)泵接變頻器,逐漸下調(diào),若 2 號(hào)泵達(dá)到最低轉(zhuǎn)速,管網(wǎng)壓力仍大于給定壓力,將 2 號(hào)泵與變頻器斷開(kāi),頻率升至 50Hz,切斷 1 號(hào)泵工頻,接變頻器,逐漸向下調(diào)節(jié),直至管網(wǎng)水壓等于給定壓力。 在 自動(dòng)運(yùn)行時(shí), PLC 采集傳感器檢測(cè)到的管網(wǎng)出口壓力,與給定壓力相比較,如小于給定壓力,通過(guò)變頻調(diào)節(jié) 1 號(hào)泵,使 1 號(hào)泵轉(zhuǎn)速逐漸上升,若 1 號(hào)泵已達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,管網(wǎng)出口壓力還小于給定壓力,將 1 號(hào)泵接工頻, 2 號(hào)泵接變頻器,調(diào)節(jié) 2 號(hào)泵,使 2 號(hào)泵轉(zhuǎn)速逐漸上升,若 2 號(hào)泵已達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,管網(wǎng)壓力仍然小于給定壓力,將 2 號(hào) 泵接到工頻, 3泵接變頻器,調(diào)節(jié) 3 號(hào)泵,使 3 號(hào)泵轉(zhuǎn)速逐漸上升,這就是順序變頻升速的調(diào)節(jié)過(guò)程。 系統(tǒng)工作原理概述 該系統(tǒng)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行方式。本設(shè)計(jì)中系統(tǒng)為一臺(tái)變頻器控制三臺(tái)水泵的方案。 圖 控制方案的原理框圖 變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻控制方案 變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案有多種,有一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)水泵的簡(jiǎn)單控制方案,也有一臺(tái)變頻器控制幾臺(tái)水泵的方案。該控制方案既有 擴(kuò)展功能靈活方便、也有便于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn),同時(shí)能達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定性及控制精度的要求。在抗干擾方面 PLC 抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高,能適用于各種不同的恒壓供水場(chǎng)合。由于 PLC 的模塊化和系列化用戶(hù)可以靈活的組成不同的規(guī)模和靈活的控制系統(tǒng)。所以改系統(tǒng)適用于特定的恒壓 供水領(lǐng)域中。但是卻存在研發(fā)時(shí)間長(zhǎng),程序修改較困難等因素。因此僅適用于要求不高的小容量的場(chǎng)合。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)就是利用恒壓控制單元使變頻器控制三臺(tái)水泵,實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定,水泵電機(jī)的軟啟動(dòng)以及水泵變頻和工頻的切換等。同樣,最后調(diào)節(jié)的結(jié)果是實(shí)際供水壓力和設(shè)定壓力相等。該頻率使水泵機(jī)組轉(zhuǎn)速增大,從而使實(shí)際供水壓力提高,在運(yùn)行過(guò)程中該過(guò)程將被重復(fù),直到實(shí)際供水壓力和設(shè)定壓力相等為止。變頻恒壓控制的原理如圖 所示。 ( 3)可以消除起動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)。 12 PLC 輸入輸出引腳分配 依據(jù)設(shè)計(jì)恒壓系統(tǒng)的輸入輸出如下表所示: 表 輸入輸出引腳分配表 輸入引腳 輸出引腳 地址 名稱(chēng) 功能 地址 名稱(chēng) 功能 SA1 系統(tǒng)選擇自動(dòng) KQ1 1水泵工頻 SA21 選 1水泵 為主泵 KQ2 1水泵變頻 SA22 選 2水泵為主泵 KQ3 2水泵工頻 SA23 選 3水泵為主泵 KQ4 2水泵變頻 FR1 1水泵故障 KQ5 3水泵工頻 FR2 2水泵故障 KQ6 3水泵變頻 FR3 3水泵故障 KQ7 變頻器啟 /停 KA3 變頻故障 KQ8 變頻器故障復(fù)位 SF 系統(tǒng)啟動(dòng) KQ9 開(kāi)真空抑制器 SR 系統(tǒng)停止 KQ10 系統(tǒng)故障報(bào)警 論文 13 第 四 章 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)研究 變頻恒壓控制的原理 用變頻器調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水,與用調(diào)節(jié)閥門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水相比其具有十分顯著的節(jié)能效果,其優(yōu)點(diǎn)是: ( 1)起動(dòng)平衡,起動(dòng)電流可以限制在額定電流范圍以?xún)?nèi),從而避免了起動(dòng)是對(duì)電網(wǎng)的沖擊。%FS 精度: 177。傳感膜片和電容極板之間電容的差值被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流,電壓或數(shù)字 HART(高速可尋址遠(yuǎn)程發(fā)送器數(shù)據(jù)公路)輸出信號(hào)。傳感膜片的最大位移量為 英寸( 毫米),且位移量與壓力成正比。傳感膜片是一個(gè)張緊的彈性元 件,其位移隨所受壓而變化(對(duì)于 GP 表壓變送器,大氣壓如同施加在傳感膜片的低壓側(cè)一樣)。它 集傳感器、電子技術(shù)與單隔離膜片設(shè)計(jì)與一體,實(shí)現(xiàn)表壓和絕壓測(cè)量的校驗(yàn)量程從 到10000psi。 壓力傳感器的選型 在系統(tǒng)中需要對(duì)進(jìn)水管網(wǎng)壓力和用戶(hù)供水壓力進(jìn)行測(cè)定和采樣,將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為 420mA 的電信號(hào)輸入到變頻器中,變頻器的輸出信號(hào)將直接控制水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 SIMATIC S700 可編程控制器是模塊化中小型 PLC 系統(tǒng),能滿(mǎn)足中等性能要求的應(yīng)用;大范圍的各種功能模塊可以非常好的滿(mǎn)足和適應(yīng)自動(dòng)化控制任務(wù),各種單獨(dú)的模塊組合用以擴(kuò)展;簡(jiǎn)單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力,使之應(yīng)用十分靈活;方便用戶(hù)和簡(jiǎn)易的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì);當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí),可以自由擴(kuò)展。它是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制理論而發(fā)展起來(lái)的,它既不同于普通的計(jì)算機(jī),又不同于一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),作為一種特殊形式的計(jì)算 機(jī)控制裝置,它在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件組成、軟件結(jié)構(gòu)以及 I/O 通道、用戶(hù)界面等諸多方面都有其特殊性。在其內(nèi)置的 PID、 FPC 等八種應(yīng)用宏,只需選擇需要的應(yīng)用宏, 相應(yīng)的所有參數(shù)都自動(dòng)設(shè)置,輸入輸出端子也將自動(dòng)配置,這些應(yīng)用宏的設(shè)置大大節(jié)約了調(diào)試時(shí)間,減少出錯(cuò)。 10% ( 3)電源頻率: 4863Hz 10 ( 4)控制連接: 2 個(gè)可編程的模擬量輸入( AI); 1 個(gè)可編程的模擬量輸出( AO);5 個(gè)可編程的數(shù)字量輸入( DI); 2 個(gè)可編程的數(shù)字量輸出 (DO) ( 5)連續(xù)負(fù)載能力: 150%IN,每 10 分鐘允許 1 分鐘 ( 6)串行通信能力:標(biāo)準(zhǔn)的 RS485 接口可使變頻器方便的與計(jì)算機(jī)連接 ( 7)保護(hù)特性:過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、短路保護(hù)、接地保護(hù)、欠壓緩沖、電機(jī)欠 /過(guò)載保護(hù)、串行通訊故障保護(hù)等??刂栖浖梢詫?shí)現(xiàn)專(zhuān)用功能:多泵切換、手動(dòng) /自動(dòng)切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測(cè)、節(jié)能運(yùn)行方式等。 ACS600系列變頻器是 ABB 公司采用直接轉(zhuǎn)矩控制( DTC)技術(shù),結(jié)合諸多先進(jìn)的生產(chǎn)制造工藝推出的高性能變頻器。如表 所示: 表 水泵及電機(jī)選型表 供水設(shè)計(jì)要求 最高日用水量: 280L/( ) 平均每戶(hù)用水人數(shù): /戶(hù) 小時(shí)變化系統(tǒng): 用水制度: 24小時(shí)連續(xù)供水 住戶(hù)總數(shù): 150戶(hù)(每層 5戶(hù),共 30層) 水 泵 水泵生產(chǎn)廠商: 杭州南方特種泵業(yè)有限公司 水泵型號(hào): CDLF1212三臺(tái) 兩用一備 工作參數(shù): Q= 12 hm/3 、 H= 121m 、 N= 電 機(jī) 所配電機(jī)廠商: 浙江凱利達(dá)防爆機(jī)電有限公司 電機(jī)型號(hào): Y2160M22 防護(hù)等級(jí): IP55。 圖 主電路圖 變頻器電路設(shè)計(jì) 在系統(tǒng)中變頻器主要是控制三臺(tái)水泵電機(jī)的工頻和變頻運(yùn)行狀態(tài),其電路接線如圖 所示。 主電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的主電路采用六個(gè)接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)的閉合、斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電 機(jī)的啟動(dòng)和關(guān)閉,如圖 所示。其控制原理如圖 : 圖 系統(tǒng)的控制原理圖 論文 7 第二章 主電路圖設(shè)計(jì) 電氣原理圖設(shè)計(jì) 在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,整個(gè)系統(tǒng)主要由信號(hào)檢測(cè)單元、控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)組成。 水泵供水時(shí),若自來(lái)水管網(wǎng)的水量大于水泵流量,系統(tǒng)保持正常供水;用水高峰期時(shí),若自來(lái)水管網(wǎng)水量小于水泵流量時(shí),調(diào)節(jié)罐內(nèi)的水作為補(bǔ)充水源仍能正常供水,此時(shí),空氣由真空消除器進(jìn)入調(diào)節(jié)罐,消除了自來(lái)水管網(wǎng)的負(fù)壓; 而對(duì)出水管網(wǎng),壓力變送器繼續(xù)對(duì)水壓進(jìn)行采樣, 用水高峰期過(guò)后,系統(tǒng)恢復(fù)正常的狀態(tài)。 6 圖 系統(tǒng)總布局圖 該系統(tǒng)是將水泵通過(guò)
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