【正文】 反饋，調(diào)節(jié)器實(shí)反饋的接受點(diǎn)。調(diào)節(jié)器接受了實(shí)測(cè)水壓的反饋信號(hào)后，將它與給定值比較，得到給定值與實(shí)測(cè)值之差。這些都是由調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)控制。調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)參數(shù)，如 P、 I、 D 參數(shù)均洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 是可以由使用者設(shè)定的， PID 調(diào)節(jié)過(guò)程視調(diào)節(jié)器的 內(nèi)部構(gòu)成由數(shù)字式調(diào)節(jié)及模擬量調(diào)節(jié)兩類(lèi)，以微型計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)器多為數(shù)字調(diào)節(jié)器。信號(hào)的量值與前面提到的差值成正比，用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備工作。水池的高 /低水位信號(hào)也直接送給 PLC，作為 低 水位報(bào)警用。生活用水和消防用水共用三臺(tái)泵，平時(shí)電磁閥 YV2 處于失電狀態(tài)，關(guān)閉消防管網(wǎng)，三臺(tái)泵根據(jù)生活用水 量 的多少，按一定的控制邏輯運(yùn)行，使生活用水的恒壓狀態(tài)（生活用水底恒壓值）下進(jìn)行；當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電磁閥 YV2 得電，關(guān)閉生活用水管網(wǎng)，三臺(tái)泵 供 消防用水使用，并根據(jù)用水量的大小，使消防供水也在恒壓狀態(tài)（消防用水高恒壓值）下進(jìn)行。 PLC 是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電控制器。它通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過(guò)程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過(guò)輸出電路的物理過(guò)程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息變換時(shí)，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過(guò)程一般不考慮的。其功能要比繼電控制裝置多的多、強(qiáng)的多。 可以說(shuō)，凡普通小型計(jì)算機(jī)功能實(shí)現(xiàn)的功能， PLC 幾乎也都有可以做到。豐富的功能為 PLC 的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時(shí)，也為節(jié)水行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。 1．輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O 點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適量的余量，通常根據(jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，在增加 10%～ 20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。 2．存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶(hù)應(yīng)用項(xiàng)目使用 的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。因此本課題的 PLC 內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ) 2020 條梯形圖，這樣才能在以后的改造過(guò)程中有足夠的 空間。 根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速恒壓控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。 ⑵ . 編程功能 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 離線(xiàn)編程方式： PLC 和編程器共用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU 只為編程器提供 服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。離線(xiàn)編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)音編程序形式，以滿(mǎn)足特殊控制場(chǎng)合 的 控制要求。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。 PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響維修時(shí)間。 S7200PLC 是德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)德一種小型 PLC，其許多功能達(dá)到大、中型 PLC 的水平，而價(jià)格卻和小型 PLC 一樣，因此，它一經(jīng)退出，即受到了廣泛的關(guān)注。由于它具有多種功能模塊和人機(jī)界面（ HMI）可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易的 組成 PLC 網(wǎng)絡(luò)。模擬量擴(kuò)展單元可將外部模擬量轉(zhuǎn)化為 PLC 可處理的數(shù)字量及將 PLC 內(nèi)部運(yùn)算結(jié)果數(shù)字量轉(zhuǎn)換為機(jī)外可以使用的模擬量。 EM235 模擬量工作單元性能指標(biāo) 為能適用各種規(guī)格的輸入、輸出兩，模擬量處理模塊都設(shè)計(jì)成可編程，而轉(zhuǎn)換生成的數(shù)字量一般具有固定的長(zhǎng)度及格式。上表中，輸入、輸出信號(hào)范圍欄給出了 EM235 的輸出、輸入信號(hào)規(guī)格，以供選用。校準(zhǔn)可以簡(jiǎn)單的理解為儀器儀表使用前的調(diào)零以及調(diào)滿(mǎn)度。必要時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)工作。注意輸入、輸出信號(hào)的類(lèi)型不同，采用不同的接入方式。接線(xiàn)還應(yīng)注意傳感器的線(xiàn)路盡可能短，且應(yīng)使用屏蔽雙絞線(xiàn)，要保證 24VDC 傳感器電源無(wú)噪聲、穩(wěn)定可靠。S7200 擴(kuò)展單元安裝時(shí)在主機(jī)的右邊依次排列，并從模塊 0 開(kāi)始編號(hào)。 4. 為了在主機(jī)中進(jìn)行輸入模擬量轉(zhuǎn)換后數(shù)字 處理及為了輸出需要在洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 模擬量單元中轉(zhuǎn)換為模擬量的數(shù)字量，要在主機(jī)中安排一定的存儲(chǔ)單元。而在主機(jī)的變量存儲(chǔ)區(qū)V區(qū)存放處理產(chǎn)生的 中間數(shù)據(jù)。在該子程序中完成采樣次數(shù)餓預(yù)置頂及采樣和單元清零的工作，為開(kāi)始工作做好準(zhǔn)備。該子程序檢查模塊的連接的正確性以及模塊工作的正確性。 4. 工程所需的有關(guān)該模擬量的處理程序。 一個(gè)完整的系統(tǒng)組成如圖 34 所示 。它包括 CUP、存儲(chǔ)器、基本輸入 /輸出點(diǎn)和電源等，是 PLC 的主要部分。 （ 2）擴(kuò)展單元 主機(jī) I/O 點(diǎn)數(shù)量不能滿(mǎn)足控制系統(tǒng)的要求時(shí)，用戶(hù)編程工具 CUP 主機(jī) 人機(jī)界面 擴(kuò)展模塊 功能模塊 通訊設(shè)備 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 可以根據(jù)需要擴(kuò)展各種 I/O 模塊，所能連接的擴(kuò)展單元的數(shù)量和實(shí)際所能使用的 I/O 點(diǎn)數(shù)時(shí)由多種因素共同決定的。它們是完成某些特殊控制任務(wù)的一些設(shè)置。 （ 5）工業(yè)軟件 工業(yè)軟件是 為了更好地管理和使用這些設(shè)備而開(kāi)發(fā)的與之相配套的程序，它主要由標(biāo)準(zhǔn)工具、工程工具、運(yùn)行軟件和人機(jī)借口軟件等幾大類(lèi)構(gòu)成。 在傳統(tǒng)的變頻控制系統(tǒng)中，變頻器的啟動(dòng) /停止由 PLC 通過(guò)開(kāi)關(guān)量輸出控制，變頻器頻率是由 PLC 通過(guò)模擬量輸出端口輸出 0～ 5（ 10） V 或 4～20mA 信號(hào)控制的，這需要購(gòu)買(mǎi) PLC 比較昂貴的模擬量輸出端口模塊。 因此在本系統(tǒng)中 PLC 對(duì)變頻器的控制是通過(guò)串行通訊的方式實(shí)現(xiàn)的，西門(mén)子變頻器 MicroMaster430 是全新一代標(biāo)準(zhǔn)變頻器中的風(fēng)機(jī)和泵類(lèi)變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專(zhuān)家。它按照專(zhuān)用要求設(shè)計(jì)，并使用內(nèi)部功能互聯(lián)（ Bicol）技術(shù)，具有高度可靠性和靈活性。 PLC 通過(guò)自由通訊口方式與變頻器通訊，控制變頻器的運(yùn)行，讀取變頻器自身的電壓、電流、功率、累計(jì)運(yùn)行時(shí)間和過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)負(fù)荷等全部報(bào)警信息等參數(shù)。三個(gè)熱繼電器 FR1～ FR3 分別對(duì)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，避免電動(dòng)機(jī)在過(guò)載時(shí)可能產(chǎn)生的過(guò)熱損壞。 SAC 為轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)控制切換。 圖 25 恒壓供水系統(tǒng)的控制電路 KA1 為缺水保護(hù)電路的中間繼電器觸點(diǎn)，當(dāng)水池缺水或水位不足時(shí)，配合缺水保護(hù)裝置斷開(kāi)控制電路，切斷主電路，實(shí)現(xiàn)缺水保護(hù)作用。本系統(tǒng)設(shè)置了缺水自動(dòng)保護(hù)電路。利用液位繼電器等裝置時(shí)刻檢測(cè)水池里的水位，經(jīng)電路轉(zhuǎn)換及處理后對(duì)控制回路電源進(jìn)行控制。水池缺水洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 或水位不足時(shí)，液位繼電器 K1 釋放，系統(tǒng)報(bào)警、指示燈亮并通過(guò) KA1 切斷系統(tǒng)控制電路和主電路，水泵停止，水位正常后，液位繼電器 K1 吸合，重新啟動(dòng)系統(tǒng)。反之，缺相或反向時(shí)， KP 的 12 觸點(diǎn)斷開(kāi)，會(huì)切斷 PLC 控 制電路，系統(tǒng)停止工作，缺相相序保護(hù)指示燈亮。其輸入通道數(shù)字分辨率為 8 位， A/D 的轉(zhuǎn)換時(shí)間為 100us，在模擬量與數(shù)字信號(hào)之間采用光電隔離，適用于 S7200CUP22*系列 PLC。圖中的 ~及 ~ 為 PLC 輸出繼電器觸點(diǎn)，它們旁邊的 8 等數(shù)字為接線(xiàn)編號(hào)，可結(jié)合 PLC 外圍接線(xiàn)圖一起讀圖。 PLC 是通過(guò) I/O 單元完成此工作的。輸入單元接受現(xiàn)洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 場(chǎng)設(shè)備向 PLC 提供信號(hào)，包括人為的控制信號(hào)和能描述現(xiàn) 場(chǎng)狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，例如由按鈕、限位開(kāi)關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、接近開(kāi)關(guān)、撥碼器等提供的開(kāi)關(guān)量。 根據(jù)以上控制要求統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)的名稱(chēng)、代碼及地址編號(hào)如表 21 及 22 所示。 表 21 輸入輸出點(diǎn)代碼及地址編號(hào) 名 稱(chēng) 代 碼 地址編號(hào) 輸 入 信 號(hào) 手動(dòng)和自動(dòng)消防信號(hào) SA1 水池水位下限信號(hào) SLL 水池水位上限信號(hào) SLH 變頻器報(bào)警信號(hào) SU 消鈴按鈕 SB9 試燈按鈕 SB10 遠(yuǎn)程壓力表模擬量變壓值 U AIW0 輸 出 信 號(hào) 1泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈 KM1， HL1 1泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈 KM2， HL2 2泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈 KM3， HL3 2泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈 KM4， HL4 3泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈 KM5， HL5 3泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈 KM6， HL6 生活 /消防供水轉(zhuǎn)換電磁閥 YV2 水池水位下限報(bào)警指示燈 HL7 變頻器故障報(bào)警指示燈 HL8 火災(zāi)報(bào)警指示燈 HL9 報(bào)警電鈴 HA 變頻器頻率復(fù)位控制 KA 控制變頻器頻率用電電壓 UF AQW0 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 表 22 模擬量擴(kuò)展模塊 EM235 輸入 /輸出技術(shù)規(guī)范 輸 入 技 術(shù) 規(guī) 范 輸 出 技 術(shù) 規(guī) 范 最大輸出電壓 30VDC 隔離（現(xiàn)場(chǎng)到邏輯） 無(wú) 最大輸入電壓 32mA 信號(hào)范圍 電壓輸出 電流輸出 177。10V ， 177。 177。500mV177。100mV, 177。25mv 0～ 20mA 精度 最差情況 0~55℃ 電壓輸出 電流輸出 177。2% 滿(mǎn)量程 輸入分辨率 精度 最差情況 0～ 55℃ 電壓輸出 電流輸出 典型， 25℃ 電壓輸出 電流輸出 177。2% 滿(mǎn)量程 177。5% 滿(mǎn)量程 AD 轉(zhuǎn)換時(shí)間 ＜ 250 ? s 模擬輸入階躍響應(yīng) ms 到 95% 共模抑制 4dB,DC 到 60Hz 共 模 電壓 信號(hào)電壓加共加模電 壓≤177。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀(guān)易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠(chǎng)電氣人員掌握，特別適 用于開(kāi)關(guān)量邏輯控制。 PLC 梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱(chēng)，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元 (軟繼電器 )，每一軟繼電器與 PLC 存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)，該存儲(chǔ)單元如果為“ 1”狀態(tài)，則表示梯形圖中對(duì)應(yīng)軟繼電器的線(xiàn)圈“通電”，其常開(kāi)觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，稱(chēng)這種狀態(tài)是該軟繼電器的“ 1”或“ ON”狀態(tài)。 梯形圖兩側(cè)的垂直公共線(xiàn)稱(chēng)為母線(xiàn)，在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線(xiàn) (左母線(xiàn)和右母線(xiàn) )之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，母線(xiàn)之間有“能流”從左向右流動(dòng)，右母線(xiàn)可以不畫(huà)出。 雙恒壓供水系統(tǒng)的梯形圖程序 見(jiàn)大圖， 子程序見(jiàn)下圖， 對(duì)該 程序有幾點(diǎn)說(shuō)明： 1. 因?yàn)槌绦蜉^長(zhǎng)，所以讀圖時(shí)請(qǐng)按照網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的順序進(jìn)行； 2. 本程序的控制邏輯設(shè)計(jì)針對(duì)的是較少 泵數(shù) 的 供水系統(tǒng)。具體指令如下： LD CALL SBR_0:SBR0 LD MOVR , VD104 NOT MOVR , VD104 LD O INCB VB300 LD AD= VD250, VD212 LDN AD= VD250, VD208 OLD AN TON T37, +50 LD T37 AB= VB301, 0 INCB VB301 LDD= VD250, +1800 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 AN TON T38, +100 LD T38 AB VB301, 0 EU = DECB VB301 LD O = LD = TON T33, +1 LD T33 EU = LD S , 1 INCB VB300 LD TON T34, +2 LD T34 EU = R , 1 LD S , 1 LD TON T39, +30 LD T39 EU = R , 1 R , 1 LDB VB300, 3 MOVB 1, VB300 LDB= VB301, 0 A EU INCD VD301 LDD= VD301, +180 EU = MOVB 0, VB301 LDB VB301, 0 MOVD +0, VD310 LD O O AB= VB300, 1 O AN AN AN = LD AB= VB300, 2 O AN AN 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 AN = LD