課題名稱PLC恒壓供水限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)名稱：班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：指導(dǎo)老師：日期：2012.3.14-2012.5.7目錄摘要 第一章緒論1.1變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內(nèi)探討現(xiàn)狀 1.2課題來源及本文的主要探討內(nèi)容 1.3本論文中所做的工作 1.4恒壓供水系統(tǒng)的基本構(gòu)成 其次章PLC功能選擇及應(yīng)用 2.1可編程限制器的產(chǎn)生 2.2PLC的命名與定義 2.3PLC的工作原理 2.4PLC的主要特點(diǎn)及應(yīng)用范圍 2.4.1PLC的特點(diǎn)2.5PLC的分類及發(fā)展趨勢(shì) 2.5.1PLC的分類 2.5.2PLC的發(fā)展 第三章變頻器和壓力傳感器 3.1變頻器的分類及工作原理 3.2變頻器硬件選擇3.3壓力傳感器 第四章系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1系統(tǒng)要求 4.2限制系統(tǒng)的I/O安排 4.3電氣限制系統(tǒng)原理圖 主電路圖 4.3.2限制電路 4.4變頻器的參數(shù)設(shè)置 4.5系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 4.6系統(tǒng)調(diào)試 參考文獻(xiàn) PLC恒壓供水限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(電氣自動(dòng)化專業(yè)0933班，徐慧虹）摘要：本文介紹基于變頻器、觸摸屏和PLC的恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理。系統(tǒng)采納變頻調(diào)速的方式，自動(dòng)調(diào)整水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，保持供水壓力的恒定，PLC限制投入工作水泵的臺(tái)數(shù)，在用水量的高峰及低谷都能滿意系統(tǒng)的須要。系統(tǒng)具有節(jié)能、工作牢靠、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，提高了供水質(zhì)量。關(guān)鍵詞：變頻器、觸摸屏、PLC、恒壓供水1.引言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水對(duì)人民生活與工業(yè)生產(chǎn)的影響日益加強(qiáng)，人民對(duì)供水的質(zhì)量和供水系統(tǒng)牢靠性的要求不斷提高。把先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、限制技術(shù)、通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用到供水領(lǐng)域，成為對(duì)供水系統(tǒng)的新要求。變頻恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代限制技術(shù)于一體。采納該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和牢靠性，便利地實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控;同時(shí)系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能量日益緊缺的今日尤為重要，所以探討設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，對(duì)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。1.1變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內(nèi)探討現(xiàn)狀變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后漸漸發(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限制、升降速限制、正反轉(zhuǎn)限制、起制動(dòng)限制、壓頻比限制及各種愛護(hù)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(jī)構(gòu)，為了滿意供水量大小需求不同時(shí)，保證管網(wǎng)壓力恒定，需在變頻器外部供應(yīng)壓力限制器和壓力傳感器，對(duì)壓力進(jìn)行閉環(huán)限制。從查閱的資料的狀況來看，國外的恒壓供水工程在設(shè)計(jì)時(shí)都采納一臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式，幾乎沒有用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)多臺(tái)水泵機(jī)組運(yùn)行的狀況，因而投資成本高。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、牢靠性以及自動(dòng)化程度高等方面的優(yōu)點(diǎn)以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)覺和認(rèn)可后，國外很多生產(chǎn)變頻器的廠家起先重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器，像日本三菱公司，就推出了恒壓供水基板，備有“變頻泵固定方式”，“變頻泵循環(huán)方式”兩種模式。它將PID調(diào)整器和PLC可編程限制器等硬件集成在變頻器限制基板上，通過設(shè)置指令代碼實(shí)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，便可干脆限制多個(gè)內(nèi)置的電磁接觸器工作，可構(gòu)成最多7臺(tái)電機(jī)(泵)的供水系統(tǒng)。這類設(shè)備雖微化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏敏捷性，系統(tǒng)的動(dòng)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并且限制了帶負(fù)載的容量，因此在實(shí)際運(yùn)用時(shí)其范圍將會(huì)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，大多采納國外的變頻器限制水泵的轉(zhuǎn)速，水管管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)整及多臺(tái)水泵的循環(huán)限制，有的采納可編程限制器(PLC)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn);有的采納單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。但在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗擾性能以及開放性等多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來說，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒能達(dá)到全部用戶的要求。艾默生電氣公司和成都希望集團(tuán)(森蘭變頻器)也推出恒壓供水專用變頻器(5。5kW-22kW)，無需外接PLC和PID調(diào)整器，可完成最多4臺(tái)水泵的循環(huán)切換、定時(shí)起、停和定時(shí)循環(huán)。該變頻器將壓力閉環(huán)調(diào)整與循環(huán)邏輯限制功能集成在變頻器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，但其輸出接口限制了帶負(fù)載容量，同時(shí)操作不便利且不具有數(shù)據(jù)通信功能，因此只適用于小容量，限制要求不高的供水場(chǎng)所。可以看出，目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水限制系統(tǒng)的探討設(shè)計(jì)中，對(duì)于能適應(yīng)不同的用水場(chǎng)合，結(jié)合現(xiàn)代限制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)限制探討得不夠。因此，有待于進(jìn)一步探討改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐。1.2課題來源及本文的主要探討內(nèi)容1、課題來源本課題來源于生產(chǎn)、生活供水的實(shí)際應(yīng)用。2、探討的主要內(nèi)容本系統(tǒng)是2個(gè)水泵生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)，變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由變頻器、可編程限制器、觸摸屏、壓力傳感器組成。本文探討的目標(biāo)是對(duì)恒壓限制技術(shù)賜予提升，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能效果進(jìn)一步提高，操作更加簡(jiǎn)捷，故障報(bào)警剛好快速，同時(shí)具有開放的數(shù)據(jù)傳輸。該系統(tǒng)可以生活供水和消防供水的雙用供水系統(tǒng)。1.3本論文中所做的工作依據(jù)系統(tǒng)要求，設(shè)計(jì)出滿意要求的恒壓供水系統(tǒng)，對(duì)PLC、變頻器、觸摸屏、壓力傳感器進(jìn)行選型，依據(jù)系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)出能滿意限制要求的限制電路和限制程序。1.4恒壓供水系統(tǒng)的基本構(gòu)成恒壓供水泵站一般需沒多臺(tái)水泵及電機(jī)，這比設(shè)單臺(tái)水泵及電機(jī)節(jié)能而牢靠。配單臺(tái)電機(jī)及水泵時(shí)，它們的功率必需足夠的大，在用水量少時(shí)開一臺(tái)大電機(jī)確定是奢侈的．電機(jī)選小了用水量大時(shí)供水會(huì)不足。而且水泵與電機(jī)都有修理的時(shí)候，備用是必要的。恒壓供水的主要目標(biāo)是保持管網(wǎng)水壓的恒定，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速要跟隨用水量的變更而變更，這就要用變頻器為水泵電機(jī)供電。這也有兩種配置方案，一是為每臺(tái)水泵電機(jī)配一臺(tái)變頻器，這當(dāng)然便利，電機(jī)與變頻器間不須切換，但購變頻器的費(fèi)用較高。另一種方案是數(shù)臺(tái)電機(jī)配一臺(tái)變頻器，變頻器與電機(jī)間可以切換，供水運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)水泵變頻運(yùn)行。其余水泵工頻運(yùn)行，以滿意不同用水量的需求。調(diào)整器是一種電子裝置，在系統(tǒng)中完成以下幾種功能：(1)設(shè)定水管壓力的給定值。恒壓供水水壓的凹凸依須要設(shè)定。供水距離越遠(yuǎn)，用水地點(diǎn)越高，系統(tǒng)所需供水壓力越大。給定值即是系統(tǒng)正常工作時(shí)的恒壓值。另外有些供水系統(tǒng)可能有多種用水目的，(2)接收傳感器送來的管網(wǎng)水壓的實(shí)測(cè)值。管網(wǎng)實(shí)測(cè)水壓回送到泵站限制裝置成為反饋，調(diào)整器是反饋的接收點(diǎn)。(3)依據(jù)結(jié)定值與實(shí)測(cè)值的綜合，依確定的調(diào)整規(guī)律發(fā)出系統(tǒng)調(diào)整信號(hào)。調(diào)整器接收了水壓的實(shí)測(cè)反饋信號(hào)后，將它與結(jié)定值比較，得到給定值與實(shí)測(cè)值之差。如給定位大于實(shí)際值，說明系統(tǒng)水壓低于志向水壓，要加大水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速．如水壓高于志向水壓，要降低水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速。這些都由調(diào)整器的輸出信號(hào)限制。為了實(shí)現(xiàn)調(diào)整的快速性與系統(tǒng)的穩(wěn)定性，調(diào)整器工作中還有個(gè)調(diào)整規(guī)律問題，傳統(tǒng)調(diào)整器的調(diào)整規(guī)律多是比例-積分-微分調(diào)整，俗稱PID調(diào)整器。調(diào)整器的調(diào)整參數(shù)，如P、I、D參數(shù)均是可以由運(yùn)用者通過觸摸屏設(shè)定的。PID調(diào)整過程視調(diào)整器的內(nèi)部構(gòu)成有數(shù)字式調(diào)整及模擬量調(diào)整兩類，以微計(jì)算機(jī)為核心的調(diào)整器多為數(shù)字式調(diào)整。調(diào)整器的輸出信號(hào)一般是模擬信號(hào)，4～20mA變更的電流信號(hào)或0～10V間變更的電壓信號(hào)。信號(hào)的量值與前邊提到的差值成比例，用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備工作。在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，執(zhí)行設(shè)備就是變頻器。其次章PLC功能選擇及應(yīng)用2.1PLC模擬量擴(kuò)展單元的配置及應(yīng)用PLC的一般輸入輸出端口均為開關(guān)量處理端口，為了使PLC能完成模擬量的處理，常見的方法是為整體式PLC加配模擬量擴(kuò)展單元。模擬量擴(kuò)展單元可將外部模擬量轉(zhuǎn)換為PLC可處理的數(shù)字量及將PLC內(nèi)部運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為機(jī)外所需的模擬量。模擬量擴(kuò)展單元有單獨(dú)用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換的，單獨(dú)用于數(shù)/模轉(zhuǎn)換的，也有兼具模/數(shù)及數(shù)/模兩種功能的。以下介紹三菱FX系列PLC的模擬量模塊以及，它們分別具有FX-4AD及FX-2DA，它們分別具有4路模擬量輸入及2路模擬量輸出，可以用于恒壓供水限制中。2.2模擬量輸入模塊的功能及與PLC系統(tǒng)的連接FX-4AD4模擬量輸入模塊具有4個(gè)通道，可同時(shí)接受并處理4路模擬量輸入信號(hào)，最大辨別率為12位。輸入信號(hào)可以是-10～+10V的電壓信號(hào)（辨別率為5Mv），也可以4～20mV（辨別率為16μA）或-20～+20mA（辨別20μA）的電流信號(hào)。模擬量信號(hào)可通過雙絞屏蔽電纜接入，連接及方法如圖2-1所示，當(dāng)運(yùn)用電流輸入時(shí)，需將V+及I+端短接。圖2-1FX-4AD模塊的連接圖FX-4AD的寬及高與FX相同，在安裝時(shí)裝在FX基本單元的右邊，將總線連接器接入左側(cè)單元的總線插孔中。FX系列可編程限制器中，與PLC連接的特別功能擴(kuò)展模塊位置從左至右依次編號(hào)（擴(kuò)展單元不所示。占編號(hào)），如圖4-所示FX-4AD將消耗基本單元或電源擴(kuò)展單元的+5VDC電源（內(nèi)部電源）30mA電流，+24VDC電源（外部電源）55mA電流。其通常轉(zhuǎn)換速度為15ms/道，高速轉(zhuǎn)換速度為6/ms道。2.3模擬量輸入模塊緩沖存儲(chǔ)器（BFM）的安排為了能適用于多種規(guī)格的輸入、輸出量，模擬量處理模塊都設(shè)成可編程的。FX-4AD模塊利用緩沖存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱模BFM)的設(shè)置完成編輯工作。FX-4AD擬量量輸入模塊共有32個(gè)緩沖存儲(chǔ)器，但目前只運(yùn)用了以下21個(gè)BFM：L1FX-32MRA/DFX-8EXA/DD/AFX基本單元#0#1#22-1特別功能模塊2.4模擬量輸出模塊的功能及PLC系統(tǒng)連接FX-2DA模塊用來將12位數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電壓或電流輸出。它具有2個(gè)模擬量輸出通道。這兩個(gè)通道都可以輸出0~10VVDC(辨別率2。5mV)、0~5DVC（辨別率1。25mV）的電壓信號(hào)，或4~20Ma(辨別率為4μA)的電流信號(hào)。模擬量輸出可通過雙絞屏蔽電纜與驅(qū)動(dòng)負(fù)載相連，，當(dāng)運(yùn)用電壓輸出時(shí)，須要IOUT和COM端短接。COMIOUTVOUTCOMIOUTVOUT基本單元COMIOUTVOUTCOMIOUTVOUT基本單元FX-2DA記錄儀器電流輸出變頻器等電壓輸出圖2-2FX-2DA模塊的連接圖FX-2DA安裝時(shí)裝在FX基本單元的右邊。FX-2DA將消耗基本單元或電源擴(kuò)展單元的+5VDC電源單元的（內(nèi)部電源）20mA電流，+24VDC電源5mA電流。轉(zhuǎn)換時(shí)間為4ms/通道。3.變頻器和壓力傳感器溝通變頻器是微計(jì)算機(jī)及現(xiàn)代電力電子技術(shù)高度發(fā)展的結(jié)果。微計(jì)算機(jī)是變頻器的核心，電力電子器件構(gòu)成了變頻器的主電路。大家都知道，從發(fā)電廠送出的溝通電的頻率是恒定不變的，在我國是每秒50Hz。而溝通電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。（3-1）式中---同步轉(zhuǎn)速，r/min；---定子頻率，Hz；---電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。而異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（3-2）式中---異步電機(jī)轉(zhuǎn)差率，，一般小于3%。均與送入電機(jī)的電流頻率/成正比例或接近于正比例。因而，變更頻率可以便利地變更電機(jī)的運(yùn)行速度，也就是說變頻對(duì)于溝通電機(jī)的調(diào)運(yùn)來說是特別合適的。3.1變頻器的分類及工作原理變頻器的較具體的工作原理還與變頻器的工作方式有關(guān)，通用變頻器按工作方式分類如下：（1）限制。限制即電壓與頻率成比例變更限制。由于通用變頻器的負(fù)載主要是電動(dòng)機(jī)，出于電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)恒定的考慮，在變頻的同時(shí)都要伴隨著電壓的調(diào)整。限制由于忽視了電動(dòng)機(jī)漏阻抗的作用，在低頻段工作特性不志向。因而實(shí)際變頻器中采納限制。采納限制方式的變頻器通常被稱為一般功能變頻器。（2）轉(zhuǎn)差頻率限制。轉(zhuǎn)差頻率限制是在限制基礎(chǔ)上增加轉(zhuǎn)差限制的一種限制方式。從電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速角度看，這是一種以電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度加上該速度下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差頻率確定變頻器的輸出頻率的限制方式。更重要的是，在=常數(shù)的條件下，通過對(duì)轉(zhuǎn)差率的限制，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的限制。采納轉(zhuǎn)差頻率限制的變頻器通常屬于多功能型變頻器。（3）矢量限制。矢量限制是受調(diào)速性能優(yōu)良的直流電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)電流及轉(zhuǎn)矩電流可分別限制啟發(fā)而設(shè)計(jì)的一種限制方式。矢量限制將溝通電動(dòng)機(jī)的定子電流采納矢量分解的方法，計(jì)算出定子電流的磁場(chǎng)重量及轉(zhuǎn)矩重量，并分別限制，從而大大提高了變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及力矩限制的精度及性能。采納矢量限制的變頻器通常稱為高功能變頻器。通用變頻器按工作方式分類的主要工程意義在于各類變頻器對(duì)負(fù)載的適應(yīng)性。一般功能型變頻器適用于泵類負(fù)載及要求不高的抗拒性負(fù)載，而高功能變頻器可適用于位能性負(fù)載。3.2變頻器硬件選擇依據(jù)設(shè)計(jì)要求，變頻器選用日本三菱變頻器FR-A500產(chǎn)品。該產(chǎn)品可以和三菱PLC工作協(xié)調(diào)。變頻器選用日本三菱變頻器FR-A500產(chǎn)品，適配電機(jī)15kW，該變頻器基本配置中帶有PID功能。通過變頻器面板設(shè)定一個(gè)給定頻率作為壓力給定值，壓力傳感器反饋來的壓力信號(hào)(0～10V)接至變頻器的協(xié)助輸入端FI、FC，作為壓力反饋，變頻器依據(jù)壓力給定和實(shí)測(cè)壓力，調(diào)整輸出頻率，變更水泵轉(zhuǎn)速，限制管網(wǎng)壓力保持在給定壓力值上。M1、M2為變頻器的極限輸出頻率的檢測(cè)輸出信號(hào)端，該信號(hào)進(jìn)PLC，作為泵變頻與工頻切換的限制信息之一，變頻器的極限輸出頻率通過面板可以設(shè)定。MA、MC為變頻器發(fā)生故障的輸出信號(hào)，該兩端連接信號(hào)燈，以顯示變頻器故障，變頻器面板上有故障復(fù)位按鍵，輕故障用復(fù)位按鍵復(fù)位，可重新啟動(dòng)變頻器。S1和S2短接，并與S3連接到PLC的輸出點(diǎn)上，由PLC限制變頻器的運(yùn)行與關(guān)斷；U、V、W輸出端并聯(lián)三個(gè)接觸器分別接M1、M2、M3泵電機(jī)，變頻器可分別驅(qū)動(dòng)三臺(tái)泵，另外這三臺(tái)泵電機(jī)還通過另外三個(gè)接觸器并聯(lián)到工頻電源上，這6個(gè)接觸器線包連接到PLC的四個(gè)輸出點(diǎn)上，由PLC限制其工頻、變頻切換工作。通過變頻器面板設(shè)定一個(gè)給定頻率作為壓力給定值(14端)，壓力傳感器反饋來的壓力信號(hào)(0～10V)接至變頻器端子的7端、8端，作為壓力反饋，變頻器依據(jù)壓力給定和實(shí)測(cè)壓力，調(diào)整輸出頻率，變更水泵轉(zhuǎn)速。變頻器端子的19端和20端是傳感器壓力設(shè)定的上、下限值，該信號(hào)進(jìn)PLC，作為工頻切換的限制信息，由PLC限制水泵的工頻或變頻運(yùn)行。變頻器有2個(gè)作用，一是作為電機(jī)的軟起動(dòng)裝置，限制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流；二是變更異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。下圖3-1為日本三菱變頻器FR-A500在電路中的接線圖。RRSTS1US2VS3WFR-A500FIFCM1接PLC接PLC接指示燈接電機(jī)~380V78圖3-1日本三菱變頻器FR-A500在電路中的接線圖3.3壓力傳感器在智能系統(tǒng)中檢測(cè)是特別重要的一部分，它將檢測(cè)到限制量反饋給系統(tǒng)，才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)限制，給系統(tǒng)所用的檢測(cè)的是水壓，這個(gè)系統(tǒng)中選用壓力傳感器，它的作用是通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器，把出口壓力信號(hào)變成4～20mA變更的電流信號(hào)或0～10V間變更的電壓信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入PLC的端口進(jìn)行PID調(diào)整，經(jīng)運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)行比較，得出一個(gè)調(diào)整參數(shù)，送給變頻器，由變頻器限制水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)整系統(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(dāng)用水量超過一臺(tái)泵的供水量時(shí)，通過PLC限制切換器進(jìn)行加減泵。依據(jù)用水量的大小由PLC限制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對(duì)水泵的調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。當(dāng)供水負(fù)載變更時(shí)，輸入電機(jī)的電壓和頻率也隨之變更，這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的閉環(huán)限制系統(tǒng)。此外，系統(tǒng)還設(shè)有多種愛護(hù)功能，尤其是硬件/軟件備用水泵功能，充分保證了水泵的剛好修理和系統(tǒng)的正常供水。供水系統(tǒng)的壓強(qiáng)是，下面單位都是估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)單位，g=9.8，一般狀況下，h<60米，所以本系統(tǒng)供水系統(tǒng)輸出壓力一般小于或等于0.6Mpa，系統(tǒng)選用YTZ-150型帶電接點(diǎn)式的壓力傳感器，其水壓檢測(cè)范圍為0～1MPa，檢測(cè)精度為土0.01MPa，該傳感器將0～1MPa范圍的壓力對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換成0～10V的電信號(hào)。該傳感器還具有體積小，重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、工作牢靠的特點(diǎn)。4.系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)要求1）恒壓供水系統(tǒng)共有倆臺(tái)水泵供水，要求一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用，自動(dòng)運(yùn)行時(shí)運(yùn)行累計(jì)達(dá)10個(gè)小時(shí)自動(dòng)切換到備用泵，實(shí)行輪換一次，手動(dòng)時(shí)候不切換；2）兩臺(tái)水泵分別由M1,M2電機(jī)拖動(dòng)，由接觸器KM,KM2限制；3)切換后啟動(dòng)很停止后啟動(dòng)必需5S報(bào)警，當(dāng)運(yùn)行泵運(yùn)行異樣是自動(dòng)卻換到備用泵，并報(bào)警；4）設(shè)定水壓在0~100Mpa可調(diào)，通過觸摸屏輸入調(diào)整；5)觸摸屏可以顯示設(shè)定水壓、實(shí)際水壓，水泵運(yùn)行時(shí)間、電機(jī)轉(zhuǎn)速與報(bào)警信號(hào)等。4.2限制系統(tǒng)的I/O安排將系統(tǒng)全部的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)統(tǒng)一進(jìn)行編址，該系統(tǒng)有7個(gè)輸入信號(hào)和13個(gè)輸出信號(hào)，表4-1是將限制系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)的名稱、代碼及地址編號(hào)。觸摸屏軟元件PLC輸入輸出觸摸屏輸入觸摸屏出入PLC輸入PLC輸入軟元件功能軟元件地址設(shè)備名稱地址設(shè)備名稱M500自動(dòng)啟動(dòng)Y01#泵運(yùn)行時(shí)間X11#水流開關(guān)Y0KM1M100手動(dòng)1#泵啟動(dòng)Y12#泵運(yùn)行指示X22#水流開關(guān)Y1KM2M101手動(dòng)2#泵啟動(dòng)M201#泵故障Y41#泵故障指示M104清晰報(bào)請(qǐng)D502泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)間顯示Y52#泵故障指示M103運(yùn)行時(shí)間復(fù)位D101當(dāng)前水壓Y10變頻器正轉(zhuǎn)啟動(dòng)端子STFM102停止M212#泵故障Y6開換指示燈D500水壓設(shè)定D102電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速4.3電氣限制系統(tǒng)原理圖電氣限制原理圖包括主電路圖、限制電路圖。4.3.1主電路圖如圖4-1所示為電控系統(tǒng)的主電路圖。2臺(tái)電機(jī)分別為M1、M2。接觸器KM1、KM2、分別限制M1、M2的變頻運(yùn)行；FRl、FR2分別為2臺(tái)水泵電機(jī)過載愛護(hù)用的熱繼電器：QS1、QS2別為變頻器和觸摸屏主電路的隔離開關(guān)；圖4-1電控系統(tǒng)的主電路圖4.3.2限制電路如下圖中當(dāng)點(diǎn)擊觸摸屏手動(dòng)按鈕，進(jìn)入手動(dòng)畫面；當(dāng)點(diǎn)擊觸摸屏自動(dòng)畫面，進(jìn)入自動(dòng)畫面。進(jìn)入手動(dòng)畫面后，可以限制M1，M2電機(jī)的啟動(dòng)，可以調(diào)整水壓的大小。進(jìn)入自動(dòng)畫面后，會(huì)在plc程序下自動(dòng)運(yùn)行。1、手動(dòng)運(yùn)行按下按鈕啟動(dòng)或停止水泵，可依據(jù)須要分別限制1#、2##泵的啟停。該方式主要供檢修及變頻器故障時(shí)用。2、自動(dòng)運(yùn)行合上自動(dòng)開關(guān)后，點(diǎn)擊觸摸屏自動(dòng)按鈕，1#泵電機(jī)通電，變頻器輸出頻率從0Hz上升，同時(shí)PID調(diào)整程序?qū)⒔邮盏阶詨毫鞲衅鞯臉?biāo)準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)行比較，將調(diào)整參數(shù)送給變頻器，如壓力不夠，變頻器漸漸上升頻率至給定值，加泵依次類推；如用水量減小，水泵的速度起先減慢，同時(shí)依據(jù)PID調(diào)整器給的調(diào)整參數(shù)使系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。若有電源瞬時(shí)停電的狀況，則系統(tǒng)停機(jī)；待電源復(fù)原正常后，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)原運(yùn)行，然后按自動(dòng)運(yùn)行方式啟動(dòng)1#泵變頻，直至在給定水壓值上穩(wěn)定運(yùn)行。4.4變頻器的參數(shù)設(shè)置（1）上限頻