【正文】 工作狀況點(diǎn) (簡(jiǎn)稱(chēng)工況點(diǎn) )的位置，使流量、揚(yáng)程、軸功率等運(yùn)行參數(shù)適應(yīng)新的工作狀況的需要。 按上式求出的功率，不一定與產(chǎn)品功率相同。 (2) 如果電動(dòng)機(jī)功率選得過(guò)大，就會(huì)出現(xiàn)“小馬拉小車(chē)”現(xiàn)象，其輸出機(jī)械功率不能得到充分利用，功率因數(shù)和效率都不高，不但對(duì)用戶(hù)和電網(wǎng)不利，而且還會(huì)造成電能浪費(fèi)。電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率來(lái)選擇，盡量使電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行。可見(jiàn)，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)不斷地被吸入和排出 [5]。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場(chǎng)所。 在泵啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)灌滿(mǎn)被輸送的液體 :啟動(dòng)后，葉輪由軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。本回路中，當(dāng)水壓和液面達(dá)到指定值后，通過(guò)壓力傳感器和超聲波傳感器反應(yīng)，并由變頻器控制電泵機(jī)來(lái)達(dá)到恒壓控制和恒定液面控制。 本課題的主要研究?jī)?nèi)容 本課題是選用一拖一，也就是一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)水泵的控制方式；所用設(shè)備主要有西門(mén)子公司生產(chǎn)的 S7200（ CPU224）的 PLC、變頻器、交流接觸器電機(jī)泵、壓力傳感器、超聲波傳感器、管道、觸摸屏和導(dǎo)線(xiàn)若干它們組成一個(gè)閉環(huán)回路。 PLC 程序執(zhí)行階段 :PLC 按用戶(hù)程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng) 相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫(xiě)入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。 PLC 的輸入采樣階段 :首先用掃描的方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，然后將其寫(xiě)入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采集和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。即在 PLC 運(yùn)行時(shí)， CPU 根據(jù)用戶(hù)按控制要求編制好的并存于用戶(hù)存儲(chǔ)器中的程序，按指令序號(hào)或地址號(hào)作周期性循環(huán)掃描，如果沒(méi)有跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條執(zhí)行用戶(hù)程序，直到程序結(jié)束。 S7200系列 PLC可提供 5個(gè)不同的基本型號(hào)的 8種 CPU可供使用 :CPU221, CPU222, CPU224, CPU224XP, CPU226。如 :沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。因此 SIMATIC S7200 系列具有極高的性能 /價(jià)格比。 SIMATIC S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。 西門(mén)子 S7200 PLC 概述 (1)SIMATIC S7200 系列 PLC 西門(mén)子公司具有品種豐富的 PLC 產(chǎn)品。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來(lái)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元， 使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易 。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、 PID 功能及極高的性?xún)r(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。此時(shí)的 PLC 為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物 。人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC 增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的 PLC 主要由分立組件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì)(International Electrical Committee)頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC 做了如下定義 :“ PLC 是一種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。采用 該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以很大程度上提高 供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)系統(tǒng)也具有良好的節(jié)能性，這在能源日益緊缺的今天十分重要，所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，對(duì)于提高企業(yè)效率、人民生活水平、降低能耗等各方面都有重要的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)如今供水方式都是朝向高效節(jié)能、自動(dòng)可靠的方向發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，在風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)等許多高能耗設(shè)備上得到了廣泛應(yīng)用，特別是在城鄉(xiāng)工業(yè)用水的各級(jí)加壓系統(tǒng)中，居民生活用水的恒壓供水系統(tǒng)中，變頻調(diào)速水泵節(jié)能效果十分突出，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：一是節(jié)能明顯；二是在開(kāi)、停機(jī)時(shí)能減小電流對(duì)電網(wǎng)的沖 擊以及供水水壓對(duì)管道網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊；三是能減小水泵與電機(jī)自身的機(jī)械沖擊損耗。 (6) 單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)也能做到變頻調(diào)速，自動(dòng)化程度要優(yōu)于上面5 種供水方式，但是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期比較長(zhǎng)，對(duì)操作員的素質(zhì)要求比較高，可靠性比較低，維修不方便， 且不適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。而且氣壓罐是密封的，所以大大減少了水質(zhì)因異物進(jìn)入而被污染的可能性。 (5)恒速泵十氣壓罐供水方式 這種方式是利用封閉的氣壓罐代替高位水箱蓄水，通過(guò)監(jiān)測(cè)罐內(nèi)壓力來(lái)控制泵的開(kāi)、停。一些動(dòng)物甚至人都可能進(jìn)入水箱污染水質(zhì)。高層建筑還可分層設(shè)立水箱。 (3) 液力耦合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式易漏油，發(fā)熱需冷卻，效率低，改造麻煩，只能是一對(duì)一驅(qū)動(dòng)，需經(jīng)常檢修；優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，維修方便。水壓不可調(diào)，不能兼顧近期與遠(yuǎn)期的需要；而且系統(tǒng)水壓不能隨系統(tǒng)所需流量和系統(tǒng)所需要壓力下降而下降，故還存在一些能量損失和二次污染問(wèn)題。供水壓力比較穩(wěn)定。這種供水方式，水泵工作在額定流量額定揚(yáng)程的條件下，水泵處于高效能區(qū)。水塔注滿(mǎn)后水泵停止，水塔水位低于某一位置時(shí)再啟動(dòng)水泵。 (2) 恒速泵 +水塔的供水方式 這種方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向用戶(hù)供水。這種供水方式，水泵整日不停運(yùn)轉(zhuǎn)，有的可能在夜間用水低谷時(shí)段停止運(yùn)行。以下就逐一分析。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應(yīng)求的現(xiàn)象，而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過(guò)于求的情況，此時(shí)將會(huì)造成能量的浪費(fèi)，同時(shí)有可能導(dǎo)致水管爆破和用水設(shè)備的損壞。 變頻恒壓供水的調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī) 無(wú)級(jí)調(diào)速 ，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿(mǎn)足用水要求，是當(dāng)今最合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。二是 在開(kāi)、停機(jī)時(shí)能減小電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊以及供水水壓對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊 。 由于采用了變頻調(diào)速，減小了供水水泵的頻繁啟動(dòng)，可以使水泵工作在高效狀態(tài)，從而可以節(jié)約能源，減小對(duì)電網(wǎng)的沖擊。 變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，在風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)等高能耗設(shè)備上廣泛應(yīng)用，特別是在城鄉(xiāng)工業(yè)用水的各級(jí)加壓系統(tǒng)，居民生活用水的恒壓供