【正文】 ?????? 102 )(102102 2022021 QHHQHQHPPP df ??????? （ ） 所以，當(dāng)用閥門控制流量時，有功率?? 102 )( 201 QHH ?被浪費(fèi)掉。 根據(jù)水泵變速運(yùn)行的相似定律，變速前后流量 Q、揚(yáng)程 H、功率 P 與轉(zhuǎn)速 N 之間關(guān)系為： 1212 NN ? ； 21212 ????????? NNHH ； 31212 ????????? NNPP （ ） 式中， Q H P1 為變速前的流量、揚(yáng)程、功率， Q H P2 為變速后的流量、揚(yáng)程、功率。 基于 PLC 的消防給水泵控制系統(tǒng)設(shè)計 11 4 給水泵組及控制要求及控制系統(tǒng) 變頻給水泵組 變頻給水泵組通常由 2~4臺相同功率及類型相同的水泵并聯(lián)運(yùn)行，為維修、安裝及減振需要，每臺泵的進(jìn)出水管上必須裝有閥門、止回閥、橡膠接頭等配件。 為節(jié)省控制成本，可采用一臺變頻器對 4臺水泵進(jìn)行變頻控制。 控制系統(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過壓力傳感器對消防管網(wǎng)壓力進(jìn)行實時采樣，并與設(shè) 定壓力值比較，根據(jù)壓力偏差來控制變頻泵的速度及定量泵的啟、停，實現(xiàn)恒壓、變量的供水，以達(dá)到節(jié)能、恒壓的目的。如消防用水量較大，變頻器輸出頻率達(dá)到 50Hz , 變頻泵達(dá)到最高轉(zhuǎn)速，而消防管網(wǎng)壓力仍然低于設(shè)定壓力，控制器將變頻泵切換成工頻運(yùn)行，待變頻器輸出頻率 下降至最低值時再變頻軟啟動另一臺水泵，由一臺工頻泵和一臺變量泵同時供水。 當(dāng)消防用水量較少，變量泵轉(zhuǎn)速降到一定程度時，控制器自動停止最先運(yùn)行的定量泵，并根據(jù)管網(wǎng)壓力調(diào)整變量泵轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)壓力始終保持恒定。停機(jī)時遵循“先開的泵先停 ，先停的泵先開”的原則。設(shè)備還可以通過時控器控制水泵的強(qiáng)行切換。 系統(tǒng)的 PLC的 I/O接線圖 基于 PLC 的消防給水泵控制系統(tǒng)設(shè)計 13 圖 PLC接線圖 系統(tǒng)的二次控制回路 圖 控制柜面板指示燈回路 圖 可 編程序控制器 PLC的輸出輸入信號 控制系統(tǒng)的 PLC 采用西門子 S7224 產(chǎn)品。 PLC的輸出信號是： : 1＃泵變頻運(yùn)行； ： 1＃泵工頻運(yùn)行； ： 2＃泵變頻運(yùn)行； ： 2＃泵工頻運(yùn)行； ： 3＃泵變頻運(yùn)行； ： 3＃泵工頻運(yùn)行； ： 4＃泵變頻運(yùn)行； ： 4＃泵工頻運(yùn)行。本設(shè)計使用的壓力傳感器為遠(yuǎn)傳壓力表，遠(yuǎn)傳壓力表要求的輸入單元不大于 5V，因此必須串連一個 500Ω左右的電阻后連接到變頻器的 +10V端子 1。 5 系統(tǒng)硬件選型 PLC 根據(jù)系統(tǒng)硬件的 I/O 點(diǎn)數(shù)、內(nèi)部寄存器數(shù)量及種類、智能模塊、性價比 等因素，本系統(tǒng)選用西門子 S7200 CPU— 224 型 PLC 西門子 S7200 CPU 單元 CPU224參數(shù) 主要性能 主要性能 本機(jī)集成 14輸入 /10輸出共 24個數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。 1基于 PLC 的消防給水泵控制系統(tǒng)設(shè)計 15 6K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間 其他性能 6個獨(dú)立的 30kHz 高速計數(shù)器， 2路獨(dú)立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。 I/O 端子排可很容易地整體拆卸 。 2) 變頻器的負(fù)載類型；如葉片泵或容積泵等，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時的方式方法。 II. 電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。 4) 對于一些特殊的應(yīng)用場合，如高溫，高海拔，此時會引起變頻器的降容，變頻器容量要放大一擋。 10%，三相，交流， ； 風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專用；牢固的 EMC（電磁兼容性）設(shè)計；控制信號的快速響應(yīng)；傳動平穩(wěn)，輕松無憂 控制功能：線性 v/f 控制，并帶有增強(qiáng)電機(jī)動態(tài)響應(yīng)和控制特性的磁通電流控制（ FCC），多點(diǎn) v/f控制； 內(nèi)置 PID 控制器； 快速電流限制，防止運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘； 數(shù)字量輸入 6個，模擬量輸入 2個，模擬量輸出 2個，繼電器輸出 3 個； 具有 15 個固定頻率， 4 個跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；采用 BiCo 技術(shù)，實現(xiàn) I/O 端口自由連接； 集成 RS485 通訊接口，可選 PROFIBUSDP 通訊模塊；靈活的斜坡函數(shù)發(fā)生器，可選平滑功能； 三組參數(shù)切換功能：電機(jī)數(shù)據(jù)切換，命令數(shù)據(jù)切換； 基于 PLC 的消防給水泵控制系統(tǒng)設(shè)計 16 風(fēng)機(jī)和泵類專用功能：多泵切換，旁路功能 手動 /自動切換；斷帶及缺水檢測 保護(hù)功能：過載能力為 140％額定 負(fù)載電流，持續(xù)時間 3 秒和 110％額定負(fù)載電流，持續(xù)時間 60秒； 過電壓、欠電壓保護(hù)；變頻器過溫保護(hù)；接地故障保護(hù)，短路保護(hù)； 12t 電動機(jī)過熱保護(hù)； PTC/KTY 電機(jī)保護(hù)。廣泛用于工業(yè)設(shè)備、水利、化工、醫(yī)療、電力、空調(diào)、金剛石壓機(jī)、冶金、車輛制動、樓宇供水等壓力測量與控制。10V, 177。, 177。500mV,? 177。100mV,177。25mV 電流輸入 0～ 20mA 數(shù)據(jù)字格式 15～ 30V 單極性，全量程 0～ 32022 雙極性，全量程 32022~32022 輸入分辨率 電壓輸入 (單極性 ) mV(0～ 10V 量程 ) mV (0～ 5V量程 ) 電壓輸入 (雙極性 ) mV(177。 量程 ) 電流輸入 5μA (0 ～ 20mA 量程 ) 模數(shù)轉(zhuǎn)換時間 小于 300μs 模擬量輸入響應(yīng)時間 共模抑制 40dB， DC to 60Hz 共模電壓 信號電壓 +共模電壓 (必須小于 等于 12V) 輸入阻抗 不小于 10MΩ 最大輸入電壓 30V 最大輸入電流 30mA AD轉(zhuǎn)換器分辨率 12 位 模擬量輸出特性 輸出點(diǎn)數(shù) 1 基于 PLC 的消防給水泵控制系統(tǒng)設(shè)計 18 選用EM235型具體參數(shù)如下： 電動機(jī) 采用 TS200150315 型電動機(jī) 揚(yáng)程： h=32m 功率： 37kw 6 變頻器及電動機(jī)參數(shù) 設(shè)定值為 輸出范圍 電壓輸出 電流輸出 177。% ，最壞情況：滿量程的 177。 電動機(jī)參數(shù)： 參數(shù)號 出廠值 設(shè)定值 說明 P0003 1 1 設(shè)用戶訪問級為標(biāo)準(zhǔn)級 P0010 0 1 快速調(diào)試 P0100 0 0 工作地區(qū) ：功率以 KW 表示，頻率為50HZ P0304 230 380 電動機(jī)額定電壓（ V) P0305 100 電動機(jī)額定電流（ A) P0307 37 電動機(jī)額定功率（ KW) P0308 0 電動機(jī)額定功率因數(shù) P0310 50 50 電動機(jī)額定頻率 P0311 0 2800 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速 變頻器參數(shù)： 參數(shù)號 出廠值 設(shè)定值 說明 P0003 1 1 設(shè)定訪問級為標(biāo)準(zhǔn)級 P0004 0 7 命令和數(shù)字 I/O PO700 2 2 命令源選擇“由端子排輸入 P0030 1 2 設(shè)定用戶訪問級為擴(kuò)展級 P0004 0 7 命令和數(shù)字 I/O P0701 1 1 ON 接通正轉(zhuǎn) P0003 1 1 設(shè)定訪問級為標(biāo)準(zhǔn)級 P0004 0 10 設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器 P1000 2 2 頻率設(shè)定值選擇為”模擬輸入 “ P1080 0 12 電動機(jī)運(yùn)行的最低頻率 P1082 50 50 電動機(jī)運(yùn)行的最高頻率 其最低運(yùn)行頻率設(shè)定依據(jù)：電機(jī)在最低頻率運(yùn)行時，最末端設(shè)備的管道仍有一定的水壓。 ])( )()(1)([)( ? ??? to Dip td tdeTdtteTteKtu基于 PLC 的消防給水泵控制系統(tǒng)設(shè)計 22 式中 ： )(tu —— 調(diào)節(jié)器的輸出； pK —— 比例時間常數(shù)； )(te —— 差壓設(shè)定值 ( 0P? )與差壓實測值 ( P? )之差； Ti—— 差壓積分時間常數(shù)； DT —— 差壓微分時間常數(shù)。 確定了系統(tǒng)控制電路、 PLC 的輸出輸入端子、以及相應(yīng)的控制功能要求后，必須對 PLC程序控制流程加以確定。 總結(jié) 通過模擬實驗證明了該方案在智能化消防給水系統(tǒng)中，是切實可行的。 同時以 PLC 為核心的高可靠的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對水泵的控制及三臺電機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制，把 3 臺水泵的其中一臺當(dāng)作備用泵來用增加了應(yīng)付突發(fā)事件的能力，具有先進(jìn)、可靠、經(jīng)濟(jì)、靈活等顯著特點(diǎn)。另外還可以根據(jù)實際需要很方便地進(jìn)行擴(kuò)展。 該系統(tǒng)是針對目前國內(nèi)外消防水泵控制系統(tǒng)的實際狀 況設(shè)計的 。 最后敬請各位專家、老師和同學(xué)對論文和今后的研究工作提出寶貴的指導(dǎo)意見和建議。 8 KM4 M2變頻 9 KM5 M3變頻 10 KM6 M4變頻 11 KM7 M1工頻 12 KM10 電磁閥 13 KM8 M3工頻 14 消防報警 15 故障報警 基于 PLC 的消防給水泵控制系統(tǒng)設(shè)計 24 致謝 畢業(yè)論文暫告收尾，這也意味著我大學(xué)的三年的學(xué)習(xí)生活既將結(jié)束。在這三年的時間里，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受 益非淺。 論文的寫作是枯燥艱辛而又富有挑戰(zhàn)的。在此，我特別要感謝我的導(dǎo)師閆智武老師。沒有閆智武老師的辛勤栽培、孜孜教誨，就沒有我論文的順利完成。最后要感謝我的家人以及我的朋友們對我的理解、支持、鼓勵和幫助，正是因為有了他們，我所做的一切才更有意義；也正是因為有了他們，我才有了追求進(jìn)步的勇氣和信心。s 72hour visafree policy has attracted wide attention from both Chinese and foreign experts and businessmen since it took effect on Sept 1 last year. The program permits citizens from 51 countries and regions including the United States, Australia, Canada and Japan who have valid visas and flight tickets to a third country to spend three days in the city. The capital of Sichuan province is the first city in the western region of China to offer foreign tourists a threeday visa and the fourth nationwide to adopt the policy following Shanghai, Beijing and Guangzhou. Li Zhiyong, deputy dean of the tourism institute at Sichuan University, said the move contributes to a large increase in the number of overseas tourists and raises the city39。s largest breeding and research center. Three days are long enough for foreign visitors to visit those iconic tourist spots, he noted. The city is home to the remains of the Jin sha civilization that dates back more than 3,000 years as well as the Qing cheng Mountains and the Du jiang yan irrigation system. Qing cheng has long been recognized as the birthplace of Taoism, China39。s business development. Rudy Buttignol, president of the public broadcasting pany in British Columbia, Canada, said his work requires frequent travel to Chengdu and the policy makes the trips easier. Data from the city39。s cooperation with Central Asian countries, a senior official said. Shaanxi Governor Lou Qinjian