最標(biāo)準(zhǔn)版高層建筑物恒壓供水控制系統(tǒng)及組態(tài)監(jiān)控畢業(yè)設(shè)計

北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文論文題目:高層建筑物恒壓供水系統(tǒng)組態(tài)控制設(shè)計院(部)名稱:電氣信息工程學(xué)院學(xué)生姓名:專業(yè):自動化學(xué)號:指導(dǎo)教師姓名:論文提交時間:2011年論文答辯時間:2011年學(xué)位授予時間:北方民族大學(xué)教務(wù)處摘要本文介紹水泵在高層建筑恒壓供水系統(tǒng)中的PLC和變頻控制以及監(jiān)控組態(tài)設(shè)計過程。系統(tǒng)使用壓力變送器對供水水壓進(jìn)行連續(xù)檢測，檢測到的壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號后送給可編程控制器（PLC）和變頻器。PLC作為核心控制機(jī)構(gòu)，一方面控制變頻器和高峰補(bǔ)水泵工作，另一方面與上位機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的組態(tài)監(jiān)控；變頻器通過其內(nèi)部的PID調(diào)節(jié)運(yùn)算功能，變頻器和水泵構(gòu)成執(zhí)行機(jī)構(gòu)，壓力變送器作為檢測和反饋機(jī)構(gòu)，共同組成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用一臺變頻器拖動三臺水泵電機(jī)的起動切換、運(yùn)行和調(diào)速。水泵機(jī)組采用循環(huán)使用的方式運(yùn)行。系統(tǒng)設(shè)有監(jiān)控上位機(jī)，上位機(jī)與PLC連接，完成對系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)控。系統(tǒng)運(yùn)行時，壓力變送器能夠?qū)崟r檢測到供水管網(wǎng)的水壓值并反饋到PLC和變頻器，變頻器利用P1D控制策略實(shí)時調(diào)整水泵的運(yùn)行速度（頻率）、改變其流量，從而實(shí)現(xiàn)恒壓供水。單臺水泵工況的調(diào)節(jié)是通過變頻器來改變電源的頻率f來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速n,從而改變水泵的流量Q來實(shí)現(xiàn)的。分析水泵的能耗比較圖，可以看出利用變頻器實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速恒壓供水，當(dāng)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時，流量與轉(zhuǎn)速成正比，功率以轉(zhuǎn)速的三次方下降，與傳統(tǒng)供水方式閥門節(jié)流控制相比，可以大幅度降低能耗，本系統(tǒng)節(jié)能效果明顯。關(guān)鍵詞:恒壓供水組態(tài)監(jiān)控PLC變頻器AbstractInthispaper,constantpressurepumpsinthehigh-risebuildingwatersupplysystemsinthePLCandfrequencycontrol,andmonitortheconfigurationdesignprocess.Systemuseshydraulicpressuretransmitterforcontinuouswatersupplytesting,todetectthepressuresignalaftertheconversiontoelectricalsignalstotheprogrammablelogiccontroller(PLC)andtheinverter.PLCasacorecontrolmechanism,ontheonehandtocontrolthepeaktransducerandpumpupthework,ontheotherhand,connectedwiththehostcomputer,runningonthesystemtoachievetheconfigurationmonitoring;inverterthroughitsregulationoftheinternaloperationsofthePIDfunction,transducerandpumpsconstitutetheimplementationofinstitutions,pressuretransmittertestingandfeedbackasabody,theformationofajointclosed-loopcontrolsystem.Thesystemusesafrequencyconverterthreedragpumpmotorstarterswitch,operationandspeed.Theuseofrecycledwaterpumpunitrun.PCsystemwithmonitor,PCandPLCconnection,completionofthesystemofdatacollectionandconditionmonitoring.System,thepressuretransmittercanbedetectedinreal-timepressurewatersupplynetworksandvaluebacktothePLCandinverter,inverterP1Dcontrolstrategiesusingreal-timeadjustmentofpumpspeed(frequency),changeitsflow,inordertoachieveconstantpressurewatersupply.Asinglepumpoperatingconditionsthroughtheregulationofthepowerinvertertochangethefrequencyftochangethemotorspeedn,inordertochangethepumpflowQtoachieve.Analysisofpumppowerconsumptioncomparison,onecanseetheuseofVVVFinvertertoachieveconstantpressurewatersupply,whenthepumpmotorspeedtoreducetrafficflowandspeedindirectproportiontothepowersidetospeedthedeclineinthethreetraditionalmethodsofwatersupplyvalveexpenditurecomparedtothedoorcontrol,cangreatlyreduceenergyconsumption,energy-savingeffectofthesystem.

KEYWORDS:Watersupply,constantpressurewatersupply,PLC目錄摘要 0Abstract 11前言 12總體方案設(shè)計 32.1設(shè)計目標(biāo)和要求 32.1.1設(shè)計的目標(biāo)： 32.1.2任務(wù)要求： 32.2控制方案的選定 3控制方案 3變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程 43硬件設(shè)計和選型 53.1硬件設(shè)計 53.1.1PLC系統(tǒng)設(shè)計的基本原則： 53.1.2PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容和步驟： 53.1.3PLC控制系統(tǒng)設(shè)計按以下流程進(jìn)行： 63.1.3PLC控制系統(tǒng)具體設(shè)計： 63.2PLC的選型 83.3變頻器選型 113.4電機(jī)及水泵選型 133.5遠(yuǎn)傳壓力表選型 153.6觸摸屏的選型 173.7軟啟動器選型 173.8閥門選型 183.9警鈴和警燈的選型 214系統(tǒng)電路設(shè)計 234．1系統(tǒng)控制電路 234.2PLCI/O分配 245系統(tǒng)的軟件設(shè)計 275.1系統(tǒng)運(yùn)行流程 275.2PLC程序設(shè)計 286組態(tài)監(jiān)控界面設(shè)計 296.1組態(tài)監(jiān)控程序設(shè)計 296.2組態(tài)設(shè)計步驟 306.3主畫面的設(shè)計 367總結(jié) 388致謝 399參考文獻(xiàn) 40附錄:PLC控制系統(tǒng)接線圖 41英文資料及翻譯 481前言水和電是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要物質(zhì)，在節(jié)水節(jié)能已成為時代特征的現(xiàn)實(shí)條件下，我們這個水資源和電能源短缺的國家，長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動化程度較低，而隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，以及住房制度改革的不斷深入，城市中各類小區(qū)建設(shè)發(fā)展十分迅速，同時也對小區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性直接影響到小區(qū)住戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式有：恒速泵加壓供水、氣壓罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式、單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)等方式，其優(yōu)、缺點(diǎn)如下[1]：(1)恒速泵加壓供水方式無法對供水管網(wǎng)的壓力做出及時的反應(yīng)，水泵的增減都依賴人工進(jìn)行手工操作，自動化程度低，而且為保證供水，機(jī)組常處于滿負(fù)荷運(yùn)行，不但效率低、耗電量大，而且在用水量較少時，管網(wǎng)長期處于超壓運(yùn)行狀態(tài)，爆損現(xiàn)象嚴(yán)重，電機(jī)硬起動易產(chǎn)生水錘效應(yīng)，破壞性大，目前較少采用。(2)氣壓罐供水具有體積小、技術(shù)簡單、不受高度限制等特點(diǎn)，但此方式調(diào)節(jié)量小、水泵電機(jī)為硬起動且起動頻繁，對電器設(shè)備要求較高、系統(tǒng)維護(hù)工作量大，而且為減少水泵起動次數(shù)，停泵壓力往往比較高，致使水泵在低效段工作，而出水壓力無謂的增高，也使浪費(fèi)加大，從而限制了其發(fā)展。(3)水塔高位水箱供水具有控制方式簡單、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理、短時間維修或停電可不停水等優(yōu)點(diǎn)，但存在基建投資大，占地面積大，維護(hù)不方便，水泵電機(jī)為硬起動，啟動電流大等缺點(diǎn)，頻繁起動易損壞聯(lián)軸器，目前主要應(yīng)用于高層建筑。(4)液力耦合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式易漏油，發(fā)熱需冷卻，效率低，改造麻煩，只能是一對一驅(qū)動，需經(jīng)常檢修；優(yōu)點(diǎn)是價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單明了，維修方便。(5)單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)也能做到變頻調(diào)速，自動化程度要優(yōu)于上面4種供水方式，但是系統(tǒng)開發(fā)周期比較長，對操作員的素質(zhì)要求比較高，可靠性比較低，維修不方便，且不適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。綜上所述，傳統(tǒng)的供水方式普遍不同程度的存在浪費(fèi)水力、電力資源；效率低；可靠性差；自動化程度不高等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了居民的用水和工業(yè)系統(tǒng)中的用水。目前的供水方式朝向高效節(jié)能、自動可靠的方向發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，在風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)等高能耗設(shè)備上廣泛應(yīng)用，特別是在城鄉(xiāng)工業(yè)用水的各級加壓系統(tǒng)，居民生活用水的恒壓供水系統(tǒng)中，變頻調(diào)速水泵節(jié)能效果尤為突出，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：一是節(jié)能顯著；二是在開、停機(jī)時能減小電流對電網(wǎng)的沖擊以及供水水壓對管網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊；三是能減小水泵、電機(jī)自身的機(jī)械沖擊損耗[2]。基于PLC和變頻技術(shù)的恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能源日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計該系統(tǒng)，對于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。2總體方案設(shè)計2.1設(shè)計目標(biāo)和要求設(shè)計的目標(biāo)：本課題的任務(wù)是設(shè)計一套具有計算機(jī)監(jiān)控功能的高層建筑物恒壓供水系統(tǒng)的控制部分，該設(shè)計主要針對高層建筑物供水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供水量隨著用戶用水量的增減而實(shí)時增減，但須保持供水水壓恒定。計算機(jī)監(jiān)控部分，主要實(shí)現(xiàn)供水水壓設(shè)定和系統(tǒng)運(yùn)行情況的動態(tài)顯示。任務(wù)要求：1、供水對象為一棟45米高、1802、當(dāng)用戶用水量變化時，要求系統(tǒng)供水壓力（液位）波動在±2％之內(nèi)；3、在監(jiān)控計算機(jī)上可以設(shè)定系統(tǒng)供水壓力（液位），可以顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。2.2控制方案的選定控制方案根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要求,本系統(tǒng)采用目前較為先進(jìn)的交流變頻調(diào)速恒壓供水的控制方案?？刂葡到y(tǒng)組成框圖如圖1.1。系統(tǒng)由PLC、變頻器、水箱、供水機(jī)組、供水管網(wǎng)和各種傳感器、儀表組成。傳感器傳感器變頻器供水管系PLC電腦圖2.1控制示意圖圖2.2系統(tǒng)整體示意圖變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程如下:(l)系統(tǒng)通電，按照接收到有效的自控系統(tǒng)啟動信號后，首先啟動變頻器拖動變頻泵M1工作，根據(jù)壓力變送器測得的用戶管網(wǎng)實(shí)際壓力和設(shè)定壓力的偏差調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制Ml的轉(zhuǎn)速，當(dāng)輸出壓力達(dá)到設(shè)定值，其供水量與用水量相平衡時，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，這期間Ml工作在調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)。(2)當(dāng)用水量增加水壓減小時，壓力變送器反饋的水壓信號減小，偏差變大，PLC的輸出信號變大，變頻器的輸出頻率變大，所以水泵的轉(zhuǎn)速增大，供水量增大，最終水泵的轉(zhuǎn)速達(dá)到另一個新的穩(wěn)定值。反之，當(dāng)用水量減少水壓增加時，通過壓力閉環(huán)，減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值。(3)當(dāng)用水量繼續(xù)增加，變頻器的輸出頻率達(dá)到上限頻率50Hz時，若此時用戶管網(wǎng)的實(shí)際壓力還未達(dá)到設(shè)定壓力，并且滿足增加水泵的條件(在下節(jié)有詳細(xì)闡述)時，在變頻循環(huán)式的控制方式下，系統(tǒng)將在PLC的控制下自動投入水泵M2(變速運(yùn)行)，同時變頻泵M1做工頻運(yùn)行，系統(tǒng)恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。如果用水量繼續(xù)增加，滿足增加水泵的條件，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，將另一臺工頻泵M3投入運(yùn)行，變頻器輸出頻率達(dá)到上限頻率50Hz時，壓力仍未達(dá)到設(shè)定值時，控制系統(tǒng)就會發(fā)出水壓超限報警。(4)當(dāng)用水量下降水壓升高，變頻器的輸出頻率降至下限頻率，用戶管網(wǎng)的實(shí)際水壓仍高于設(shè)定壓力值，并且滿足減少水泵的條件時，系統(tǒng)將工頻泵M2關(guān)掉，恢復(fù)對水壓的閉環(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，并且滿足減少水泵的條件時，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，將另一臺工頻泵M3關(guān)掉。3硬件設(shè)計和選型3.1硬件設(shè)計3.1.1PLC系統(tǒng)設(shè)計的基本原則：（1）應(yīng)最大限度地滿足機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的控制要求；（2）確保控制系統(tǒng)安全可靠；（3）力求控制簡單、實(shí)用、合理；（4）系統(tǒng)應(yīng)留有一定余量。[2]3.1.2PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容和步驟：1.設(shè)計的基本內(nèi)容：（1）根據(jù)被控對象的工藝擬定控制系統(tǒng)的控制功能及目標(biāo)；（2）細(xì)化控制系統(tǒng)的各類技術(shù)要求；（3）選型及硬件配置；（4）編制I/O分配表，繪制PLC系統(tǒng)及其現(xiàn)場設(shè)備的接線圖；（5）依據(jù)軟件說明書，編制PLC應(yīng)用程序；（6）編寫設(shè)計說明書和系統(tǒng)使用說明書、操作規(guī)則等；（7）系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和投運(yùn)。[2]2.設(shè)計的基本步驟：（1）分析被控對象并提出控制要求；（2）確定輸入輸出設(shè)備；（3）選擇PLC機(jī)型；（4）分配I/O點(diǎn)并設(shè)計PLC外圍硬件電路；（5）程序設(shè)計和程序模擬調(diào)試；（6）硬件實(shí)施主要進(jìn)行控制臺等硬件的設(shè)計與現(xiàn)場施工；（7）聯(lián)機(jī)調(diào)試；（8）根據(jù)調(diào)試的最終結(jié)果編制技術(shù)文件。3.1.3PLC控制系統(tǒng)設(shè)計按以下流程進(jìn)行：圖3.1控制系統(tǒng)設(shè)計流程圖3.1.3PLC控制系統(tǒng)具體設(shè)計：基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)主電路圖如圖3.2所示：三臺電機(jī)分別為M1、M2、M3，它們分別帶動水泵1#、2#、3#。接觸器KM1、KM3、KM5分別控制M1、M2、M3的工頻運(yùn)行；接觸器KM2、KM4、KM6分別控制M1、M2、M3的變頻運(yùn)行；FR1、FR2、FR3分別為三臺水泵電機(jī)過載保護(hù)用的熱繼電器；QS1、QS2、QS3、QS4分別為變頻器和三臺水泵電機(jī)主電路的隔離開關(guān)；FU為主電路的熔斷器。本系統(tǒng)采用三泵循環(huán)變頻運(yùn)行方式，即3臺水泵中只有1臺水泵在變頻器控制下作變速運(yùn)行，其余水泵在工頻下做恒速運(yùn)行。PLC中的模擬量模塊輸出模擬量(OuT0)使變頻器變頻啟動第一臺泵，即開關(guān)量KM2閉合。當(dāng)壓力變送器檢測到供水管網(wǎng)內(nèi)水壓持續(xù)達(dá)不到供水要求，即變頻器頻率大于等于45Hz且持續(xù)兩分鐘，則KM2斷開、KM1接通、KM4接通，第一臺泵公頻運(yùn)行，變頻啟動第二臺泵。當(dāng)公頻泵連續(xù)運(yùn)行達(dá)24小時，PLC自動停止該泵的運(yùn)行，同時啟動第三臺泵。圖3.2變頻恒壓供水系統(tǒng)主電路圖三相電源經(jīng)低壓熔斷器、隔離開關(guān)接至變頻器的R、S、T端，變頻器的輸出端U、V、W通過接觸器的觸點(diǎn)接至電機(jī)。當(dāng)電機(jī)工頻運(yùn)行時，連接至變頻器的隔離開關(guān)及變頻器輸出端的接觸器斷開，接通工頻運(yùn)行的接觸器和隔離開關(guān)。主電路中的低壓熔斷器除接通電源外，同時實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，每臺電動機(jī)的過載保護(hù)由相應(yīng)的熱繼電器FR實(shí)現(xiàn)。變頻和工頻兩個回路不允許同時接通。而且變頻器的輸出端絕對不允許直接接電源，故必須經(jīng)過接觸器的觸點(diǎn)，當(dāng)電動機(jī)接通工頻回路時，變頻回路接觸器的觸點(diǎn)必須先行斷開。同樣從工頻轉(zhuǎn)為變頻時，也必須先將工頻接觸器斷開，才允許接通變頻器輸出端接觸器，所以KM1和KM2、KM3和KM4、KM5和KM6絕對不能同時動作，相互之間必須設(shè)計可靠的互鎖。為監(jiān)控電機(jī)負(fù)載運(yùn)行情況，主回路的電流大小可以通過電流互感器和變送器將4~20mA電流信號送至上位機(jī)來顯示。同時可以通過通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接電壓表顯示線電壓。并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)利用同一個電壓表顯示不同相之間的線電壓。初始運(yùn)行時，必須觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向，使之符合要求。如果轉(zhuǎn)向相反，則可以改變電源的相序來獲得正確的轉(zhuǎn)向。系統(tǒng)啟動、運(yùn)行和停止的操作不能直接斷開主電路(如直接使熔斷器或隔離開關(guān)斷開)，而必須通過變頻器實(shí)現(xiàn)軟啟動和軟停。為提高變頻器的功率因數(shù)，必須接電抗器。當(dāng)采用手動控制時，必須采用自耦變壓器降壓啟動或軟啟動的方式以降低電流，本系統(tǒng)采用軟啟動器。3.2PLC的選型可編程控制器（ProgrammableLogicController）是計算機(jī)技術(shù)與自動化控制技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動控制裝置，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。它采用一種可編程的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。PLC是該控制系統(tǒng)的核心部件，合理選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和質(zhì)量至關(guān)重要的。選擇PLC應(yīng)包括PLC機(jī)型、容量等的選擇。1、PLC機(jī)型選擇機(jī)型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠，維護(hù)使用方便及最佳的性能價格比。（1）結(jié)構(gòu)合理對于工藝比較固定，環(huán)境條件較好，維修量較小的場合，選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC。（2）功能強(qiáng)弱適當(dāng)對于開關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，若控制速度要求不高，一般選用低檔的PLC。2、PLC容量的選擇PLC容量主要是指是PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，I/O點(diǎn)數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。由于目前I/O點(diǎn)數(shù)較多的PLC價格也較高，若備用的1/O點(diǎn)是數(shù)量太多，將使成本增加。根據(jù)被控對象的輸入信號和輸出信號的總點(diǎn)數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，通常1/0點(diǎn)數(shù)按實(shí)際需要的考慮留10%-15%點(diǎn)數(shù)備用量。根據(jù)系統(tǒng)要求和功能，PLC選用三菱公司的FX2N系列FX2N-48MR-001，F(xiàn)X2N-48MR具有豐富的可靈活配置的硬件資源：內(nèi)含時鐘、PID運(yùn)算、高速計數(shù)器、顯示器、AC/DC/繼電器內(nèi)置數(shù)字I/O（24路開關(guān)量輸入，24路繼電器輸出），另配置FX0N-4AD模擬量模塊，F(xiàn)X2N-485-BD通信模塊。SC-09通信編程器，采用RS485網(wǎng)絡(luò)通信。該型號的PLC的實(shí)物圖如下：圖3.3PLC實(shí)物圖選FX2N-48MR-001型，技術(shù)參數(shù)如下表所示：項(xiàng)目規(guī)格備注運(yùn)轉(zhuǎn)控制方式通過儲存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn)I/O控制方法批次處理方法(當(dāng)執(zhí)行END指令時)I/O指令可以刷新運(yùn)轉(zhuǎn)處理時間基本指令：0.8μs/指令

應(yīng)用指令：1.52至幾百μs/指令編程語言邏輯梯形圖和指令清單使用步進(jìn)梯形圖能生成SFC類型程序程式容量8000步內(nèi)置使用附加寄存盒可擴(kuò)展到16000步指令數(shù)目基本順序指令：27

步進(jìn)梯形指令：2

應(yīng)用指令：128最大可用298條應(yīng)用指令I(lǐng)/O配置最大硬體I/O配置點(diǎn)256，依賴于用戶的選擇（最大軟件可設(shè)定地址輸入256、輸出256）輔助繼電器

（M線圈）一般500點(diǎn)M0至M499鎖定2572點(diǎn)M500至M3071特殊256點(diǎn)M8000至M8255狀態(tài)繼電器

（S線圈）一般490點(diǎn)S0至S499鎖定400點(diǎn)S500至S899初始10點(diǎn)S0至S9信號報警器100點(diǎn)S900至S999定時器（T）100毫秒范圍：0至3276.7秒200點(diǎn)T0至T19910毫秒范圍：0至327.67秒46點(diǎn)T200至T2451毫秒保持型范圍：0至32.767秒4點(diǎn)T246至T249100毫秒范圍：0至3276.7秒6點(diǎn)T250至T255計數(shù)器（C）一般16位范圍：0至32767數(shù)200點(diǎn)C0至C199

類型：16位上計數(shù)器鎖定16位100點(diǎn)（子系統(tǒng)）C100至C199

類型：16位上計數(shù)器一般32位15點(diǎn)C200至C219

類型：16位上/下計數(shù)器鎖定32位15點(diǎn)C220至C234

類型：16位上/下計數(shù)器高速計數(shù)器

（C）單相范圍：-2147483648至+2147483647數(shù)

一般規(guī)則：選擇組合計數(shù)頻率不大于20KHz的計數(shù)器組合

注意所有的計數(shù)器鎖定C235至C2406點(diǎn)單相c/w起始

停止輸入C241至C2455點(diǎn)雙相C246至C2505點(diǎn)A/B相C251至C2555點(diǎn)數(shù)據(jù)寄存器

（D）一般200點(diǎn)D0至D199

類型：32位元件的16位數(shù)據(jù)存儲寄存器對鎖定7800點(diǎn)D200至D7999

類型：32位元件的16位數(shù)據(jù)存儲寄存器對文件寄存器7000點(diǎn)D1000至D7999通過14塊500程式步的參數(shù)設(shè)置

類型：16位數(shù)據(jù)存儲寄存器特殊256點(diǎn)從D8000至D8255

類型：16位數(shù)據(jù)存儲寄存器變址16點(diǎn)V0至V7以及Z0至Z7

類型：16位數(shù)據(jù)存儲寄存器指標(biāo)

（P）用于CALL128點(diǎn)P0至P127用于中斷6輸入點(diǎn)、3定時器、6計數(shù)器100*至150*和16*至18*

(上升觸發(fā)*=1，下降觸發(fā)*=0，**=時間(單位：毫秒))嵌套層次用于MC和MRC時8點(diǎn)N0至N7常數(shù)十進(jìn)位K16位：-32768至+32768

32位：-2147483648至+2147483647十六進(jìn)位H16位：0000至FFFF

32位：00000000至FFFFFFFF浮點(diǎn)32位：±1.175*10-38，±3.403*10-38（不能直接輸入）3.3變頻器選型變頻器的選擇包括變頻器的型式選擇、容量選擇和變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選擇三個方面。其總的原則是首先保證可靠地滿足工藝要求，再盡可能節(jié)省資金。1、變頻器的型式選擇根據(jù)控制功能可將通用變頻器分為三種類:普通功能型U/F控制變頻器、具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高性能U/F控制變頻器知矢量控制高性能型變頻器。變頻器類型的選擇要根據(jù)負(fù)載的要求進(jìn)行。對于風(fēng)機(jī)，泵類等平方轉(zhuǎn)矩，低速負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，通常可選擇普通功能型的變頻器。在變頻器選型前應(yīng)掌握傳動系統(tǒng)的以下參數(shù):（1）電動機(jī)的極數(shù)。一般電動機(jī)極數(shù)以不多于4極為宜，否則變頻器容量要適當(dāng)加大；（2）轉(zhuǎn)矩特性。在同等電動機(jī)功率情況下，相對于高過載轉(zhuǎn)矩模式，變頻器規(guī)格可以降額選??；（3）電磁兼容性。為減少主電源千擾，使用時可在中間或變頻器輸入電路中增加電抗器，或安裝前置隔離變壓器。一般當(dāng)電動機(jī)與變頻器距離超過50m時，應(yīng)在它們中間串入電抗器、濾波器或采用屏蔽防護(hù)電纜。變頻器的選型應(yīng)滿足以下條件:（1）電壓等級與驅(qū)動電動機(jī)相符；（2）額定電流為所驅(qū)動電動機(jī)額定電流的1.1～1.5倍；（3）根據(jù)被驅(qū)動設(shè)備的負(fù)載特性選擇變頻器的控制方式；2、變頻器容量選擇變頻器的容量可從三個角度表述:額定電流、可用電動機(jī)功率和額定容量。其中后兩項(xiàng)變頻器生產(chǎn)廠家由本國或本公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動機(jī)給出，或隨變頻器輸出電壓而降低，都很難確切表達(dá)變頻器的能力。選擇變頻器時，只有變頻器的額定電流量是一個反映半導(dǎo)體變頻器裝置負(fù)載能力的關(guān)鍵量。負(fù)載電流不超過變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本原則。變頻器的額定功率指的是它適用的4級交流異步電動機(jī)的功率。由于同容量電動機(jī)，其極數(shù)不同，電動機(jī)額定電流不同。隨著電動機(jī)極數(shù)的增多，電動機(jī)額定電流增大。變頻器的容量選擇不能以電動機(jī)額定電流為依據(jù)。同時，對于原來采用變頻器的改造項(xiàng)目，變頻器的容量選擇也不能以電動機(jī)額定電流為依據(jù)。這是因?yàn)?，電動機(jī)的容量選擇在考慮最大負(fù)載，富裕系數(shù)，電動機(jī)規(guī)格等因素，往往電動機(jī)的容量富裕較大，工業(yè)用電動機(jī)常常在50%～60%額定負(fù)荷下運(yùn)行。若以電動機(jī)額定電流為依據(jù)來選擇變頻器的容量，留有富裕量太大，造成經(jīng)濟(jì)上浪費(fèi)，而可靠性并沒有因此而得到提高。變頻器與電動機(jī)的匹配主要是電動機(jī)的額定電壓及電流，如果電動機(jī)額定電流小于同功率的變頻器額定電流，一般來說用同等功率的就足夠了，但如果大了，只好用大一級的變頻器。對于鼠籠式異步電動機(jī)，變頻器的容量選擇應(yīng)以變頻器的額定電流大于電動機(jī)的最大正常工作電流1.1倍為原則，這樣可以最大限度地節(jié)約資金。在選用變頻器時除了考慮技術(shù)性和可靠性外還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性，一般不要留有太大功率余量，變頻器與電動機(jī)兩者的功率應(yīng)相匹配，不但經(jīng)濟(jì)性好而且輸出波型更好。3.變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選用變頻器的箱體結(jié)構(gòu)要與環(huán)境條件相適應(yīng)，即必須考慮溫度，濕度，粉塵，酸堿度，腐蝕性氣體等因素，這些因素與能否長期安全、可靠運(yùn)行有很大的關(guān)系。常見有下列幾種結(jié)構(gòu)類型可供設(shè)計中選用:（1）敞開型IP00。本身無機(jī)箱，適合裝在電控箱內(nèi)或電氣室內(nèi)的屏，盤，架上，尤其是多臺變頻器集中使用，選用這種型式較好，但環(huán)境條件要求較高；（2）封閉IP20。適用一般用途，可用于有少量粉塵或少許溫度、濕度變化的場合；（3）密閉型IP65。適用環(huán)境條件差，有水，塵及一定腐蝕氣體的場合。根據(jù)以上理論，選用三菱FR-A540系列變頻器。該變頻器采用先進(jìn)磁通矢量控制方式，實(shí)現(xiàn)在線自動調(diào)整功能，調(diào)速比可達(dá)1：120（0.5～60Hz）；可拆御風(fēng)扇和接線端子，維護(hù)方便；柔性PWM，實(shí)現(xiàn)更低噪音運(yùn)行；內(nèi)置RS485通信口，可插擴(kuò)展卡符合全世界主要通信標(biāo)準(zhǔn)；PID等各種功能適合各種應(yīng)用場合。應(yīng)用三菱FR-A540系列變頻器內(nèi)置PID功能的PLC控制恒壓供水系統(tǒng)，效率高，損耗小，調(diào)速供水節(jié)能效果突出，運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，動態(tài)響應(yīng)快，體現(xiàn)了變頻調(diào)速恒壓供水的技術(shù)優(yōu)勢，取代了水塔、水箱、氣壓罐等，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，成為供水網(wǎng)的換代產(chǎn)品。圖3.4變頻器實(shí)物圖3.4電機(jī)及水泵選型使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚(yáng)程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數(shù)的要求。

必須滿足介質(zhì)特性的要求。對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質(zhì)的泵，要求軸封可靠或采用無泄漏泵，如磁力驅(qū)動泵、隔膜泵、屏蔽泵、對輸送腐蝕性介質(zhì)的泵，要求對流部件采用耐腐蝕性材料，如AFB不銹鋼耐腐蝕泵，CQF工程塑料磁力驅(qū)動泵。對輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵，要求對流部件采用耐磨材料，必要時軸封用采用清潔液體沖洗。

機(jī)械方面可靠性高、噪聲低、振動小。

經(jīng)濟(jì)上要綜合考慮到設(shè)備費(fèi)、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)、維修費(fèi)和管理費(fèi)的總成本最低。

離心泵具有轉(zhuǎn)速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結(jié)構(gòu)簡單、輸液無脈動、性能平穩(wěn)、容易操作和維修方便等特點(diǎn)。因此除以下情況外，應(yīng)盡可能選用離心泵：有計量要求時，選用計量泵；揚(yáng)程要求很高，流量很小且無合適小流量高揚(yáng)程離心泵可選用時，可選用往復(fù)泵，如汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵；揚(yáng)程很低，流量很大時，可選用軸流泵和混流泵；介質(zhì)粘度較大（大于650~1000mm2/s）時，可考慮選用轉(zhuǎn)子泵或往復(fù)泵（齒輪泵、螺桿泵）；介質(zhì)含氣量75%，流量較小且粘度小于37.4mm2/s時，可選用旋渦泵；對啟動頻繁或灌泵不便的場合，應(yīng)選用具有自吸性能的泵，如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動（電動）隔膜泵。

選型依據(jù)

泵選型應(yīng)根據(jù)工藝流程，給排水要求，從五個方面加以考慮，既液體輸送量、裝置揚(yáng)程、液體性質(zhì)、管路布置以及操作運(yùn)轉(zhuǎn)條件等。流量是選泵的重要性能數(shù)據(jù)之一，它直接關(guān)系到整個裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力。如設(shè)計院工藝設(shè)計中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時，以最大流量為依據(jù)，兼顧正常流量，在沒有最大流量時，通?？扇≌Ａ髁康?.1倍作為最大流量。裝置系統(tǒng)所需的揚(yáng)程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，一般要用放大5%—10%余量后揚(yáng)程來選型。液體性質(zhì)，包括液體介質(zhì)名稱，物理性質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì)，物理性質(zhì)有溫度c密度d，粘度u，介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等，這涉及到系統(tǒng)的揚(yáng)程，有效氣蝕余量計算和合適泵的類型：化學(xué)性質(zhì)，主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性，是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù)。裝置系統(tǒng)的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向，吸如側(cè)最低液面，排出側(cè)最高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長度、材料、管件規(guī)格、數(shù)量等，以便進(jìn)行系統(tǒng)揚(yáng)程計算和汽蝕余量的校核。操作條件的內(nèi)容很多，如液體的操作T飽和蒸汽力P、吸入側(cè)壓力PS（絕對）、排出側(cè)容器壓力PZ、海拔高度、環(huán)境溫度操作是間隙的還是連續(xù)的、泵的位置是固定的還是可移的。我國人均日用水量155L。180戶，平均一戶4人。則這一天總用水為：155×180×4÷1000=111.6m3..考慮到其他一些因素。在這里我們選擇120m3.考慮到高峰期在中午12點(diǎn)到下午2點(diǎn)。晚上7點(diǎn)到10點(diǎn)這五個小時。則水泵的最大流量應(yīng)為24m3/h.由于樓高45米。揚(yáng)程可以選擇產(chǎn)品型號：50LG24-20×3主要材質(zhì)：鑄鐵配管口徑：50

mm產(chǎn)品流量：24

m3/h最大揚(yáng)程：60

m產(chǎn)品轉(zhuǎn)速：2950

r/min適用電壓：0

V主要參數(shù)（詳細(xì)信息）如下：一、產(chǎn)品概述：

LG型高層建筑多級給水泵，系立式單吸多級分段式離心泵，供輸送常溫清水及物理化學(xué)性質(zhì)類似于清水的液體。

LG系列泵為立式安裝，電機(jī)軸與泵軸通過爪型連軸器聯(lián)接，具有結(jié)構(gòu)緊湊、噪音低、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。

本司產(chǎn)品全部采用計算機(jī)設(shè)計和優(yōu)化處理，公司擁有雄厚的技術(shù)力量、豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和完善的檢測手段，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定可靠。

二、適用范圍：

主要應(yīng)用于高層建筑供水，也可應(yīng)用于廠礦、企業(yè)給排水以及低壓鍋爐循環(huán)用水。

三、產(chǎn)品特點(diǎn)：

1、水力模型先進(jìn)：效率高，性能范圍廣。

2、更少的運(yùn)行、維修費(fèi)用：采用優(yōu)質(zhì)機(jī)械密封，耐磨損、無泄漏、使用壽命長，故障率低，具有更少的運(yùn)行維修費(fèi)用。

3、獨(dú)特部件、降低噪音：獨(dú)特的水力部件設(shè)計，良好的過流性能，最大地減少噪音。

4、立式結(jié)構(gòu)，占地面積小。

四、技術(shù)參數(shù)：

流量：3.0-50m3/h；

揚(yáng)程：20-150m；

功率：0.75-30kw；

轉(zhuǎn)速：2900r/min；

溫度范圍：0-+80℃；

工作壓力：≤1.2Mpa。3.5遠(yuǎn)傳壓力表選型壓力傳感器和壓力變送器是將水管中的壓力信號變成1～5V或4～20mA的模擬量信號，作為模擬輸入模塊(A/D模塊)的輸入，在選擇時，為了防止傳輸過程中的干擾與損耗，我們采用4-20mA輸出壓力變送器。在運(yùn)行過程中，當(dāng)壓力傳感器和壓力變送器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)有可能開啟所有的水泵，而此時的用水量又達(dá)不到，這就使水管中的水壓上升，為了防止爆管和超高水壓損壞家中的用水設(shè)備(熱水器、抽水馬桶等)，本文中的供水系統(tǒng)使用電極點(diǎn)壓力表的壓力上限輸出，作為PLC的一個數(shù)字量輸入，當(dāng)壓力超出上限時，關(guān)閉所有水泵并進(jìn)行報警輸出。本系統(tǒng)采用杭州市富陽儀川儀表有限公司生產(chǎn)的YTT-150型差動遠(yuǎn)傳壓力表，此表適用于測量對鋼及銅合金不起腐蝕作用的液體、蒸汽和氣體等介質(zhì)的壓力。因?yàn)樵趦x表內(nèi)部設(shè)置一個滑線電阻式發(fā)送器，故可把被測值以電量值傳至遠(yuǎn)離測量點(diǎn)的二次儀表上，以實(shí)現(xiàn)集中檢測和遠(yuǎn)距離控制。此外，YTT-150型差動遠(yuǎn)傳壓力表既可對所測壓力作現(xiàn)場指示又能轉(zhuǎn)換為0～10mA?DC或4～20mA?DC的標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出，便于現(xiàn)場檢測。本儀表由一個彈簧壓力表和一個電位器式發(fā)送器組成。儀表機(jī)械部分的作用原理與一般彈簧管壓力表相同。由于電位器設(shè)置在齒輪傳動機(jī)構(gòu)上，因此當(dāng)齒輪傳動機(jī)構(gòu)中的扇形齒輪產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時，固定在扇形齒輪軸上的電刷也相應(yīng)地在滑線電阻上滑行，從而使被測壓力的變化轉(zhuǎn)換為電阻值的變化，傳至二次儀表上，指示出相應(yīng)的壓力值，同時現(xiàn)場儀表也指示相應(yīng)的壓力值。電位器的技術(shù)數(shù)據(jù)：1、精確度等級：1.52、發(fā)送器起始電阻值：3～20Ω3、發(fā)送器滿度電阻值：340～400Ω4、發(fā)送器接線端外加電壓不大于6V5、使用環(huán)境條件：-40～60℃，相對濕度不大于85%，且震動和被測（控）介質(zhì)的急劇脈6、溫度影響：使用溫度偏離20±5℃時，其溫度附加誤差不大于0.4%/7、重量：1.2kg圖3.5壓力表示意圖3.6觸摸屏的選型觸摸屏是本系統(tǒng)的人機(jī)界面，通過觸摸屏我們可以和系統(tǒng)進(jìn)行信息交流。觸摸屏可以對系統(tǒng)的運(yùn)行流程、水泵運(yùn)行電流、變頻器的輸出頻率、輸出電壓以及系統(tǒng)報警情況進(jìn)行顯示；同時通過觸摸屏我們可以進(jìn)行壓力的設(shè)定、選擇系統(tǒng)的運(yùn)行方式(自動/手動)、泵的運(yùn)行方式(正常運(yùn)行/檢修)，所以我們在選擇觸摸屏?xí)r，要考慮它與PLC通訊情況，PLC和觸摸屏的使用同一個廠家的，觸摸屏可以選三菱F900系列。圖3.6觸摸屏示意圖3.7軟啟動器選型當(dāng)系統(tǒng)采用手動或變頻固定方式運(yùn)行時，如果電機(jī)的功率較大，不允許直接啟動時，需采用軟啟動器或自耦變壓器進(jìn)行降壓啟動。在選擇軟啟動器、自耦變壓器時，應(yīng)與電機(jī)的額定功率、額定電流相匹配，可選用ABB的軟啟動器或DANFOSS的產(chǎn)品。手動啟動是系統(tǒng)不可缺少的組成部分，尤其是當(dāng)系統(tǒng)的自動部分出現(xiàn)問題時，而此時的供水又不能中斷。圖3.6軟啟動器示意圖3.8閥門選型手動截止閥：選產(chǎn)品型號：J/L11W圖3.7手動截止閥結(jié)構(gòu)主要性能規(guī)范：公稱壓力PN≤1.6Mpa適用介質(zhì)：水、油、酸適用溫度：T≤180℃產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：硅溶膠精密鑄造不銹鋼閥體、閥蓋；適用于水、油、汽及某些腐蝕性流體介質(zhì)；常溫額定工作壓力為200PSI（1.6Mpa）。.電磁閥：JO11SA不銹鋼電磁閥是自動控制系統(tǒng)中常見的管路開關(guān)元件，被廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、紡織、食品、造船、醫(yī)療、環(huán)保及其他各工業(yè)部門的管路裝置中，完成系統(tǒng)中氣體、蒸汽、液體、油類(≤4°E)等各種介質(zhì)的自動控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和程序控制的自動化。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：直動式結(jié)構(gòu)；本閥不受蒸汽冷凝水影響；主閥芯采用特種材料，耐磨損；閥芯利用流體潤滑作用，減少磨損。圖3.8電磁閥結(jié)構(gòu)示意技術(shù)參數(shù)工作介質(zhì)蒸汽、空氣、水、油(粘度≤4°E)介質(zhì)溫度≤155℃公稱壓力1.0MPa工作壓差0-1.0MPa電源電壓220公稱通徑(mm)50功耗（VA）≤17安裝尺寸型號通徑mm連接方式外形尺寸長mm高mmZCT-33G1/8"4060ZCT-66G1/2"5082ZCT-1010G1/2"70110ZCT-1515G3/4"80115ZCT-2525G3/4"80115選逆止閥：逆止閥、單向閥、止回閥都是一種閥門的不同叫法，它的作用是防止流體在管道中倒流。常見的逆止閥在水暖中多有使用，水泵的出口多安裝逆止閥，這樣在停泵時，管路中的水才不會倒流；水泵的吸水管頭上也有逆止閥，這樣才可以保持下一次啟動時能夠上水。液壓中也使用逆止閥，可以對液壓系統(tǒng)保持壓力。選用PCV-06T引導(dǎo)逆止閥圖3.9逆止閥3.9警鈴和警燈的選型本設(shè)計均選擇匹配本設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)電壓型號的報警燈和警鈴即可，只要經(jīng)濟(jì)適用就好。[16]選擇的警鈴和報警燈如下：圖3.10BHWK—6型報警警鈴其部分參數(shù)如下：電源電壓：AC220V或DC12、24V

振鈴響度：≥90dB

外型尺寸：210×210×90mm

安裝尺寸：185mm旋轉(zhuǎn)警示燈(XZ-108)主要參數(shù)

尺寸：（D*H）Ф100mm×180mm

顏色：紅、黃、藍(lán)、綠、白（供選擇）

工作電壓：AC220V、380VDC12V、24V

安裝方式：螺絲

防護(hù)等級：IP564系統(tǒng)電路設(shè)計4．1系統(tǒng)控制電路如圖4.1為電控系統(tǒng)控制電路圖。圖中SA為手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA打在1的位置為手動控制狀態(tài)；打在2的狀態(tài)為自動控制狀態(tài)。手動運(yùn)行時，可用按鈕SB1~SB6控制三臺水泵的啟/停；自動運(yùn)行時，系統(tǒng)在PLC程序控制下運(yùn)行。圖中的HL10為自動運(yùn)行狀態(tài)電源指示燈。對變頻器頻率進(jìn)行復(fù)位是只提供一個干觸發(fā)點(diǎn)信號，本系統(tǒng)通過一個中間繼電器KA的觸點(diǎn)對變頻器進(jìn)行復(fù)頻控制。圖中的Y000~Y005及Y007~Y014為PLC的輸出繼電器觸點(diǎn)。1)手動控制：手動控制只在檢查故障原因時才會用到，便于電機(jī)故障的檢測與維修。單刀雙擲開關(guān)SA打至1端時開啟手動控制模式，此時可以通過開關(guān)分別控制三臺水泵電機(jī)在工頻下的運(yùn)行和停止。SB1按下時由于KM2常閉觸點(diǎn)接通電路使得KM1的線圈得電，KM1的常開觸點(diǎn)閉合從而實(shí)現(xiàn)自鎖功能，電機(jī)M1可以穩(wěn)定的運(yùn)行在工頻下。只有當(dāng)SB2按下時才會切斷電路，KM1線圈失電，電機(jī)M1停止運(yùn)行。同理，可以通過按下SB3、SB5啟動電機(jī)M2、M3，通過按下SB4、SB6來使電機(jī)M2、M3停機(jī)。（2）自動控制：在正常情況下變頻恒壓供水系統(tǒng)工作在自動狀態(tài)下。單刀雙擲開關(guān)SA打至2端時開啟自動控制模式，自動控制的工作狀況由PLC程序控制。Y000輸出1#水泵工頻運(yùn)行信號，Y001輸出1#水泵變頻運(yùn)行信號，當(dāng)Y000輸出1時，KM1線圈得電，1#水泵工頻運(yùn)行指示燈HL1點(diǎn)亮，同時KM1的常閉觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)KM1、KM2的電氣互鎖。當(dāng)Y001輸出1時，KM2線圈得電，1#水泵變頻運(yùn)行指示燈HL2點(diǎn)亮，同時KM2的常閉觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)KM2、KM1的電氣互鎖。同理，2#、3#水泵的控制原理也是如此。當(dāng)Y007輸出1時，水池水位上下限報警指示燈HL7點(diǎn)亮；當(dāng)Y014輸出1時，變頻器故障報警指示燈HL8點(diǎn)亮；當(dāng)Y011輸出1時，白天供水模式指示燈HL9點(diǎn)亮；當(dāng)Y012輸出1時，報警電鈴HA響起；當(dāng)Y013輸出1時，中間繼電器KA的線圈得電，常開觸點(diǎn)KA閉合使得變頻器的頻率復(fù)位；處于自動控制狀態(tài)下，自動運(yùn)行狀態(tài)電源指示燈HL10一直點(diǎn)亮。圖4.1系統(tǒng)控制電路圖4.2PLCI/O分配根據(jù)圖3.2、4.1及以上控制要求統(tǒng)計控制系統(tǒng)的輸入輸出信號的名稱、地址編號如表4.1所示，水位上下限信號在水淹沒是為0，露出時為1。信號名稱地址編碼輸入信號手動和自動消防信號X000供水啟動X001供水停止X002消防啟動X003消防停止X004水池水位下限信號X005水池水位上限信號X006壓力設(shè)定（0-10V）數(shù)字信號X007壓力變送器1X010壓力變送器2X011變頻器報警信號X012試燈按鈕X013消報警按鈕X014手動1#水泵電機(jī)X015手動2#水泵電機(jī)X016手動3#水泵電機(jī)X0171#水泵電機(jī)過熱保護(hù)X0202#水泵電機(jī)過熱保護(hù)X0213#水泵電機(jī)過熱保護(hù)X022信號名稱地址編碼輸出信號1#水泵工頻運(yùn)行及指示燈Y0001#水泵變頻運(yùn)行及指示燈Y0012#水泵工頻運(yùn)行及指示燈Y0022#水泵變頻運(yùn)行及指示燈Y0033#水泵工頻運(yùn)行及指示燈Y0043#水泵變頻運(yùn)行及指示燈Y005生活/消防供水轉(zhuǎn)換電磁閥Y006水池水位下限報警指示燈Y007軟啟動器Y010火災(zāi)報警指示燈Y011報警電鈴Y012變頻器頻率復(fù)位控制Y013變頻器故障報警指示燈Y0141#泵的故障指示信號Y0212#泵的故障指示信號Y0223#泵的故障指示信號Y023信號送控制信號給變頻器Y0245系統(tǒng)的軟件設(shè)計5.1系統(tǒng)運(yùn)行流程系統(tǒng)上電，按照接收到有效的自控系統(tǒng)啟動信號后，首先判斷是手動控制還是自動控制，如果是手動系統(tǒng)將進(jìn)入手動狀態(tài)；如果是自動控制，PLC將啟動一臺運(yùn)行時間最少的水泵，根據(jù)用戶管網(wǎng)實(shí)際壓力和設(shè)定壓力的誤差調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制水泵的轉(zhuǎn)速，當(dāng)輸出壓力達(dá)到設(shè)定值，其供水量與用水量相平衡時，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，這期間水泵工作在調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)。在系統(tǒng)上電后，投入運(yùn)行前，系統(tǒng)將自動檢測各個泵有無故障，并將無故障的泵投入到備使用狀態(tài)，在需要增泵時，系統(tǒng)將運(yùn)行時間數(shù)最少的泵投入運(yùn)行，在需要減泵時，系統(tǒng)將運(yùn)行時間數(shù)最多的泵停下。當(dāng)用水量增加水壓減小時，通過壓力閉環(huán)和恒壓控制器，增加水泵的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值，反之，當(dāng)用水量減少水壓增加時，通過壓力閉環(huán)和恒壓控制器，減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值。當(dāng)用水量繼續(xù)增加，變頻器的輸出頻率達(dá)到上限頻率45Hz時，若此時用戶管網(wǎng)的實(shí)際壓力還未達(dá)到設(shè)定壓力，并且滿足增加水泵的條件時，系統(tǒng)將使用另一臺變頻器開啟一臺水泵。在變頻循環(huán)式的控制方式下，系統(tǒng)將通過變頻器使兩臺水泵轉(zhuǎn)速相同，系統(tǒng)恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。如果用水量繼續(xù)增加，滿足增加水泵的條件，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，并有新的水泵投入并聯(lián)運(yùn)行。當(dāng)最后一臺水泵投入運(yùn)行，變頻器輸出頻率達(dá)到上限頻率45Hz時，壓力仍未達(dá)到設(shè)定值時，控制系統(tǒng)就會發(fā)出水壓超限報警。當(dāng)用水量下降水壓升高，變頻器的輸出頻率降至下限頻率，用戶管網(wǎng)的實(shí)際壓力水壓仍高于設(shè)定壓力值，并且滿足減少水泵的條件時，系統(tǒng)將運(yùn)行時間最長的的那臺水泵關(guān)掉，同時通過變頻器調(diào)節(jié)其他水泵的轉(zhuǎn)速使他們以相同的轉(zhuǎn)速運(yùn)行，恢復(fù)對水壓的閉環(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，并且滿足減少水泵的條件時，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，直到剩下一臺變頻泵運(yùn)行為止。當(dāng)系統(tǒng)中只有最后一臺泵在工作，而泵的運(yùn)行頻率已降至下限頻率（20Hz）時，系統(tǒng)將自動調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，保持供水水位。5.2PLC程序設(shè)計PLC運(yùn)行時，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來完成控制任務(wù)的，需要執(zhí)行眾多的操作，但CPU不可能同時去執(zhí)行多個操作，它只能按分時操作（串行工作）方式每一次執(zhí)行一個操作，按順序逐個執(zhí)行。由于CPU的運(yùn)算處理速度很快，所以從宏觀上來看，PLC外部出現(xiàn)的結(jié)果似乎是同時（并行）完成的。這種串行工作過程稱為PLC的掃描工作方式。用掃描工作方式執(zhí)行用戶程序時，掃描是從第一條程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲順序的先后逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。然后再從頭開始掃描執(zhí)行，周而復(fù)始重復(fù)運(yùn)行[2]。主程序流程圖如圖3.4。其功能最多，如泵的切換信號的生成、泵組接觸器邏輯控制信號的綜合及報警處理等等都在主程序中。生活及消防雙恒壓的兩個恒壓值是采用數(shù)字式方式直接在程序中設(shè)定的。生活供水時系統(tǒng)設(shè)定為滿量程的70%，消防供水時系統(tǒng)設(shè)定為滿量程的90%。本系統(tǒng)中的增益和時間常數(shù)為:增益Kc=0.25，采樣時間Ts=0.2s，積分時間Ti=30min。6組態(tài)監(jiān)控界面設(shè)計6.1組態(tài)監(jiān)控程序設(shè)計

上位機(jī)的程序流程圖如圖6.1所示。根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，如接收到的是讀寫錯誤，則要求重發(fā)。如為寫成功，則開啟定時器1，定時采樣；如讀成功，接收到的是采樣數(shù)據(jù)則進(jìn)行顯示和調(diào)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字處理，處理完畢發(fā)送頻率和設(shè)定壓力值，并開啟定時器2，等待響應(yīng)。

系統(tǒng)主窗體四個按鈕控件，分別為參數(shù)設(shè)置、實(shí)時監(jiān)測、啟動和關(guān)閉系統(tǒng)。參數(shù)設(shè)置界面如圖4.3所示。用戶可根據(jù)實(shí)際情況修改壓力設(shè)定值。

主要控件功能包括:

(1)壓力設(shè)定值:壓力設(shè)定值范圍。

(2)校正系數(shù):主要是對壓力顯示進(jìn)行校正，使壓力顯示與壓力表顯示一致。

(3)復(fù)位按鈕:運(yùn)行中按下，將使系統(tǒng)重新啟動，各參數(shù)回到初始設(shè)置。

(4)設(shè)定按鈕:在文本框輸入壓力設(shè)定值和校正系數(shù)后，按下此按鈕，壓力設(shè)定值和校正系數(shù)才能通過串口發(fā)送給下位機(jī)。圖6.1上位機(jī)流程圖6.2組態(tài)設(shè)計步驟（1）新建連接設(shè)備：本系統(tǒng)所選三菱FX2N，界面如圖6.2。圖6.2設(shè)備連接（2）新建畫面。圖6.3圖6.3新建畫面輸入畫面名稱，給定畫面寬、高，選擇畫面背景色。點(diǎn)擊命令語言，可對畫面及變量進(jìn)行簡單編程，如圖6.3。在畫面內(nèi)可繪制各圖素，繪制各圖素的主要工具放置在圖形編輯工具箱內(nèi)。當(dāng)畫面打開時，工具箱自動顯示。工具箱中各種基本工具的使用方法和Windows中“畫筆”很類似。工具箱內(nèi)的“圖庫”工具，內(nèi)含許多較常用的圖形，雙擊需要的