【正文】 還增加了一些大型機(jī)的功能和指令，其編程口為RS—232C，可以直接和編程器或計算機(jī)連接，此PLC的輸入輸出端子由公頭式接插件組成(如下圖所示),使用非常方便。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。n 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。n 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實際應(yīng)用時，其硬件需根據(jù)實際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計編制?？傊?，可編程控制器是一臺計算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計制造的計算機(jī)。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。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)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義：PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。熱繼電器的額定電流應(yīng)略大于水泵電機(jī)額定電流，～。在器件的選型中，由于交流接觸器使用類別為AC－3（即頻繁控制異步電動機(jī)的啟動和分?jǐn)啵?，故接觸器分?jǐn)嚯娏鳛殡妱訖C(jī)額定電流Ie。熱繼電器的常閉輔助觸點(diǎn)串聯(lián)在中間繼電器中，使得在出現(xiàn)電機(jī)過載情況下熱繼電器主觸點(diǎn)動作斷開時能同時使交流接觸器線圈斷電而動作切斷電路連接，起到雙重保護(hù)作用。強(qiáng)弱電隔離：此部分是為保護(hù)PLC輸出點(diǎn)而設(shè)置的。4個同型號的交流接觸器用來實現(xiàn)兩個水泵電機(jī)的定時切換和水壓壓力在單個電機(jī)運(yùn)行而不足時投入工頻電機(jī)運(yùn)行設(shè)置的，對此4個交流接觸器的控制由PLC控制實現(xiàn)。急停開關(guān)作為緊急情況時的電源切斷開關(guān)，此為設(shè)計時的常規(guī)考慮。此部分中的交流接觸器要求有常開和常閉的輔助觸點(diǎn)，而且考慮到兩個水泵電機(jī)同時工作時功率很大，故選此交流接觸器型號為正泰CJX1F系列（具體選擇視水泵電機(jī)現(xiàn)場實際所需功率而定，下同）。該系統(tǒng)在單臺水泵電機(jī)長時間運(yùn)行時能定時自動切換水泵電機(jī)的運(yùn)行，達(dá)到系統(tǒng)設(shè)備的平均利用，防止系統(tǒng)設(shè)備因長時間無運(yùn)作而生銹損壞等。配單臺電機(jī)及水泵時, 其功率必須足夠大, 在用水量少時開一臺大電機(jī)肯定是浪費(fèi)的, 電機(jī)選小了用水量大時供水會不足。工作時可以通過觸摸屏設(shè)定PID調(diào)節(jié)參數(shù)，由系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)部時鐘的判斷自動調(diào)整目標(biāo)值，然后通過A/D轉(zhuǎn)換模塊從外部壓力變送器輸入外部壓力信號，與目標(biāo)值比較后進(jìn)行PID調(diào)節(jié)并輸出控制量，通過D/A轉(zhuǎn)換模塊輸出模擬量控制變頻器的輸出頻率以達(dá)到調(diào)節(jié)水泵電機(jī)速度的最終目的。但由于驅(qū)動電機(jī)是恒速運(yùn)轉(zhuǎn),水流量靠調(diào)節(jié)泵出口閥開度來實現(xiàn),浪費(fèi)大量能源，也沒有很好的發(fā)展。該系統(tǒng)線路復(fù)雜,操作麻煩,勞動強(qiáng)度大，維護(hù)困難,自動化程度低，應(yīng)用前景不大。目前國內(nèi)供水系統(tǒng)采用的自動控制技術(shù)不少，其特點(diǎn)是變頻技術(shù)與其它其術(shù)的結(jié)合。其二是水的流量檢測難度較大，閉環(huán)控制困難。但缺點(diǎn)也是顯然的，其一是僅控制用水總量，而無法分配水流去向，勢必造成分配不均，特別在低層用水量大時，造成高層斷流。不足之處是過于強(qiáng)調(diào)恒壓指標(biāo)，對低區(qū)用戶揚(yáng)程指標(biāo)訂得太高，水壓過高，用戶不得不用閥門限流，造成能源浪費(fèi)，且由于水壓過高，管網(wǎng)耐壓水平必須提高，造成材料浪費(fèi)。前者強(qiáng)調(diào)對水泵出口壓力進(jìn)行給定跟蹤控制，使出口水壓基本保持恒定，而出口流量則依用戶需求隨時可變。從目前的供水行業(yè)調(diào)查結(jié)果表明，變頻調(diào)速是一項有效的節(jié)能降耗技術(shù)，其節(jié)電率很高，幾年能將因設(shè)計冗余和用量變化而浪費(fèi)的電能全部節(jié)省下來，又由于其具有調(diào)速精度高，功率因數(shù)高等特點(diǎn)，使用它可以提高出水質(zhì)量，并降低物料和設(shè)備的損耗，同時也能減少機(jī)械磨損和噪聲，改善車間勞動條件，滿足生產(chǎn)工藝要求。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及分析針對目前國內(nèi)民用建筑行業(yè)的發(fā)展，特別是衛(wèi)星城和小區(qū)建設(shè)的發(fā)展，給各個技術(shù)行業(yè)帶來的許許多多的研究課題。當(dāng)變頻器運(yùn)行在45 Hz 時, Q ∝ f = 45 Hz ,節(jié)電率；當(dāng)變頻器運(yùn)行在40 Hz 時, f = 40 Hz ,節(jié)電率；當(dāng)變頻器運(yùn)行在35 Hz 時, f = 35 Hz ,節(jié)電率；以75 kW為例,平均運(yùn)行在45 Hz ,1 年可節(jié)約電能75 24 365 27. 1 % = 178 047 kWh。圖1 Q p運(yùn)行特性及管阻特性以下以數(shù)值定性說明節(jié)能效果。設(shè)水泵電機(jī)由電網(wǎng)直接供電驅(qū)動,水泵運(yùn)行于A 點(diǎn),此時泵功率為： N1 =Q1 p1 ,對應(yīng)于圖中的矩型面積A p1 OQ1 , 若將水量減為Q2 , 工作點(diǎn)將由A 滑向B ,水壓增為p2 ,功率N2 則由面積B p2 OQ2 描述。根據(jù)泵的相似律,當(dāng)驅(qū)動轉(zhuǎn)速改變時,輸出流量Q 、泵的水壓p 、揚(yáng)程H 分別與驅(qū)動轉(zhuǎn)速的一次方、二次方和三次方成正比例。采用PLC 控制, 不僅可減少系統(tǒng)控制接線, 提高可靠性, 用軟件實現(xiàn)上述硬件, 維修簡易,充分發(fā)揮了可編程控制器配置靈活、控制可靠、編程方便和可現(xiàn)場調(diào)試的優(yōu)點(diǎn), 使整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性有了可靠的保障。水泵轉(zhuǎn)動的越快,產(chǎn)生的水壓越高, 才能將水輸送到遠(yuǎn)處或較高的樓層。近幾年最為常用的變頻恒壓供水系統(tǒng)能根據(jù)壓力變化情況及時調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速,將供水壓力控制在一定范圍之內(nèi),既滿足了變化的用水需求,也起到了節(jié)能降耗的目的[1]。如果不對供水量進(jìn)行調(diào)節(jié),管網(wǎng)壓力的波動也會很大,容易出現(xiàn)管網(wǎng)失壓或爆管事故,同時也浪費(fèi)了大量能源。我國每年水泵消耗電能約占電能總消耗量20％以上，而電能消耗又占水費(fèi)成本60％以上，故優(yōu)化對水泵的控制，具有重要意義。隨著工業(yè)企業(yè)和人們生活用水量的增大以及對供水要求不斷的提高，恒壓供水變得也來越重要。在農(nóng)村中,傳統(tǒng)的水塔供水方式存在許多實際問題，如頂層水箱結(jié)構(gòu)和建筑設(shè)計、水箱易對水源造成二次污染、水塔供水無法維持供水壓力的恒定等問題。浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）變頻恒壓供水控制系統(tǒng)畢業(yè)論文1 前 言隨著社會的飛速發(fā)展和城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，人口的增多以及人們生活水平的提高，對城市供水的質(zhì)量、數(shù)量、穩(wěn)定性等問題提出了越來越高的要求，我國中小城市供水的自動化配置相對落后，機(jī)組的控制主要依靠值班人員的手動操作，控制過程煩瑣，而且手動控制無法對供水管網(wǎng)的壓力和水位變化及時做出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。為了保證供水，機(jī)組常保持在超壓的狀態(tài)下運(yùn)行，爆損現(xiàn)象也挺嚴(yán)重。近年來，隨著異步電動機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的迅速發(fā)展，居民區(qū)供水系統(tǒng)正逐步采用無塔變頻供水，利用變頻調(diào)速技術(shù)，不僅可使水泵供水系統(tǒng)取得顯著的節(jié)能效果，還可以極大地改善系統(tǒng)的工作性能，并能延長系統(tǒng)的使用壽命，克服傳統(tǒng)供水方式的種種缺點(diǎn)。目前國內(nèi)多數(shù)企業(yè)仍使用傳統(tǒng)的恒速泵組切換加壓供水方式，其水壓不穩(wěn)而且浪費(fèi)電能。在生活用水過程中存在不同時間段用水量不均現(xiàn)象。為了節(jié)約電能,又能保證正常用水,供水部門也采取了不少措施。 變頻調(diào)速恒壓供水的基本原理[2]變頻恒壓供水, 一般由壓力變送器采樣水壓信號與系統(tǒng)設(shè)定壓力值比較后產(chǎn)生輸出信號, 再經(jīng)變頻器控制水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速, 實現(xiàn)恒壓供水。恒壓供水泵站中變頻器常常采用模擬量控制方式, 這需采用PLC 的模擬量控制模塊, 該模塊的模擬量輸入端接受傳感器送來的模擬信號, 輸出端送出經(jīng)給定值與反饋值比較并經(jīng)PID 處理后得出的模擬量控制信號, 并依此信號的變化改變變頻器的輸出頻率。 變頻調(diào)速使水泵電機(jī)節(jié)能的原理[3]水泵額定運(yùn)行狀態(tài)下的輸出功率：　　　　　 式中： Q 為輸出流量,單位為； p 為泵的水壓, 單位為MPa ； H 為泵的揚(yáng)程, 單位為m ；r 為重要系數(shù), 單位為。圖1 示出水泵Q p 運(yùn)行特性,其中曲線①、②分別是轉(zhuǎn)速為n1 、n2 時的特性曲線,曲線③、④是轉(zhuǎn)速為n2 時的等效管阻特性, 曲線⑤是轉(zhuǎn)速為n1 時的等效管阻特性。若水泵改為變頻調(diào)速驅(qū)動,在小水量時降為低速n2 , 水泵可運(yùn)行于C 點(diǎn)穩(wěn)定,功率N3 由面積Cp1 OQ2 描述,而水壓則維持為p1 ,節(jié)約的能耗對應(yīng)陰影面積B p2 p1 C。因流量與轉(zhuǎn)速成正比,功率與轉(zhuǎn)速立方成正比,總需求為Q , 在某一工作點(diǎn)時, Q 是一定值。若電價為0 . 8 5 元/ kWh , 則1 年可節(jié)約電費(fèi)0. 85 178 047 = 151 339.