PLC在恒壓給水系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、40 / 46摘 要 隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高；再加上目前能源緊缺，利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)以與通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然的趨勢(shì)本論文分析恒壓給水系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)不同方案，綜合各方面考慮，本論文采用變頻器和PLC實(shí)現(xiàn)恒壓供水和數(shù)據(jù)傳輸，然后用數(shù)字PID對(duì)系統(tǒng)中的恒壓控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后對(duì)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。具體講述了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)與軟件的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)系統(tǒng)采取的可靠性措施進(jìn)行了說明。關(guān)鍵詞 變頻調(diào)速，恒壓供水，PLCABSTRACTWith therapiddevelopmentofso

2、cialisticmarketingeconomy,thereisagrowingdemandfor better quality of water supply and higher reliability of supply system. In addition ,considering the current common energy crisis, achieving the scheme of automatingthe water supply system. So it is an inevitable tendency to design and create an ene

3、rgy-savingconstant-pressure water supply system of excellent performance with the help of advancedtechniquesof automation,monitor-control system; andcommunication. Meanwhile, theSystem can also adapt to various water Supply regions.This paperanalyzes the structure of VF speedregulatingconstant-press

4、urewatersupply,andproposesseveralcontrolmethods.Bycarefulstudy and comparison, PLC and inverter's method fits water supply system and datatrans mission very well. Finally the paper shows the design of constant pressure supply watercontroller according to PID data and detailed introduction of its

5、 software and hardware.In thispaper,theauthordesignsandrealizestheremotemonitorandcontrolsystemthrough MCGS, and then illustrates its general design, software implement and the measures of preventable disturbance in details. Key wordsVF speed，constant pressure water supply，PLC目 錄摘 要IABSTRACTII1 緒論11

6、.1 城市供水系統(tǒng)的要求11.2 變頻恒壓供水的背景和意義31.3 國(guó)外研究概況32 恒壓給水系統(tǒng)簡(jiǎn)介52.1變頻恒壓供水系統(tǒng)52.2 課題研究的對(duì)象62.3恒壓供水系統(tǒng)控制方式介紹62.4 變頻構(gòu)成恒壓供水系統(tǒng)的與工作原理62.4.1 系統(tǒng)的構(gòu)成62.4.2 工作原理72.4.3 變頻恒壓供水系統(tǒng)中增減水泵過程分析82.5 主電路接線圖93 恒壓供水系統(tǒng)硬件配置103.1 可編程控制器選型103.1.1簡(jiǎn)介PLC103.1.2 PLC的選型.113.1.3 PLC的接線123.2 變頻器選型133.2.1變頻器簡(jiǎn)介133.2.2 變頻器的選型143.3 壓力傳感器選型143.4原件表154

7、恒壓供水系統(tǒng)程序與仿真174.1 恒壓供水系統(tǒng)流程圖174.2 恒壓供水系統(tǒng)程序與仿真194.2.1 手動(dòng)程序設(shè)計(jì)與仿真194.2.2 自動(dòng)程序設(shè)計(jì)與仿真22結(jié)論33參考文獻(xiàn)34附件A：恒壓供水系統(tǒng)程序語句表.35致.401 緒論1.1 城市供水系統(tǒng)的要求水是人們生活和生產(chǎn)中不可缺少的重要組成部分，節(jié)水節(jié)能是當(dāng)代的主題，我國(guó)是一個(gè)水資源和電能短缺的國(guó)家，所以長(zhǎng)期以來在供水方面技術(shù)方面投入不夠，導(dǎo)致自動(dòng)化程度與國(guó)外有著不小的差距。主要存在問題為用水高峰期間，供水功率達(dá)不到要求，出現(xiàn)水壓下降甚至斷水的情況，在用水低峰，常常供給過量，不僅會(huì)浪費(fèi)能源，還有可能因水壓過高損壞供水設(shè)施。在此技術(shù)發(fā)展過程中

8、出現(xiàn)了很多供水系統(tǒng)，以下就逐一分析。(1) 單臺(tái)恒速泵供水系統(tǒng)單臺(tái)恒速泵供水系統(tǒng)就是泵直接將水池的水送到用戶，有的甚至是從城市公用水網(wǎng)中直接抽水，可能導(dǎo)致公用管網(wǎng)的水壓波動(dòng)，并且水泵整日額定功率不停運(yùn)轉(zhuǎn)，在夜間用水低谷期直接停運(yùn)。此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，但極其耗電耗水，水壓不穩(wěn)，供水質(zhì)量很差。(2) 恒速泵+水塔供水這種方式就是通過水泵給水塔注水，再由水塔在高勢(shì)能作用下供水。水塔的高度要水位在最低點(diǎn)時(shí)也能提供供水壓力。水泵在水位達(dá)到設(shè)定高水位時(shí)停止運(yùn)行，低水位時(shí)啟動(dòng)運(yùn)行。水泵就在起停間不斷切換。水泵都是運(yùn)行在額定功率下，處于高效能區(qū)，這種方式比第一種節(jié)電。供水壓力比較穩(wěn)定。但這種供水方式設(shè)備

9、投資大，占地面積也大，不能根據(jù)實(shí)際供水需要調(diào)整，而且系統(tǒng)水壓不能隨系統(tǒng)所需更改，所以還存在一些能量的損失和二次污染問題。在使用過程中，如果該系統(tǒng)水塔的水位監(jiān)控裝置損壞，水泵就不能自動(dòng)運(yùn)行，這樣水泵的起停必須由人操作。(3)射流泵+水箱的供水這種方式就是利用射流泵本身的獨(dú)特結(jié)構(gòu)工作，利用進(jìn)出口管徑不同工藝來實(shí)現(xiàn)供水，但是由于其技術(shù)和工藝不完善，加之該方式可能出現(xiàn)有壓無流量的現(xiàn)象，無法完全滿足高層供水系統(tǒng)的需要。(4) 恒速泵+高位水箱的供水這種方式原理與水塔是相似的，不同之處在于水箱設(shè)在建筑物的頂層。占地面積和設(shè)備投資都有所減少，但這對(duì)建筑物的造價(jià)和設(shè)計(jì)都有一定影響，受建筑物面積的限制水箱容積不

10、能過大，供水規(guī)模一般較小。同時(shí)可能因外物入侵水箱影響水質(zhì)。水位監(jiān)控裝置也比較容易損壞，整個(gè)系統(tǒng)的起停完全由人工操作，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且不穩(wěn)定。(5)氣壓罐+恒速泵供水這種供水方系統(tǒng)是采用氣壓罐蓄水，根據(jù)罐壓力起停恒速泵。占地面積相對(duì)于水塔水箱較小，價(jià)格低廉。而且由于罐是完全密封的，不存在污染水質(zhì)問題。(6)變頻調(diào)速恒壓供水恒壓供水系統(tǒng)通過安裝在管網(wǎng)中的壓力變送器將壓力值與設(shè)定壓力值作比較，PID調(diào)節(jié)后，通過變頻器改變電源頻率從而改變水泵轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓的目的。變頻調(diào)速水泵調(diào)速根據(jù)恒壓位置不同有三種控制方式，以下一一介紹。水泵出口恒壓這種變頻調(diào)速方式是在泵的出口管道上安裝壓力傳感器，恒壓的位置在水泵出口處

11、。由于管道會(huì)造成一定的阻力損耗，距離較遠(yuǎn)的位置壓力控制不到位，只有系統(tǒng)較小，管網(wǎng)壓力近似一定時(shí)比較適合，如果供水距離較遠(yuǎn)，由于管管網(wǎng)能耗較大，往往在最不利點(diǎn)達(dá)不到恒壓供水的目的，供水效果不理想。水泵出口變壓這種方式壓力傳感器的位置跟出口恒壓一樣，不同的是此系統(tǒng)的壓力設(shè)定值是按照每日用水量變化規(guī)律在24小時(shí)分時(shí)段設(shè)定不同的壓力值，進(jìn)行全天變壓，在一個(gè)時(shí)間段恒壓控制。相比恒壓供水更加科學(xué)更加節(jié)能，但也取決于全天24小時(shí)分成的時(shí)段數(shù)與所需水泵出口壓力計(jì)算的精確程度。壓力值計(jì)算越精確，時(shí)段分的越細(xì)供水效果越好。最不利點(diǎn)恒壓控制最不利點(diǎn)恒壓控制就是將壓力傳感器安裝在系統(tǒng)壓力最不利點(diǎn)，壓力恒定的位置為整個(gè)

12、系統(tǒng)的最不利點(diǎn)。節(jié)能效果最好，但一般最不利點(diǎn)的位置距離水泵比較遠(yuǎn)，信號(hào)的采集傳輸成了最大的制約，實(shí)際應(yīng)用相對(duì)較少。變頻調(diào)速在總體上來說比氣壓罐節(jié)能。氣壓罐方式是依靠壓力罐中的空氣壓力送水，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)運(yùn)行時(shí)水泵都是在額定狀態(tài)下運(yùn)行，用戶需水量較少時(shí)，由于水泵不能調(diào)速壓力將升高不僅系統(tǒng)不穩(wěn)定還會(huì)浪費(fèi)能源。而且水泵是頻繁的工頻啟動(dòng)，對(duì)水泵損害較大又會(huì)造成一定的額外能耗。變頻調(diào)速是當(dāng)用水量下降時(shí)改變水泵電源頻率，降低轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓的目的，這樣就可以節(jié)省許多電能，同時(shí)水泵是變頻啟動(dòng)，沖擊電流小，能耗比較小。另外氣壓罐要使用鋼材做原材料，這也是它的一個(gè)缺點(diǎn)。而變頻調(diào)速給水系統(tǒng)的變頻器是一臺(tái)由微型計(jì)算機(jī)控制

13、的電氣設(shè)備，不存在鋼材消耗問題。同時(shí)由于氣壓罐體積大，占地面積大。而變頻調(diào)速式系統(tǒng)中的調(diào)速裝置占地面積僅為幾平米。由此可見變頻調(diào)速供水方式對(duì)場(chǎng)所要求較低。最主要的是在運(yùn)行效果上氣壓罐方式與調(diào)速式相比有著一定差距。氣壓罐方式的運(yùn)行不太穩(wěn)定，一般表現(xiàn)在它的頻繁啟停。由于氣壓罐的調(diào)節(jié)容量只占其總?cè)莘e的1/3-1/6，因而每個(gè)罐的調(diào)節(jié)能力較小，只能依靠頻繁的啟停來保證水壓，這樣將產(chǎn)生較大的噪聲，同時(shí)由于啟停過于頻繁，壓力波動(dòng)較大，加之直接工頻啟動(dòng)，對(duì)電氣和機(jī)械設(shè)備沖擊較大。變頻調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行十分穩(wěn)定，沒有頻繁的啟?，F(xiàn)象，加之啟動(dòng)方式為變頻啟動(dòng)，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，避免了對(duì)電氣、機(jī)械設(shè)備的沖擊。在生活小區(qū)供水

14、中，因?yàn)槭墙?jīng)水泵加壓后直接送往用戶的，避免了的水質(zhì)二次污染，保證了飲用水質(zhì)量1。綜上所述，變頻調(diào)速供水系統(tǒng)具有節(jié)能，穩(wěn)定可靠，供水質(zhì)量較好的優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)生活中具有廣闊的前景和明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。隨著社會(huì)的迅猛發(fā)展，水對(duì)人們生活與工業(yè)生產(chǎn)的影響日益增強(qiáng)，人們對(duì)供水的要求不斷提高。結(jié)合先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)、通訊與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高供水質(zhì)量是新時(shí)代的要求。1.2 變頻恒壓供水的背景和意義泵站主要為工農(nóng)業(yè)和生活供水，供水量大，能耗較高，提高泵站效率對(duì)于節(jié)能有著重要意義。我國(guó)泵站由于設(shè)計(jì)中對(duì)能源的保護(hù)和系統(tǒng)硬件質(zhì)量不夠重視導(dǎo)致發(fā)展扭曲，與世界先進(jìn)供水技術(shù)還有很大差距。在目前的實(shí)際應(yīng)用中，水泵風(fēng)機(jī)的

15、能源浪費(fèi)比較嚴(yán)重，做了很多無用功，人們生活用水上浪費(fèi)的能源比重較大，由于我國(guó)人口多，用水量大，需要的能源更多，而且因?yàn)槲覈?guó)供水設(shè)備比較落后，效率不夠高，控制不到位，造成的能源浪費(fèi)比較嚴(yán)重。所以我們急需建立新的供水方案，提高系統(tǒng)的能源利用率，以小的投入換取高的回報(bào)，從根本上保證供水的質(zhì)量。以PLC為核心結(jié)合變頻器構(gòu)造的恒壓供水系統(tǒng)具有成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，變頻恒壓供水系統(tǒng)結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)，變頻技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，電氣技術(shù)，對(duì)于提高恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性有很大作用，使系統(tǒng)的監(jiān)控方便快捷，提高系統(tǒng)的性能，同時(shí)咋節(jié)能方面有很大的貢獻(xiàn)，所以此課題有很大的實(shí)際應(yīng)用意義，對(duì)于提高供水質(zhì)量節(jié)能減排的

16、有非凡的貢獻(xiàn)。1.3 國(guó)外研究概況在早期，變頻調(diào)速的出現(xiàn)為變頻恒壓供水技術(shù)提供了基礎(chǔ)，最開始變頻的對(duì)象一般起?？刂?，升降速控制等，在此變頻恒壓供水系統(tǒng)中變頻器是作為一種執(zhí)行器，通過壓力傳感器采集管網(wǎng)壓力信號(hào)，傳輸?shù)絇LC模擬量處理模塊，PID運(yùn)算后輸出到變頻器，改變水泵電源頻率，達(dá)到恒壓供水的目的。一些先進(jìn)的恒壓供水系統(tǒng)一般是一臺(tái)泵配一臺(tái)變頻器，這樣雖然系統(tǒng)的可靠性非常高，但是投入成本太大，不適合廣泛推廣使用。即1968年，丹麥的丹佛斯公司發(fā)明并首家制造變頻器(丹佛斯是傳動(dòng)產(chǎn)品全球五大核心供應(yīng)商之一)后，變頻恒壓供水系統(tǒng)迅猛發(fā)展，系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性不斷提高，隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，恒壓供水系統(tǒng)

17、的自動(dòng)化程度也越來越高，它優(yōu)良的性能迅速得到世人的認(rèn)可，許多變頻器廠家開始研究發(fā)展恒壓供水系統(tǒng)。，像瑞典、瑞士的ABB集團(tuán)推出了HVAC變頻技術(shù)，法國(guó)的施耐德公司開發(fā)了一種變頻恒壓供水專用基板，提供固定泵變頻和循環(huán)泵變頻方式，它的核心是將PLC與變頻器結(jié)合起來，通過PLC程序指令控制，實(shí)現(xiàn)不同的功能，所以此基本只需配備恒壓供水系統(tǒng)硬件單元就可以直接投入應(yīng)用。但是此系統(tǒng)最多只能控制七臺(tái)泵的運(yùn)行，對(duì)規(guī)模有一定的限制。這樣的系統(tǒng)雖然建設(shè)方便，成本低，但是系統(tǒng)缺乏靈活性，與其他系統(tǒng)的兼容性比較低，數(shù)據(jù)交換比較困難，而且監(jiān)控起來也不方便，整體來說只適合于比較下且控制要求不高的場(chǎng)所我國(guó)的恒壓供水技術(shù)比較落

18、后，缺乏自主研發(fā)的品牌，一般都采用國(guó)外大公司的變頻器，在配合PLC等控制器完成系統(tǒng)的配置組態(tài)，實(shí)現(xiàn)用戶所需要求。但在性能節(jié)能等方面還有待提高。目前市面上出現(xiàn)一種恒壓供水專用變頻器，自帶一定的數(shù)字量模擬量處理模塊，無需外接PLC等控制器就能完成四臺(tái)泵的循環(huán)運(yùn)行，簡(jiǎn)單方便，經(jīng)濟(jì)適用，但也只適合規(guī)模小，控制要求低的場(chǎng)所2。2 恒壓給水系統(tǒng)簡(jiǎn)介2.1變頻恒壓供水系統(tǒng)恒壓給水系統(tǒng)先后經(jīng)歷不同階段，從最開始的“儲(chǔ)水池水泵高位水箱”結(jié)構(gòu)，來水進(jìn)入儲(chǔ)水池，然后由水泵加壓后送至高位水箱，由高位水箱向用戶供水，蓄水池起到高峰用水時(shí)調(diào)節(jié)作用；到后來“儲(chǔ)水池水泵壓力罐”結(jié)構(gòu)，來水進(jìn)入儲(chǔ)水池，然后由水泵加壓后送至壓力罐

19、，由壓力罐向用戶供水，蓄水池起到高峰用水時(shí)調(diào)節(jié)作用；到現(xiàn)在的“儲(chǔ)水池恒壓變頻供水系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)，設(shè)定了系統(tǒng)的供水壓力后，在控制的作用下，水泵的轉(zhuǎn)速和投入運(yùn)行的水泵數(shù)量隨供水量的變化而改變，真正實(shí)現(xiàn)了恒壓供水的目標(biāo)。從第一臺(tái)PLC誕生到目前可分為4階段。第一階段為1969-1972年，特點(diǎn)為功能簡(jiǎn)單，主要是邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)，機(jī)種單一，沒有形成系列，CPU由中小規(guī)模集成電路組成；第二階段為1973-1978年，特點(diǎn)為增加了數(shù)字運(yùn)算、傳遞、比較功能，能完成模擬量控制，開始具備自診斷功能；第三階段為1979-1984年，特點(diǎn)為處理速度大大增加，具有通信與遠(yuǎn)程I/O功能，增加多種特殊功能，容錯(cuò)技術(shù)迅速發(fā)

20、展；第四階段為1984-今，特點(diǎn)為能完成監(jiān)控與在CRT上顯示現(xiàn)場(chǎng)畫面，代替了儀表盤的控制，可將多臺(tái)PLC連接成各種系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)資源共享。西門子SIMATIC系列PLC，誕生于1958年，經(jīng)歷了C3,S3,S5,S7系列。S7-200系列PLC自1994年誕生以來以其國(guó)際化、高性能、安裝空間小、良好的WINDOWS用戶界面等優(yōu)勢(shì)在過程控制領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。由最初發(fā)展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市場(chǎng)，停止生產(chǎn)，而S7系列PLC發(fā)展成為了西門子自動(dòng)化系統(tǒng)的控制核心，而TDC系統(tǒng)沿用SIMADYN D技術(shù)核，是對(duì)S7系列產(chǎn)品的進(jìn)一步升級(jí)，它是西門子自動(dòng)化系統(tǒng)最尖端，功能最強(qiáng)的可編程控制器。 變頻

21、恒壓供水系統(tǒng)同其它供水方式相比較，除了具有顯著的節(jié)能效果外，還有以下顯而易見的優(yōu)勢(shì)：1、恒壓供水技術(shù)因采用變頻器改變電動(dòng)機(jī)電源頻率，而達(dá)到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力，比靠調(diào)節(jié)閥門的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。2、由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。3、水泵電動(dòng)機(jī)采用軟啟動(dòng)方式，按設(shè)定的加速時(shí)間加速，避免電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊，對(duì)電網(wǎng)電壓造成波動(dòng)的影響，同時(shí)也避免了電動(dòng)機(jī)突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振。徹底消除水錘現(xiàn)象。4、實(shí)現(xiàn)恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)

22、度，節(jié)省了人力3。S7-200系列小型PLC可應(yīng)用于各種自動(dòng)化系統(tǒng)。緊湊的結(jié)構(gòu)、低廉的成本以與功能強(qiáng)大的指令集使得S7-200 PLC成為各種小型控制任務(wù)理想的解決方案。S7-200產(chǎn)品的多樣化以與基于Windows的編程工具，能夠更加靈活地完成自動(dòng)化任務(wù)。2.2課題研究的對(duì)象此次設(shè)計(jì)研究的對(duì)象是一棟樓房的供水系統(tǒng)。這棟樓有10層，由于高層樓對(duì)水壓的要求高，在水壓低時(shí)，高層用戶將無常用水甚至出現(xiàn)無水的情況，水壓高時(shí)將造成能源的浪費(fèi)。如圖2.1所示，是這棟小樓的供水流程。自來水廠送來的水先儲(chǔ)存的水池中再通過水泵加壓送給用戶。通過水泵加壓后，必須恒壓供給每一個(gè)用戶。2.3恒壓供水系統(tǒng)控制方式介紹本

23、系統(tǒng)采用PLC外加變頻器的控制方式，主要設(shè)備有壓力傳感器，可編程控制器，變頻器已經(jīng)水泵。其中傳感器主要是檢測(cè)管網(wǎng)中水壓，轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳送到PLC中與壓力設(shè)定值進(jìn)行PID運(yùn)算，輸出結(jié)果到變頻器，通過變頻器改變泵的電源頻率，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓供水的目的。系統(tǒng)方案結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。變頻器PLCM壓力變送器P用戶用水 水泵組水池圖2.1 供水系統(tǒng)方案圖2.4 變頻構(gòu)成恒壓供水系統(tǒng)的與工作原理2.4.1 系統(tǒng)的構(gòu)成整個(gè)恒壓供水系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。變頻器M1用戶管網(wǎng)PLC控制面板M2M3圖2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2.2所示，系統(tǒng)由三臺(tái)水泵，一臺(tái)變頻器，一臺(tái)西門子200可編程控制器和一個(gè)壓力傳感

24、器組成。三臺(tái)泵循環(huán)運(yùn)行，延長(zhǎng)水泵使用壽命，系統(tǒng)中的壓力傳感器一般采用壓力變送器，它將檢測(cè)到的壓力值以420mA的信號(hào)傳送給PLC，整個(gè)系統(tǒng)變頻器和PLC是核心不見，通過變頻器改變電機(jī)的頻率實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無極調(diào)。從原理框圖，我們可以看出變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由信號(hào)檢測(cè)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)組成。(1)執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括三臺(tái)水泵，它們是為用水供水的直接動(dòng)力部件，三臺(tái)泵都分變頻運(yùn)行和工頻運(yùn)行，之間的切換有PLC程序指令控制，變頻運(yùn)行時(shí)PLC中PID運(yùn)算結(jié)果控制變頻器的輸出，使得三臺(tái)泵變頻運(yùn)行。(2)信號(hào)檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)中的信號(hào)檢測(cè)主要是管網(wǎng)水壓的檢測(cè)，為系統(tǒng)的運(yùn)行提供數(shù)據(jù)。(3) 控制系統(tǒng)PLC作為

25、系統(tǒng)的控制器，是整個(gè)系統(tǒng)的核心，數(shù)據(jù)處理中心，當(dāng)壓力傳感器將管網(wǎng)水壓信號(hào)傳輸過來以后PLC的PID模塊進(jìn)行運(yùn)算后得出一個(gè)輸出結(jié)果到變頻器，完成恒壓的控制，同時(shí)，PIC程序指令還將完成泵之間的循環(huán)切換，增泵減泵等功能，是整個(gè)系統(tǒng)的大腦，根據(jù)收集到的條件，告訴執(zhí)行機(jī)構(gòu)如何操作。（4）通訊接口在自動(dòng)化項(xiàng)目中，通信永遠(yuǎn)是重要的一環(huán)，通過通信，能實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)或監(jiān)控軟件之間的數(shù)據(jù)交換，更加方便的了解系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)與控制4。2.4.2 工作原理合上空氣開關(guān)，供水系統(tǒng)投入運(yùn)行。將自動(dòng)開關(guān)SB0閉合，再按下SB3啟動(dòng)，SB2確認(rèn)后系統(tǒng)正式開始運(yùn)行。PLC首先接通KM4，第一臺(tái)泵變頻運(yùn)行，并接通KM7起動(dòng)變頻器。通

26、過壓力傳感器傳來的管網(wǎng)水壓與設(shè)定的值以下PID運(yùn)算，控制變頻器改變水泵電源頻率，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓供水的目的。同時(shí)PID模塊能提供高低限報(bào)警，當(dāng)PID控制變頻器的輸出達(dá)到設(shè)定高值（設(shè)定為變頻器輸出頻率50HZ），M1.0接通，表示一臺(tái)泵不能滿足供水功率需要，此時(shí)PLC程序會(huì)自動(dòng)執(zhí)行增泵程序，當(dāng)PID控制變頻器的輸出達(dá)到設(shè)定低值（設(shè)定為變頻器輸出20HZ），M1.1接通表示運(yùn)行的水泵數(shù)量過多，自動(dòng)化程序會(huì)自動(dòng)執(zhí)行減泵程序。增泵工作過程為假定開始時(shí)二號(hào)泵變頻運(yùn)行，則二號(hào)泵電機(jī)在PLC控制下先投入工頻運(yùn)行，三號(hào)泵變頻啟動(dòng)，其運(yùn)行速度由變頻器調(diào)節(jié)。當(dāng)供水壓力小于壓力預(yù)置值時(shí)變頻器輸出頻率升高，水泵

27、轉(zhuǎn)速上升，反之下降。減泵工作過程為假定開始時(shí)二號(hào)泵工頻運(yùn)行，三號(hào)泵變頻運(yùn)行，當(dāng)供水壓力大于預(yù)置值時(shí)，變頻器輸出頻率降低，水泵速度下降，當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到下限，并穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，把三號(hào)水泵停機(jī)，二號(hào)變頻運(yùn)行。2.4.3 變頻恒壓供水系統(tǒng)中增減水泵過程分析工作原理介紹中講到的PID模塊高限報(bào)警表示運(yùn)行的水泵已經(jīng)達(dá)到額定頻率額定轉(zhuǎn)速，此時(shí)如果在提高電源頻率就會(huì)降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，但是此時(shí)系統(tǒng)管網(wǎng)水壓還達(dá)不到我們的要求，所以必須啟動(dòng)下一臺(tái)泵來增加整個(gè)供水系統(tǒng)的功率，以便保持系統(tǒng)水壓恒定。反過來講，當(dāng)因?yàn)楦呦迗?bào)警后執(zhí)行了增泵程序，用戶用水量降下來以后，兩臺(tái)泵運(yùn)行的功率過剩，此時(shí)就需要將其中一臺(tái)泵停下

28、來，另一臺(tái)泵變頻運(yùn)行。那么什么情況下增哪一臺(tái)？怎么增？減泵又是減哪一臺(tái)？怎么減？這些問題在后面的程序與仿真中再一一介紹。就變頻器本身而言，它的變頻圍是很廣的，一般都是0到幾百赫茲，但我們?cè)诖讼到y(tǒng)中應(yīng)用卻不能使頻率過大或過小，頻率過大將導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)矩不足等問題，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)中電機(jī)可能在工頻與變頻之間切換，當(dāng)變頻切工頻時(shí)只能是工頻頻率在50Hz時(shí)進(jìn)行。如果變頻頻率已經(jīng)達(dá)到50HZ，依舊達(dá)不到設(shè)定的壓力值，PID高限報(bào)警M1.0就會(huì)接通，此時(shí)延時(shí)2S后就需要增加一臺(tái)泵以滿足供水需要。相對(duì)的，當(dāng)用水量比較少時(shí)，變頻頻率就會(huì)降低，但也不能無限將至0HZ甚至以下，在實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)楣芫W(wǎng)中是存

29、在水壓的，所以會(huì)施加一個(gè)反向力給水泵，同時(shí)也會(huì)阻止水池的水進(jìn)入管網(wǎng)，所以變頻頻率不可能降至0HZ，甚至在1020HZ時(shí)水泵已經(jīng)無法將水送入管網(wǎng)，所以PID模塊低限報(bào)警設(shè)定值一般就為水泵不能送水的臨界值，此值更加管網(wǎng)水壓以與其他原因會(huì)有所不同，此系統(tǒng)中低限報(bào)警值設(shè)為20HZ。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)在確實(shí)需要機(jī)組進(jìn)行切換的時(shí)候才進(jìn)行機(jī)組的切換。即在接到高低限報(bào)警時(shí)不是立即執(zhí)行增減泵操作，而是進(jìn)行一定時(shí)間的延時(shí)，防止因偶然情況導(dǎo)致不必要的增減泵，這樣不僅會(huì)影響管網(wǎng)水壓穩(wěn)定，還使得泵起停頻繁，使用壽命減短。在本系統(tǒng)中定時(shí)為30S，為了程序仿真方便，在仿真時(shí)此值設(shè)為2S。2.5 主電路接線圖電機(jī)有兩種工作模

30、式即：在工頻電下運(yùn)行和在變頻電下運(yùn)行。KM1、 KM2、 KM3分別為電動(dòng)機(jī)M1 、M2 、M3 工頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器，KM4、 KM5 、KM6分別為電動(dòng)機(jī)M1、M2、 M3 變頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器。熱繼電器(FR)是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電路，它在電路中的用作電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。熔斷器（FU）是電路中的一種簡(jiǎn)單的短路保護(hù)裝置。使用中，由于電流超過允許值產(chǎn)生的熱量使串接于主電路中的熔體熔化而切斷電路，防止電氣設(shè)備短路和嚴(yán)重過載5。水泵主回路接線如圖2.4所示。工頻電 QS FU1 FU2 FU3 KM7 KM1 KM2 KM3R S T 變 頻 器U V WKM4 F

31、R1 KM5 FR2 KM6 FR3M3M2M1圖2.3水泵主回路接線圖3 恒壓供水系統(tǒng)硬件配置3.1 可編程控制器選型3.1.1簡(jiǎn)介PLC可編程控制器是60年代末在繼電器系統(tǒng)上發(fā)展起來的，當(dāng)時(shí)稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱PLC?？删幊炭刂破魇且晕⑻幚砥鳛榛A(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(jiǎn)單編程語句，適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，是簡(jiǎn)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?？删幊炭刂破骶哂胸S富的輸入/輸出接口，并具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，但它的產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，

32、其靈活標(biāo)準(zhǔn)的配置能夠適應(yīng)工業(yè)上的各種控制。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)6。PLC結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。CPU模塊存儲(chǔ)器模塊電源模塊通信模塊輸出模塊輸入模塊操作模塊編程器智能模塊控制對(duì)象圖3.1 PLC的硬件結(jié)構(gòu)框圖初期的PLC只能進(jìn)行開關(guān)量的控制，比較簡(jiǎn)單，系統(tǒng)的限制比較多隨著自動(dòng)化技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC的功能越來越完善，順序控制，模擬量處理讓PLC在自動(dòng)化領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色7。現(xiàn)代可編程控制器不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)量的邏輯控制，還具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)處理、運(yùn)動(dòng)控制、模擬量PID控制、通信網(wǎng)絡(luò)等功能。在發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家，可編程控制器已經(jīng)廣泛的應(yīng)

33、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(cè)試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。歸納可編程控制器主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：1）編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)2）功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高3）硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)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3.2所示。 掃描周期 輸入采樣 程序執(zhí)行 輸出刷新元件寄存器輸入寄存器輸入端輸出寄存器輸出端 程刷新輸出 . . . . 讀 序 寫.圖3.2 PLC的掃描工作過程3.1.2 PLC的選型首先是選擇PLC的品牌，根據(jù)供水系統(tǒng)要求，結(jié)合可靠

34、性，市場(chǎng)認(rèn)可度與成本，泵課題選用西門子S7系列PLC作為控制器，因控制電路I/O點(diǎn)較少，選用小型PLC西門子200PIC即可8。水泵M1、M2，M3可變頻運(yùn)行，也可工頻運(yùn)行，需PLC的6個(gè)輸出點(diǎn)，變頻器的運(yùn)行與關(guān)斷需由PLC的1個(gè)輸出點(diǎn)，三臺(tái)泵的運(yùn)行反饋停止反饋共需6個(gè)輸入點(diǎn)，系統(tǒng)的起?？刂乒残?個(gè)輸入點(diǎn)，三臺(tái)泵的工頻開關(guān)需3個(gè)輸入點(diǎn)，壓力檢測(cè)需一個(gè)模擬量輸入點(diǎn)，變頻器的PID調(diào)節(jié)需一個(gè)模擬量輸出點(diǎn)一個(gè)，所以本系統(tǒng)數(shù)字輸入點(diǎn)共19個(gè)，數(shù)字輸出點(diǎn)共7個(gè)，模擬輸入點(diǎn)1個(gè)，模擬量輸出點(diǎn)1個(gè)9。系統(tǒng)符號(hào)表如圖3.3所示。圖 3.3 系統(tǒng)符號(hào)表由于西門子224XP包含2個(gè)模擬量輸入和1個(gè)模擬量輸出，不必

35、額為添加模擬量出來模塊，所以本系統(tǒng)選用門子224XP作為控制器，技術(shù)參數(shù)如下：表3.1 CPU常規(guī)參數(shù)訂貨號(hào)模塊名稱模塊描述尺寸（mm）重量功耗6ES7 214-2BD23-0XB8CPU224XP AC/DC/繼電器14輸入/10繼電器輸出140*80*62440g11W表3.2 CPU22X一樣的參數(shù)PID控制器位處理數(shù)據(jù)標(biāo)志/定時(shí)器/計(jì)數(shù)器集成通信端口電源電壓數(shù)字量輸入數(shù)字量輸出最多8個(gè)0.22us256/256/256RS 485 接口支持下列工 作模式：PPI 主站或從站/MPI 從站/自由口85-264VAC24V DC5 30 V DC 或 5250 V AC，最大 2 A（繼電

36、器）表3.3 CPU 特定數(shù)據(jù)技術(shù)規(guī)集成I/O數(shù)字量輸入/輸出/使用擴(kuò)展模塊的最多通道數(shù)量模擬量輸入/輸出/使用擴(kuò)展模塊的最多通道數(shù)量程序存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器通信接口 RS 48514 DI/10 DO114/110/2242 AI/1 AO integrated32/28/4412/16 KB10 KB2由于本系統(tǒng)共數(shù)字量輸入點(diǎn)19個(gè)，輸出點(diǎn)為7個(gè)，224XP自身集成的I/O點(diǎn)不能滿足系統(tǒng)需要，需增加一個(gè)數(shù)字量擴(kuò)展模塊10?？紤]到系統(tǒng)以后的擴(kuò)展需要，對(duì)I/O點(diǎn)數(shù)增加20%的擴(kuò)展余量，所以本系統(tǒng)共需輸入點(diǎn)為19*（1+20%）=23，輸出點(diǎn)為7*（1+20%）=9。因此選用EM221作為系統(tǒng)擴(kuò)展模

37、塊，參數(shù)如下：表3.4 EM221參數(shù)訂貨號(hào)模塊名稱模塊描述尺寸（mm）功耗輸入電壓6ES72211BF220XA8EM 221DI8 x 24V DC46 x 80 x 622W24 VDC3.1.3 PLC的接線PLC外部接線如圖3.4所示。 120/240V AC電源 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 KM7 N N N1L 0.0 0.1 0.2 0.3 2L 0.4 0.5 0.6 3L 0.7 1.0 1.1 N L1 ACCPI224XP AC/DC/繼電器（6ES7 214-2BD23-0XB8）1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

38、 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 M L+ 24VDC傳感器 + + 電源輸出 SB0 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 KA1 KA2 KA3 KA4 KA5圖3.4PLC的接線圖擴(kuò)展模塊EM221外部接線如圖3.5所示 KA7 KA8 KA9 SB7 SB8 SB9 1M 2.0 2.1 2.2 2.3 EM221數(shù)字量輸入8*24V DC( 6ES7 2211BF220XA8 ) 2M 2.4 2.5 2.6 2.7 2 2圖3.5 擴(kuò)展模塊接線圖3.2 變頻器選型3.2.1變頻器簡(jiǎn)介變頻器主電路（IGBT、BJT、或GTO作逆變?cè)┹敵鲱l率可調(diào)的電源，此電

39、源的頻率和電壓由PLC中PID模塊控制。對(duì)于控制要求比較高的場(chǎng)所還需安裝過電壓保護(hù)裝置。整個(gè)變頻器由主電路，控制電路組成，以下一一介紹。1.主電路主電路就是改變頻率的電力轉(zhuǎn)化部分，一般由整流器，平波電路，逆變器三部分構(gòu)成，整流器的作用是將工頻交流電轉(zhuǎn)化為直流電，一般是采用二極管。平波電路的作用是控制電壓波動(dòng)，整流后的電壓波動(dòng)比較大，平波電路一般采用電感來減小波動(dòng)。逆變器是通過可控硅將直流電變成變頻交流電11。2.控制電路控制電路是給主電路提供變頻的信號(hào)，一般包括驅(qū)動(dòng)電路，保護(hù)電路，運(yùn)算電路等組成，其中運(yùn)算電路的作用是將指令與檢測(cè)電路的信息進(jìn)行一系列運(yùn)算，得到變頻器需要輸出的結(jié)果。驅(qū)動(dòng)電路的作用

40、是驅(qū)動(dòng)主電路的器件，保證主電路的正常運(yùn)行。保護(hù)電路的作用就是在電路故障的情況下保護(hù)硬件，一般來講主要有過電壓保護(hù)，瞬時(shí)停電保護(hù)，超頻保護(hù)等等，保護(hù)電路是每個(gè)系統(tǒng)所必需的，是提高系統(tǒng)可靠性的重要手段12。變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn):1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)已被廣大用戶所認(rèn)識(shí)并帶來效益2占地面積小，投人少，效率高：設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊占地面積少維護(hù)方便維護(hù)費(fèi)用低投資省安裝快如僅供幾棟居民樓生活用水的小型供水設(shè)備在樓梯間樓梯下幾平方米的地方即可安裝3配置靈活，功能齊全，自動(dòng)化程度高。4由于變頻恒壓調(diào)速直接從水源供水，減少了原有供

41、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。5通過通信控制，可以實(shí)現(xiàn)無人值守，節(jié)省了人力物力13。3.2.2 變頻器的選型變頻器具有過壓、欠壓、過流、過載、短路、失速等自動(dòng)保護(hù)功能。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(zhǎng)設(shè)備使用壽命。本系統(tǒng)選用三菱FR-A540系列5.5型變頻器作為變頻調(diào)速核心元件，具體參數(shù)后文再做介紹。3.3 壓力傳感器選型壓力傳感器使用CY-YZ-1001型絕對(duì)壓力傳感器。改傳感器采用硅壓阻效應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)壓

42、力測(cè)量的力電轉(zhuǎn)換。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，使傳感器的電性能滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。該傳感器的量程為02.5MPa，工作溫度為560 ，供電電源為28±3V（DC）14。3.4元件表水泵：M1、M2、M3選用40-160(I)A型。熱繼電器的選擇：選用最小的熱繼電器作為電機(jī)的過載保護(hù)熱繼電器FR，F(xiàn)R1 FR2可選用規(guī)格其型號(hào)為TK-E02T-C，額定電流58A，F(xiàn)R3可選用規(guī)格其型號(hào)TK-E02U-C，額定電流為69 A。熔斷器的選擇：在控制回路中熔斷

43、器FU選用RT18系列。接觸器的選擇：對(duì)于接觸器KM選擇的是規(guī)格SC-E03-C,功率3Kw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)常開觸點(diǎn)，按鈕均選用LAY311型，其主要技術(shù)參數(shù)為：UN=24VDC，IN=0.3A，含1對(duì)常開和1對(duì)常閉觸點(diǎn)15。系統(tǒng)所需元件如表3.5所示。表3.5元件表總圖元件符號(hào)型號(hào)個(gè)數(shù)可編程控制器PLC西門子PLC224XP1變頻器FR-A540系列5.5型1接觸器KMSC-E03-C7水泵M1,M2，M340-160(I)A3閘刀開關(guān)QSHD11-100/181熔斷器FU1，F(xiàn)U2，F(xiàn)U3R

44、T18 6A3熱繼電器FR1 FR2，F(xiàn)R3TK-E02T-C3按鈕SBLAY3119變頻器選用三菱FR-A540系列5.5型，其主要技術(shù)參數(shù)如表3.6所示。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）過載能力電源額定輸入交流電壓/頻率冷卻方式FR-A540系列5.5型（三菱）5.59.112150%60s ,200% 0.5s (反時(shí)限特性)3相，380V至480V 50Hz/60Hz強(qiáng)制風(fēng)冷表3.6變頻器的參數(shù)4 恒壓供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與仿真4.1 恒壓供水系統(tǒng)流程圖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。整個(gè)系統(tǒng)可分為自動(dòng)和手動(dòng)兩

45、個(gè)相互獨(dú)立的部分，在系統(tǒng)運(yùn)行中可相互切換，根據(jù)壓力變送器的檢測(cè)值，在系統(tǒng)程序的控制下實(shí)現(xiàn)泵的起停，整個(gè)系統(tǒng)流程圖如圖4.1所示16。系統(tǒng)上電上位機(jī)給運(yùn)行信號(hào)自動(dòng)？是否現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)自動(dòng)程序運(yùn)行手動(dòng)動(dòng)程序運(yùn)行一號(hào)泵變頻啟動(dòng)、二三號(hào)泵停止運(yùn)行按下三號(hào)泵控制按鈕SB9按下二號(hào)泵控制按鈕SB8按下一號(hào)泵控制按鈕SB7定時(shí)24小時(shí)三號(hào)泵工頻運(yùn)行二號(hào)泵工頻運(yùn)行一號(hào)泵工頻運(yùn)行接下頁(yè) A2 A1 A4 A3 B1B2B3 A2 A1 A4 A3 B1B2B3二號(hào)泵變頻啟動(dòng)、一、三號(hào)泵停止運(yùn)行按下三號(hào)泵控制按鈕SB8按下二號(hào)泵控制按鈕SB7按下一號(hào)泵控制按鈕SB6三號(hào)泵停止運(yùn)行二號(hào)泵停止運(yùn)行一

46、號(hào)泵停止運(yùn)行定時(shí)24小時(shí)三號(hào)泵變頻啟動(dòng)、一二號(hào)泵停止運(yùn)行一號(hào)泵工頻運(yùn)行、二號(hào)泵變頻運(yùn)行定時(shí)2SPID高限報(bào)警 是PID低限報(bào)警否定時(shí)24小時(shí)定時(shí)2S定時(shí)2S 否PID高限報(bào)警 是 是 二號(hào)泵工頻運(yùn)行、三號(hào)泵變頻運(yùn)行 否 PID高限報(bào)警定時(shí)2SPID低限報(bào)警 否定時(shí)2S是三號(hào)泵工頻運(yùn)行、一號(hào)泵變頻運(yùn)行否 是PID低限報(bào)警定時(shí)2S 否是圖4.1 PLC程序流程圖4.2 恒壓供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)與仿真系統(tǒng)起動(dòng)之后，檢測(cè)是自動(dòng)運(yùn)行模式還是手動(dòng)運(yùn)行模式。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。如果是自動(dòng)運(yùn)行模式，則系統(tǒng)根據(jù)程序與相關(guān)的輸入信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的操

47、作。手動(dòng)模式主要是解決系統(tǒng)出錯(cuò)或器件出問題在自動(dòng)運(yùn)行模式中，如果PLC接到頻率上限信號(hào)，則執(zhí)行增泵程序，增加水泵的工作數(shù)量。如果PLC接到頻率下限信號(hào)，則執(zhí)行減泵程序，減少水泵的工作數(shù)量。沒接到信號(hào)就保持現(xiàn)有的運(yùn)行狀態(tài)17。4.2.1 手動(dòng)程序設(shè)計(jì)與仿真系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí),上位機(jī)首先給運(yùn)行信號(hào),SB5閉合，I0.5得電，閉合開關(guān)SB1,將系統(tǒng)置于手動(dòng)狀態(tài),按下按鈕SB3,啟動(dòng)系統(tǒng),M0.1得電并自保持，此時(shí)系統(tǒng)處于待機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。按下確認(rèn)按鈕SB2,M0.3得電并自保持，手動(dòng)程序開始運(yùn)行。SB7、SB8、SB9分別控制一、二、三號(hào)泵的起停，I1.0I1.5作為泵的狀態(tài)反饋，當(dāng)泵的反饋狀態(tài)為運(yùn)行時(shí)三個(gè)按鈕為停機(jī)鍵，當(dāng)反饋狀態(tài)為停機(jī)時(shí)三個(gè)按鈕為啟動(dòng)鍵，本系統(tǒng)手動(dòng)運(yùn)行一律為工頻運(yùn)行，官網(wǎng)水壓需人為控制泵的起停來調(diào)節(jié)。此程序仿真以一號(hào)泵為例。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，一號(hào)泵處于停機(jī)狀態(tài)，則一號(hào)泵停機(jī)反饋I1.1接通，此時(shí)按下一號(hào)泵起停按鈕SB7，Q0.1得電，一號(hào)泵工頻運(yùn)行。 一號(hào)泵啟動(dòng)后，一號(hào)泵停機(jī)反饋I1.1失電，運(yùn)行反饋I