電氣工程及其自動化畢業(yè)設計基于plc的變頻恒壓供水系統(tǒng)設計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設計</b></p><p>　　基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設計</p><p>　　所在學院 </p><p>　　專業(yè)班級 電氣工程及其自動化 </p><p>　　學生姓名 學號

2、 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著我國社會經濟實力的不斷發(fā)展、城市化步伐的不斷加快，人民的生活水

3、平得到不斷的提高，城市中小區(qū)的建設也發(fā)展的十分迅速，而市民最關心的小區(qū)基礎設施建設成為了一項十分艱巨而又現(xiàn)實的任務。在小區(qū)設施建設中，小區(qū)的供水系統(tǒng)直接影響到了小區(qū)用戶的正常生活和工作。小區(qū)物業(yè)能否為用戶提供一個安全可靠又經濟穩(wěn)定的供水環(huán)境，直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)的管理能力。</p><p>　　比較傳統(tǒng)的小區(qū)供水系統(tǒng)有：恒速泵加壓供水、水塔高位水箱供水、氣壓罐供水、液力藕合器和電池滑差離合器調速的供水方式、單片機變

4、頻調速供水系統(tǒng)等方式。傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式普遍不同程度的存在浪費水力、電力資源、效率低、可靠性差、自動化程度不高等缺點，嚴重影響了居民的用水和工業(yè)系統(tǒng)中的用水。</p><p>　　針對目前小區(qū)供水系統(tǒng)存在的不足與缺陷，設計了一套由PLC、變頻器、遠傳壓力表、多臺水泵機組、計算機、通信模塊等主要設備構成的全自動變頻恒壓供水及其遠程監(jiān)控系統(tǒng)，并通過通信模塊實現(xiàn)對供水系統(tǒng)故障報警。這種系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)，具有安全可

5、靠、高效、節(jié)能的顯著特點。在實現(xiàn)了簡單操作的同時，節(jié)約了人力，提高了電能的有效利用，也為小區(qū)供水的衛(wèi)生安全提供了可靠性。</p><p>　　論文分析了變頻調速方式在恒壓供水系統(tǒng)中能做到有效節(jié)能的機理，分析了變頻器內置PID模塊參數(shù)的設置和遠傳壓力表實現(xiàn)壓力反饋的理論根據(jù)，給出了遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計原理。</p><p>　　論文采用3臺主泵和1臺輔助泵并聯(lián)供水，結合變頻器與內置PID模塊，

6、利用遠傳壓力表對水壓的反饋，和人機界面的結合為系統(tǒng)提供檢測和故障報警的方式，在水泵工頻和變頻分級調節(jié)的情況下，完成恒壓變頻供水，并實現(xiàn)有效節(jié)能。</p><p>　　關鍵詞：PLC；變頻；報警；恒壓供水</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Along with development of the soci

7、al economic in our country, accelerating the pace of urbanization. People's standard of living has been continuously improved, Construction of city development is very quickly. People care about most community infras

8、tructure has become a very difficult and realistic task. In infrastructure construction, the water supply system directly affected the user's normal life and work. Residential property can provide users with a safe r

9、eliable and economic stability sup</p><p>　　The traditional means of water supply such as Constant speed pump pressurized water supply, Water towers high water tank water supply, Pressure tank water supply,

10、Hydraulic coupling device and battery sliding clutch speed water supply patterns, Single-chip microcomputer frequency control water supply and so on. The traditional water supply patterns common varying degrees of existe

11、nce waste hydraulics, electric power resource; Low efficiency, poor reliability, automation degree not higher shortco</p><p>　　Aiming at the shortcomings of the water-supply system with defects, Designed a s

12、et of PLC, frequency converter, far Easton pressure gauge， many sets of pump unit，computer, communication module and other major equipment structure of automatic frequency constant pressure water supply and remote monito

13、ring system, And through the communication module implements for water supply system fault alarm. This system, compared with the traditional water supply system, has the safe and reliable, efficient, </p><p>

14、;　　This paper analyzes the frequency conversion in constant pressure water supply system way can be useful energy-saving mechanism, analyzes the inverter built-in PID module parameter setting and remote transmission gaug

15、es realize the theoretical base of pressure feedback, and gives the design principle of remote monitoring system.</p><p>　　Using three sets primary pump and one auxiliary pump water supply, combining the inv

16、erter and parallel, using the built-in PID module of hydraulic pressure gauges far Easton of feedback, and the combination of man-machine interface for the system to provide testing and fault alarm way, in the pump power

17、 frequency and frequency conversion grading adjustment, under the situation of constant pressure water supply complete frequency, and realize effective energy saving. </p><p>　　Keywords: PLC; Frequency conve

18、rsion; alarm; Constant pressure water supply </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 概述1</b></p><p>　　1.1課題研究的背景和意義1</p><p>　　1.2PLC的定義及其應用1</

19、p><p>　　1.3國內外變頻器調速技術的發(fā)展狀況2</p><p>　　1.4本文的主要內容2</p><p>　　第2章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論分析及方案確定4</p><p>　　2.1變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能原理分析4</p><p>　　2.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論思路分析5</p>&l

20、t;p>　　2.3變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案確定6</p><p>　　第3章 系統(tǒng)的硬件選擇和設計7</p><p>　　3.1恒壓變頻供水系統(tǒng)硬件的選擇7</p><p>　　3.1.1水泵機組的選擇7</p><p>　　3.1.2 PLC及其擴展模塊的選擇7</p><p>　　3.1.3變頻器

21、的選擇8</p><p>　　3.1.4壓力傳感器和壓力變送器的選擇8</p><p>　　3.2 系統(tǒng)電氣部分主電路的分析和設計9</p><p>　　3.3 PLC可編程邏輯控制器的I/O端子分配11</p><p>　　3.4變頻器的選擇及接線12</p><p>　　第4章 變頻恒壓供水系統(tǒng)軟件的設計

22、14</p><p>　　4.1水泵運行狀態(tài)及過程分析14</p><p>　　4.2系統(tǒng)PLC程序設計方法15</p><p>　　4.3控制程序的設計16</p><p>　　4.4 PID控制及其控制算法17</p><p>　　第5章 變頻恒壓供水系統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的組成和設計20</p>

23、<p>　　5.1遠程監(jiān)控系統(tǒng)的組成20</p><p>　　5.2 PLC通信程序的設計21</p><p>　　5.3計算機通信程序設計21</p><p><b>　　小 結23</b></p><p>　　致 謝錯誤!未定義書簽。</p><p><b&g

24、t;　　參考文獻24</b></p><p>　　附錄1系統(tǒng)梯形圖25</p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　1.1課題研究的背景和意義</p><p>　　水是我們生產、生活不可或缺的組成部分，在提倡低碳生活、節(jié)約環(huán)保的今天，在人均水資源相對困乏的國家，如何高效的利用水資

25、源，成為比較突出的問題。隨著我國社會經濟的高度發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，各個大中小城市小區(qū)建設速度的不斷加快，對小區(qū)的基礎設施建設提出了更高的要求，而我國小區(qū)供水方面技術相對落后，自動化程度比較低。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設是小區(qū)基礎設施建設的一個重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、高效性、經濟性直接或間接的影響到小區(qū)用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。</p><p>　　小區(qū)日常的生活用水隨季節(jié)

26、、一天時間段的不同而有較大變化，一般夏天和早晚呈現(xiàn)高峰期，天氣較冷以及深夜用水量不大，因而經常出現(xiàn)供水用水的不平衡，主要表現(xiàn)在水壓上，用水多而供水少則水壓低，用水少而供水多則水壓高。如果水壓低，則無法將水供到高層用戶，要用水泵再次將水送至樓頂?shù)母呶凰?，再供應給用戶。這種將水通過二次方式供給用戶，對水資源會形成不同程度的污染，影響到居民的身體健康，而且對供水設備也會造成不同程度的損害，減短設備的使用壽命，再者電機頻繁地處于啟動和停止的變

27、換狀態(tài)會對電機產生較大的沖擊，因而導致供水設備的故障率升高，極大的影響了小區(qū)用戶的用水。</p><p>　　針對以上存在的一些問題，設計了基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)。該系統(tǒng)由PLC、遠傳壓力表、變頻器及多臺水泵機組等組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，使管網產生的壓力保持恒定，實現(xiàn)水泵電機的無級調速，根據(jù)用戶用水量的變化自動調節(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，在用水多時供水也多，用水少時供水也少，

28、采用該系統(tǒng)進行供水，可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，同時具有良好的節(jié)能性。在能源日益緊缺的今天研究設計該系統(tǒng)，所帶來的節(jié)能效益，對于提高供水企業(yè)效率以及人民的生活質量、降低能耗、節(jié)能減排等方面具有十分重要的現(xiàn)實意義。</p><p>　　1.2 PLC的定義及其應用</p><p>　　可編程控制器，簡稱PLC，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的

29、存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成的一個整體、易于擴充功能的原則設計。</p><p>　　可編程控制器在國民經濟的各個領域都得到了廣泛的應用，而且應用的范圍在不斷的擴大，其主要有以下幾個方面的應用：</p><p>　?。?）

30、PLC具有“與”“或”“非”等邏輯指令，可以實現(xiàn)觸點和電路的串聯(lián)、并聯(lián)，代替繼電器進行邏輯控制、順序控制與定時控制，既可以實現(xiàn)單臺機器控制，也可用于多機控制及自動化流水線的控制；</p><p>　?。?）PLC可以把描述目標位置的數(shù)據(jù)送給模塊，當每個軸動移動時，運動控制模塊能使之保持適當?shù)乃俣群图铀俣?，確保運動的平滑性?？删幊炭刂破鞯倪\動控制功能可廣泛的用于各種機械運動中。</p><p&g

31、t;　?。?）通過PLC模擬量輸入、輸出模塊，實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的轉換，并利用PID子程序或專用的智能PID模塊對模擬量進行閉環(huán)控制，完成對溫度、壓力、流量和速度等模擬量的過程控制。</p><p>　?。?）現(xiàn)代的PLC能進行數(shù)學運算、數(shù)據(jù)傳輸，也能進行數(shù)據(jù)的比較、數(shù)據(jù)的轉換和數(shù)據(jù)的通信等。</p><p>　?。?）PLC能完成基本單元與遠程I/O之間的通信、PLC之間的通信、PL

32、C和智能設備之間的通信。</p><p>　　1.3國內外變頻器調速技術的發(fā)展狀況</p><p>　　把電壓和頻率不變的交流電變化為電壓和頻率都可變的交流電的裝置叫做變頻器。從上世紀30年代開始，人們就致力于交流調速技術的研究。20 世紀60 年代以后，特別是70 年代以來，隨著電力電子技術、電機控制方式以及自動化控制水平的不斷提高，新的控制策略不斷涌現(xiàn)，使得交流調速技術得到迅猛發(fā)展，并

33、已在機械、冶金、電氣等行業(yè)得到普遍應用，交流調速以其比較明顯的節(jié)點效果，優(yōu)良的調速性能以及廣泛的普適性逐步取代直流調速的地位，已經成為電氣傳動領域發(fā)展的主流方向。</p><p>　　目前國外在變頻器調速技術方面有以下特點：</p><p>　?。?）在全球能源短缺和自動化程度不斷提高的情況下，變頻器在冶金、機械、石油、化工、紡織等各個行業(yè)以及風機、水泵等節(jié)能場合越來越被廣泛的應用，并取得

34、了顯著的經濟效益。</p><p>　?。?）功率器件發(fā)展十分迅速。變頻調速技術的產生和發(fā)展是建立在電力電子技術、電機控制方式以及自動化控制基礎之上的。近年來，高電壓、大電流以及智能模塊IPM (Intelligent Power Module)等器件的生產運用以及并聯(lián)、串聯(lián)技術應用的發(fā)展，使高電壓、大功率變頻器產品的生產及應用成為現(xiàn)實。</p><p>　?。?）高性能變頻調速理論基礎是

35、建立在控制理論和微電子技術支持現(xiàn)代自動化控制領域和以現(xiàn)代控制論為基礎，并融入模糊控制、專家控制、神經網絡控制等新的控制理論。在此基礎上高性能的變頻調速才得以發(fā)展。</p><p>　　我國電氣傳動產業(yè)始于1954 年。由于國內自行開發(fā)、生產產品的能力弱，對國外公司的依賴仍很嚴重。</p><p>　　1.4本文的主要內容</p><p>　　本文在通過對PLC變頻恒

36、壓供水技術和原理分析的基礎上，依據(jù)用戶對供水的需求，制定一套具有自動化程度高、高效節(jié)能、安全潔凈、維護方便等特點的供水系統(tǒng)。該套系統(tǒng)由PLC、變頻器、遠傳壓力表、多臺水泵機組、計算機、通信模塊等主要設備構成的全自動變頻恒壓供水及其遠程監(jiān)控系統(tǒng)，通過通信模塊實現(xiàn)對供水系統(tǒng)故障報警，以便保證供水系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠性。具體而言，本文主要包括了一下幾方面：</p><p>　?。?）本文在對供水系統(tǒng)進行分析和研究的基礎上提

37、出了相對可行的方案和確定提出該方案的方法。</p><p>　?。?）分析恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能原理，確定恒壓供水系統(tǒng)的設計方案，給出恒壓供水系統(tǒng)的原理和控制流程。</p><p>　?。?）討論PLC的程序設計方案以及程序執(zhí)行的特點，在此基礎上提出供水系統(tǒng)的程序設計方案。</p><p>　?。?）介紹PID的調節(jié)原理，利用PID的調節(jié)原理實現(xiàn)對供水系統(tǒng)的恒壓供水的調

38、節(jié)。</p><p>　?。?）通過計算機、通信模塊實現(xiàn)遠程監(jiān)控，并通過通信模塊實現(xiàn)對供水系統(tǒng)的故障報警，提出能實現(xiàn)該監(jiān)控和報警的軟件設計方案。</p><p>　　第2章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論分析及方案確定</p><p>　　2.1變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能原理分析</p><p>　　供水系統(tǒng)的主要參數(shù)有以下幾點：（1）流量Q是單位時間內

39、流過管道內某一界面的水流量。在管道界面不變的情況下，它的大小決定于水流的速度；（2）揚程H是供水系統(tǒng)中把水從一個位置上揚到另一位置時水位的變化量，數(shù)值上等于對應水位的水位差，通常用單位米來表述；（3）管阻R是閥門和管道系統(tǒng)對水流的阻力。它不是常數(shù)，很難用公式定量的計算，通常用揚程和流量的關系曲線來描述；（4）壓力P是體現(xiàn)供水系統(tǒng)中某一位置水壓的物理參數(shù)，它的大小在靜態(tài)時主要取決于管路的結構和所處的位置，在動態(tài)時，則還應與流量與揚程之間的

40、平衡關系有關。</p><p>　　供水系統(tǒng)主要由水泵、電動機、閥門和管道構成的。而揚程特性以管路中的閥門開度不改變?yōu)榍疤釛l件的。它主要反應了在某一轉速下，全揚程與流量之間的關系。圖中標注曲線，稱為揚程變化曲線。管阻特性以水泵的轉速不變?yōu)榍疤?，它主要反應閥門在某一開度下，來控制供水能力的特性曲線。管阻特性反映了水泵所提供的能量用來克服管網的水位帶來的壓力差、液體在管網中流動時產生阻力變化的規(guī)律。由下圖2.1可知，

41、在同一閥門開度下，揚程H越大，流量Q也是越大。揚程特性曲線和管阻特性曲線的交點，稱為供水系統(tǒng)的工作點，如圖中的A點，在A點上，供水系統(tǒng)既滿足了揚程特性，也符合了管阻特性，供水系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，在這個狀態(tài)上系統(tǒng)運行相對十分穩(wěn)定。</p><p>　　圖2.1 揚程與管阻的關系圖</p><p>　　用戶在不同的時間段對水的需求量是不同的。因此在供水系統(tǒng)中，最根本的需要被控制對象就是水流量的變

42、化。常見控制水流量的方法主要有閥門控制法和轉速控制法兩種。</p><p>　　閥門控制法主要控制對象是閥門，通過關小或開大閥門開度來調節(jié)流量，而電機的轉速則保持不變，一般為額定轉速。它的調節(jié)本質就是水泵本身的電機功率保持不變，即供水能力不變，通過改變供水中的阻力大小來改變流量的大小，以此來適應用戶的供水需求。這種調節(jié)方法管阻特性隨著閥門的開度的改變而改變，但是揚程特性不變。</p><p&g

43、t;　　轉速控制法是通過改變電動機的轉速來調節(jié)流量的，而閥門的開度則保持不變。它的本質是通過改變水泵的轉速來調節(jié)流量，以此來適應用戶對供水量的需求。當水泵的轉速改變時，揚程特性也隨之改變，而管阻特性則保持不變。</p><p>　　根據(jù)相關資料介紹，水泵工作效率的相對值的近似計算公式如下：</p><p>　　=C1（Q/n）-C2(Q/n)*2 (2-1

44、)</p><p>　　式中、Q、n分別表示效率、流量和轉速的相對值；C1\C2是常數(shù)，有水泵的制造廠家提供。</p><p>　　根據(jù)公式可知，當用閥門控制法來減小流量時，由于轉速不變，n=1，Q/n= Q，由此得出隨著流量的減小，水泵工作的效率明顯變得十分低下。而用轉速控制法是，由于在閥門開度不改變的情況下執(zhí)行的，流量和轉速成正比，Q/n不變。由此可知用轉速控制法時，水泵的工作效率一直

45、處于最佳的工作狀態(tài)。</p><p>　　傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)在實際的運行過程當中，即使在用水量的高峰期，電動機也常常是處于輕載狀態(tài)的，其效率和功率因素都相對較低。而采用變頻調速控制法以后，可在將閥門完全打開的情況下，適當降低電動機的轉速。電動機在低頻運行是，變頻器具有能夠根據(jù)負荷輕重調整輸入電壓的功能，從而提高了電動機的工作效率。</p><p>　　2.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論思路分析<

46、;/p><p>　　變頻恒壓供水控制系統(tǒng)是把供水的管網水壓作為一個主要的控制目標，主要是把系統(tǒng)設定供水壓力和供水系統(tǒng)中的管網的實際水壓相協(xié)調。設定的供水壓力是一個經過計算過的常數(shù)，也可以是一個按照小區(qū)需水情況而設定的一個以時間為分段的函數(shù)，在設定的每一個時間段是一個常數(shù)。因此，在某一個特定的時間段和時間點，系統(tǒng)控制的目標就是使管網的實際供水壓力維持在一個系統(tǒng)設定和要求的供水壓力點上。</p><p

47、>　　根據(jù)圖2.2可以得出，在系統(tǒng)運行的進程中，如果管網實際的供水壓力高于設定的壓力值，系統(tǒng)就會得到一個負的壓力值，這個壓力值經過計算和轉換，計算機變頻器輸出一個頻率應該的減少值，這個計算出來的值是為了增大實際供水壓力和設定了的壓力值的差值，如果將這個減少量和變頻器的當前的輸出量相加，所得到的數(shù)值就是變頻器應該輸出的頻率。這個頻率就可以改變電機水泵的轉速，使之減小，來實現(xiàn)管網實際壓力的降低，這個過程在運行中會不斷的重復的把實際壓力

48、值和設定壓力值進行對比，計算和轉換直到兩個值相等為止。如果管網的供水壓力低于系統(tǒng)設定的壓力，那么所獲得的情況則與上訴陳述剛好相反，變頻器的輸出頻率會得到應有的提高，電機的轉速會加快，實際管網的供水壓力會得到相應的增大，這樣做最后的目的也是把實際供水壓力和設定的壓力達到相等。</p><p>　　圖2.2 恒壓供水系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　2.3變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案確定<

49、/p><p>　　從上面的變頻恒壓供水系統(tǒng)的原理框圖可以很容易得出，該系統(tǒng)主要有以下幾部分組成：PLC、變頻器、遠傳壓力表、多臺水泵機組、計算機、通信模塊等主要設備。該系統(tǒng)主要的設計任務是利用PLC和變頻器，控制多臺水泵，實現(xiàn)水泵的管網水壓的恒定和水泵電機的軟啟動以及對運行數(shù)據(jù)進行傳輸。這種由變頻器、PLC、計算機和通信模塊組成的系統(tǒng)，具有控制方式靈活、人機接口簡潔等優(yōu)點。系統(tǒng)良好的通信接口，可以方便地進行數(shù)據(jù)交換。

50、而PLC具有通用性強的特點，用戶可以靈活的組成各種規(guī)格和要求不同的控制措施。也可以通過PC機來改變存儲器中寫好的控制程序，使得它的現(xiàn)場操控調節(jié)更加簡單方便。而且該類系統(tǒng)適合在各種不同場合的恒壓供水系統(tǒng)，并且與機組的容量大小無關。</p><p>　　第3章 系統(tǒng)的硬件選擇和設計</p><p>　　3.1恒壓變頻供水系統(tǒng)硬件的選擇</p><p>　　根據(jù)變頻恒壓供

51、水系統(tǒng)的原理框圖，可初步得出該系統(tǒng)電氣的控制總框圖。</p><p>　　圖3.1 系統(tǒng)電氣控制總框圖</p><p>　　由該框圖可以得出，變頻恒壓供水系統(tǒng)主要包括以下硬件：</p><p><b>　?。?）水泵機組；</b></p><p><b>　?。?）變頻器；</b></p>

52、;<p>　?。?）PLC及其擴展模塊；</p><p><b>　?。?）壓力傳感器。</b></p><p>　　以下就各個硬件進行介紹，并進行選型。</p><p>　　3.1.1水泵機組的選擇</p><p>　　本課題要求多臺水泵機組實現(xiàn)供水的需要，又由于小區(qū)用戶在對水的需求存在早晚高峰期等特點，

53、因此，這里選擇三臺電機水泵，實現(xiàn)小區(qū)不同時間段的供水需求。在選擇供水機組時，要確保水泵的運行穩(wěn)定，為了達到節(jié)能的要求，要求水泵大部分時間處于高效運行的區(qū)域。因此所選的水泵應該根據(jù)小區(qū)實際的對水的需求情況相適應。</p><p>　　3.1.2 PLC及其擴展模塊的選擇</p><p>　　目前，生產可編程控制器的廠商很多，每個廠家又生產很多系列，不同的系列都具有其自己的設計特點和特定的指令

54、系統(tǒng)。而PLC是供水系統(tǒng)中實現(xiàn)恒壓變頻的核心，它主要負責完成對系統(tǒng)中輸入信號的采集，對輸出模塊的控制和數(shù)據(jù)的交換。所以在選擇PLC時，應充分考慮它的運算功能、控制功能、通信功能、診斷功能、處理速度和帶擴展模塊的能力等各方面的因素。這里選擇日本三菱的FX系列PLC。FX系列中有FX-1S，F(xiàn)X-1N和FX-2N三種型號。由于FX-2N是FX系列最先進的，它是一種功能最強、速度最快的微型可編程控制器，它具有執(zhí)行速度快、補充了通信功能、滿足大

55、量特殊功能模塊、等特點。在實際的應用中提供最大的靈活度和控制力。按照系統(tǒng)的要求，在供水系統(tǒng)中，選擇FX-2N-32MR和擴展輸出模塊 FX-2N-16EYR。</p><p>　　FX-2N-32MR的主要參數(shù)為：每條基本指令執(zhí)行時間為0.08μs；具有27條基本指令、2條步進指令和298條功能指令；有3072點輔助繼電器、1000點狀態(tài)繼電器、256點定時器、235點計數(shù)器、8000多點16位數(shù)據(jù)寄存器、128

56、點跳步指針和15點中斷指針；內附8K步RAM（RUN過程中可更改程序），最大可擴展到256個I/O點；輸出形式為繼電型；通信能力強。</p><p>　　擴展輸出模塊 FX-2N-16EYR有16個輸出點，屬于繼電輸出型。</p><p>　　3.1.3變頻器的選擇</p><p>　　由電機拖動中交流調速的相關知識可知，變頻調速的性能最好。變頻調速電氣傳動調速范圍

57、大，靜態(tài)穩(wěn)定性好，運行效率高，是一種比較理想的調速系統(tǒng)。對變頻器的選擇，首先要確定變頻器的容量，用所配電動機的額定功率和額定電流來確定變頻器的容量。根據(jù)控制功能不同，通用變頻器可分為三種：普通功能型U/f變頻控制器、具有轉矩控制功能的高功能型U/f變頻控制器和矢量控制高功能型變頻控制器。其中普通功能型U/f變頻控制器是專門為風機、泵用而設計的。</p><p>　　3.1.4壓力傳感器和壓力變送器的選擇</

58、p><p>　　壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自動化控制、航空航天、軍工、石油化工、油井、電力、船舶、機床等眾多行業(yè)。壓力傳感器主要是利用壓電效應制造而成的。壓力傳感器和壓力變送器的主要作用是把壓力信號傳到電子設備，進而在計算機顯示壓力。其原理是：將水壓這種壓力的力學信號轉變成電流（4-20mA）這樣的模擬信號，作為模擬輸入模塊的輸入。

59、壓力和電壓大小成線性關系，一般是正比關系，所以變送器輸出的電壓或電流隨著壓力增大而增大。壓力傳感器在傳輸?shù)倪^程中往往受到周圍信號的干擾，當壓力傳感器和壓力變送器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可能開啟所有的水泵，而此時用戶的用水量又達不到所有水泵開啟的高度，這就使水管中的水壓迅速上升，產生爆管的危險。為了防止這種高水壓損害設施的出現(xiàn)，在該供水系統(tǒng)中使用壓力上限報警設置，即在壓力超出PLC中設定的數(shù)值時，關閉所有水泵進行報警。該系統(tǒng)對傳感器的要求不是非常

60、高，采用普通的壓力表和數(shù)顯儀實現(xiàn)壓力的檢測變送和顯示。數(shù)顯儀輸出一路4-20mA的電流信號，送給變頻器作為PID調節(jié)的反饋信號，在設定壓力上限，來輸出壓力超</p><p>　　圖3.2 壓力傳感器接線圖</p><p>　　3.2 系統(tǒng)電氣部分主電路的分析和設計</p><p>　　變頻器的輸入信號主要考慮兩種：一是控制信號，它包括PLC輸給變頻器的FWD信號和壓

61、力傳感器輸送過來的壓力檢測信號。壓力信號經PLC檢測到后由PLC輸出，壓力信號是作為變頻器為PID單元反饋輸入信號；還有一種是電源信號。</p><p>　　變頻器的輸出信號主要也考慮兩種：一是包括三種輸出控制信號，即送PLC的超過壓力上限信號、欠壓信號和變頻器的故障信號；還有一種送到電機的變頻輸出電源信號。</p><p><b>　　圖3.3 開環(huán)控制</b>&l

62、t;/p><p><b>　　圖3.4 閉環(huán)控制</b></p><p>　　變頻恒壓供水系統(tǒng)采用一臺變頻器拖動3臺大功率電動機，可在變頻和工頻兩種方式下運行。壓力傳感器把管道水壓變換為電信號，經模擬量轉換輸人模塊，PLC根據(jù)設定的壓力值與實際檢測到的數(shù)值進行PID運算，輸出控制信號經模擬量輸出模塊到變頻器，調節(jié)水泵電機的供電電壓和頻率。小區(qū)的供水系統(tǒng)存在日夜時間段不同，

63、蓄水量不同的情況。系統(tǒng)首先有一臺電機在變頻狀態(tài)下運行，當小區(qū)用戶用水量大到水泵全速運作也不能保證管網的壓力穩(wěn)定時，PLC設定的壓力下限信號與變頻器的高速信號同時被PLC檢測到，PLC自動將原來工作在變頻狀態(tài)下的水泵改變到工頻運行狀態(tài)，以保持管網壓力的連續(xù)性，同時將下一臺備用水泵用變頻器啟動后投人使用，以加大管網的供水量保證壓力穩(wěn)定。如果小區(qū)用戶的用水量非常大（比如盛夏晚間），有2臺電機水泵工作下仍不能滿足管網壓力的要求，則將變頻工作狀態(tài)

64、下的2號水泵投人到工頻運行狀態(tài)，再將一臺3號水泵投入變頻運行狀態(tài)。當用戶用水量減少時，首先表現(xiàn)為變頻器已工作在最低速信號有效，這時壓力上限信號如仍然出現(xiàn)，PLC首先將最先工頻運行的泵停掉，以減少供水量。當上述2個信號仍存在時，PLC再停掉第2臺工頻運行的電機，直到</p><p>　　在系統(tǒng)的控制電路中，電機水泵用的是強電，而PLC設備等是弱電。在設計中應考慮強電和弱點的隔離問題。在保護PLC方面，可以在PLC輸

65、出端口和交流接觸器之間引入一個中間繼電器，通過中間繼電器控制接觸器線圈的得電和失電。</p><p>　　在使用變頻器的時候，不能一臺電機同時接到工頻和變頻電源的現(xiàn)象。所以在主泵電機的工頻和變頻運行接觸器做了互鎖設計；變頻器是按單臺電機容量給予配置的，不允許同時帶多臺電機進行變頻運行，所以在各臺電機的變頻運行也做了互鎖。</p><p>　　圖3.5 系統(tǒng)電氣部分電路設計</p>

66、;<p>　　3.3PLC可編程邏輯控制器的I/O端子分配</p><p>　　前面已經選擇PLC型號為三菱FX-2N-32MR和擴展模塊FX-2N-16EYR。FX-2N-32MR內部包括CPU、存儲器、輸入輸出端口、電源；其中輸入點數(shù)為16點，輸出點數(shù)為16點。PLC的端子具體分配情況如下表所示：</p><p>　　表3-1 PLC端子分配</p><

67、;p>　　以下是PLC的接線圖：</p><p>　　圖3.6 PLC的接線圖</p><p>　　3.4變頻器的選擇及接線</p><p>　　按照系統(tǒng)要求，本系統(tǒng)選用富士變頻器FRN55P11S-4CX，這種變頻器具有多功能低噪聲高性能的特點。其接線和功能設定去下表所示：</p><p>　　表3-2變頻器接線和功能設定</

68、p><p>　　以下對標準的頻率參數(shù)的設置進行簡單的說明：</p><p>　　最高輸出頻率：水泵的轉矩與轉速的平方成正比，當轉速超過額定轉速時，會導致電動機嚴重過載。所以，變頻器所設置的最高頻率只能與水泵的額定頻率相等，即50HZ。</p><p>　　上限頻率；在實際50HZ運行時，水泵的變頻實際轉速高于工頻運行時的轉速，增大了電動機的負載，所以上限頻率應略低于最高

69、頻率50HZ。</p><p>　　下限頻率：在電動機運行時，轉速過低，會出現(xiàn)水泵的全揚程小于實際揚程，形成水泵空轉的情況，所以下限頻率應該根據(jù)實際的情況進行調整。</p><p>　　啟動頻率：水泵在啟動的時候，葉輪全部浸在水中，啟動存在阻力，從0HZ開始，在一定的頻率內，是轉不起來的。</p><p>　　第4章 變頻恒壓供水系統(tǒng)軟件的設計</p>

70、<p>　　4.1水泵運行狀態(tài)及過程分析</p><p>　　在第三章中已經初步提到了水泵的運行狀態(tài)，為了能滿足小于用戶用水量的需要，保持管道水壓的恒定，需要控制變頻器的頻率和三臺水泵投入使用。同時為了保證系統(tǒng)的安全性和可靠性，在程序的設計中需要注意幾點：</p><p>　　在系統(tǒng)中，變頻器只控制當前變頻的電機；</p><p>　　對于每臺泵，任何時

71、刻都只能工作在變頻或工頻其中的一種狀態(tài)，否則應處于停止狀態(tài)；</p><p>　　前面提到的數(shù)顯儀的主要界面顯示PLC和變頻器以及其他系統(tǒng)的通訊情況、壓力的設定和反饋、水泵的工作狀態(tài)等。</p><p>　　系統(tǒng)三臺可變頻水泵根據(jù)小區(qū)需水情況進行智能調節(jié)。當系統(tǒng)處于自動變頻運行方式時，第一步啟動一臺水泵，使該水泵處于變頻供水狀態(tài)，并開始工作達到供水的目的。1號水泵的運行中，變頻器根據(jù)實際管

72、網水壓的變化，通過內置PID調節(jié)器調整水泵的轉速，從而控制管網的水流量，維持一定的水壓。如果用戶的用水量進一步上升，達到1號水泵的最大供水能力時，仍然達不到系統(tǒng)設定的壓力值，PLC會給出一個控制信號，示意1號水泵與變頻器斷開，轉而進入一個工頻運行的狀態(tài)，同時PLC給出一個控制信號，使變頻器對2號水泵進行連接，并啟動2號水泵。這是1號水泵為工頻運行，2號水泵為變頻運行，2臺水泵處在一個并聯(lián)運行的狀態(tài)，這時內置PID根據(jù)實際管網壓力的數(shù)值，

73、進行對2號水泵的轉速調節(jié)，維持正常的水壓。如小區(qū)用水量繼續(xù)增加，兩個水泵也無法滿足水壓的要求時，系統(tǒng)會按照以上的過程，繼續(xù)軟啟動3號電機，而1號、2號均處于工頻狀態(tài)，3號處于變頻運行狀態(tài)。在隨著用水需求的上升而增加水泵數(shù)量的過程中，都是首先保證原來處于變頻的水泵優(yōu)先轉入工頻恒速運行，新開啟的水泵軟啟動處于變頻運行狀態(tài)，其中只有一臺電機水泵是處于變頻工作狀態(tài)的。</p><p>　　相反當用戶對水的需求量減少時，P

74、LC控制變頻器通過內置的PID調節(jié)降低電機水泵的轉速，來維持水壓的正常。如果變頻器的輸出頻率達到了電機的下限頻率時，水壓仍然是過高的，那么，按照“先起先停”的原則，由PLC對變頻器傳輸一個控制信號，將當前的處于工頻狀態(tài)的電機水泵關閉，同時PID調節(jié)器將根據(jù)新的水壓自動升高變頻器的輸出頻率，加大供水能力，維持水壓。按照這樣的原則，隨著需水量的下降，逐步關掉處于工頻狀態(tài)的運行水泵。</p><p>　　當需水量繼續(xù)減

75、少到只剩一臺變頻電機水泵工作時，若用水量繼續(xù)減少，變頻器在輸出頻率到達下限時，管網中的水壓仍然過高，則關閉工頻運行的電機水泵，直到只有一臺電機水泵處于變頻運行狀態(tài)為止。這種情況一般在深夜時候發(fā)生。</p><p>　　由于本系統(tǒng)由三臺電機組成，為了避免某臺電機在長時間沒有得到運作而出現(xiàn)生銹而導致銹死的現(xiàn)象，系統(tǒng)的供水狀態(tài)應該按照“先起先?！钡脑瓌t，即變頻工頻的切換按照“有效狀態(tài)循環(huán)法”。</p>&

76、lt;p>　　系統(tǒng)采用三臺主泵和一臺輔助泵來給小區(qū)提供供水，按照“先起先?！钡脑瓌t，其中參與變頻運行的水泵，總共有10種有效的供水狀態(tài)。具體如下表所示：</p><p>　　表4-1系統(tǒng)供水電機運行狀態(tài)表</p><p>　　各種狀態(tài)之間的轉換和轉換的條件已經目前所處的供水狀態(tài)有關。轉換條件是根據(jù)變頻器輸出頻率是否達到了極限頻率和水壓是否達到了上下限值。設變頻器在輸出頻率達到了極限頻

77、率的信號為X1，水壓達到設定壓力的下限值時所產生的欠壓信號設定為X2，水壓達到設定的上限值時的差壓信號設定為X3。它們滿足的關系如下：</p><p>　　增加主泵條件應同時滿足X1和X2；減少主泵條件應同時滿足X1和X3。</p><p>　　4.2系統(tǒng)PLC程序設計方法</p><p>　　美國通用公司率先提出采用一種可編程序的邏輯控制器來取代硬件接線控制電路的

78、設想后，引發(fā)了PLC開發(fā)的熱潮。從此以后，PLC在工業(yè)環(huán)境中因可靠性高、控制程序可變、具有良好的柔性、編程方法簡單易學、功能性強、性價比高、能耗低等眾多優(yōu)點使之發(fā)展十分迅速?？删幊炭刂破鞯挠布晌⑻幚砥鳎–PU）、存儲器、I/O接口電路、電源、擴展接口、外設接口及編程器等組成。其中CPU是PLC的核心組成部分，在PLC系統(tǒng)中通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲器、I/O接口等連接，在整個系統(tǒng)中起到了類似人體神經中樞的作用，來協(xié)調整個系

79、統(tǒng)。</p><p>　　可編程器工作時，CPU每一瞬間只能完成一件事，也就是說一個CPU每一時刻只能執(zhí)行一個操作而不可能同時執(zhí)行多個操作。CPU是按分時操作方式來順序處理各項任務的。PLC對許多需要處理的任務依次按規(guī)定順序進行訪問和處理。但是CPU的運算速度是極高的。</p><p>　　梯形圖是使用最多的可編程控制器圖形編程語言，梯形圖稱為電路或程序，梯形圖的設計叫做編程。梯形圖的分析

80、設計方法是根據(jù)控制要求選擇相關聯(lián)的基本控制環(huán)節(jié)或經過驗證正確的成熟程序，并對他進行修改和補充，最終綜合成滿足控制要求的比較完整能實現(xiàn)控制的程序。梯形圖的特點是沒有固定的設計步驟，方法簡單易學，但也有明顯的缺點，其最終設計結果未必是最佳的設計方案。</p><p>　　PLC程序執(zhí)行過程分為三個階段，輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。</p><p>　　在程序開始執(zhí)行的時候，PLC

81、用掃描的方式將輸入信號的狀態(tài)讀入到寄存器中存儲起來，輸入狀態(tài)按“1”或“0”讀入。當輸入狀態(tài)發(fā)生變化時，寄存器中的內容也不會有所改變，只要在下一個工作周期輸入采樣階段后才會被重新讀入。</p><p>　　程序執(zhí)行時，PLC按照順序掃描方式對程序進行掃描，在掃描到一個指令時，寄存器中讀出輸入的狀態(tài)，將執(zhí)行結果輸入到另一個寄存器中。</p><p>　　程序執(zhí)行完成后，就會進入輸出的刷新階段

82、。這個階段將寄存器中所輸出的狀態(tài)轉存到輸出電路，在驅動負載設備，PLC完成實際輸出。</p><p>　　4.3控制程序的設計</p><p>　　按照本供水系統(tǒng)的需要，PLC需要實現(xiàn)的功能主要有，電機的自動變頻運行、自動工頻運行、手動自動轉換控制模塊等。在通過PLC控制，PID的調節(jié)，完成對系統(tǒng)中主要的電機變頻和工頻運行的切換。</p><p>　　自動工頻運行：

83、是一種備用供水方案。為了防止變頻器發(fā)生故障，維持壓力的恒定，系統(tǒng)根據(jù)設定的壓力上限和下限自動調節(jié)電機工頻運行的臺數(shù)，繼續(xù)給小區(qū)用戶提供用水。</p><p>　　自動變頻運行：是智能根據(jù)用戶用水量的需要，增加或減少電機，采用變頻的模式，達到節(jié)能的目的。</p><p>　　遠程手動控制：是在供水系統(tǒng)的控制間內，用外端設備，如計算機和PLC組成的通信模塊遠程控制電機水泵的運行。</p&

84、gt;<p>　　現(xiàn)場手動控制是在電機水泵房通過人工來控制電機的變頻和工頻的運行。</p><p>　　圖4.1 PLC控制程序流程圖</p><p>　　4.4 PID控制及其控制算法</p><p>　　PID控制的特點歸納如下：</p><p>　　比例控制規(guī)律（P）：采用比例控制規(guī)律的優(yōu)點是能較快的克服擾動所帶來的影響，

85、使系統(tǒng)在短時間內穩(wěn)定下來，但仍有余差的存在。這比較適合在控制通道滯后較小、負荷變化不大、控制精度要求不高、被控對象的參數(shù)允許在一定范圍內有余差存在的場合。</p><p>　　比例積分控制規(guī)律（PI）：比例積分控制規(guī)律在工業(yè)上應用的是最廣泛的。積分能達到消除余差的效果，它適用于控制通道滯后較小、負荷變化不大、被控對象參數(shù)不允許有余差存在的場合。</p><p>　　比例微分控制規(guī)律（PD）

86、：在這種控制規(guī)律中，微分具有超前的作用，對于存在容量滯后的控制通道，可以引入微分控制規(guī)律，在微分時間設置得當?shù)那闆r下，對于改善系統(tǒng)的動態(tài)性能指標有顯著的效果。對于控制通道的時間常數(shù)和容量滯后較大的場合，為了能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小動態(tài)偏差等可選用比例微分控制規(guī)律。但是對于純滯后較大，測量信號有噪聲或周期性擾動的系統(tǒng)，不宜采用微分控制。</p><p>　　比例積分微分控制規(guī)律（PID）：這種控制規(guī)律是一種比較理想

87、的控制規(guī)律，它在比例的基礎上又引入了積分，這樣可以消除余差，再加入微分作用，能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。適用于控制通道時間常數(shù)或容量滯后較大、控制要求較高的場合。</p><p>　　圖4.2 PID控制原理圖</p><p>　　模擬PID控制器的微分方程為：</p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　

88、　式中Kp為比例系數(shù)；TI為積分時間常數(shù)；TD為微分時間常數(shù)。</p><p><b>　　取拉氏變換：</b></p><p><b>　　(4-2)</b></p><p>　　整理后得PID控制器的傳遞函數(shù)為</p><p><b>　　(4-3)</b></p&g

89、t;<p><b>　　其中，為積分系數(shù)；</b></p><p><b>　　，為微分系數(shù)。</b></p><p>　　該系統(tǒng)由模擬PID控制器和被控對象組成，系統(tǒng)供水的目的是要保證供水能力適應小區(qū)用戶的需求變化。供水管網壓力的變化，是有供水能力和用水需求的不平衡產生的。主要就可以通過調節(jié)壓力的方法，來實現(xiàn)對供水流量大小的調節(jié)，

90、保證供水能力和需求通水的平衡。</p><p>　　實現(xiàn)這個平衡的過程一般如下：根據(jù)用戶對水壓的需求，給PID調節(jié)器設置一個預先的目標壓力數(shù)值，而管網中的實際水壓，是通過壓力傳送器換成4-20mA的模擬電流信號，將這個信號反饋給變頻器內的PID調節(jié)器，PID則會根據(jù)目標壓力值和實際壓力的偏差，給出一個適合的調節(jié)，自動調節(jié)變頻器輸出頻率，然后調節(jié)電機水泵的轉速，適應用戶用水量的變化，用這種方法來取得這個動態(tài)的平衡。

91、</p><p>　　第5章 變頻恒壓供水系統(tǒng)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的組成和設計</p><p>　　5.1遠程監(jiān)控系統(tǒng)的組成</p><p>　　為了提升小區(qū)供水的可靠性和穩(wěn)定性，進一步提升系統(tǒng)的管理水平和出現(xiàn)故障時的應急處理能力，對系統(tǒng)安裝一套遠程監(jiān)控系統(tǒng)，進行監(jiān)測。</p><p>　　監(jiān)控系統(tǒng)采用計算機配合PLC的方式，進行有效的監(jiān)控。計算機職

92、業(yè)負責獲取電機、變頻等的運行情況，并在對故障發(fā)生發(fā)去及時的報警。PLC主要是對系統(tǒng)中輸入信號進行采集，對輸出單元進行控制和對外的數(shù)據(jù)交換等。</p><p>　　三菱FX2N系列既可以選擇在內部安裝一塊FX-2N-232-BD通信用功能擴展板，用于各種RS-232設備通信；又可以內部安裝一塊FX-2N-422-BD通信用功能擴展板，用于與RS-422通信；還可以內部安裝一塊FX-2N485-BD通信用功能擴展板，

93、用于與RS-485通信。由于供水系統(tǒng)的監(jiān)測系統(tǒng)距離電機較遠，適合采用RS-485通信方式。因此在PLC和計算機之間增加擴展模塊RS-232C/485，交換接口FX485PC-IF、RS-485，通信適配器FXON-485ADP和RS-485，通信功能擴展板FX2N-CNV-BD。其中擴展板安裝在PLC內部，之起到接口變換的作用。具體連接圖如下所示：</p><p>　　圖5.1 計算機與PLC連接方案圖</

94、p><p>　　為了保證收發(fā)各方通信的準確和暢通，類似于交通規(guī)則來規(guī)范交通行為一樣，在通信系統(tǒng)中用通信協(xié)議來規(guī)范收發(fā)各方通信行為。PLC配備了專用的通信接口和通信模塊，以便與上位機進行通信。</p><p>　　PLC與計算機之間進行通信是，系統(tǒng)參數(shù)由PLC發(fā)給上位機，然后上位機對數(shù)據(jù)經過分析加工處理后，反饋給操作者，操作者再將需要執(zhí)行的命令輸入到上位機，由上位機回傳給PLC。上位機通常都是通

95、用計算機，完成數(shù)據(jù)傳輸、處理、顯示和打印，監(jiān)視工作狀態(tài)，網絡通信和編制PLC程序，而PLC仍然是面向現(xiàn)場和設備，進行實時控制。</p><p>　　PLC與計算機之間進行通信采用的是RS-232標準，數(shù)據(jù)交換方式是字符串的ASCII碼。</p><p>　　表5-1命令和字符串的編碼格式</p><p>　　5.2PLC通信程序的設計</p><

96、p>　　PLC通信程序的設計需要對D8120、D8121和D8129這幾個特殊功能寄存器進行設置，確定通信的協(xié)議。這里選擇的通信參數(shù)為波特率9600，偶校驗，七位數(shù)據(jù)，一位停止位，站號為1，校驗時間為10ms，它的梯形圖如下所示：</p><p>　　圖5.2 PLC通信設置梯形圖</p><p>　　5.3計算機通信程序設計</p><p>　　上位機的流程

97、圖如下所示：</p><p>　　圖5.3上位機流程圖</p><p>　　計算機根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)進行判斷，如果數(shù)據(jù)讀寫不出或者是錯誤的，則會要求重新發(fā)送。如果寫入的數(shù)據(jù)成功，則會啟動定時器1，定時進行采樣處理；如果讀入成功，那么接收到的是采樣數(shù)據(jù)，計算機進行顯示和調用網絡進行數(shù)字處理，處理完成后將頻率和設定的壓力值進行發(fā)送，開啟定時器2，等待其響應。</p><p&g

98、t;　　計算機系統(tǒng)中主要有以下四個控件，參數(shù)設置、實時監(jiān)控、啟動和關閉按鈕。</p><p>　　這些控件的主要功能有：管網壓力的設定值，對壓力顯示進行校正而設定的校正系數(shù)，系統(tǒng)需要重新啟動設定的復位按鈕。</p><p><b>　　小 結</b></p><p>　　本論文主要研究的是基于PLC的恒壓變頻供水系統(tǒng)。本文在對課題進行分析和研

99、究的基礎上，提出了對該供水系統(tǒng)的設計方案和設計思路，確定了該系統(tǒng)研究的內容和研究的方法。論文分析變頻恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能的原理，基本給出恒壓供水的理論模型，確定變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案，提出控制流程以及工作原理。論文討論PLC的程序設計以及程序的執(zhí)行，并在這個基礎上編寫了供水系統(tǒng)控制程序，文中在介紹了PID的基礎上，分析利用PID調節(jié)原理來實現(xiàn)恒壓供水系統(tǒng)的調節(jié)過程。針對小區(qū)供水的需求，設計了一套由PLC、變頻器、遠傳壓力表、多臺水泵機組

100、、計算機、通信模塊等主要設備構成的全自動變頻恒壓供水及其遠程監(jiān)控系統(tǒng)，并通過通信模塊實現(xiàn)對供水系統(tǒng)故障報警。這種系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)，具有安全可靠、高效、節(jié)能的顯著特點。在實現(xiàn)了簡單操作的同時，節(jié)約了人力，提高了電能的有效利用，也為小區(qū)供水的衛(wèi)生安全提供了可靠性。</p><p>　　本系統(tǒng)具有以下特點：</p><p>　　由PLC和一臺變頻器控制多臺水泵，實現(xiàn)1臺工頻輔助泵配合3臺可

101、工變頻水泵，實現(xiàn)多臺水泵根據(jù)小區(qū)用水情況循環(huán)啟動。</p><p>　　PLC和內置PID的配合，能有效的調節(jié)模塊的變頻器，實現(xiàn)管網水壓的恒定。</p><p>　　通過自動工頻運行、現(xiàn)場手動操作等方式，實現(xiàn)了系統(tǒng)的故障處理能力，具有在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能夠及時進行現(xiàn)場報警和遠程通信報警。</p><p>　　在PLC和變頻器的調節(jié)下，有效地實現(xiàn)了系統(tǒng)的節(jié)能目標。<

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