1、基于PLC及變頻器技術(shù)恒壓變流量供水系統(tǒng)研究一、任務(wù)1. 水泵負載特性的研究，主要了解水泵流量與水壓間的關(guān)系，流量、水壓與水泵傳動電機轉(zhuǎn)速間關(guān)系；2. 三相交流異步電機調(diào)速方法；3. 基于頻率變化的三相交流異步電機調(diào)速方法；4. 變頻器原理5. PLC原理6. 恒壓變流量供水系統(tǒng)7. 恒壓變流量系統(tǒng)運行過程中相關(guān)水泵的切換的關(guān)系摘 要變頻調(diào)速恒壓供水自動控制系統(tǒng)由可編程控制器、內(nèi)置PID變頻器、水泵電機組、壓力傳感器等構(gòu)成。邏輯控制采用帶PID 功能的變頻器進行壓力調(diào)節(jié)，系統(tǒng)存在工作可靠，使用方便，壓力穩(wěn)定，無沖擊等優(yōu)越性。通過PLC、變頻器、繼電器、接觸器控制水泵機組運行狀態(tài)，實現(xiàn) 管網(wǎng)的恒

2、壓變流量供水要求。設(shè)備運行時,壓力傳感器不斷將管網(wǎng)水壓信號變換成電信號送入PLC，經(jīng)過PLC 運算處理后獲得最佳控制參數(shù),通過變頻器和繼電器控制元件自動調(diào)整水泵機組高效率地運行。供水系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括水泵的自動啟?？刂?、供水壓力的測量與調(diào)節(jié)、系統(tǒng)主管道水壓的、系統(tǒng)水處理設(shè)備運轉(zhuǎn)的監(jiān)視、控制；故障異常狀況的報警等?，F(xiàn)場監(jiān)控站內(nèi)的控制器按預(yù)先編制的軟件程序來滿足自動控制的要求，即根據(jù)供水管的高低水壓位信號來控制水泵的啟停及進水控制閥的開關(guān)，并且進行溢水和枯水的預(yù)警等。關(guān)鍵詞：PLC；恒壓供水；變頻調(diào)速AbstractConstant pressure automatic water supply

3、control system with variable frequency speed regulation consist of programmable controller, the built-in PID frequency converter, water pump generator system, pressure sensor, , etc. The logic control, adopting inverter with PID function to regulate pressure, is superiority in reliability, convenien

4、ce, stable pressure, shore-free, and so on. Controlling the operation of the pumping unit by controlling pressure with PLC, frequency converter, relay and contactor can realize constant pressure and variable flow water supplication. When the equipment is running, the pressure sensor transforms hydra

5、ulic pressure signal into electrical signal continuously and send to PLC, the PLC arithmetically processes these single and get the best control parameters, and automatically control the high efficiency performance of pump units with frequency changer and relay controlling components. The monitoring

6、 of water supply system mainly includes automatic start and stop control, measurement and regulation of the pressure of supplied water, monitoring and control of water pressure of main pipe of the system and the operation of system water treatment facilities; as well as the fault and abnormal alarm.

7、 Controller inside the field monitoring station operates according to programmed software and meet the requirement of automatic control, namely, controlling the start and stop as well as the switch of water inlet control valve according to water pressure signal of water supply pipe, and realize wate

8、r overflow and low water alarm.Keywords: PLC; constant pressure water supply; Frequency Control目 錄第一章 緒論 6 1.1國內(nèi)用水現(xiàn)狀61.2變頻器恒壓供水產(chǎn)生背景及意義61.3 國內(nèi)外研究概況8第二章 PLC及變頻器恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計102.1 水泵工作原理及負載特性 102.2 電動機調(diào)速原理122.3系統(tǒng)設(shè)計方案13 2.3.1 供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)13 2.3.2 系統(tǒng)介紹142.4 供水系統(tǒng)的工作原理15 2.4.1 PID控制原理16 2.4.2系統(tǒng)的運行方式18 2.4.3故障報警 19 2.

9、4.4水泵檢修 19第三章 器件的選擇及介紹 203.1變頻器的介紹與使用 20 3.1.1 變頻器原理20 3.1.2變頻器的發(fā)展20 3.1.3 普傳PI168系列變頻器簡介213.2 PLC的介紹與使用23 3.2.1 PLC的特點23 3.2.2 PLC的性能指標24 3.2.3西門子PLC簡介25第四章 供水系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計及編程264.1 器件選型264.1.1水泵電機選型 264.1.2交流接觸器的選擇 264.1.3 壓力變送器選型274.2主回路設(shè)計電路 284.3二次側(cè)配電電路設(shè)計 294.4控制線路圖304.5系統(tǒng)工作流程分析39結(jié)束語42致謝參考文獻第一章 緒 論1.1

10、 國內(nèi)用水現(xiàn)狀 眾所周知，水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，在節(jié)水節(jié)能己成為時代特征的現(xiàn)實條件下，我們這個水資源和電能短缺的國家，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，自動化程度低。水塔供水及氣囊式恒壓供水存在的二次污染，既不衛(wèi)生又不經(jīng)濟、耗能大等缺點。一般規(guī)定城市管網(wǎng)的水壓只保證6層以下樓房的用水，其余上部各層均須“提升”水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統(tǒng)的水塔、高位水箱，或氣壓罐式增壓設(shè)備，但它們都必須由水泵以高出實際用水高度的壓力來“提升”水量，其結(jié)果增大了水泵的軸功率和能量損耗。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不

11、應(yīng)求的現(xiàn)象，而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過于求的情況，此時將會造成能量的浪費，同時有可能導(dǎo)致水管爆破和用水設(shè)備的損壞。新型恒壓變頻供水系統(tǒng)具有水壓恒定、水質(zhì)好、占地小、節(jié)能效益明顯、控制和保護功能完善、輸入電壓范圍寬、泵機運行組合切換靈活等優(yōu)點。該技術(shù)還能對水泵實現(xiàn)軟啟動，減小水泵起動時的沖擊電流，使水泵的使用壽命延長，在調(diào)節(jié)水泵流量時，可以節(jié)約客觀的流量。采用變頻器和PLC等現(xiàn)代控制設(shè)備和技術(shù)來實現(xiàn)恒壓供水，它既能解決人工操作的繁雜勞動和精神壓力，又能節(jié)約能源，是供水領(lǐng)域技術(shù)革新的必然趨勢。1.2 變頻器恒壓供水產(chǎn)生背景及意義 在我國，節(jié)電節(jié)水的潛力非常大。據(jù)有關(guān)

12、國際組織發(fā)表的資料顯示：中國的單位國民經(jīng)濟總產(chǎn)值所消耗的電是美國、德國等的4倍左右，消耗的水是他們的2倍左右。我國的大量用電設(shè)備中，風(fēng)機和泵類電機的耗電量占全國發(fā)電量的50%左右,若推廣新型電機調(diào)速技術(shù),可節(jié)電40%左右,即可以節(jié)約全國發(fā)電量的 1/5.由于我國人均占有水、電資源相對于別國又少很多,因此,在我國一方面水電供給緊張,而另一方面,水電的浪費又十分驚人。節(jié)電節(jié)水,不僅潛力巨大, 而且意義深遠 . 近十年來，變頻技術(shù)的應(yīng)用在我國有很大的發(fā)展，并取得了良好的效果?？梢哉f，變頻技術(shù)已為大多數(shù)用戶所接受。但是，不能不指出，我國在變頻技術(shù)的應(yīng)用方面，與發(fā)達國家的水平尚有很大差距。目前，我國在用

13、的交流電動機使用變頻調(diào)速運行的僅6%左右，而工業(yè)發(fā)達國家已達60% 70%；日本在風(fēng)機、水泵上變頻調(diào)速的采用率已達10%，而我國還不足0.01%；在日本，空調(diào)器的70%采用了變頻調(diào)速，而我國才剛剛起步。從這個現(xiàn)實出發(fā)，變頻技術(shù)尚有很大的發(fā)展空間。 變頻恒壓供水系統(tǒng)已逐漸取代原有的水塔供水系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)生活消防供水系統(tǒng)。然而，由于新系統(tǒng)多會繼續(xù)使用原有系統(tǒng)的部分舊設(shè)備（如水泵），在對原有供水系統(tǒng)進行變頻改造的實踐中，往往會出現(xiàn)一些在理論上意想不到的問題。本文介紹的變頻控制恒壓供水系統(tǒng)，是在對一個典型的水塔供水系統(tǒng)的技術(shù)改造實踐中，根據(jù)盡量保留原有設(shè)備的原則設(shè)計的，該系統(tǒng)很好的解決了

14、舊設(shè)備需要頻繁檢修的問題，既體現(xiàn)了變頻控制恒壓供水的技術(shù)優(yōu)勢，同時有效的節(jié)省了資金。人們對供水質(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，利用先進的自動化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè)計高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢。變頻控制技術(shù)的進步不僅僅是異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、堅固、易于維護等優(yōu)點，更主要的是采用變頻調(diào)速技術(shù)的異步電動機的機械特性達到了直流電動機調(diào)壓調(diào)速的特性。由于計算機技術(shù)的介入，使得變頻器具有豐富的功能和方便好用的特點，因此人們才有可能按照實際要求，自行構(gòu)成一個適用和可靠的調(diào)速系統(tǒng)。 變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點，使我國

15、供水技術(shù)裝備水平從90年代初開始經(jīng)歷了一次飛躍。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電機無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今最先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實際應(yīng)用中得到了很大的發(fā)展。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器的功能也越來越強。充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對合理設(shè)計變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備，降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面有著非常重要的意義。變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)其節(jié)能、安全、供水高品質(zhì)等優(yōu)點，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)的運行參數(shù)，在用水量發(fā)生

16、變化時保持水壓恒定以滿足用水要求是當今先進、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。 建設(shè)節(jié)約型社會，合理開發(fā)、節(jié)約利用和有效保護水資源是一項艱巨任務(wù)。根據(jù)高校用水時間集中，用水量變化較大的特點，分析了校園原供水系統(tǒng)存在成本高，可靠性低，水資源浪費，管網(wǎng)系統(tǒng)待完善的問題。提出以利用自來水水壓供水與水泵提水相結(jié)合的方式，并配以變頻器、軟啟動器、PLC、微泄露補償器、壓力傳感器、液位傳感器等不同功能等傳感器，根據(jù)管網(wǎng)的壓力，通過變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，使水管中的壓力始終保持在合適的范圍。從而可以解決因

17、樓層太高導(dǎo)致壓力不足及小流量時能耗大的問題。 另外水泵耗電功率與電機轉(zhuǎn)速的三次方成正比關(guān)系，所以水泵調(diào)速運行的節(jié)能效果非常明顯，平均耗電量較通常供水方式節(jié)省近四成。結(jié)合使用可編程控制器，可實現(xiàn)主泵變頻，副泵軟啟動，具有短路保護、過流保護功能，工作穩(wěn)定可靠，大大延長了電機的使用壽命.用戶用水的多少是經(jīng)常變動的，因此供水不足或供水過剩的情況時有發(fā)生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用 水少而供水多，則壓力大。保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時供水也多，用水少時供水也少，從而提高了供水的質(zhì)量。恒壓供水系統(tǒng)對于某些工業(yè)或特殊用戶是非常

18、重要的。例如在某些生產(chǎn)過程中，若自來水供水因故壓力不足或短時斷水，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴重時使產(chǎn)品報廢和設(shè)備損壞。又如發(fā)生火災(zāi)時，若供水壓力不足或或無水供應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟損失和人員傷亡。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟和社會意義。變頻調(diào)速技術(shù)的日益完善，以變頻調(diào)速為核心的智能供水控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備，起動平穩(wěn)，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊；由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等東西的使用壽命；可以消除起動和停機時的水錘效應(yīng)。其穩(wěn)定安全的運行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能，將使供水實現(xiàn)節(jié)水、

19、節(jié)電、節(jié)省人力，最終達到高效率的運行目的。1.3 國內(nèi)外研究概況變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的。在早期，由于國外生產(chǎn)的變頻器的功能主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、起制動控制、變壓變頻比控制及各種保護功能。應(yīng)用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機構(gòu)，為了滿足供水量大小需求不同時，保證管網(wǎng)壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對壓力進行閉環(huán)控制。從查閱的資料的情況來看，國外的恒壓供水工程在設(shè)計時都采用一臺變頻器只帶一臺水泵機組的方式，幾乎沒有用一臺變頻器拖動多臺水泵機組運行的情況，因而投資成本高。即1968年，丹麥的丹佛斯公司發(fā)明并首家生產(chǎn)變頻器

20、(丹佛斯是傳動產(chǎn)品全球五大核心供應(yīng)商之一)后，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動化程度高等方面的優(yōu)點以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認可后，國外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器，像瑞典、瑞士的ABB集團推出了HVAC變頻技術(shù)，法國的施耐德公司就推出了恒壓供水基板，備有“變頻泵固定方式”，“變頻泵循壞方式”兩種模式。它將PID調(diào)節(jié)器和PLC可編程控制器等硬件集成在變頻器控制基板上，通過設(shè)置指令代碼實現(xiàn)PLC和PID等電控系統(tǒng)的功能，只要搭載配套的恒壓供水單元，便可直接控制多個內(nèi)置的電磁接觸器工作，可構(gòu)成最多七臺電機(泵)的供水系統(tǒng)。這類設(shè)備雖然說

21、是微化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但其輸出接口的擴展功能缺乏靈活性，系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，與別的監(jiān)控系統(tǒng)(如BA系統(tǒng))和組態(tài)軟件難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并且限制了帶負載的容量，因此在實際使用時其范圍將會受到限制。目前國內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國外品牌的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管的管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器(PLC)及相應(yīng)的軟件予以實現(xiàn);有的采用單片機及相應(yīng)的軟件予以實現(xiàn)。但在系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗干擾性能以及開放性等多方面的綜合技術(shù)指標來說，還遠遠沒能達到所有用戶的要求。原深圳華為(現(xiàn)己更名為艾默生)電氣公司和成都希望集團森蘭牌變頻器

22、)也推出了恒壓供水專用變頻器(2.2kw-30kw)，無需外接PLC和PID調(diào)節(jié)器，可完成最多四臺水泵的循壞切換、定時起動、停止和定時循環(huán)(月麥丹佛斯公司的VLT系列變頻器可實現(xiàn)七臺水泵機組的切換)。該變頻器將壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)與循環(huán)邏輯控制功能集成在變頻器內(nèi)部實現(xiàn)，但其輸出接口限制了帶負載容量，同時操作不方便且不具有數(shù)據(jù)通信功能，因此只適用于小容量，控制要求不高的供水場所?？梢钥闯?，目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計中，對于能適應(yīng)不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)的變頻但壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制的研究還是不夠的。因此，有待于進一步研究改善

23、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)實踐中。采用變頻調(diào)節(jié)以后，系統(tǒng)實現(xiàn)了軟起動，電機起動電流從零逐漸增至額定電流，起動時間相應(yīng)延長，對電網(wǎng)沒有較大的沖擊，減輕了起動機械轉(zhuǎn)矩對于電機的機械損傷，有效的延長了電機的使用壽命。這種調(diào)控方式以穩(wěn)定水壓為目的，各種優(yōu)化方案都是以母管(市政來水管)進口壓力保持恒定為條件。實際上，給水泵站的出口壓力允許在一定范圍內(nèi)變化。因此這種調(diào)控方式縮小了優(yōu)化范圍，所得到的解為局部最優(yōu)解，不能完全保證泵站始終工作在最優(yōu)狀態(tài).變頻調(diào)速是優(yōu)于以往任何一種調(diào)速方式(如調(diào)壓調(diào)速、變極調(diào)速、串級調(diào)速等)，是當今國際上一項效益最高、性能最好、應(yīng)用最廣、最有發(fā)展前途的

24、電機調(diào)速技術(shù).它采用微機控制技術(shù);電力電子技術(shù)和電機傳動技術(shù)實現(xiàn)了工業(yè)交流電動機的無級調(diào)速，具有高效率、寬范圍和高精度等特點。以變頻器為核心結(jié)合PLC組成的控制系統(tǒng)具有高可靠性、強抗干擾能力、組合靈活、編程簡單、維修方便和低成本低能耗等諸多特點。第二章 PLC及變頻器恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計2.1 水泵工作原理及負載特性水泵在我國當前的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民日常生活中起到很大的作用，水泵使用三相異步電動機進行拖動，其流量和壓力等控制對象大多采用管道閥門截流的調(diào)節(jié)方式。這種人為增加管阻的調(diào)節(jié)方式雖然滿足了生產(chǎn)生活所需的對流量的控制，但是浪費了大量的電能，不是一種經(jīng)濟的運行方式。在電力能源越發(fā)短缺的今天，找尋并

25、普及一種既經(jīng)濟又方便的水泵運行方式，對節(jié)能工作有著重大的意義。離心式水泵工作原理：離心式水泵是一種利用水的離心運動的抽水機械。由泵殼、葉輪、泵軸、泵架等組成。起動前應(yīng)先往泵里灌滿水，起動后旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動泵里的水高速旋轉(zhuǎn)，水作離心運動，向外甩出并被壓入出水管。水被甩出后，葉輪附近的壓強減小，在轉(zhuǎn)軸附近就形成一個低壓區(qū)。這里的壓強比大氣壓低得多，外面的水就在大氣壓的作用下，沖開底閥從進水管進入泵內(nèi)。沖進來的水在隨葉輪高速旋轉(zhuǎn)中又被甩出，并壓入出水管。葉輪在動力機帶動下不斷高速旋轉(zhuǎn)，水就源源不斷地從低處被抽到高處。離心泵的名稱及型號用途開排泵 將開式排放罐收集的液體打到閉式排放罐中。閉排泵 將存于閉

26、式排放罐內(nèi)的含油液體打進工藝流程 。熱介質(zhì)循環(huán)泵 將貯存罐內(nèi)的可重復(fù)使用的熱介質(zhì)油，泵入到膨脹罐內(nèi),不能使用的打入甲板上的排放罐。淡水泵 將貯存在淡水罐內(nèi)的淡水輸至各個用戶。海水提升泵 將海水提升至平臺，為公用系統(tǒng)供應(yīng)雜用水。原油外輸泵 將含水原油增壓后通過海底管線輸往陸上終端。油污泵 將生產(chǎn)污水增壓后送入核桃殼過濾器。反沖洗泵將凈水緩沖罐中的水送入反沖洗水緩沖罐中。反沖洗水返回泵將反沖洗水緩沖罐中的水打回生產(chǎn)污水處理系統(tǒng)。注水泵 向井底注水。泵類負載特性分析：為適應(yīng)用戶用水量的變化，調(diào)節(jié)出水流量，現(xiàn)通常采用兩種方法來完成流量的連續(xù)調(diào)節(jié)。一種是利用控制閥或節(jié)流閥進行節(jié)流，以改變出水流量；另一種

27、是泵的調(diào)速控制，調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速來改變出水流量。 在上圖中，曲線n0表示，管路中閥門開度不變時，水泵在額定轉(zhuǎn)速下的揚程流量曲線。R1表示水泵轉(zhuǎn)速不變時，全揚程與流量之間的關(guān)系曲線，又稱管阻特性曲線。H0為供水量Q接近0時，所需的揚程等于實際揚程，其物理意義是：如果全揚程小于實際揚程，系統(tǒng)將不能供水。 由上圖可知，水泵的揚程特性曲線和管網(wǎng)的管阻特性曲線有交叉點，這個點就是水泵工作時既滿足揚程特性又滿足管阻特性，供水系統(tǒng)工作于平衡狀態(tài)，系統(tǒng)穩(wěn)定運行。在使用管道閥門控制時，當流量要求從QA減小到QB，就必須減小閥門開度。這時供水管道的阻力變大，管阻特性曲線從R1移到R2，揚程則從HA

28、上升到HB，運行工況點從A點移到B點。 在使用水泵調(diào)速控制時，當流量要求從QA減小到QB，由于閥門開口度不變，管道的阻力曲線R不變，此時水泵的特性取決于其轉(zhuǎn)速。如果把速度從n0降到n1，運行工況點則從A點移到C點，揚程從HA下降到HC。 根據(jù)水泵的相似原理可知：當水泵速度變化時，流量與轉(zhuǎn)速成正比，揚程與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。從這一比例定律關(guān)系可見，同一臺泵在轉(zhuǎn)速變化時，泵的主要性能參數(shù)將按上述比例定律變化并且在變化過程中保持效率基本不變。由此可見，采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法來調(diào)節(jié)流量，電動機所取用的電功率將大為減少。因而，這是一種能夠顯著節(jié)約能源的好方法。2.

29、2 電動機調(diào)速原理水泵電機多采用三相異步電動機，而其轉(zhuǎn)速公式為： 三相交流異步電機的同步轉(zhuǎn)速為三相交流異步電機的轉(zhuǎn)差率為其中為三相異步電機的同步轉(zhuǎn)速；n為異步電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；f為異步電機的定子電源頻率；p為三相交流異步電機的極對數(shù)。從上式可知，三相異步電動機的調(diào)速方法有：(l) 改變電源頻率(2) 改變電機極對數(shù)(3) 改變轉(zhuǎn)差率改變電機極對數(shù)調(diào)速的調(diào)控方式控制簡單，投資省，節(jié)能效果顯著，效率高，但需要專門的變極電機，是有級調(diào)速，而且級差比較大，即變速時轉(zhuǎn)速變化較大，轉(zhuǎn)矩也變化大，因此只適用于特定轉(zhuǎn)速的生產(chǎn)機器。改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速為了保證其較大的調(diào)速范圍一般采用串級調(diào)速的方式，其最大優(yōu)點是它可以回收

30、轉(zhuǎn)差功率，節(jié)能效果好，且調(diào)速性能也好，但由于線路過于復(fù)雜，增加了中間環(huán)節(jié)的電能損耗7，且成本高而影響它的推廣價值。下面重點分析改變電源頻率調(diào)速的方法及特點。根據(jù)公式可知，當轉(zhuǎn)差率變化不大時，異步電動機的轉(zhuǎn)速n基本上與電源頻率f成正比。連續(xù)調(diào)節(jié)電源頻率，就可以平滑地改變電動機的轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速主要特點是：效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗；應(yīng)用范圍廣、調(diào)速范圍大、特性硬、精度高；技術(shù)復(fù)雜、造價較高、維護檢修困難。2.3 系統(tǒng)設(shè)計方案2.3.1 供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)恒壓供水控制系統(tǒng)的基本控制要求：采用電機調(diào)速裝置與可編程控制器 (PLC) 構(gòu)成控制系統(tǒng)，進行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運行，并自動調(diào)整泵組的運行臺數(shù)，完成

31、供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時達到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的總管壓力實際值進行比較，其差值輸入CPU運算處理后，發(fā)出控制指令，控制泵電動機的投運臺數(shù)和運行變量泵電動機的轉(zhuǎn)速，從而達到給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。通過對變頻供水系統(tǒng)的理論分析，可以看出變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由執(zhí)行結(jié)構(gòu)、信號檢測、控制系統(tǒng)以及報警裝置等部分組成。結(jié)構(gòu)如下圖所示。2.3.2系統(tǒng)介紹 系統(tǒng)采用變頻調(diào)速方式自動調(diào)節(jié)水泵電機轉(zhuǎn)速或加、減泵。改變以往“先啟后?！狈绞?，自動完成泵組軟啟動及無沖擊切換，使水壓平穩(wěn)過渡。變頻器故障時系統(tǒng)仍可運行，保證不間斷

32、供水,系統(tǒng)斷電恢復(fù)后可自啟動。采用硬件/軟件備用及鐘控功能，使各泵進行輪休，延長了設(shè)備的機械使用壽命。變頻恒壓供水系統(tǒng)能適用生活水、工業(yè)用水以及消防用水等多種場合的供水要求，該系統(tǒng)具有以下特點:(1)供水系統(tǒng)的控制對象是用戶管網(wǎng)的水壓，它是一個過程控制量，同其他一些過程控制量(如:溫度、流量、濃度等)一樣，對控制作用的響應(yīng)具有滯后性。同時用于水泵轉(zhuǎn)速控制的變頻器也存在一定的滯后效應(yīng)。(2)用戶管網(wǎng)中因為有管阻、水錘等因素的影響，同時又由于水泵自身的一些固有特性，使水泵轉(zhuǎn)速的變化與管網(wǎng)壓力的變化成正比，因此變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是一個線性系統(tǒng)。(3)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)要具有廣泛的通用性，面向各種

33、各樣的供水系統(tǒng)，而不同的供水系統(tǒng)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)、用水量和揚程等方面存在著較大的差異，因此其控制對象的模型具有很強的多變性。(4)在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中，由于有定量泵的加入控制，而定量泵的控制(包括定量泉的停止和運行)是時時發(fā)生的，同時定量泵的運行狀態(tài)直接影響供水系統(tǒng)的模型參數(shù)，使其不確定性地發(fā)生變化，因此可以認為，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的控制對象是時時變化的。(5)當出現(xiàn)意外的情況(如突然停水、斷電、泵、變頻器或軟啟動器故障等)時，系統(tǒng)能根據(jù)泵及變頻器或軟啟動器的狀態(tài)，電網(wǎng)狀況及水源水位，管網(wǎng)壓力等工況點自動進行切換，保證管網(wǎng)內(nèi)壓力恒定。在故障發(fā)生時，執(zhí)行專門的故障程序，保證在緊急情況下的仍能進行供

34、水。(6)水泵的電氣控制柜，其有遠程和就地控制的功能和數(shù)據(jù)通訊接口，能與控制信號或控制軟件相連，能對供水的相關(guān)數(shù)據(jù)進行實時傳送，以便顯示和監(jiān)控以及報表打印等功能。(7)用變頻器進行調(diào)速，用調(diào)節(jié)泵和固定泵的組合進行恒壓供水，節(jié)能效果顯著，對每臺水泵進行軟啟動，啟動電流可從零到電機額定電流，減少了啟動電流對電網(wǎng)的沖擊同時減少了啟動慣性對設(shè)備的大慣量的轉(zhuǎn)速沖擊，延長了設(shè)備的使用壽命。2.4 供水系統(tǒng)的工作原理該恒壓供水系統(tǒng)主要是由水泵機組（15kW水泵四臺，0.55kW水泵一臺）、電控系統(tǒng)、壓力傳感器、閥門、管路及共同底座等組成。其中電控系統(tǒng)由變頻調(diào)速器、可編程控制器、壓力控制器（PID）及低壓控制

35、線路等組成。用戶通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)來了解和控制系統(tǒng)的運行。 通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器，把出口壓力信號變成4-20mA 的標準信號送入PID 調(diào)節(jié)器，經(jīng)運算與給定壓力參數(shù)進行比較，得出一調(diào)節(jié)參數(shù)，送給變頻器，由變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)系統(tǒng)供水量，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定壓力上；當用水量超過一臺泵的供水量時，根據(jù)用水量的大小由 PLC 控制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對水泵的調(diào)速，實現(xiàn)恒壓供水。當供水負載變化時，輸入電機的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準的閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)配備的時間控制器和 PID 控制器，使其具有定時換泵運行功能（即鐘控功能

36、，由時間控制器實現(xiàn)）和雙工作壓力設(shè)定功能（PID 控制器和時間控制器實現(xiàn)）。此外，系統(tǒng)還設(shè)有多種保護功能，尤其是硬件/軟件備用水泵功能，充分保證了水泵的及時維修和系統(tǒng)的正常供水。 正常情況（無泵檢修）時，各泵的運行順序為 1#，2#，3#，4#；5#泵為補償泵，只設(shè)置工頻狀態(tài)運行。變頻恒壓供水系統(tǒng)工作原理：合上空氣開關(guān)，供水系統(tǒng)投入運行。將手動、自動開關(guān)打到自動上，系統(tǒng)進入全自動運行狀態(tài)，PLC中程序首先接通KM6，并起動變頻器。根據(jù)壓力設(shè)定值(根據(jù)管網(wǎng)壓力要求設(shè)定)與壓力實際值(來自于壓力傳感器)的偏差進行PID調(diào)節(jié)，并輸出頻率給定信號給變頻器。變頻器根據(jù)頻率給定信號及預(yù)先設(shè)定好的加速時間控

37、制水泵的轉(zhuǎn)速以保證水壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限范圍之內(nèi)，實現(xiàn)恒壓控制。同時變頻器在運行頻率到達上限，會將頻率到達信號送給PLC，PLC則根據(jù)管網(wǎng)壓力的上、下限信號和變頻器的運行頻率是否到達上限的信號，由程序判斷是否要起動第2臺泵(或第3臺泵)。當變頻器運行頻率達到頻率上限值，并保持一段時間，則PLC會將當前變頻運行泵切換為工頻運行，并迅速起動下一臺泵變頻運行。此時PID會繼續(xù)通過由遠傳壓力表送來的檢測信號進行分析、計算、判斷，進一步控制變頻器的運行頻率，使管壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限偏差范圍之內(nèi)。用水量增加過程：假定增泵順序為l#、2#、3#、4#泵。開始時，變頻器自檢無故障后，1#泵電機

38、在PLC控制下先投入變頻調(diào)速運行，其轉(zhuǎn)速由變頻器調(diào)節(jié)。當供水壓力小于壓力預(yù)置值時變頻器輸出頻率升高，水泵轉(zhuǎn)速上升，反之下降。當變頻器的輸出頻率達到上限，并穩(wěn)定運行后，如果供水壓力仍沒達到預(yù)置值，則在PLC的邏輯控制下將1#泵電機與變頻器連接的電磁開關(guān)斷開，1#泵電機切換到工頻工作，同時變頻器與2#泵電機連接， 控制2#泵投入變頻工作；如果還沒到達設(shè)定值，則繼續(xù)按照以上步驟將2#泵切換到工頻運行，控制3#泵投入變頻運行；若仍然沒有滿足現(xiàn)實要求，則3#泵切換至工頻運行，4#泵投入變頻運行；若依然沒達到要求，則4#泵投入工頻運行，此時系統(tǒng)進入滿負荷運行狀態(tài)。若扔不能達到恒壓控制目的，不能滿足實際要求

39、，則說明系統(tǒng)設(shè)計肯定有問題，或水泵的總供水量滿足不了用戶的需求，或是水壓參數(shù)定位有問題；此時系統(tǒng)需重新調(diào)整，相應(yīng)增加水泵臺數(shù)或?qū)軌簠?shù)做相應(yīng)修改。當用水量減少時：供水管網(wǎng)積水蓄壓，供水壓力大于預(yù)置值，按照“先投先停”的原則，系統(tǒng)自動關(guān)停到目前運行時間最長的工頻泵，假定減泵順序為4#、3#、2#、1#泵。變頻器輸出頻率降低，水泵速度下降，當變頻器的輸出頻率達到下限，并穩(wěn)定運行一段時間后，把變頻器控制的水泵停機，如果供水壓力仍大于預(yù)置值，則將下一臺水泵由工頻運行切換到變頻器調(diào)速運行，并繼續(xù)減泵工作過程。在晚上8點至早上5點用戶量減少用水不多，當最后一臺正在運行的主泵處于低速運行時，若供水壓力仍大

40、于設(shè)定值，則停機并啟動補償泵投入調(diào)速運行，從而達到節(jié)能效果。當管網(wǎng)壓力小于下限設(shè)定時，再喚醒變頻器使之重新開始工作。 供水系統(tǒng)方案圖變頻與工頻的切換要求：工頻與變頻切換時，必須注意的問題是切換首先把泵接到變頻器的接觸器斷開，有必要接入熱繼電器用于作為工頻運行時過載保護。由于在變頻器輸出端不允許與電源相接，相互之間必須有非?？煽康幕ユi環(huán)節(jié)。這樣才能保證系統(tǒng)安全進行正常有序的工作。2.4.1 PID控制原理將偏差的比例(Proportional)、積分(Integral)和微分(Derivative)通過線性組合構(gòu)成控制量，對被控對象進行控制的控制器，簡稱PID控制器或PID調(diào)節(jié)器，是生產(chǎn)過程中應(yīng)

41、用最普遍的控制方法。它的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可靠性高，特別是在控制對象的數(shù)學(xué)模型難以建立的工業(yè)控制過程中，應(yīng)用更為廣泛。事實上， PID是一種負反饋控制，它以設(shè)定的控制目標值與反饋值的差值作比例、微分、積分后用來控制受控對象。 常規(guī)PID控制系統(tǒng)原理框圖系統(tǒng)原理框圖如圖所示，連續(xù)系統(tǒng)的PID控制算式表示為： (2-1)其中e(t)為偏差，e(t)=r(t)-y(t) r(t)設(shè)定值，y(t)實際值 Kp，Ti，Td分別為控制式的比例、積分、微分系數(shù) 簡單說來，PID控制器各校正環(huán)節(jié)的作用如下： (1)比例環(huán)節(jié)，即時成比例地反映控制系統(tǒng)的偏差信號e(0)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以

42、減少偏差。 (2)積分環(huán)節(jié)，主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度。積分作用的強弱取決于積分時間常數(shù)Ti、Ti越大，積分作用越弱；反之則越強。 (3)微分環(huán)節(jié)，能反映偏差信號的變化趨勢(變化速率)，并能在偏差信號值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減小調(diào)節(jié)時間.對于計算機采樣控制系統(tǒng)，使用的是數(shù)字PID。數(shù)字PID又分為位置式算法和增量式算法。 將式中的積分用求和代替，微分用增量代替，則得到位置式PID算式為： （2-2）式中：Kp為比例系數(shù)； Ki=KpT/Ti為積分系數(shù)，T為采樣周期； Kd=KpTd/T為微分系數(shù) 次輸出均與過去的狀態(tài)有關(guān)，計算時要對e

43、(kt)進行累加，計算機運算工作量大。而且因為計算機輸出的u(t)對應(yīng)的是執(zhí)行機構(gòu)的實際位置，如計算機出現(xiàn)故障， u(t)的大幅度變化，會引起執(zhí)行機構(gòu)位置的大幅度變化這種情況往往是生產(chǎn)實踐中不允許的，在某些場合，還可能造成重大的生產(chǎn)事故，因而產(chǎn)生了增量式PD控制的控制算法。所謂增量式PD是指數(shù)字控制器的輸出只是控制量的增量Au(kt)。 采用增量式PID算法，式(2-2)改寫為： (2-3)由PID 控制原理可知，比例增益（KP）可以加快響應(yīng)速度，提高調(diào)節(jié)精度，但是如果過大，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)激烈振蕩甚至不穩(wěn)定。積分增益可以消除靜差，提高系統(tǒng)控制的精度，但是如果過大，可能會引起積分飽和，導(dǎo)致系統(tǒng)振

44、蕩頻率較低，調(diào)節(jié)緩慢，且超調(diào)量過大。 PID參數(shù)整定原則 2.4.2系統(tǒng)的運行方式該系統(tǒng)有手動和自動兩種運行方式： （1）手動運行按下按鈕啟動或停止水泵，可根據(jù)需要分別控制 1#-5#泵的啟停。該方式主要供檢修及變頻器故障時用。 （2）自動運行合上自動開關(guān)后，1#泵電機通電，變頻器輸出頻率從 0Hz 上升，同時 PID 調(diào)節(jié)器接收到自壓力傳感器的標準信號，經(jīng)運算與給定壓力參數(shù)進行比較，將調(diào)節(jié)參數(shù)送給變頻器，如壓力不夠，則頻率上升到 50Hz，1#泵由變頻切換為工頻，起動2#變頻，變頻器逐漸上升頻率至給定值，加泵依次類推；如用水量減小，從先啟的泵開始減，同時根據(jù) PID 調(diào)節(jié)器給的調(diào)節(jié)參數(shù)使系統(tǒng)

45、平穩(wěn)運行。 若有電源瞬時停電的情況，則系統(tǒng)停機；待電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動恢復(fù)運行，然后按自動運行方式啟動 1#泵變頻，直至在給定水壓值上穩(wěn)定運行。 變頻自動功能是該系統(tǒng)最基本的功能，系統(tǒng)自動完成對多臺泵軟起動、停止、循環(huán)變頻的全部操作過程。2.4.3 故障報警當出現(xiàn)缺相、變頻器故障、液位下限、超壓、差壓等情況時，系統(tǒng)皆能發(fā)出聲響報警信號；特別是當出現(xiàn)缺相、變頻器故障、液位下限、超壓時，系統(tǒng)還會自動停機，并發(fā)出聲響報警信號，通知維修人員前來維修。此外，變頻器故障時，系統(tǒng)自動停機，此時可切換至手動方式保證系統(tǒng)不間斷供水。 2.4.4水泵檢修為維護和檢修水泵，要求在系統(tǒng)正常供水狀態(tài)下，在一段時間間

46、隔內(nèi)使某一臺水泵停運，系統(tǒng)設(shè)有水泵強制備用功能（硬件備用），可隨意備用某一臺水泵，同時不影響系統(tǒng)正常運行；為了使水泵進行輪休，系統(tǒng)還設(shè)有軟件備用功能（鐘控功能，由時間控制器實現(xiàn)），工作泵與備用泵具有周期定時切換功能，周期間隔由時間控制器設(shè)定：1小時每次96小時每次連續(xù)可調(diào)。 第三章 器件的選擇及介紹3.1 變頻器的介紹及使用 近10年來，隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動技術(shù)面臨著一場歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計算機數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。交流電機變頻調(diào)速技術(shù)是當今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術(shù)進步的一種主要手段。變

47、頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速和起制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)能效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。3.1.1 變頻器原理 通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”?，F(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。由于改變頻率而不改變電壓，頻率降低時會使電機出現(xiàn)過電壓（過勵磁）而導(dǎo)致電機損壞。因此變頻器在改變頻率的同時必須同時改變電壓。 為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電(AC

48、)變?yōu)橹绷麟?DC),這個過程叫整流，而把直流電（DC）變換為交流電(AC)的裝置叫逆變器。一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源，對于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱之為變頻器。3.1.2變頻器的發(fā)展上個世紀80年代初，變頻器實現(xiàn)了商品化。在近20年的時間內(nèi)經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用BJT到采用IGBT兩個大發(fā)展過程。特別是近年來取得驚人的進步，它具有如下特點：（1）容量不斷擴大 80年代初采用的BJT的PWM變頻器實現(xiàn)了通用化。到了90年代初，BJT通用變頻器的容量達到了600KVA，400KVA以下的已經(jīng)系列化。前幾年主開關(guān)器件開始采用IGBT，僅

49、三、四年的時一間，IGBT變頻器的單機容量己達1800KVA，隨著IGBT容量的擴大，通用變頻器的容量也將隨之擴大。（2）結(jié)構(gòu)的小型化 變頻器主電路中功率電路的模塊化，控制電路采用大規(guī)模集成電路(LSI)和全數(shù)字控制技術(shù)，結(jié)構(gòu)上采用“平面安裝技術(shù)”等一系列措施，促進變頻電源裝置的小型化。（3）多功能和智能化電力電子器件和控制技術(shù)的不斷進步，使變頻器向多功能化和高性能化向發(fā)展；特別是微機的應(yīng)用，為變頻器多功能化和高性能化提供了可靠的保證。人們總結(jié)了交流調(diào)速電氣傳動控制的大量實踐經(jīng)驗，并不斷融入軟件功能。日益豐富的軟件功能使通用變頻器的多功能化和高性能化為用戶提供多種可能，即可以把原有生產(chǎn)機械的工

50、藝水平“升級”，達到以往無法達到的境界，使其變成具有高度軟件控制功能的新機種。（4）應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大變頻器經(jīng)歷了模擬控制、數(shù)字控制、數(shù)?；旌峡刂疲钡饺珨?shù)字控制的演變，逐步地實現(xiàn)了多功能化和高性能化，進而使之對各類生產(chǎn)機械、各類生產(chǎn)工藝的適應(yīng)性不斷增強。最初通用變頻器僅用于風(fēng)機、泵類負載的節(jié)能調(diào)速和化纖工業(yè)中高速纏繞的多機協(xié)調(diào)運行等。到目前為止，其應(yīng)用領(lǐng)域得到了相當?shù)臄U展。如搬運機械，從反抗性負載的搬運車輛、提升機、立體倉庫、各類切削機床直到高速磨床乃至數(shù)控機床等都已應(yīng)用了通用變頻器。3.1.3普傳PI168系列變頻器簡介PI168系列變頻器是普傳公司近二十多年以來專業(yè)生產(chǎn)銷售經(jīng)驗的積累而設(shè)計

51、的一系列適用于各種產(chǎn)業(yè)機械（包括風(fēng)機水泵驅(qū)動控制、中頻研磨重負荷、注塑機等場合）使用的變頻調(diào)速器。它包括以下各系列的產(chǎn)品：PI168G（通用型）、PI168F（風(fēng)機水泵專用型）、PI168H（中頻重負荷型）、PI168S（紡織機專用型）、PI168Z（注塑機專用型）；PI168M系列迷你變頻器是操作簡單的高性能的交流電機驅(qū)動器;PI168-IP54高防護等級及防暴型變頻器。PI168F特點：取代傳統(tǒng)閥門調(diào)節(jié)，開啟度調(diào)節(jié)。針對國內(nèi)風(fēng)機、水泵類負載節(jié)電3060%；具備通用型標準規(guī)范，低噪音運轉(zhuǎn)；內(nèi)置PID功能，無需外部調(diào)節(jié)，即可實現(xiàn)閉環(huán)控制；管路故障偵測、消防供水、防水錘曲線精確的廟宇與實際參數(shù)同

52、步顯示，運行狀態(tài)一目了然；RS485通訊接口。使用安全事項： 絕不可將交流電源接至變頻器輸出端 U、V、W 端子。 在接通電源后，不可實施配線，檢查等作業(yè)。 關(guān)閉電源，在鍵盤顯示息滅后 5 分鐘之內(nèi)，請勿觸摸機內(nèi)電路板及任何零部件，且必須用儀表確認機內(nèi)電容已放電完畢，方可實施機內(nèi)作業(yè)，否則有觸電的危險。 人體靜電會嚴重損壞內(nèi)部 MOS 場效應(yīng)電晶體等，未采取防靜電措施時，請勿用手觸摸印刷電路板及 IGBT 等內(nèi)部器件，否則可能引起故障。 使用時，變頻器的接地端子（E 或 ）請依國家電氣安全規(guī)定和其它有關(guān)標準正確、可靠接地。 本裝置在通電后,請勿接觸內(nèi)部線路板及其元器件,以免觸電危險。 請勿以拉

53、閘方式（斷電）停機，等電機運行停止后才可斷電源。 符合 CE 標準必需增加選購輸入濾波器附件。3.2 PLC的介紹及使用可編程序邏輯控制器（PLC)以其可靠性高，靈活性強，使用方便的優(yōu)越性，迅速占領(lǐng)了工業(yè)控制領(lǐng)域，已成為先進的，應(yīng)用勢頭最強的工業(yè)控制器，并風(fēng)靡全球。本系統(tǒng)采用西門子S7-200小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。3.2.1 PLC的特點 可編程邏輯控制器（PLC）是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，它采用可編程序的儲存器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計時和算數(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種機械或生產(chǎn)過程

54、?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都按易于使控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計作為一種生命力極強的工業(yè)控制器，它具有的特點如下：（1）可靠性高，抗干擾能力強； 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。從PLC的機外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外

55、的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。（2）配套齊全，功能完善，適用性強 ； PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量出現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 ； PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。（4）系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造； PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 5.體積小，重量輕，能耗低 以超