基于PLC控制的恒壓供水變頻調(diào)速論文

1、 編號 畢業(yè)論文題 目基于plc控制的恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名學(xué) 號系 部電氣工程系專 業(yè) 電氣自動化班 級指導(dǎo)教師 二一二年六月摘 要 在城市建筑逐步向高層化發(fā)展的今天，生活用水、消防用水等對供水配套裝置提出了更高的要求。由于公共自來水網(wǎng)水壓不足及網(wǎng)路壓降的原因，往往會使得用戶端水壓過低而達(dá)不到要求。被變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備取代。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備采用國際上成熟的變頻調(diào)速技術(shù)，具有水壓穩(wěn)定、維護(hù)方便、運(yùn)行費(fèi)用低、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。 介紹了采用 plc 控制的變頻調(diào)速供水系統(tǒng)，由 plc 進(jìn)行邏輯控制，由變頻器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。通過 plc 控制變頻與工頻切換，實現(xiàn)閉環(huán)自動調(diào)節(jié)恒壓供水。運(yùn)行結(jié)果

2、表明，該系統(tǒng)具有壓力穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速 恒壓供水 plc目 錄第一章 恒壓供水系統(tǒng)的述.11.1 恒壓供水系統(tǒng)的用途.11.2 恒壓供水系統(tǒng)的組成及原理.11.3 恒壓供水系統(tǒng)的性能及特點(diǎn).11.4 恒壓供水的現(xiàn)狀.2第2章 可編程控制器.42.1可編程控制器的概述.42.2 可編程控制器的特點(diǎn).42.3 可編程控制器的選型.5第三章 變頻器的概述.63.1 變頻調(diào)速的原理.63.2 變頻器的參數(shù)設(shè)置.73.2.1 參數(shù)復(fù)位.73.2.2 設(shè)置電機(jī)參數(shù).73.2.3 設(shè)置電機(jī)控制參數(shù).73.2.4 設(shè)置變頻器頻率參數(shù)表.83.2.5 設(shè)置電機(jī)啟動制動參數(shù).83.2

3、.6 設(shè)置數(shù)字量功能參數(shù).83.3 變頻器內(nèi)部pid調(diào)節(jié).8第4章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計.104.1 主電路.104.2 plc的硬件接線.114.3 plc的i/o口分配表.124.4 壓力傳感器的硬件接線.13第5章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計.145.1 plc系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖.145.2 生活供水部分.155.3 消防供水部分.17第6章 故障處理模塊.18第7章 總結(jié)與展望.19致謝.20參考文獻(xiàn).21附錄.22第一章 恒壓供水系統(tǒng)概述1.1 恒壓供水系統(tǒng)的用途水已經(jīng)成為中國世紀(jì)的熱點(diǎn)問題，它既是一種特殊的、不可替換的資源，又是一種可重復(fù)使用、可再生的資源。變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)其節(jié)能、安全、供水高品

4、質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，在供水行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電動機(jī)無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化（實際上為供水管網(wǎng)的壓力變化）自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求是當(dāng)今先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實際應(yīng)用中如何充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對合理設(shè)計變頻器調(diào)速恒壓供水設(shè)備，降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等有著重要意義。要解決生產(chǎn)過程中能耗高的問題，除其它相關(guān)的技術(shù)問題需要改進(jìn)外，變頻調(diào)速技術(shù)已成為節(jié)能及提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效措施，其重要性日益得到了國家的重視，在國內(nèi)推廣變調(diào)速技術(shù)有著非常重大的現(xiàn)實意義和巨大的經(jīng)濟(jì)價值及社會價值。變頻調(diào)速式供水系統(tǒng)具有節(jié)約能源、節(jié)省鋼材、節(jié)省占

5、地、節(jié)省投資、調(diào)節(jié)能力大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢，具有廣闊的應(yīng)用前景和明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。1.2恒壓供水系統(tǒng)的組成及原理 系統(tǒng)采用了2臺主水泵機(jī)組和1臺輔助泵機(jī)組并聯(lián)供水方式，選用專為風(fēng)機(jī) 、泵用負(fù)載設(shè)計的普通功能型控制方式的西門子變頻器。變頻器內(nèi)置， pid 控制模塊;plc 選用易于操作的西門子cpu 226 cn ，壓力變送器選用普通壓力表 y 100 和 xmt i270 數(shù)顯儀實現(xiàn)壓力的檢測、顯示和變送。系統(tǒng)設(shè)有選擇開關(guān) k，可選擇系統(tǒng)在自動或手動狀態(tài)下工作，當(dāng)選擇手動狀態(tài)時，可分別通過按鈕控制3臺泵單獨(dú)在工頻下。運(yùn)行與停止，這主要用于定期檢修和臨時供水。當(dāng)選擇自動狀態(tài)工作時plc

6、首先利用變頻器軟啟動1臺加壓泵 ，此時安裝在管網(wǎng)上的傳感器將實測的管網(wǎng)壓，力反饋到變頻器與預(yù)先通過變頻器面板設(shè)定的給定，pid壓力進(jìn)行比較，通過變頻器內(nèi)部運(yùn)算，調(diào)節(jié)變頻器輸出功率。在用水量較大時，變頻器輸出頻率接近工頻而管網(wǎng)壓力仍達(dá)不到壓力設(shè)定值，plc 將當(dāng)前工作的變頻泵由變頻切換到工頻下工作，并關(guān)斷變頻器，再將變頻器切換到另一臺泵，由變頻器軟起動該泵，這樣可根據(jù)用水量大小調(diào)節(jié)投入水泵臺數(shù)的方案在全流量范圍內(nèi)靠變頻泵的連續(xù)調(diào)節(jié)和工頻泵的分級調(diào)節(jié)相結(jié)合，使供水壓力始終保持。1.3恒壓供水系統(tǒng)的性能及特點(diǎn)（1）可實現(xiàn)恒壓變量、雙恒壓變量等控制方式，多種啟?？刂品绞健⒍▔壕刃∮诎俜种?。（2）變

7、頻器對電機(jī)進(jìn)行軟啟軟停，減少設(shè)備損耗，延長電機(jī)壽命。（3）具有自動、手動及異地操作功能。（4）智能化控制，可任意修改參數(shù)指令（如壓力設(shè)定值、控制順序、控制電機(jī)數(shù)量、壓力上下限、pid值、加減速時間等）。（5）具有完善的電氣安全措施，對過流、過壓、欠壓、過載、斷水等故障均能自行診斷并報警。1.4恒壓供水的現(xiàn)狀目前,就國內(nèi)而言，歸結(jié)起來主要采用以下三種方法:（1） 水池水泵（恒壓變頻或氣壓罐）管網(wǎng)系統(tǒng)用水點(diǎn) 這種方式是集中供水。對于一、二層是商業(yè)群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前較多采用此種供水方案。一般設(shè)計有地下生活水池一座，集中恒壓變頻供水，不設(shè)屋頂水箱。主水泵一般有三臺，二開一備自動切換，

8、副泵為一般為一小流量泵，夜間用水量小時主泵自動切換到副泵，以維持系統(tǒng)壓力基本不變。恒壓變頻供水是較為理想和先進(jìn)的。首先恒壓變頻供水保證出水壓力不變，根據(jù)用水量大小進(jìn)行變頻供水，既節(jié)約電能，又保證水泵軟啟動（對電網(wǎng)電壓沖擊不大），延長了水泵壽命。各臺水泵自動輪換使用，即最先投入使用的水泵最早退出運(yùn)行，這樣各臺水泵壽命均等，而且一旦水泵出現(xiàn)故障，該系統(tǒng)能自動跳過故障泵運(yùn)行。（2）水池水泵高位水箱用水點(diǎn) 此方式也是集中供水。單幢次高層和高層建筑的高壓供水區(qū)較多采用該種方案。一般也需要設(shè)計有一座地下水池，通過兩臺水泵（一用一備）抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用水點(diǎn)。該方式是較成熟的水泵、水

9、箱供水方式。（3）單元水箱單元增壓泵單元高位水箱各單位用水點(diǎn) 此方式已簡化為單元總水表進(jìn)水。單元水箱和單元增壓泵實際上是一個整 體，我們稱之為單元增壓器。由于有屋頂水箱，高水位時停泵，低水位時啟泵，這樣，水泵也有了停息時間，既省電又不至于一停電就停泵無水供應(yīng)，用水有了保障，社會效益較好。 同時也存在以下不足：（1）供水成本高。由于大多居民的用水全部單純采用水泵供水，造成電能的極大浪費(fèi)和機(jī)電設(shè)備的大量損耗。（2）供水可靠性低。由于水泵采用人工操作方式，高位水池的水位只能靠人為估計，而且高位水池離水泵房較遠(yuǎn)，無法做到準(zhǔn)時開機(jī)和停機(jī)。會造成供水中斷或出現(xiàn)高位水池水位過高而溢流，電能和水資源造成浪費(fèi)。

10、另外，如果蓄水池水位過低，還會造成水泵空轉(zhuǎn)，導(dǎo)致電能浪費(fèi)和機(jī)電設(shè)備的加速損耗。（3）水資源浪費(fèi)。除水泵不能準(zhǔn)時停機(jī)而造成的溢流浪費(fèi)外。居民因高峰期供水中斷，故經(jīng)常打開閥門未關(guān)，造成來水后的浪費(fèi)，增大了供水成本。（4）系統(tǒng)設(shè)計有缺陷。對于一般建筑物，如教室、實驗室、教師住宿區(qū)等，本來城市自來水的正常供水即可滿足其用水量要求，但采用水泵供水后反而會出現(xiàn)樓房頂層供水不足的現(xiàn)象。同時，用水量大的樓層水池設(shè)計偏小，調(diào)節(jié)能力較差。第二章 可編程控制器2.1可編程控制器的概述 可編程序控制器（plc）主要以計算機(jī)的微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機(jī)的應(yīng)用技術(shù)、通訊技術(shù)以及自動控制技術(shù)而發(fā)展起來的一種通用控制器。雖然

11、plc由較為復(fù)雜的微處理器組成，但是在實際應(yīng)用過程中，完全不必了解微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。最初，plc還僅是作為繼電器接觸器控制系統(tǒng)的替代品，而自從進(jìn)入電氣控制系統(tǒng)領(lǐng)域后，凸顯了其獨(dú)有的優(yōu)越性，以其自身強(qiáng)大的抗干擾能力、自診斷功能等，提高了電氣控制系統(tǒng)的可靠性，基本解決了普通繼電器及接觸器中常見的故障問題。2.2可編程控制的特點(diǎn)1.極高的可靠性 由于工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境條件遠(yuǎn)比通用計算機(jī)所處的環(huán)境差，因此要求plc具有很強(qiáng)的抗干擾能力，并且應(yīng)能在比較惡劣的運(yùn)行環(huán)境中(如高溫、過電壓、強(qiáng)電磁干擾和高濕度等)長期可靠地運(yùn)行。 2.使用方便 （1）操作方便：對plc的操作包括程序輸入的操作和程序更改的操作。大

12、多數(shù)plc采用編程器進(jìn)行程序輸入和更改的操作。更改程序的操作也可直接根據(jù)所需的地址編號繼電器編號或接點(diǎn)號進(jìn)行搜索或順序?qū)ふ?，然后進(jìn)行更改。 （2）編程方便：plc有梯形圖、布爾助記符、功能表圖多種程序控制設(shè)計語言可供使用。 （3）維修方便：當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，通過硬件和軟件的自診斷，維修人員可根據(jù)有關(guān)故障信號燈的指示和故障代碼的顯示，或通過編程器和crt屏幕的顯示，很快地找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修復(fù)節(jié)省了時間。 3.靈活性高 plc的靈活性表現(xiàn)在下列三方面。（1）編程的靈活性：plc采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊圖等，只要掌握其中一種語言就可進(jìn)行編程。 （2）

13、擴(kuò)展的靈活性：plc根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模的不斷擴(kuò)展，它不僅可以通過增加輸入、輸出卡件增加點(diǎn)數(shù)，通過擴(kuò)展單元來擴(kuò)大容量和功能，也可通過多臺plc的通信來擴(kuò)大容量和功能。 （3）操作的靈活性：操作的靈活性指設(shè)計的工作量大大減少，編程的工作量和安裝施工的工作量大大減少，操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得容易。 2.3可編程控制器的選型plc產(chǎn)品的種類、型號很多，它們的功能、價格、使用條件各不相同。選用時，除輸入、輸出點(diǎn)數(shù)外，一般應(yīng)考慮以下幾方面的問題。（1）plc的功能：plc的功能要與所完成的控制任務(wù)相適應(yīng)，這是最基本的。如果選用的plc功能不恰當(dāng)或功能太強(qiáng)，很多功能用不著，就會造成不必要的浪費(fèi)。如果所選

14、用的plc功能不強(qiáng)，滿足不了控制任務(wù)的要求，也無法順利的組成適合的控制系統(tǒng)。（2）輸入接口模塊：plc的輸入直接與被控設(shè)備的一些輸出量相連。因此，除按估算結(jié)果考慮輸入點(diǎn)數(shù)外，還要考慮選好傳感器等?？紤]輸入點(diǎn)的參數(shù)，主要是它們的工作電壓和工作電流要與傳感器的輸出相匹配，最好不經(jīng)過轉(zhuǎn)換就能直接相連。如果plc的安裝位置距被控設(shè)備較遠(yuǎn)，現(xiàn)場的電磁干擾又較強(qiáng)，就應(yīng)盡量選擇工作電壓較高，上、下門檻值差值較大的輸入接口模塊，以減小長線傳輸?shù)挠绊?，提高抗干擾能力。（3）輸出接口模塊：輸出接口模塊的任務(wù)是將plc的內(nèi)部輸出信號變換成可以驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號。除了考慮輸出點(diǎn)數(shù)外，在選擇時通常還要注意下面兩個問

15、題。 接口模塊允許的工作電壓、電流應(yīng)大于負(fù)載的額定工作電壓、電流值。對于燈絲負(fù)載、電容性負(fù)載、電機(jī)負(fù)載等要注意啟動沖擊電流的影響，留有足夠的余量。 對于感性負(fù)載，則應(yīng)注意在斷開瞬間，可能產(chǎn)生很高的反向感應(yīng)電動勢。為避免這種感應(yīng)電動勢擊穿元器件或干擾plc主機(jī)的正常工作，應(yīng)采取必要的抑制措施。綜上所述，本次設(shè)計的基于plc控制的恒壓供水變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計選擇型號為s7-200 cpu 226cn。第三章 變頻器的概述3.1變頻調(diào)速的原理 具有節(jié)能，供水壓力可調(diào)等突出優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)外獲得了愈來愈廣泛的應(yīng)用。在消防給水中對穩(wěn)壓泵以及在消防泵巡檢時最好采用變頻控制，但在消防泵滅火控制中應(yīng)采用直接啟動或降壓

16、啟動控制方式。三相交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與頻率、極數(shù)及轉(zhuǎn)差率之間的關(guān)系如下：n=60f（1s）p其中：n每分鐘的轉(zhuǎn)速；f交流電的頻率；s轉(zhuǎn)差率。p磁極對數(shù)；在三相電動機(jī)中對轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)有多種方法，如通過調(diào)整交流電的頻率、電動機(jī)的極數(shù)以及轉(zhuǎn)差率來實現(xiàn)。主電路是給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。

17、整流器，最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。也可用兩組晶體管變流器構(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倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。為了抑制電壓波動，采用電感和電容吸收脈動電壓（電流）。裝置容量小時，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。 逆變器同整流器相反，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時間使6個開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。以電壓型pwm逆變器為例示出開關(guān)時間和電壓波形?？刂齐娐?，是給異步電動機(jī)供電（電壓、頻

18、率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機(jī)的“速度檢測電路”，將運(yùn)算電路的控制信號進(jìn)行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機(jī)的“保護(hù)電路”組成。 （1） 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、電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、頻率。 （2） 電壓、電流檢測電路：與主回路電位隔離檢測電壓、電流等。 （3） 驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路。它與控制電路隔離使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。 （4）速度檢測電路:以裝在異步電動機(jī)軸機(jī)上的速度檢測器(tg、plg等)的信號為速度信號，送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動機(jī)按指令

19、速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 （5）保護(hù)電路:檢測主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過電壓等異常時，為了防止逆變器和異步電動機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。3.2 變頻器的參數(shù)設(shè)置 3.2.1參數(shù)復(fù)位表3.1 變頻器參數(shù)復(fù)位序號參數(shù)及設(shè)定參數(shù)功能1p0003=1設(shè)置用戶參數(shù)訪問等級2p0010=30工廠設(shè)定值3p0970=1開始參數(shù)復(fù)位3.2.2設(shè)置電機(jī)參數(shù)表3.2設(shè)置電機(jī)參數(shù)序號參數(shù)及設(shè)定參數(shù)功能1p0010=1開始快速調(diào)試2p0304=220電動機(jī)額定電壓3p0305=1.93設(shè)定電機(jī)額定電流4p0307=0.37設(shè)定電機(jī)額定功率5p0310=50設(shè)定電機(jī)額定頻率6p0311=1400設(shè)定電機(jī)額

20、定轉(zhuǎn)速7p3900=1結(jié)束快速調(diào)試3.2.3設(shè)置電機(jī)控制參數(shù)表3.3 設(shè)置電機(jī)控制參數(shù)序號參數(shù)及設(shè)定參數(shù)功能1p0003=3設(shè)置參數(shù)訪問等級3級2p0700=1用面板控制啟停3p1000=1用面板控制頻率3.2.4設(shè)置變頻器頻率參數(shù)表表3.4 設(shè)置變頻器參數(shù)序號參數(shù)及設(shè)定參數(shù)功能1p1080=10下限頻率設(shè)定值2p1082=60上限頻率設(shè)定值3p1091=30跳躍頻率設(shè)定值4p1101=2跳躍頻率寬度設(shè)定值3.2.5設(shè)置電機(jī)啟動制動參數(shù)表3.5 設(shè)置電機(jī)啟動制動參數(shù)序號參數(shù)及設(shè)定參數(shù)功能1p1120=3.0加速時間設(shè)定2p1121=3.0減速時間設(shè)定3p1130=3.0斜坡上升曲線起始段4p1

21、133=3.0斜坡下降曲線起始段3.2.6設(shè)置數(shù)字量功能參數(shù)表3.6 設(shè)置數(shù)字量功能參數(shù)數(shù)字輸入端子端子編號參數(shù)編號出廠設(shè)置出廠功能din15p07011正轉(zhuǎn)控制din26p070212反轉(zhuǎn)控制din37p07039故障復(fù)位din48p070415固定頻率直接選擇din516p070515固定頻率直接選擇din617p070615固定頻率直接選擇3.3變頻器內(nèi)部pid調(diào)節(jié)西門子變頻器的內(nèi)置 pid 控制功能可用圖3-1來說明:通過對水壓設(shè)定值與壓力傳感器的反饋信號進(jìn)行比較，產(chǎn)生差值，其偏差值由變頻器內(nèi)部pid 調(diào)節(jié)器按預(yù)先規(guī)定的調(diào)節(jié)規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，得出調(diào)節(jié)信號，用來控制變頻器的輸出電壓和頻率，從

22、而改變。水泵的轉(zhuǎn)速以保持管網(wǎng)恒定的水壓。變頻器設(shè)定值yx偏差fi執(zhí)行量電動機(jī)_pid運(yùn)算kp(1+1/tis+tds)+y驅(qū)動器_m圖3-1為變頻器內(nèi)置pid控制功能圖第四章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計4.1 主電路采用一拖多的方式，每臺電機(jī)水泵既可工頻運(yùn)行又可變頻運(yùn)行。主回路如圖4-1。變頻器用水高峰期3臺水泵一臺工頻運(yùn)行一臺變頻運(yùn)行另一臺處于待機(jī)狀態(tài)，并每十天循環(huán)一次，既便于維護(hù)和檢修作業(yè)，又不至于停止供水。圖4-1 變頻主電路4.2 plc的硬件接線k1km2km1plc硬件接線圖如圖4-2plckm3km4k2km5km6k3km4km3km2km1km6km5k2l1_l2l3l4220k1fu

23、k3+_24v+_24vsb1sb2sb6sb7sb8sb9mm440v1l+q1.224v9531213a+ra43l2la-q1.3q1.4q1.5q1.6q0.1q1.1q0.2i0.01mq0.4q0.3q0.0i0.1i0.2i0.4i0.5i0.3圖4-2 plc硬件接線圖4.3 plc的i/o口分配表表4.1 plc的i/o口分配表輸入輸出輸入繼電器輸入元件作用輸出繼電器輸出元件作用i0.0sb1生活供水q1.1km1第一臺變頻i0.1sb2消防供水q1.2km2第一臺工頻i0.2sb6中午供水q1.3km3第二臺變頻i0.3sb7晚上供水q1.4km4第二臺工頻i0.4sb8停

24、止q1.5km5備用變頻i0.5sb9故障q1.6km6備用工頻q0.0l1電源指示q0.1l2生活指示q0.2l3消防指示q0.3l4報警指示q0.4端子5外部控制啟停4.4 壓力傳感器的硬件接線圖0_24v+_壓力傳感器直流電源+變頻器4a5壓力傳感器硬件接線圖如圖4-3 圖4-3 壓力傳感器硬件接線圖 第五章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計5.1 plc系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖開始ny自動工作手動工頻加壓y蓄水池水位過低ny供電故障急停ynyn已有一臺變頻n變頻啟動一臺泵n壓力不到設(shè)定值，頻率到達(dá)上限ynyp1泵正在變頻工作關(guān)斷變頻器將p1泵轉(zhuǎn)為工頻關(guān)斷變頻器將p2泵轉(zhuǎn)為工頻變頻啟動p2泵變頻啟動p1泵n壓力

25、到達(dá)設(shè)定值，頻率到達(dá)上限nyyp1泵正在工頻工作切除p1工頻泵切除p2工頻泵y加壓泵是否過載n是否停止y停止圖5-1 系統(tǒng)軟件流程圖 5.2 生活供水部分 本程序整體采用順序控制方法的思想編程的，以生活供水為例，我們采用三臺水泵，在生活供水低峰期時，利用變頻器軟啟動第一臺水泵，根據(jù)壓力傳感器的反饋的值來判斷是否達(dá)到高峰期，第一臺變頻改工頻運(yùn)行，緊接著啟動第二臺水泵。圖 5-2 啟動部分程序圖如圖5-2，i0.0是正常啟動信號，當(dāng)其閉合時，中間繼電器m0.3閉合，形成自鎖，電機(jī)q0.1變頻啟動。i0.1是消防供水信號，當(dāng)其有信號輸入時，中間繼電器m0.1,m0.2,m0.3得電，水泵轉(zhuǎn)到工頻運(yùn)行

26、。i0.2，i0.3為中午供水和晚上供水，原理一樣，這里不再贅述。如圖5-3，通過模擬量輸出vw0，來判斷是否自動切換水泵。圖5-3 模擬量輸出部分程序圖如圖5-4，是三臺電機(jī)運(yùn)行條件程序圖的設(shè)計，由于防止出現(xiàn)雙線圈，影響程序的正常運(yùn)行，采用中間繼電器，來避免這種情況的發(fā)生，q1.1，q1.3，q1.5是變頻運(yùn)行輸出繼電器，q1.2，q1.4，q1.6是工頻運(yùn)行輸出繼電器，這樣通過控制它們前面的中間繼電器的閉合，就可以直接控制電機(jī)的運(yùn)行，并且采用中間繼電器，可以實現(xiàn)一步一步控制，讓程序運(yùn)行更加穩(wěn)定。圖5-4 三臺電機(jī)運(yùn)行條件部分程序5.3 消防供水在出現(xiàn)意外情況下，如上圖5-2所示，當(dāng)i0.1

27、得電，m0.0，m0.1，m0.2得電，并自鎖，根據(jù)圖5-4，q1.2，q1.4，q1.6得電，三臺水泵工頻運(yùn)行，達(dá)到消防的目的。第六章 故障處理模塊 對水位過低、水壓上下限報警、變頻器故障等故障給出報警，并做出相應(yīng)的故障處理。（1） 欠水位故障：進(jìn)入po處理模塊，停止全部的電機(jī)運(yùn)行，防止水泵空轉(zhuǎn)。當(dāng)欠水位信號解除后，延時一段時間，自動執(zhí)行下面的程序。 （2） 壓力上下限報警：輸出報警信號，報警信號30s內(nèi)未解除，則進(jìn)入po處理模塊，停止全部的電機(jī)運(yùn)行，信號解除則自動運(yùn)行下面的程序。（3）變頻器故障：變頻器出現(xiàn)故障時，對應(yīng)plc輸入繼電器也會動作，系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入自動工頻運(yùn)行模塊。此時變頻器退出運(yùn)行，三臺主泵電動機(jī)均工作于工頻狀態(tài)。該方式下的水泵的投入、切除順序和自動變頻恒壓運(yùn)行方式時的大致相同，只是原來運(yùn)行在變頻狀態(tài)下的電機(jī)改為工頻運(yùn)行。由于沒有了變頻器的調(diào)速和pid調(diào)節(jié)，水壓無法恒定。為防止出現(xiàn)停開一臺水泵水壓不足而增開一臺水泵又超壓造成系統(tǒng)的頻繁切換，通過增加嚴(yán)實的方法來接解決。設(shè)定延時時間為20分鐘?？偨Y(jié)與展望變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)具有節(jié)能、安