變頻水泵恒壓供水裝置請(qǐng)分析壓力調(diào)控儀的工作原理，并說(shuō)明PID參數(shù)的作用分別是什么？答案：壓力調(diào)控儀是由數(shù)字式壓力給定、管網(wǎng)壓力變送器反饋信號(hào)和數(shù)字式PID調(diào)節(jié)器構(gòu)成的一個(gè)壓力閉環(huán)的調(diào)節(jié)器。當(dāng)壓力給定值和壓力反饋值有偏差時(shí)，通過(guò)PID調(diào)節(jié)器進(jìn)行處理，使調(diào)節(jié)器的輸出電流控制一-PID作用：PID參數(shù)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性及調(diào)節(jié)精度。比例調(diào)節(jié)（P）：是一種最簡(jiǎn)單的控制方式，其輸出及輸入偏差信號(hào)成比例關(guān)系。系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例環(huán)節(jié)就立即進(jìn)行反應(yīng)來(lái)減少偏差。比例調(diào)節(jié)的作用設(shè)置得越大，調(diào)節(jié)的速度就越快，但比例作用過(guò)大時(shí)，會(huì)使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。只采用比例調(diào)節(jié)時(shí)系統(tǒng)的輸出將存在穩(wěn)態(tài)誤差。積分調(diào)節(jié)（I）：用于消除系統(tǒng)中的穩(wěn)態(tài)誤差，它的輸出及輸入偏差信號(hào)的積分成正比例關(guān)系。加入積分調(diào)節(jié)器能保證系統(tǒng)的靜態(tài)精度，但積分作用會(huì)使得系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢，若參數(shù)選擇不當(dāng)會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（詳細(xì)介紹：如果系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱為有差系統(tǒng)，為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，就要引入“積分”調(diào)節(jié)。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)的選取，隨著積分時(shí)間常數(shù)的增大，積分作用會(huì)增強(qiáng)，即便系統(tǒng)的偏差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而積累加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大，使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。積分調(diào)節(jié)經(jīng)常及其他兩種調(diào)節(jié)器配合，組成比例積分（PI）調(diào)節(jié)器或者PID調(diào)節(jié)器。微分調(diào)節(jié)（D）主要反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，控制器的輸出及輸入偏差信號(hào)的變化率成正比關(guān)系。適當(dāng)使用微分，能夠減小被控量的超調(diào)。（詳細(xì)介紹：自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服偏差的調(diào)節(jié)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)，主要原因是由于系統(tǒng)存在有較大的慣性環(huán)節(jié)或者滯后環(huán)節(jié)，這類環(huán)節(jié)具有抑制偏差的作用，但是其變化總是落后于偏差的變化。解決的辦法就是增加微分環(huán)節(jié)，使其抑制偏差作/22變頻恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試用的變化“超前”產(chǎn)生，即調(diào)節(jié)器在克服偏差的調(diào)節(jié)過(guò)程中使偏差接近零時(shí)，抑制偏差的作用就提前為零。微分調(diào)節(jié)能預(yù)測(cè)偏差變化趁勢(shì)，能產(chǎn)生超遷的控制作用。微分環(huán)節(jié)不能單獨(dú)使用，需要及另兩種調(diào)節(jié)結(jié)合來(lái)完成系統(tǒng)控制需求。（備注：具體實(shí)現(xiàn)PID調(diào)節(jié)的方法可分以下幾種：①編寫程序?qū)崿F(xiàn)②使用專用的功能指令③使用廠家提供的控制模塊2）在變頻器中實(shí)現(xiàn)PID調(diào)節(jié)3）使用通用PID調(diào)節(jié)器。RfRfRf1接線電源輸入（11#、12#）-AC100V?240V測(cè)量信號(hào)輸入（35#、36#）從壓力變送器來(lái)的4?20mA電流信號(hào)，要并接1個(gè)250Q電阻。（電流/電壓）控制輸出（31#、32#）4?20mA電流輸出，接到變頻器作為頻率給定信號(hào)。報(bào)警輸出AL1A（7#、8#）-繼電器常開觸點(diǎn)，接到PLC壓力變送器量程為0?1.0MPa安裝在水泵出水口的關(guān)管道上，管網(wǎng)壓力通過(guò)壓力變送器輸出4?20mA電流信號(hào)送到PXR5的輸入端，作為反饋值。參數(shù)的設(shè)置PXR5調(diào)節(jié)器的參數(shù)分三組，可以根據(jù)不同要求分別設(shè)置。設(shè)置基本方法：首先操作面板上有3個(gè)鍵：SEL選擇鍵、八、V;其中SEL選擇鍵，用于選擇參數(shù)組、確認(rèn)參數(shù)值的讀入和修改及返回工作狀態(tài)；人、V鍵為增大及減小鍵，用于選擇參數(shù)及改變參數(shù)值。按住SEL選擇鍵保1秒（2秒、3持秒），就可以分別進(jìn)入第一組（或第二組，第三組）參數(shù)的設(shè)定狀態(tài)。使用A或者V鍵可以在本組參數(shù)中選擇需要設(shè)置的參數(shù)并進(jìn)行修改。當(dāng)該組參數(shù)設(shè)置完成后，按SEL選擇鍵2秒鐘，就可返回工作狀態(tài)。顯示面板上PV為輸入測(cè)量值，實(shí)時(shí)顯示從壓力邊送器輸入到PID調(diào)節(jié)器的實(shí)際壓力值，SV為壓力給定值，可以隨時(shí)用操作面板上的A或者V鍵直接進(jìn)行修改，修改后等3秒鐘該給定值即自動(dòng)保存。本例中需要設(shè)置的參數(shù)：（1）運(yùn)行控制參數(shù)Stby（第一組）參數(shù)Stby可以使儀表在控制待機(jī)狀態(tài)和控制運(yùn)行狀態(tài)（即工作狀態(tài)）之間切換。設(shè)置Stby=OFF為運(yùn)行狀態(tài)，控制及報(bào)警功能正常進(jìn)行，在此狀態(tài)下變頻恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試也通過(guò)SEL鍵進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定狀態(tài)。（2）報(bào)警動(dòng)作模式ALM1（第二組）及報(bào)警動(dòng)作值A(chǔ)L1、A1-L、A1-H（第一組）先用報(bào)警動(dòng)作模式ALM1設(shè)置報(bào)警類型，有31種報(bào)警方式，可通過(guò)對(duì)參數(shù)ALM1設(shè)置不同的報(bào)警代碼來(lái)指定。報(bào)警代碼分標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警代碼和雙報(bào)警代碼。標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警代碼一一超過(guò)設(shè)定值時(shí)報(bào)警輸出觸點(diǎn)接通，（絕對(duì)值報(bào)警模式）；或當(dāng)測(cè)量值超過(guò)給定值SV一定的偏差時(shí)報(bào)警輸出觸點(diǎn)接通。（偏差報(bào)警模式）雙報(bào)警模式超過(guò)高限或者地限時(shí)（高/低限報(bào)警模式）或者超出SV的上、下偏差時(shí)（帶報(bào)警模式）報(bào)警觸點(diǎn)動(dòng)作。標(biāo)準(zhǔn)報(bào)警模式式中只用到AL1一個(gè)參數(shù)，而雙報(bào)警模式要用到參數(shù)A1-L和A1-H來(lái)分別設(shè)定低限（下偏差）和高限（上偏差）。本例是采用的報(bào)警方式是上偏差報(bào)警，故設(shè)置參數(shù)ALM1=5。然后設(shè)定偏差值A(chǔ)L1=10（10%），即報(bào)警輸出動(dòng)作是在實(shí)際管網(wǎng)壓力（PV值）超出給定值SV的10%時(shí)發(fā)生。（3）控制方式參數(shù)CTrL（第二組）可設(shè)置3種控制方式：PID控制、模糊控制及PID自整定方式。本例選用PID控制方式，因此設(shè)置CTrL=PID。設(shè)置CTrL=PID后應(yīng)繼續(xù)設(shè)置P、I、D參數(shù)值（第二組）。備注：需要注意的是，在專用的PID調(diào)節(jié)器中，比例增益的大小常常是通過(guò)“比例帶”來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)的（PXR5中既是）。所謂比例帶：就是按比例放大的區(qū)域，用P表示（等于Kp的倒數(shù)，）即？二%/1。比例增益Kp越大，而對(duì)應(yīng)的比例帶（P）卻越小，調(diào)節(jié)作用響應(yīng)快，超調(diào)量大。本實(shí)例中只使用PI控制，沒(méi)使用微分控制，設(shè)置參數(shù)D=0，參數(shù)P和I在調(diào)試中整定。（4）輸入信號(hào)代碼P-n2（第二組）PXR系列溫度控制器允許使用熱電阻或者熱電偶測(cè)量溫度，也可以直接輸入1=5V直流電壓和4?20mA直流。電流輸入，因此設(shè)置P-n2=16。（5）小數(shù)點(diǎn)位置設(shè)定P-dp（第二組）當(dāng)輸入類型設(shè)定為4?20mA電流后，儀表已規(guī)定顯示形式為百分?jǐn)?shù)，顯示范圍為0%?100%，即顯示為0?100。顯示1即代表4?20mA量程的1%。由于輸入電流是由壓力變送器輸出的，壓力變送器量程為0?1Mpa，對(duì)應(yīng)輸出4?20mA電流，則量程的1%就對(duì)應(yīng)0=0.01Mpa。而壓力1Mpa對(duì)應(yīng)為10.24kg/cm2的壓力值。則0.01Mpa就近似為0.1kg/cm2,因此小數(shù)點(diǎn)設(shè)置1位，即參數(shù)P-dp=1，這樣當(dāng)顯示1%時(shí)顯示的形式就變?yōu)?.1，可近似看作為0.1kg/cm2的壓力值。（6）SV設(shè)定范圍Sv-L和Sv-H（第三組）參數(shù)Sv-L和Sv-H分別用于指定給定值設(shè)定范圍的下限和上限。當(dāng)在參數(shù)P-n2中設(shè)定輸入信號(hào)種類是4?20mA電流時(shí)，已規(guī)定SV和PV顯示的單位是百分比，顯示范圍為0%和100%，因此Sv-L和Sv-H的數(shù)值范圍必須在0?100。本例要求壓力值在0?1Mpa之間可任意給定，因此設(shè)置Sv-L=0,Sv-H=100,使SV設(shè)定范圍為0%?100%。二根據(jù)工藝流程和梯形圖，說(shuō)明如何控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止、自動(dòng)及檢修等程序。首先應(yīng)該了解系統(tǒng)：在本系統(tǒng)中設(shè)有運(yùn)行和檢修兩種工作狀態(tài)，由選擇開關(guān)S01決定，此檢修開關(guān)安裝在控制內(nèi)的，當(dāng)S01轉(zhuǎn)到運(yùn)行位置時(shí)，系統(tǒng)可由PLC控制電動(dòng)機(jī)自動(dòng)運(yùn)行；當(dāng)S01轉(zhuǎn)到檢修位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)不再受PLC控制，由檢修工以手動(dòng)操作。自動(dòng)狀態(tài)：上電時(shí)，輸出Y0，對(duì)變頻器復(fù)位2S（用M10自保，2，后切斷）。按啟動(dòng)按鈕X0，在復(fù)位已完成、變頻器無(wú)故障時(shí)輸出Y5,接通變頻器電源KM10,在選擇開關(guān)S02為“自動(dòng)”（ON）的情況下進(jìn)入步進(jìn)初始狀態(tài)S1，先接通Y6（KM1）使1#泵電源由變頻器提供，再延時(shí)1S后輸出Y4,即KA1=ON，變頻器正（F=ON、MRS=OFF）。以后就自動(dòng)根據(jù)壓力情況對(duì)3臺(tái)泵進(jìn)行控制。按停止按鈕X1，切斷Y5自鎖，即斷開變頻器電源，同時(shí)退出步進(jìn)流程，將所有狀態(tài)元件復(fù)位，停止所有水泵電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。變頻器發(fā)生故障時(shí)，變頻器的報(bào)警輸出繼電器觸點(diǎn)A、C接通，PLC輸入繼電器X2接通，除了進(jìn)行及停止相同的操作之外，還輸出Y14進(jìn)行聲光報(bào)警。在手動(dòng)檢修時(shí)，將選擇開關(guān)S02轉(zhuǎn)為OFF（手動(dòng)狀態(tài)），則程序及停止時(shí)進(jìn)行同樣的操作，即退出步進(jìn)流程，停止所有泵的運(yùn)行，切斷變頻器電源。然后將檢修變頻恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試開關(guān)S01轉(zhuǎn)到檢修位置，PLC輸出端子的電源全部切斷，由手動(dòng)操作開關(guān)SA1、SA2、SA3分別接通接觸器KM1、KM12、KM13以選擇1#、2#33泵通2運(yùn)行。根據(jù)工藝流程和梯形圖，說(shuō)明三臺(tái)水泵從變頻器到工頻之間切換關(guān)系？首先：在程序中，使用輔助繼電器M0和M1作為切換標(biāo)志，其中MO為水泵由變頻運(yùn)行切換到工頻運(yùn)行的轉(zhuǎn)換條件，它在變頻器輸出頻率已達(dá)到頻率的上限但是實(shí)測(cè)壓力仍未達(dá)到給定值時(shí)有效。M1為切斷工頻運(yùn)行的水泵轉(zhuǎn)換條件，它在變頻器輸出頻率已低于頻率下限但實(shí)測(cè)壓力仍高于給定值時(shí)有效。M0從變頻切換到工頻信號(hào)（1臺(tái)泵變?yōu)?臺(tái)泵）MO=SU?ALl=X13eX10頻率到上限但壓力仍不夠時(shí)產(chǎn)生，M1切除工頻泵信號(hào)（2臺(tái)泵變?yōu)?臺(tái)泵）頻率到下限但是壓力仍高時(shí)產(chǎn)生M1=FU?AL1=X11#X10，23臺(tái)泵輪流工作：M0MlMOMlMO1咳頻叫7#工頻,2#變頻#變氮_7#工頻，部變頻#財(cái)叫3工頻，場(chǎng)變頻Ml3.切換過(guò)程中的延時(shí):切換信號(hào)M0、M1從滿足條件到發(fā)出切換信號(hào)要延時(shí)10S,在這10S中若切換條件不符合就撤銷計(jì)時(shí)，以避免頻繁切換水泵。1臺(tái)泵切換到2臺(tái)泵的過(guò)程：M0信號(hào)發(fā)出后，立即進(jìn)入下一狀態(tài)，切斷Y4(KA1)使變頻器一方面停車，輸出電壓和頻率按下降時(shí)間減小；另一面禁止輸出，使電動(dòng)機(jī)按慣性自由減速不至于降速太快，避免在切換到工頻時(shí)產(chǎn)生較大的沖擊電流。延時(shí)1S后斷開變頻器及電動(dòng)機(jī)之間的接觸器，接通電動(dòng)機(jī)及電網(wǎng)之間的接觸器，使電動(dòng)機(jī)為工頻運(yùn)行，進(jìn)入下一狀態(tài)。再延時(shí)5S使變頻器的輸出電壓和頻率和頻率足以下降到零后接通下一臺(tái)泵及變頻器之間的接觸器，再延時(shí)1S輸出Y4，接通KA1啟動(dòng)變頻器，下一臺(tái)泵為變頻運(yùn)行。2臺(tái)泵切換到1臺(tái)泵的過(guò)程M1信號(hào)發(fā)出之后，立即進(jìn)入下一狀態(tài)，切斷工頻運(yùn)行的泵，變頻運(yùn)行的泵仍繼續(xù)運(yùn)行。具體參見(jiàn)本資料附圖：(備注)：詳介紹自動(dòng)狀態(tài)工作過(guò)程；當(dāng)S01在運(yùn)行位置，且操作面板上的“自動(dòng)/手動(dòng)”選擇開關(guān)S02選擇自動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)由PLC控制。此時(shí)，PXR-5調(diào)節(jié)器中已設(shè)置了壓力給定值，管網(wǎng)壓力由安裝在水泵出水口主管道上的PB-DA-2YA變頻器專用壓力變送器以4?20mA電流的形式送到PXR-5調(diào)節(jié)器的35、36端子上，在這兩個(gè)端子上并聯(lián)了1個(gè)250Q的電阻，因此4?變頻恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試20mA電流被轉(zhuǎn)換為1?5V電壓被作為反饋量輸入到調(diào)節(jié)器中。在PXR-5處于工作狀態(tài)時(shí)，此反饋量及給定值進(jìn)行比較，比較后的偏差值經(jīng)PI運(yùn)算后向變頻器輸出4?20mA電流形式的頻率給定信號(hào)。但變頻器的工作狀態(tài)由PLC控制，PLC程序運(yùn)行的初始狀態(tài)時(shí)變頻器已被復(fù)位。未啟動(dòng)之前，中間繼電器KA1未吸合，變頻器控制輸入端STF=OFF，MRS=ON，變頻器處于停止輸出的待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕SB1后，PLC輸出Y5=ON，接觸器KM10吸合，變頻器電源接通，在S02選擇“自動(dòng)”的條件下，PLC的輸入繼電器X3=ON，控制程序進(jìn)入3臺(tái)水泵輪流切換運(yùn)行的順序控制流程，輸出Y6=ON，KM1吸合，1號(hào)泵電動(dòng)機(jī)接到變頻器輸出端U、V、W上。延時(shí)1S后丫4=0山KA1吸合，變頻器控制端MRS=OFF，STF=ON，變頻器按設(shè)定的加速時(shí)間啟動(dòng)升速，1號(hào)泵啟動(dòng)。若用水量較大而使管網(wǎng)壓力下降時(shí)，壓力變送器輸出到PXR-5的反饋信號(hào)減小，使壓力偏差增大，則送到變頻器的頻率給定信號(hào)增大，水泵電動(dòng)機(jī)加速產(chǎn)生更大的流量。但如用水量很大，水泵會(huì)不斷升速，當(dāng)升速到運(yùn)行上限頻率即達(dá)到48HZ時(shí)，變頻器的控制輸出端SU=ON，使PLC的X13=ON，PLC檢測(cè)到X13=ON后延時(shí)10S，若在這10S內(nèi)因用水量減小而使管網(wǎng)壓力回升，壓力偏差減小會(huì)使頻率給定信號(hào)回落，則SU信號(hào)即自動(dòng)消失。PLC停止延時(shí)；而10S延時(shí)到后頻率還在上限，但是管網(wǎng)壓力仍沒(méi)有達(dá)到給定值具體請(qǐng)參照?qǐng)D紙及課本PLC程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)有那些步驟？程序設(shè)計(jì)時(shí)有：了解系統(tǒng)的工藝要求和基本流程確立控制方案系統(tǒng)設(shè)計(jì)(系統(tǒng)工藝流程圖、語(yǔ)句表、梯形圖等)程序調(diào)試及修改具體說(shuō)明:了解系統(tǒng)的工藝要求和基本流程控制對(duì)象；3臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)控制要求；保持水壓穩(wěn)定（用水量大時(shí)水壓會(huì)減小，應(yīng)使水泵轉(zhuǎn)速升高，如1臺(tái)泵不夠則再加一臺(tái)泵；用水量小時(shí)水壓會(huì)增大，應(yīng)使水泵轉(zhuǎn)速降低，如2臺(tái)泵多則減去1臺(tái)泵。）控制流程：3臺(tái)泵輪換工作確立控制方案系統(tǒng)應(yīng)閉環(huán)運(yùn)行，要使壓力恒定則應(yīng)使用壓力的反饋控制。反饋信號(hào)用壓力變送器，采用4?20mA電流信號(hào)送到調(diào)節(jié)器以提高抗干擾能力；用壓力調(diào)控器作為獨(dú)立的PID調(diào)節(jié)器以便操作，給定量由調(diào)節(jié)器面板設(shè)置，調(diào)節(jié)器輸出以4?20mA電流信號(hào)送到變頻器作為頻率給頂信號(hào)；執(zhí)行部件變頻器為開環(huán)運(yùn)行，按調(diào)節(jié)器來(lái)的頻率給定信號(hào)輸出相應(yīng)頻率的變頻電源到水泵電動(dòng)機(jī)以改變水泵的轉(zhuǎn)速，從而對(duì)水壓進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。由PLC實(shí)現(xiàn)3臺(tái)水泵的啟動(dòng)、停止和切換。系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC選型：需7點(diǎn)輸入，10點(diǎn)輸出，輸出端要驅(qū)動(dòng)接觸器，無(wú)特殊功能要求?？紤]留一定裕量和價(jià)格比較，選繼電器輸出的三菱FX2N-48MR：I/O分配；表32-8畫電路圖；圖32-10畫控制流程圖：以3臺(tái)泵輪流工作為順序畫出控制流程設(shè)計(jì)程序梯形圖：圖32-264程序調(diào)試及修改輸入程序，進(jìn)行修改模擬調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及修改后再調(diào)試，反復(fù)進(jìn)行，直到滿足要求。（1）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟。一般分為以下步驟：熟悉控制對(duì)象、PLC選型及確定硬件配置、設(shè)計(jì)PLC的外部接線、設(shè)計(jì)控制程序、程序調(diào)試和編制技術(shù)文件。1）熟悉控制對(duì)象①這一步是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。首先應(yīng)詳細(xì)了解被控對(duì)象的全部功能和它對(duì)控制系統(tǒng)的要求。例如機(jī)械的動(dòng)作，機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、儀表、電氣系統(tǒng)之間的關(guān)系，系統(tǒng)是否需要設(shè)置多種工作方式（如自動(dòng)、半自動(dòng)、手動(dòng)等）PLC及系統(tǒng)中其他智能裝置之間的關(guān)系，是否需要通信聯(lián)網(wǎng)功能，是否需要報(bào)警，電源停電及緊急情況的處理等。在這一階段，還要選擇用戶輸入設(shè)備（按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等）輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)指示燈等執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等）此時(shí)，還應(yīng)確定那些信號(hào)需要輸入給PLC，那些負(fù)載由PLC驅(qū)動(dòng)，并分類統(tǒng)計(jì)出給類輸入量和輸出量的性質(zhì)，是開關(guān)量還是模擬量，是支流量還是交流量，以及電壓的大小等級(jí)，為PLC的選型和硬件配置提供依據(jù)。2）確定硬件配置，設(shè)計(jì)外部接線圖。正確選擇PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用，選擇PLC包括機(jī)型的選擇、容量、I/O模塊、電源模塊的選擇等。根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的要求，及PLC的輸入量和輸出量的類型和點(diǎn)數(shù)，確定出PLC的型號(hào)和硬件配置。對(duì)于整體式PLC，應(yīng)確定基本單元和括展單元的型號(hào)。對(duì)于模塊式PLC，應(yīng)確定框架（或基板）的型號(hào)，以及需要模塊的型號(hào)和數(shù)量。PLC硬件配置確定后，應(yīng)對(duì)I/O點(diǎn)進(jìn)行分配，確定外部輸入輸出元件及PLC的I/O點(diǎn)的連接關(guān)系，完成I/O點(diǎn)地址分配表。分配好及各輸入量和輸出量相對(duì)應(yīng)的元件后，設(shè)計(jì)出PLC的外部接線圖，其它部分的電路圖、接線圖和安裝所需的圖樣，以便進(jìn)行硬件裝配。3）設(shè)計(jì)控制程序在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制程序的設(shè)計(jì)完成系統(tǒng)的各項(xiàng)控制功能。對(duì)于較簡(jiǎn)單系統(tǒng)的控制程序，可以使用經(jīng)驗(yàn)法直接設(shè)計(jì)梯形圖，對(duì)于比較復(fù)雜的系統(tǒng)，一般首先畫出系統(tǒng)的工藝流程圖，然后再設(shè)計(jì)PLC的控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、梯形圖及功能語(yǔ)句表。4）程序調(diào)試控制程序是控制整個(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關(guān)鍵。因此，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。5）編制技術(shù)文件系統(tǒng)調(diào)試好之后，應(yīng)根據(jù)調(diào)試的最終結(jié)果，整理出完整的技術(shù)文件，如硬件接線圖、功能表圖、帶注釋的梯形圖、以及必要的文件說(shuō)明。（2）軟件的模擬調(diào)試設(shè)計(jì)好用戶程序后，一般先作模擬調(diào)試。在防真時(shí)按照系統(tǒng)功能的要求，變頻恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試將某些位輸入元件強(qiáng)制為ON及OFF,或者改寫某些元件中的數(shù)據(jù)，監(jiān)視系統(tǒng)功能是否能正確實(shí)現(xiàn)。三菱公司SW3D5C-LLTY-C仿真軟件等，還有西門子S7PLCSIM仿真軟件、、、、、如果用PLC的硬件來(lái)調(diào)試程序，可以用接在輸入端的小開關(guān)和按鈕來(lái)模擬PLC實(shí)際的輸入信號(hào)，用它們發(fā)出操作指令，或在適當(dāng)時(shí)候用它們來(lái)模擬實(shí)際反饋信號(hào)，如啟動(dòng)按鈕、選擇開關(guān)、極限信號(hào)觸點(diǎn)的接通和斷開，通過(guò)輸出模塊上的各輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管，觀察輸出信號(hào)是否滿足設(shè)計(jì)的要求。調(diào)試順序控制程序的主要任務(wù)是檢查程序的運(yùn)行是否符合順序功能圖的規(guī)定，即在某一轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)時(shí)，是否發(fā)生步活動(dòng)狀態(tài)的正確變化，該轉(zhuǎn)換所有的前級(jí)步是否變?yōu)椴换顒?dòng)步，所有后續(xù)步是否變?yōu)榛顒?dòng)步，以及各步被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載是否發(fā)生相應(yīng)的變化。在調(diào)試時(shí)，應(yīng)充分考慮各種可能的情況，對(duì)系統(tǒng)各種工作不同的工作方式、順序功能圖中的每一條支爐、各種可能的進(jìn)展路線，都應(yīng)逐一檢查，不能遺漏。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后即使修改程序。如果程序中某些定時(shí)器或者計(jì)數(shù)器的設(shè)定值過(guò)大，為了縮短調(diào)試周期，可以將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束之后再寫入它們的實(shí)際設(shè)定值。（3）硬件調(diào)試及系統(tǒng)調(diào)試。在對(duì)程序進(jìn)行模擬調(diào)試的同時(shí)，可以設(shè)計(jì)、制作控制柜，對(duì)PLC之外其他硬件的安裝。接線工作也可以同時(shí)進(jìn)行。完成控制柜內(nèi)部的安裝接線后，應(yīng)對(duì)控制柜內(nèi)的接線進(jìn)行測(cè)試，可以在控制柜的接線端子上模擬PLC外部的開關(guān)量輸入編程器或者編程軟件將PLC的輸出點(diǎn)強(qiáng)制為ON或者OFF，觀察對(duì)應(yīng)PLC的負(fù)載動(dòng)作是否正常，或?qū)?yīng)控制屏接線端子上輸出信號(hào)的狀態(tài)變化是否正確。恒壓供水系統(tǒng)的調(diào)試方法變頻恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試首先是在對(duì)變頻器和PLC分部調(diào)試完成，控制柜內(nèi)硬件接線檢查正確、各執(zhí)行部件如接觸器、開關(guān)動(dòng)作正常后，可對(duì)整個(gè)恒壓供水系統(tǒng)進(jìn)行整體調(diào)試。1、PID調(diào)節(jié)器的調(diào)試夕卜觀、接線檢查。檢查調(diào)節(jié)器的型號(hào)是否有誤，裝置有無(wú)脫落或者破損，電纜的直徑和種類是否合適，電氣連接有無(wú)松動(dòng)，接線有無(wú)錯(cuò)誤，250Q是否接上等。檢查壓力變送器的信號(hào)是否正確。檢查調(diào)節(jié)器35、36端子上電壓的極性是否正確，幅值是否在1—5V范圍之內(nèi)，是否會(huì)隨管網(wǎng)壓力而變化；否則檢查24V開關(guān)電源和壓力變送器及接線是否正常。檢查調(diào)節(jié)器的線性。變頻器不運(yùn)行，斷開從壓力變送器反饋的電流信號(hào)，臨時(shí)在調(diào)節(jié)器35、36端子頻率給定輸入端接上0—5V可調(diào)直流電源。將PXR-5的I和D參數(shù)設(shè)為0，比例帶參數(shù)P使用出廠設(shè)定值，調(diào)節(jié)器置為運(yùn)行狀態(tài)。將可調(diào)直流電源先調(diào)到0V，改變調(diào)節(jié)器給定值，從0開始逐步增大直到100,用串聯(lián)在調(diào)節(jié)器控制輸出端的電流表觀察輸出電流是否從4~20mA線性增大。若輸出范圍不對(duì)，可使用SV設(shè)定植補(bǔ)償參數(shù)SVOF進(jìn)行補(bǔ)償，然后將可調(diào)直流電源從0—5V逐漸增大，觀察電流是否從20mA到4mA線性減小。若不對(duì)，也可以使用PV測(cè)量值補(bǔ)償參數(shù)PVOF進(jìn)行補(bǔ)償，將可調(diào)直流電源仍調(diào)到0V，將給定值設(shè)定為50,再將直流電源增大，觀察PXR-5面板上顯示的PV測(cè)量值是否隨之增大。當(dāng)直流電壓為3.4V時(shí)，PV應(yīng)顯示為55，表示超出給定植10%，觀察PLC輸入端X10的LED指示燈是否點(diǎn)亮。若未沒(méi)有點(diǎn)亮，可減小PXR-5中參數(shù)AL1的設(shè)定值。變頻恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試（4）調(diào)整PI參數(shù)?；謴?fù)正常接線，在變頻器STF及SD之間連線使變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，將PXR-5的給定值調(diào)小些，使水泵在較低轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行供水°PXR-5的P參數(shù)先仍用出廠設(shè)定值，D參數(shù)設(shè)為0，（只用PI調(diào)節(jié)），將積分時(shí)間I參數(shù)適當(dāng)調(diào)大些，例如調(diào)到60S，觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是否穩(wěn)定。若運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，將比例帶參數(shù)P調(diào)大些（既比例增益減?。?，再觀察轉(zhuǎn)速是否穩(wěn)定。若還不穩(wěn)定，可繼續(xù)調(diào)大P參數(shù)值，也可以適當(dāng)調(diào)大積分時(shí)間I的參數(shù)值，直到電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。若管網(wǎng)壓力變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)響應(yīng)很慢，則可適當(dāng)減小積分時(shí)間I的參數(shù)值。當(dāng)運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)，可將P、I參數(shù)值再減小的，使電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行在保持穩(wěn)定的前提下響應(yīng)速度可再快些。2調(diào)試PLC的切換控制性能變頻器的參數(shù)設(shè)置（1）變頻器的功能預(yù)置1）上限頻率（Pr.1）水泵屬于二次方律負(fù)載。當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)其額定轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)距將按平方規(guī)律增加。例如當(dāng)轉(zhuǎn)速超過(guò)額定轉(zhuǎn)速10%（n=1.1Nn）時(shí)，轉(zhuǎn)距將超過(guò)額定轉(zhuǎn)距21%，（T=21%TN）。導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重過(guò)載。因此，變頻器的工作頻率是不允許超過(guò)額定頻率的，其最高頻率只能及額定頻率相等，即fmax=fn=50Hz。一般來(lái)說(shuō)，上限頻率以等于額定頻率為宜，但有時(shí)也可以預(yù)置得稍低一些，原因有如下兩個(gè)；由于變頻器內(nèi)部往往具有轉(zhuǎn)差補(bǔ)償功能，因此，同是在50HZ的情況下，水泵在變頻運(yùn)行時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)速高于工頻運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速，從而增大了水泵和電動(dòng)機(jī)的負(fù)載。一般認(rèn)為，變頻調(diào)速系統(tǒng)在接近50HZ時(shí)運(yùn)行，還不如直接在工頻下運(yùn)行好。可減小變頻器本身的損害。2）下限頻率（Pr.2）在供水系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速過(guò)低會(huì)出現(xiàn)水泵的全揚(yáng)程小于基本揚(yáng)程，（實(shí)際揚(yáng)程）。形成水泵“空轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。所以在多數(shù)情況下，下限頻率應(yīng)定為30?35HZ，在其他場(chǎng)合，根據(jù)具體情況，也有更低的，本實(shí)例中，下限頻率為15HZ。3）基底頻率（Pr.3）在三菱的變頻器，有1個(gè)基底頻率，它用于將變頻器輸出電壓和頻率調(diào)整到電動(dòng)機(jī)的額定電壓和頻率。4）啟動(dòng)頻率（Pr?13）水泵在啟動(dòng)前，其葉輪全部在水中，啟動(dòng)時(shí)，存在著一定的阻力，在從0HZ開始啟動(dòng)的一段頻率內(nèi)，實(shí)際上轉(zhuǎn)不起來(lái)。因此，應(yīng)適當(dāng)預(yù)置啟動(dòng)頻率，使其在啟動(dòng)瞬間有一定的沖力。本例中，將啟動(dòng)頻率設(shè)為0.5Hz，采用出廠設(shè)定值。由于此值低于由下限頻率（Pr.2）設(shè)定的下限頻率。因此只要啟動(dòng)信號(hào)（STF=1），即使沒(méi)有指令頻率（4?20mA的電流給定信號(hào)），電動(dòng)機(jī)也能以下限頻率運(yùn)行。5）升速時(shí)間和降速時(shí)間（Pr.7）和（Pr.8）一般來(lái)說(shuō)，水泵不屬于頻繁啟動(dòng)及制動(dòng)的負(fù)載，其升速時(shí)間和降速時(shí)間的長(zhǎng)短并不涉及生產(chǎn)效率的問(wèn)題，因此，升速時(shí)間和降速時(shí)間可以適當(dāng)?shù)仡A(yù)置長(zhǎng)一些。通常，決定升速時(shí)間的原則是：在啟動(dòng)過(guò)程中，其最大啟動(dòng)電流接近或稍大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。降速時(shí)間和升速時(shí)間相等即可。本例中設(shè)10S。6）輸出狀態(tài)檢測(cè)（Pr.41）和（Pr.42）在本系統(tǒng)中采用PLC來(lái)控制電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的切換，因此必須讓PLC時(shí)實(shí)知道變頻器的工作情況。通過(guò)變頻器中的SU和FU控制端子，可以反饋?zhàn)冾l器輸出頻率的狀態(tài)。其中SU端子（頻率到達(dá)信號(hào)）在加減速或者停止時(shí)為高電平，當(dāng)輸出頻率達(dá)到設(shè)定頻率的土10%（為出廠設(shè)定值，可在Pr.41中改變）時(shí)為低電平，F(xiàn)U端子（頻率檢測(cè)信號(hào)）當(dāng)輸出頻率在設(shè)定的檢測(cè)頻率（在Pr.42中設(shè)置，出廠時(shí)設(shè)置為6HZ）時(shí)為低電平。而在檢測(cè)頻率以下時(shí)為高電平，本例中，以SU信號(hào)作為運(yùn)行頻率的上限信號(hào)，Pr.41設(shè)為100%，這樣，當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到基底頻率的100%（即48HZ，）時(shí)SU=0。而以FU信號(hào)作為運(yùn)行頻率的下限信號(hào)，Pr.42設(shè)為15HZ，這樣，當(dāng)變頻器的輸出頻率低于下限頻率時(shí)FU=1。值得注意的是：變頻器控制信號(hào)輸出端是集電極開路的晶體管集電極，當(dāng)控制輸出端及低電平表示晶體管ON（導(dǎo)通），而高電平表示晶體管OFF（截止）。因此，當(dāng)控制輸出端及PLC的輸入端相連時(shí)，在變頻器控制輸出為低電平時(shí)PLC的輸入電路中有電流流過(guò)，PLC的輸入繼電器ON。本例中使用就可以理解為當(dāng)變頻器輸出頻率達(dá)到上限時(shí)SU=0，PLC的輸入繼電器X13=1；而輸出頻率低于下限時(shí)FU=1，PLC中X11=0。7）AM端子功能選擇和A、C、B端子功能選擇。AM端子的輸出功能由參數(shù)Pr.158設(shè)置?？梢酝ㄟ^(guò)設(shè)置不同的參數(shù)值來(lái)使AM輸出及不同信號(hào)種類對(duì)應(yīng)的電壓。變頻器故障報(bào)警使用了變頻器的繼電器輸出端A、B、C實(shí)現(xiàn)。其中C為公共端子，C-A為常開觸點(diǎn)。C-B為常開觸點(diǎn)。8）頻率輸入給定信號(hào)的設(shè)置。FR-F540可通過(guò)（0?5V）電壓輸入或（4?20mA）電流輸入來(lái)作為頻率給定信號(hào)的設(shè)置。當(dāng)AU端子及SD接通時(shí)，為電流輸入有效。此時(shí)4?20mA的電流信號(hào)作為頻率給定信號(hào)。變頻器的調(diào)試（1）通電前的檢查。變頻器安裝、接線完成后，通電前應(yīng)進(jìn)行下列檢查：1）外觀、構(gòu)造檢查。關(guān)于變頻器接線的注意事項(xiàng)：①主電路的接線方法。電源進(jìn)線應(yīng)接變頻器的輸入端日、S、「輸入端及輸出端絕對(duì)不允許接錯(cuò)；變頻器及電動(dòng)機(jī)之間的電纜長(zhǎng)度應(yīng)滿足要求規(guī)定要求；不能用接觸器的觸點(diǎn)來(lái)控制變頻器的運(yùn)行及停止；變頻器的輸出端不能接電力電容或者浪涌吸收器；電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向如果和生產(chǎn)工藝要求不一致，最好用調(diào)換變頻器輸出相序的方法。不要用調(diào)換控制端子STF和STR的控制信號(hào)來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?？刂齐娐返慕泳€。模擬量控制線主要包括輸入側(cè)的給定信號(hào)線、反饋線、輸出側(cè)的頻率信號(hào)線。模擬量信號(hào)的抗干擾能力較低。必須使用屏蔽線，屏蔽層靠近變頻器一側(cè)，應(yīng)接控制電路的公共打，而不要接到變頻器的地端或者大地，屏蔽層的另一端應(yīng)懸空。變頻器的接地。2）絕緣電阻檢查。測(cè)量變頻器主電路絕緣電阻時(shí)，必須將所有輸入端（日、S、T）和輸出端（U、V、W）都連起來(lái)后，再用500V兆歐表測(cè)量絕緣電阻，起值在10MQ以上。而控制電路的絕緣電阻應(yīng)用萬(wàn)用表的高阻擋測(cè)量，而不能用兆歐表來(lái)測(cè)量。3）電源電壓檢查。檢查主電路電源電壓是否在允許電源電壓值以內(nèi)。（2）電動(dòng)機(jī)的空載試驗(yàn)。在變頻器參數(shù)已定后，可進(jìn)行電動(dòng)機(jī)，可進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的空載試驗(yàn)，將變頻器的輸出端接上電動(dòng)機(jī)，使電動(dòng)機(jī)盡可能及負(fù)載脫開，管道閥門關(guān)閉，進(jìn)行通電試驗(yàn)。（2）拖動(dòng)系統(tǒng)的啟動(dòng)和停機(jī)1）起轉(zhuǎn)試驗(yàn)。2）啟動(dòng)試驗(yàn)3）停機(jī)實(shí)驗(yàn)變頻恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試（3）拖動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載試驗(yàn)。負(fù)載試驗(yàn)的主要內(nèi)容是最高頻率時(shí)的負(fù)載能力的試驗(yàn)，觀察在正常負(fù)載下能否拖動(dòng)。在負(fù)載的最低工作頻率下，觀察電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱情況。以下是課本原話PXR-5參數(shù)的設(shè)置根據(jù)本系統(tǒng)對(duì)PID調(diào)節(jié)器的要求，PXR-5應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力偏差的PID運(yùn)算，輸出控制信號(hào)去作為執(zhí)行部件變頻器的頻率給定信號(hào)。在壓力達(dá)到給定值時(shí)應(yīng)向PLC發(fā)出報(bào)警信號(hào);同時(shí)針對(duì)輸入信號(hào)是4?20mA電流，也要通過(guò)相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置來(lái)指定PXR-5的輸入量程。按SEL鍵可以使調(diào)節(jié)器在工作狀態(tài)和參數(shù)設(shè)定狀態(tài)之間切換。該調(diào)節(jié)器的參數(shù)分為3組，可以根據(jù)不同要求分別設(shè)置；方法是：按住SEL鍵保持1S（2S、3S），就可分別進(jìn)入第一組（或者第二組、第三組）參數(shù)的設(shè)定完成后，按SEL鍵2S，就可返回工作狀態(tài)?？蛇M(jìn)行其他參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，也可保持在工作狀態(tài)開始進(jìn)行控制。本事例中，是將該壓力調(diào)節(jié)器作為壓力調(diào)節(jié)使用的，不需要較復(fù)雜的多段升溫、保變頻恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試溫的程序，只需要使其進(jìn)行簡(jiǎn)單的PID運(yùn)行即可，因此需設(shè)置的參數(shù)不多，本例中所設(shè)置的參數(shù)如下：（1）運(yùn)行控制參數(shù)Stby（第一組）。參數(shù)Stby可以使儀表在控制待機(jī)狀