【正文】 (3)滿足電動機電流：I≥KIe ()式中P為變頻器容量（單位kW），PM負載要求的電動機軸輸出功率（單位kW），Ue為電動機額定電壓（單位V），Ie為電動機額定電流（單位A），η為電動機效率（通常約為0．85），cosφ為電動機功率因數(shù)（通常約為0．75），k是電流波形補償系數(shù)（由于變頻器的輸出波形并不是完全的正弦波，而含有高次諧波的成分，其電流應有所增加，通常K約為1．05～1．1）。 根據(jù)計算所得的所需參數(shù)可以選取西門子MicroMaster430（風機水泵專業(yè)）變頻器，具體的可以選擇MM430110K型號的變頻器，他配接電機的容量是110kw，額定電流為205A滿足使用需求，可以選擇。當變頻器輸入側發(fā)生短路等故障時，進行保護。為了避免誤動作，斷路器的額定電流應選： ()其中為變頻器的額定電流。接觸器(1)主要作用：可通過按鈕開關方便地控制變頻器的通電與斷電；變頻器發(fā)生故障時，可自動切斷電源。根據(jù)上述數(shù)據(jù)施奈德的LC1—D150，滿足參數(shù)要求，可以選擇主電路的線徑(1)電源和變頻器之間的導線一般說來，和同容量普通電動機的電線選擇方法相同。(2)變頻器和電機之間的導線因為頻率下降時，電壓也要下降，在電流相等的情況下，線路電壓降在輸出電壓中的比例將上升，而電動機得到電壓的比例則下降。所以，在決定變頻器和電動機之間導線的線徑時，最關鍵的因素便是線路電壓降的影響。由上兩式可直接求出的取值范圍。由公式（）得：～）V由公式（）得： mΩ/m mΩ/m ，為了滿足控制系統(tǒng)的要求，應該選擇截面積為16的導線。標稱截面/mm2/(mΩ/m)制動電阻準確計算制動電阻值十分麻煩，在實際工作中基本不用。但按說明書上選擇電阻時須注意下面問題，變頻器生產廠家為了減少制動電阻檔次，常常對若干種不同容量的電動機提供相同阻值和容量的制動電阻。對同一擋中電動機容量較小者，制動轉矩與額定轉矩的比值偏大。對同一擋中電動機容量較大者，制動轉矩與額定轉矩的比值偏小。 可編程控制器(PLC) PLC的定義及特點 在PLC的發(fā)展過程中，美國電氣制造商協(xié)會（NEMA）經過4年的調查，于1980年把這種新型的控制器正式命名為可編程序控制器（Programmable Controller），英文縮寫為PC，并作如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字式電子裝置。PLC的特點如下：高可靠性(1)所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內部電路之間電氣上隔離。(4)采用性能優(yōu)良的開關電源。(6)良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大。豐富的I/O接口模塊 PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如： 交流或直流； 開關量或模擬量； 電壓或電流； 脈沖或電位； 強電或弱電等。另外為了提高操作性能，它還有多種人機對話的接口模塊。采用模塊化結構 為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結構。編程簡單易學 PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。使用時只需將現(xiàn)場的各種設備與PLC相應的I/O端相連接，即可投入運行。由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復運行。PLC的掃描過程分為內部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個階段。當PLC處于停狀態(tài)時，只進行內部處理和通信操作服務等內容。 PLC及壓力傳感器的選擇 圖31西門子系列PLC實物圖水泵MMM3可變頻運行，也可工頻運行，需要6個輸出點，根據(jù)系統(tǒng)設計要求需要五個輸入點，則選擇西門子的S7200系列PLC。該傳感器采用硅壓阻效應原理實現(xiàn)壓力測量的力電轉換。傳感器的量程為0～，工作溫度為5℃～60℃，輸出電壓為0～5V，作為本系統(tǒng)的反饋信號供給PLC。使電動機切換為工頻工作。采用了面向控制過程、面向問題、簡單直觀的PLC編程語言，易于學習和掌握。梯形圖編程語言是一種圖形化編程語言，它沿用了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制中的觸點、線圈、串并聯(lián)等術語和圖形符號，與傳統(tǒng)的繼電器控制原理電路圖非常相似，但又加入了許多功能強而又使用靈活的指令，它比較直觀、形象，對于那些熟悉繼電器一接觸器控制系統(tǒng)的人來說，易被接受。指令是用英文名稱的縮寫字母來表達PLC的各種功能的助記符號，類似于計算機匯編語言。狀態(tài)轉移圖語言(SFC)類似于計算機常用的程序框圖，但有它自己的規(guī)則，描述控制過程比較詳細具體，包括每一框前的輸入信號，框內的判斷和工作內容，框后的輸出狀態(tài)。高級語言類似于BACIC語言、C語言等，它們在某些廠家的PLC中應用。每一個邏輯行起始于左母線然后是觸點的各種連接，最后是線圈或線圈與右母線相連，整個圖形呈階梯形。2)梯形圖是PLC形象化的編程方式，其左右兩側母線并不接任何電源，因而圖中各支路也沒有真實的電流流過。3)梯形圖中的繼電器實質上是變量存儲器中的位觸發(fā)器，相應某位觸發(fā)器為“1態(tài) ”，表示該繼電器線圈通電，其動合觸點閉合，動斷觸點打開，反之為“0態(tài) ”。4)梯形圖中信息流程從左到右，繼電器線圈應與右母線直接相連，線圈的右邊不能有觸點，而左邊必須有觸點。6)PLC在解算用戶邏輯時，是按照梯形圖由上而下、從左到右的先后順序逐步進行的，即按掃描方式順序執(zhí)行程序，不存在幾條并列支路同時動作，這在設計梯形圖時，可以減少許多有約束關系的聯(lián)鎖電路，從而使電路設計大大簡化。當PLC運行時，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但CPU是不能同時去執(zhí)行多個操作的，它只能按分時操作原理每一時刻執(zhí)行一個操作。掃描從0000號存儲地址所存放的第一條用戶程序開始，在無中斷或跳轉控制的情況下，按存儲地址號遞增順序逐條掃描用戶程序，也就是順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結束。順序掃描的工作方式簡單直觀，它簡化了程序的設計，并為PLC的可靠運行提供了非常有用的保證。另一方面，還可以通過CPU設置的定時器來監(jiān)視每次掃描是否超過規(guī)定的時間，從而避免了由于CPU內部故障使程序執(zhí)行進入死循環(huán)而造成故障的影響。它分為三個階段進行，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，PLC具體的掃描過程如圖4．2所示： PLC的掃描過程示意圖1)輸入采樣階段：在開始執(zhí)行程序之前，PLC以掃描方式按順序將所有輸入端的輸入信號狀態(tài)(開或關、“1”或“O’’)讀入到輸入映像寄存器中寄存起來，這個過程稱為對輸入信號的采樣，或稱輸入刷新。在本工作周期內，即使輸入狀態(tài)變化，輸入映像寄存器的內容也不會改變。2)程序執(zhí)行階段：在程序執(zhí)行階段，PLC對程序按順序進行掃描。這就是說，對于每個元素來說，元素映像寄存器中寄存的內容，會隨程序執(zhí)行的進程而變化。3)輸出刷新階段：當程序執(zhí)行完后，進入輸出刷新階段。PLC重復地執(zhí)行上述三個階段，每重復一次的時間就是一個工作周期(或掃描周期)。一般說來，一個掃描過程中，執(zhí)行指令的時間占了絕大部分。這就保證了PLC在執(zhí)行程序階段，輸入映像寄存器和輸出鎖存電路的內容或數(shù)據(jù)保持不變。但在使用時由于工業(yè)生產現(xiàn)場的工作環(huán)境惡劣，干擾源眾多，如大功率用電設備的起動或停止引起電網電壓的波動形成低頻干擾，電焊機、電火花加工機床、電機的電刷等通過電磁耦合產生的工頻干擾等，都會影響PLC的正常工作。 變頻器的安裝 變頻器的安裝環(huán)境（1）環(huán)境溫度為10℃與40℃之間；（2）環(huán)境濕度　相對濕度不超過90%(無結露)；（3）無陽光直射，無腐蝕性氣體及易燃氣體，塵埃少，海拔低于1000m。（2）柜式安裝單臺變頻器安裝應盡量采用柜外冷卻方式(環(huán)境比較潔凈，塵埃少時)；單臺變頻器采用柜內冷卻方式時，應的柜頂安裝抽風式冷卻風扇，并盡量裝在變頻器的正上方；多臺變頻器安裝應盡量并列安裝，如必須采用縱向方式安裝，應在兩臺變頻器間加裝隔板。 變頻器和電機的距離確定電纜和布線方法（1）和電機的距離應該盡量的短。（2）電纜選用屏蔽電纜，動力電纜選用屏蔽電纜或者從變頻器到電機全部用穿線管屏蔽。同時應避免電機電纜與其它電纜長距離平行走線，這樣才能減少變頻器輸出電壓快速變化而產生的電磁干擾。與變頻器有關的模擬量信號線與主回路線分開走線，即使在控制柜中也要如此。 系統(tǒng)安裝圖 系統(tǒng)安裝圖如圖51所示圖51 系統(tǒng)安裝圖實物連接示意圖如圖52所示圖52 實際安裝示意圖按照接線圖正確連接之后，系統(tǒng)上電1. 按下SB2按鈕，系統(tǒng)啟動。3. 在經過一段時間之后，系統(tǒng)壓力逐漸穩(wěn)定，PLC采集到的數(shù)據(jù)逐漸逼近正常范圍，此時PLC控制一號水泵以工頻運轉，二號水泵變頻運轉。5. 用水量大的時候，PLC控制一號水泵工頻運行，二號水泵變頻運行，并根據(jù)壓力傳感器的回傳值增大或減小運行頻率。預期結果符合設計要求，滿足實際需要。這是本設計需要改進的地方。：機械工業(yè)出版社，2000.[10]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.[11]，1996，[12]:機械工業(yè)出版社，1996[13]、:機械工業(yè)出版社[14](3):179，202。[19]丁芳等，2006(1): 103一105[20]，2006[21]，2005(4):58一62致謝本論文是在導師譚老師的悉心指導下完成的。在整個論文工作中，導師給了我全方位的精心指導，嚴格把關、不倦教誨，為我付出了許多辛勞和汗水，使我得以順利完成論文工作。我能順利完成學業(yè)及論文的撰寫，與譚老師的關心、支持和幫助是分不開的。其中壓力變送器反饋值為0～5，內部數(shù)據(jù)為0～32767，對應進行轉換之后通過下面的程序進行判斷，以控制電動機的運行?！蹾≤，則一號變頻器定速或變速，當變頻器輸出頻率達到上限值時則手動輸入有效水泵變?yōu)槎ㄋ龠\行，否則變速運行。停止按鈕按下，所有水泵停止供水此段程序的功能為在一號水泵有故障時，通過手動切換使三號水泵代替一號水泵的工作。