【正文】 設(shè)定壓力，根據(jù)先投先停的原則， PLC將停止正在運(yùn)行的水泵中運(yùn)行時(shí)間最長的工頻泵，直至出水壓力達(dá)到設(shè)定值。例如在晚上 12 點(diǎn)到凌晨 5點(diǎn)，居民生活用水很少，一臺(tái) 30kW 的水泵為了維持供水壓力也需要長時(shí)間工作在 25Hz 左右，電動(dòng)機(jī)不僅要消耗十幾個(gè)千瓦的電能，同時(shí)還要長期工作在低頻狀態(tài)，大大影響電動(dòng)機(jī)的壽命。在小流量水泵的選擇上，其功率一般是主水泵功率的 1/4 到 1/6，揚(yáng)程和主泵相同。 有時(shí)電源會(huì)突然斷電，若無人值班，恢復(fù)供電后若系統(tǒng)無法啟動(dòng)會(huì)造成斷水，為此本系統(tǒng)設(shè)置了通電后自動(dòng)變頻啟動(dòng)方式。 當(dāng)出現(xiàn)消防報(bào)警信號(hào)時(shí)，系 統(tǒng)立即按照消防壓力運(yùn)行。當(dāng)變頻器突然發(fā)生故障，蜂鳴器報(bào)警， PLC 發(fā)指令使全部水泵停機(jī)，然后 1泵工頻運(yùn)行（若水泵功率大于 37KW，則需要采用降壓啟動(dòng)或其它啟動(dòng)方式），經(jīng)一定延時(shí)后根據(jù)壓力變化情況再使 2泵工頻運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)水池?zé)o水停機(jī)、電動(dòng)機(jī)欠壓、過壓、錯(cuò)相、電機(jī)故障等情況時(shí)，均能由蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲。所有故障解決、恢復(fù)正常后，自啟動(dòng)前也要發(fā)出報(bào)警信號(hào)?？删幊炭刂破鞯漠a(chǎn)生和發(fā)展與繼電器控制系統(tǒng)有很大的關(guān)系。由此，產(chǎn)生 了可編程控制器，它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)，用面向控制過程、面向用戶的簡單編程語句，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，是簡單易懂，操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制器，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。在實(shí)際應(yīng)用中，其硬件可根據(jù)實(shí)際需要選用配置，其軟件則需要根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。隨著微電子技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，以及工業(yè)自動(dòng)化控制愈來愈高的需求， PLC無論在功能上、速度上、智能化模塊以及聯(lián)網(wǎng)通信上，都有很大的提高。美國電氣制造商協(xié)會(huì) (NEMA)將其正式命名為可編程控制器 (Programmable Controller)，簡稱 PC，但是為了和個(gè)人計(jì)算機(jī) (Persona1 Computer)的簡稱 PC相區(qū)別，人們常常把可編程控制器仍簡稱為 PLC。因此，在現(xiàn)今的稍微復(fù)雜一些的控制系統(tǒng)中， PLC通常與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)配合使用，實(shí)現(xiàn)完整的控制功能。在發(fā)達(dá)的工業(yè)化國家，可編程控制器已經(jīng)廣泛的 應(yīng)用在所有的工業(yè)部門，其應(yīng)用已擴(kuò)展到樓宇自動(dòng)化、家 庭自動(dòng)化、商業(yè)、公用事業(yè)、測試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。 PLC 的工作過程 圖 PLC的掃描工作過程 PLC是在系統(tǒng)軟件的控制和指揮下，采用循環(huán)順序掃描的工作方式，其工作過程就是程序的執(zhí)行過程，它 分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段，如圖 。 ⑷、輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)，由上一個(gè)刷新時(shí)間輸出映像寄存器的狀態(tài)決定； ⑸、輸出端子上的輸出狀態(tài)，由輸出鎖存器中的狀態(tài)決定?？刂破饎?dòng)和停止需要 2個(gè)輸入點(diǎn)，變頻器極限頻率的檢測信號(hào)占用 PLC2個(gè)輸入點(diǎn)，系統(tǒng)自動(dòng) /手動(dòng)起動(dòng)需 1輸入點(diǎn)，手動(dòng)控制電機(jī)的工頻 /變頻運(yùn)行需 6個(gè)輸入點(diǎn)，控制系統(tǒng)停止運(yùn)行需 1個(gè)輸入點(diǎn)，檢測電機(jī)是否過載需 3個(gè)輸入點(diǎn)，共需 15個(gè)輸入點(diǎn)。本系統(tǒng)選用 FXos30MRD型 PLC。 X0接起動(dòng)按鈕， X1接停止按鈕， X2接變頻器的 FU接口， X3接變頻器的 OL接口，X4接 M1的熱繼電器， X5接 M2的熱繼電器， X6接 M3的熱繼電器。在同時(shí)控制 M1電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)接觸器 KM KM0線圈中分別串入了對(duì)方的常閉觸頭形成電氣互 鎖 。此電源輸出的電壓或電流及頻率，由控制回路的控制指令進(jìn)行控制。對(duì)于需要更精密速度或快速響應(yīng)的場合，運(yùn)算還應(yīng)包含由變頻器主電路和傳動(dòng)系統(tǒng)檢測出來的信號(hào)和保護(hù)電路信號(hào)，即防止因變頻器主電路的過電壓、過電流引起的損失外，還應(yīng)保護(hù)異步電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)等 圖 變頻器的構(gòu)成 ⑴、主電路 給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，稱為主電路。另外，異步電動(dòng)機(jī)需要制動(dòng)時(shí)，有時(shí)要附加“制動(dòng)回路”?？捎脙山M晶體管交流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。平波回路 在整流 器整流后的直流電壓中，含有電源 6倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路的構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。 一般說來，由機(jī)械系統(tǒng)（ 含電動(dòng)機(jī)）慣量積蓄的能量比電容能儲(chǔ)存的能量大，需要快速制動(dòng)時(shí)，可用由逆變流器向電源反饋或設(shè)置制動(dòng)回路（開關(guān)和電阻）把再生功率消耗掉，以免直流電路電壓上升。如圖 所示，控制電路由以下電路組成，頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓 /電流檢測電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”。在控制電路 B 部分增加了速度檢測電路，即增加了速度指令，可以對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行控制更精確的閉環(huán)控制。運(yùn)算電路 將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、功率。電壓 /電流檢測電路 與主電路電位隔離，檢測電壓、電流等。驅(qū)動(dòng)電路 為驅(qū)動(dòng)主電路 器件的電路。 保護(hù)回路主要包括： 逆變器保護(hù) 瞬時(shí)過電壓保護(hù)。交流器的輸出電流達(dá)到異常值，也同樣停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。逆變器輸出電流超過額定值，且持續(xù)流通達(dá)規(guī)定的時(shí)間以上，為了防止逆變器器件、線路等損壞要停止運(yùn)轉(zhuǎn)。過負(fù)載是由于負(fù)載的 GD2（慣性）過大或因負(fù)載過大使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。采用逆變器使電動(dòng)機(jī)快速減速時(shí)，由于再生功率直流電路電壓將升高，有時(shí)超過容許值。 瞬時(shí)停電保護(hù)。但瞬時(shí)停電時(shí)間在 10ms 以上時(shí)，通常會(huì)使控制電路誤動(dòng)作，主電路也不能供電，所以檢出后使逆變器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。逆變器負(fù)載側(cè)接地時(shí)，為了保護(hù)逆變器，有時(shí)要有接地過電流保護(hù) 功能。 冷卻風(fēng)機(jī)異常。 異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù) 過載保護(hù)。動(dòng)作頻繁時(shí)可以考慮減輕電動(dòng)機(jī)負(fù)載、增加電動(dòng)機(jī)及逆變器容量等。逆變器的輸出頻率或者異步電動(dòng)機(jī)的速度超過規(guī)定值時(shí)，停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。急加 速時(shí)，如果異步電動(dòng)機(jī)跟蹤遲緩，則過電流保護(hù)電路動(dòng)作，運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行（失速）。對(duì)于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)中的過電流，也進(jìn)行同樣的控制。減速時(shí)產(chǎn)生的再生能量使主電路直流電壓上升，為了防止再生過電壓保護(hù)電路動(dòng)作，在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制，抑制頻率下降，防止失速再生過電壓。能實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動(dòng)，減小電氣和機(jī)械沖擊噪音，延長設(shè)備使用壽命。 ⑷、由于變頻恒壓調(diào)速直接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污染，大大降低水質(zhì)污染的可能性：眾所周知南方氣候炎熱潮濕細(xì)菌和微生物極易繁殖和滋生尤其是高位水箱很容易生紅蟲必須定期清洗改用變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備后只需一個(gè)低位水箱原來也有將水質(zhì)污染降到最低限度。 X2接變頻器的 FU接口， X3接變頻器的 OL接口。 圖 圖 ㈢、 PID調(diào)節(jié)器 僅用 P動(dòng)作控制，不能完全消除偏差。用 PI控制時(shí)，能消除由改變目標(biāo)值和經(jīng)常的外來擾動(dòng)等引起的偏差。對(duì)有積分元件的負(fù)載系統(tǒng)可以單獨(dú)使用 P動(dòng)作控制。偏差小時(shí)， P動(dòng)作的作用減小。在該場合，為使 P動(dòng)作的振蕩衰減和系統(tǒng)穩(wěn)定，可用 PD控制。 利用 I動(dòng)作消除偏差作用和用 D動(dòng)作抑制振蕩作用，在結(jié)合 P動(dòng)作就構(gòu)成了 PID控制，本系統(tǒng)就是采用了這種方式。這種控制方式用于從產(chǎn)生偏差到出現(xiàn)響應(yīng)需要一定時(shí)間的負(fù)載系統(tǒng) (即實(shí)時(shí)性要求不高，工業(yè)上的過程控制 系統(tǒng)一般都是此類系統(tǒng)，本系統(tǒng) 也比較適合 PID調(diào)節(jié) )效果比較好 圖 PID 控制框圖 通過對(duì)被控制對(duì)象的傳感器等檢測控制量 (反饋量 )，將其與目標(biāo)值 (溫度、流量、壓力等設(shè)定值 )進(jìn)行比較。也就是使反饋量與日標(biāo)值相一致的一種通用控制方式。在恒壓供水中常見的 PID控制器的控制形式主要有兩種 : 硬件型：即通用 PID控制器，在使用時(shí)只需要進(jìn)行線路的連接和 P、 I、 D參數(shù)及日標(biāo)值的設(shè)定。 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)的 PID 調(diào)節(jié)器內(nèi)置于變頻器中。改傳感器采用硅壓阻效應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)壓力測量的力－電轉(zhuǎn)換。 該傳感器的量程為 0～ ，工作溫度為 5℃ ～ 60 ℃ ，供電電源為 28177。 圖 壓