【正文】 到異常值（超過(guò)容許值）時(shí)，瞬時(shí)停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)，切斷電流。 2）過(guò)載保護(hù)。恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)需要反時(shí)限特性，采用熱繼電器或者電子熱保護(hù)（使用電子電路）。 3）再生過(guò)電壓保護(hù)?？梢圆扇⊥Ｖ鼓孀兤鬟\(yùn)轉(zhuǎn)或停止快速減速的辦法，防止過(guò)電壓。對(duì)于數(shù)毫秒以?xún)?nèi)的瞬時(shí)停電，控制電路工作正常。 5）接地過(guò)電流保護(hù)。但為了確保人身安全，需要轉(zhuǎn)設(shè)漏電斷路器。有冷卻風(fēng)機(jī)的裝置，但風(fēng)機(jī)異常時(shí)裝置內(nèi)溫度將上升，因此采用風(fēng)機(jī)熱繼電器或器件散熱片溫度傳感器，檢出異常后停止逆變器。過(guò)載檢出裝置與逆變器保護(hù)共用，但考慮低速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)熱時(shí)，在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)埋入溫度傳感器，或者利用轉(zhuǎn)在逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)來(lái)檢出過(guò)熱。 2）超頻（超速）保護(hù)。 （ 3）其他保護(hù) 1）防止失速過(guò)電流。所以，在負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制，抑制頻率上升或使頻率下降。 2）防止失速再生過(guò)電壓。 變頻器的特點(diǎn) 變頻調(diào)速特別是變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，已使世界范圍內(nèi)的電氣傳動(dòng)控制領(lǐng)域發(fā)生了根本性的變革，它是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、智能控制技術(shù)、電力電子技術(shù)等的綜合產(chǎn)物。國(guó)內(nèi)外的資料表明，使用 變頻設(shè)備可使水泵運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低 20%，從而大大降低能耗，節(jié)能效率可達(dá) 20%～ 40%。 變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn) : 1） 高效節(jié)能 變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備使整個(gè)供水系統(tǒng)始終保持最優(yōu)工作狀態(tài)節(jié)電率可達(dá)35%—60% ，這一特點(diǎn)已被廣大用戶(hù)所認(rèn)識(shí)并帶來(lái)效益 2）占地面積小，投人少，效率高 采用水池上直接安裝立式泵，控制間只要安放一到兩個(gè)控制柜，體積很小，整個(gè)系統(tǒng)占 地面積非常小，可以節(jié)省投資。 3）配置靈活，功能齊全，自動(dòng)化程度高。 5） 管理簡(jiǎn)便 變頻恒壓供水系統(tǒng)具備了過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、欠相、短路保護(hù)、瞬時(shí)停電保護(hù)、過(guò)載、失速保護(hù)、主 泵定時(shí)輪換控制等功能，功能完善，自動(dòng)運(yùn)行 ，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，節(jié)省了人力物力 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)選用 FRA540系列變頻器 變頻器的接線(xiàn) 管腳 STF 接 PLC 的 Y10 管腳，控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)?？刂票磉_(dá)式為 : 其增量式為 : 其中： 在 恒壓供水中常見(jiàn)的 PID 控制器的控制形式主要有兩種 : (1)硬件型：即通用 PID 控制器，在使用時(shí)只需要進(jìn)行線(xiàn)路的連 接和 P、 I、D 參數(shù)及日標(biāo)值的設(shè)定。 壓力傳感器的接線(xiàn)圖 壓力傳感器使用 型絕對(duì)壓力傳感器。傳感器由敏感芯體和信號(hào)調(diào)理電路組成，當(dāng)壓力作用于傳感器時(shí)，敏感芯體內(nèi)硅片上的惠斯登電橋的輸出電壓發(fā)生變化，信號(hào)調(diào)理電路將輸出的電壓信號(hào)作放大處理，同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償、非線(xiàn)性補(bǔ)償，使傳感器的電性能滿(mǎn)足技術(shù)指標(biāo)的要求 。 圖 壓力傳感器的接線(xiàn)圖 原件表 水泵： 3 臺(tái)均 選用 BL550 型 微心泵 ，參數(shù)見(jiàn)表 所示。 熔斷器的選擇：在控制回路中熔斷器 FU 選用 RT18 系 列。 按鈕 SB 的選擇： PLC 各輸入點(diǎn)的回路的額定電壓直流 24V，各輸入點(diǎn)的回路的額定電流均小于 40mA，按鈕均只需具有 1 對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)，按鈕均選用LAY3—11 型，其主要技術(shù)參數(shù)為： UN=24VDC， IN=， 含 1 對(duì)常開(kāi)和 1 對(duì)常閉觸點(diǎn)。 表 變頻器的 Pr 制設(shè)定表 變頻器 適用電機(jī)容量 （ KW) 輸出額定容量(KVA) 輸出額定電流 （ A） 過(guò)載能力 電源額定輸入交流電壓 /頻率 冷卻方式 FRA500系列 型（三菱） 12 150%60s ,200% (反時(shí)限特性 ) 3相， 380V 50Hz/60Hz 強(qiáng)制風(fēng)冷 第四章 PLC 控制及編程 PLC 控制 PLC 在系統(tǒng)中的作用是控制交流接觸器組進(jìn)行工頻 — 變頻的切換 和水泵工作數(shù)量的調(diào)整。如果是手動(dòng)運(yùn)行模式則進(jìn)行手動(dòng)操作，人們根據(jù)自己的需要操作相應(yīng)的按鈕，系統(tǒng)根據(jù)按鈕執(zhí)行相應(yīng)操作。 手動(dòng)模式主要是解決系統(tǒng)出錯(cuò)或器件出問(wèn)題 在自動(dòng)運(yùn)行模式中，如果 當(dāng)前管道壓力值少于設(shè)定壓力 ， 持續(xù)三秒， 則執(zhí)行增泵程序，增加水泵的工作數(shù)量。如果 當(dāng)前管道壓力值等于設(shè)定壓力，持續(xù)三秒，則不執(zhí)行增減泵程序。反之用水量減少水壓增加時(shí)，水泵按設(shè)定的速率減速到新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 .當(dāng)用水量繼續(xù)增加，變頻器輸出頻率增加至工頻時(shí)，水壓仍低于設(shè)定值，由 PLC控制切換至工頻電網(wǎng)后恒速運(yùn)行 。如果用水量繼續(xù)增加，每當(dāng)加速運(yùn)行的變頻器輸出頻率達(dá)到工頻時(shí)，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，并有新的水 泵投人并聯(lián)運(yùn)行 .當(dāng)最后一臺(tái)水泵 M3投人運(yùn)行，變頻器輸出頻率達(dá)到工頻，壓力仍未達(dá)到設(shè)定值時(shí)，控制系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出故障報(bào)警 . 降壓控制：當(dāng)用水量下降水壓升高，變頻器輸出頻率降至起動(dòng)頻率時(shí)，水壓仍高于設(shè)定值，系統(tǒng)將工頻運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的一臺(tái)水泵關(guān)掉，恢復(fù)對(duì)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使壓力重新達(dá)到設(shè)定值 .當(dāng)用水量繼續(xù)下降，每當(dāng)減速運(yùn)行的變頻器輸出頻率降至起動(dòng)頻率時(shí)，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，直到剩下最后一臺(tái)變頻泵運(yùn)行為止。按下變頻器 啟動(dòng)，系統(tǒng)就會(huì)根據(jù) PLC程序啟動(dòng)手動(dòng)變頻器控制 Y10輸出，電機(jī)正轉(zhuǎn) 。為了變頻向工頻切換時(shí)保護(hù)變頻器免于受到工頻電壓的反向沖擊，在切換時(shí)，用時(shí)間繼電器作了時(shí)間延遲，當(dāng)壓力過(guò)大時(shí)，可以手動(dòng)按下 SBn（ n=2,4,6） 按鈕，切斷工頻運(yùn)行的電機(jī)，同時(shí)啟動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行。 當(dāng)將系統(tǒng)狀態(tài)開(kāi)關(guān)打到手動(dòng)，系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)運(yùn)行模式。 需要注意的是，電機(jī) 1， 2， 3 只能實(shí)行其中一臺(tái)變頻運(yùn)行，且同一臺(tái)電機(jī)不能同時(shí)運(yùn)行兩種狀態(tài)，即同一臺(tái)電機(jī)不能同時(shí)運(yùn)行變頻和工頻。繼而無(wú)法讓系統(tǒng)繼續(xù)工作。如今，人機(jī)界面已經(jīng)成為高級(jí)設(shè)備控制終端的流行裝置，它可以方 便地將 CPU 的內(nèi)部寄存器和繼電器展示出來(lái)，并且加以編輯及控制。 人機(jī)界面觸摸屏（以下簡(jiǎn)稱(chēng)觸摸屏）可以將對(duì)外設(shè)的 CPU 內(nèi)部的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控。 人機(jī)界面觸摸屏基本知識(shí) 實(shí)訓(xùn)設(shè)備采用的觸摸屏為三菱公司的 GT1155 型號(hào)，它可以同時(shí)顯示 256 種不同的色彩，燈管壽命較高。它使工控設(shè)備的操作和控制更加 容易，更能體現(xiàn)出現(xiàn)代高科技的便利。使編制的程序更加直觀和方便。請(qǐng)從繪圖軟件進(jìn)行安裝。按下確認(rèn)按鈕，請(qǐng)打開(kāi)工程數(shù)據(jù)。 如果在電源開(kāi)啟后，沒(méi)有顯示任何中文，則需要安裝 OS，詳細(xì)安裝情況見(jiàn)“ 安裝與工程下載” 圖 主菜單界面 (1) 主菜單 顯示應(yīng)用程序中可以設(shè)置的菜單項(xiàng)。 (2) 系統(tǒng)信息切換按鈕 是用來(lái)切換應(yīng)用程序上的語(yǔ)言和系統(tǒng)報(bào)警的語(yǔ)言的按鈕。 人機(jī)界面觸摸屏軟件安裝及連接與下載 編程軟件的安裝 如下圖 ，找到關(guān)于人機(jī)界面 GOT 的文件夾，里面有個(gè)“ GT Designer2”軟件，如圖 ，在安裝之前先打開(kāi)“ EnvMEL”文件夾，安裝運(yùn)行環(huán)境，運(yùn)行“ EnvMEL”里的“ ”，安裝軟件所需的運(yùn)行環(huán)境。 圖 圖 編程軟件的使用簡(jiǎn)介 利用 GT Designer2 它可以隨心所欲地編制觸摸屏的控制畫(huà)面。 先從產(chǎn)品配送的光盤(pán)里找到“人機(jī)界面”的內(nèi)容，然后安裝 “ GT Designer2”軟件。 先安裝 （ 1） 再運(yùn)行 圖 出現(xiàn)上 圖 的 對(duì)話(huà)框，如果重新設(shè)計(jì)工程就點(diǎn)擊“新建”，如果有已經(jīng)編輯好的工程，就選擇“打開(kāi)”。 GT Designer2 簡(jiǎn)要設(shè)置與操作 1． 實(shí)訓(xùn)連線(xiàn) 圖 圖 鏈接線(xiàn) 如上圖 將電腦（ PCCOM）和觸摸屏的 RS232 用鏈接線(xiàn)（如圖 ）鏈接起來(lái)即可，插拔電腦串口（ PCCOM）的時(shí)候要注意。如下圖所示。如果“顯示新建工程向?qū)А钡臉?biāo)志去掉的話(huà)，每次新建就不會(huì)出現(xiàn)以下 圖 畫(huà)面。 （圖 ） (1) GOT類(lèi)型選擇 圖 圖 在如圖 ，通過(guò)下拉列表可以選擇支持的觸摸（ 2） 屏型號(hào)。 連接機(jī)器：設(shè)置人機(jī)界面觸摸屏監(jiān)控的外設(shè)。 常用設(shè)備注解如下 MELSEC－ FX ：三菱 FX 系列 PLC MELSEC－ QnA， Q ：三菱 QnA 及 Q 系列 PLC MELSEC－ A ：三菱 A 系列 PLC 歐姆龍－ C ：歐姆龍 C 系列 PLC 松下 — FP ：松下 FP0、 FP1 系列 PLC SIEMENS－ S7 300 ：西門(mén)子 S7300 系列 PLC SIEMENS－ S7 200 ：西門(mén)子 S7200 系列 PLC FREQROL ：三菱變頻器 圖 5．“ IF 設(shè)置”和“通訊驅(qū)動(dòng)程序” 通過(guò)這項(xiàng)設(shè)置，確定外部設(shè)備的鏈接口。下一步后 ,“通訊驅(qū)動(dòng)程序”的設(shè)置窗口中，如果選擇 PLC 設(shè)備，則此項(xiàng)只有一種驅(qū)動(dòng)程序設(shè)置成“ MelsecFX”即可。 6．硬件方面的設(shè)置結(jié)束以后，開(kāi)始畫(huà)面切換的設(shè)置。（默認(rèn)不用改變，定義 GD100 即可） 7． 設(shè)置畫(huà)面基本屬性。首先設(shè)置畫(huà)面的基本屬性。 畫(huà)面編號(hào)：在整個(gè)工程中，畫(huà)面編號(hào)是唯一性的，可以通過(guò)這個(gè)編號(hào)對(duì)畫(huà)面進(jìn)行索引。 指定顏色：利用此功能設(shè)置畫(huà)面的背景顏色。如果“填充圖樣”選擇為 則背景主要顯示“圖樣前景色”，如果“填充圖樣”選擇為 則背景主要顯示“圖樣背景色”。 如圖 ， 在 GT Designer2 軟件的菜單欄里，選擇“通訊” — “跟 GOT 的通訊”。先在“通訊設(shè)置”里設(shè)置通訊方式和接口，然后選擇“測(cè)試”， 如圖 。 鏈接成功后， 選擇“ OS 安裝 — GOT”標(biāo)簽卡，然后在對(duì)話(huà)框中選擇“中文（簡(jiǎn)體）”即可， 如圖 。然后點(diǎn)擊“安裝”，觸摸屏就進(jìn)入與電腦通訊之中，此時(shí)不能關(guān)閉 GOT 電源或者拔出 GOT 通信線(xiàn)。在標(biāo)簽卡中選擇“工程下載 — GOT”。 在“基本畫(huà)面”里選擇需要下載的畫(huà)面名稱(chēng)，在名稱(chēng)前打勾 ，選擇完畢后點(diǎn)擊“下載”按鈕，就可以進(jìn)行下載數(shù)據(jù)傳輸，在傳輸過(guò)程中禁止關(guān)閉觸摸屏電源和移動(dòng) GOT 通訊線(xiàn)。恒壓供水系統(tǒng)以 PLC和變頻器為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)，借助于 PLC強(qiáng)大而靈活的控制功能和內(nèi)置 PID的變頻器優(yōu)良的變頻調(diào)速性能，實(shí)現(xiàn)了恒壓供水的控制。 恒壓 供水在日常生活中非常重要，基于 PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的生活恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。對(duì)整個(gè)供水過(guò)程來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好，管理人員可根據(jù)每個(gè)季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。因此，有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。從開(kāi)始的畢業(yè)設(shè)計(jì)講課答疑，平時(shí)資料的搜集，一直到現(xiàn)在畢業(yè)論 文的最終完成，老師在每一個(gè)階段都激勵(lì)著我們前進(jìn)。在此謹(jǐn)向 老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬