PLC在高樓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[電][西門子]（PLC類）【含CAD高清圖紙和說明書】

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結(jié)束語18參考文獻(xiàn)19PLC在高樓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要本文分析了變頻調(diào)速技術(shù)在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用，提出了以PLC+變頻器相結(jié)合的恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計方案，并介紹了系統(tǒng)組成及工作原理。關(guān)鍵詞：變頻器 恒壓供水系統(tǒng)A Constant Pressure Water Supply System in Building Based on PLCInverter Abstract This paper introduces the technique features of inverter for a constant pressure water supply system,analyzes a control system with PLCinverter control,and discussed the control system and its working principles.Key Words: inverter constant pressure water supply systemIII外文翻譯資料西門子無限創(chuàng)新 推動世界總部位于柏林和慕尼黑的西門子公司是世界上最大的電氣工程和電子公司之一。自從公司成立以來，可持續(xù)性就一直是西門子公司的顯著特征。在西門子，可持續(xù)性意味著長期的經(jīng)濟(jì)成功以及一個好的企業(yè)公民所應(yīng)具備的環(huán)境意識和社會責(zé)任感。2005財年（截止于9月30日），公司在全球擁有大約461,000名雇員，實現(xiàn)銷售額754.45億歐元，凈收入30.58億歐元。其中80%的銷售額來自德國境外。西門子是一家大型國際公司，其業(yè)務(wù)遍及全球190多個國家，在全世界擁有大約600家工廠、研發(fā)中心和銷售辦事處。公司的業(yè)務(wù)主要集中于6大領(lǐng)域：信息和通訊、自動化和控制、電力、交通、醫(yī)療系統(tǒng)和照明。西門子的全球業(yè)務(wù)運(yùn)營分別由13個業(yè)務(wù)集團(tuán)負(fù)責(zé)，其中包括西門子財務(wù)服務(wù)有限公司和西門子房地資產(chǎn)管理集團(tuán)。此外，西門子還擁有兩家合資企業(yè)博世西門子家用電器集團(tuán)和富士通西門子計算機(jī)（控股）公司。 西門子在電氣工程和電子領(lǐng)域擁有完善的業(yè)務(wù)組合。西門子的業(yè)務(wù)活動受到各種地區(qū)和行業(yè)因素的影響。除了國際性業(yè)務(wù)（如發(fā)電、輸配電、醫(yī)療系統(tǒng)和交通技術(shù)集團(tuán)，這些業(yè)務(wù)一般擁有較長的業(yè)務(wù)周期）之外，其他領(lǐng)域的業(yè)務(wù)（如通信集團(tuán)和歐司朗的消費品業(yè)務(wù)和自動化與驅(qū)動集團(tuán)的資本品業(yè)務(wù)）易受短期商情趨勢和當(dāng)時經(jīng)濟(jì)狀況的影響。良好的業(yè)務(wù)組合幫助西門子從容應(yīng)對2005財年艱難商業(yè)環(huán)境帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 此外，我們的業(yè)務(wù)領(lǐng)域還能充分體現(xiàn)未來發(fā)展的大趨勢。目前，西門子正在研發(fā)新的解決方案，以迎接未來來自衛(wèi)生、能源、水處理、通信、交通、安防、物流和自動化領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。 作為一家全球性公司，西門子充分發(fā)揮其多種業(yè)務(wù)組合的協(xié)力優(yōu)勢，以公司總體戰(zhàn)略為指針，架構(gòu)明確，職責(zé)分明，積極為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造價值。公司的傳統(tǒng)優(yōu)勢在于其創(chuàng)新能力、客戶為本、全球性業(yè)務(wù)以及財務(wù)實力。 西門子的業(yè)務(wù)活動主要集中在全球電氣市場，該市場2005年的市場總量達(dá)26,900億歐元。隨著目前世界經(jīng)濟(jì)的降溫，預(yù)計2006年全球電氣、電子市場的增幅將略有下降。但以其近7.5%的增速，該市場仍將保持其長期增長勢頭。 對于一家電氣工程和電子領(lǐng)域的世界級公司而言，創(chuàng)新是其首要工作。2005年，為了保持技術(shù)的領(lǐng)先，公司在研發(fā)領(lǐng)域投資52億歐元。2004財年，西門子的研發(fā)人員共實現(xiàn)了約8,800項發(fā)明，比上一年度增長了7%， 其中三分之二申請了專利。在專利領(lǐng)域，西門子在德國高居榜首，在歐洲名列第二，在美國則躋身十強(qiáng)行列。在西門子近47,000名研發(fā)人員中，大多數(shù)從事軟件項目的開發(fā)，這使得西門子成為世界上最大的軟件研發(fā)機(jī)構(gòu)之一。西門子還致力于不斷增加其服務(wù)、解決方案和系統(tǒng)的種類，以進(jìn)一步完善其產(chǎn)品組合。西門子透明、負(fù)責(zé)的管理和監(jiān)控體系是公司實現(xiàn)持續(xù)性增長的保證，同時也是西門子及其業(yè)務(wù)政策贏得和保持信譽(yù)的必不可少的條件。西門子一直非常重視尊重和保護(hù)股東的權(quán)利，總是及時、毫無隱瞞地向他們提供公司的信息，以確保公司管理委員會和監(jiān)事會之間的密切合作，并且西門子還始終堅持遵守國際和各國的法規(guī)法則。作為一個優(yōu)秀的企業(yè)公民，我們還致力于幫助提高業(yè)務(wù)所在國的人民的生活水平，支持年輕一代的教育和培訓(xùn)，緩和社會問題和弘揚(yáng)當(dāng)?shù)氐乃囆g(shù)文化。 西門子擁有900,000多名股東，是世界上最大的上市公司之一。公司超過55%的股本募集于德國境外。從2001年3月開始，西門子股票在紐約證券交易所（NYSE）掛牌交易。致力成為中國優(yōu)秀企業(yè)公民致力成為優(yōu)秀企業(yè)公民是西門子的核心價值觀之一。這一價值觀是基于公司的行為對其所在的社會有著廣泛的影響， 同時社會的發(fā)展也影響著公司追求業(yè)務(wù)成功的能力這一理念之上。 因此，西門子積極處理其公司活動對經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境產(chǎn)生的影響，并且通過和當(dāng)?shù)厣鐖F(tuán)、政府機(jī)構(gòu)及其它相關(guān)部門的合作實現(xiàn)長遠(yuǎn)利益。 西門子在中國的早期企業(yè)公民活動可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)， 當(dāng)時西門子在南京的業(yè)務(wù)代表以及國際安全區(qū)主席約翰?拉貝為南京大屠殺期間超過250，000名中國難民提供了人道主義援助，并借助西門子南京的地界向他們提供避難場所。多年來，西門子為中國構(gòu)建和諧社會作了許多積極貢獻(xiàn)， 所參與的企業(yè)公民活動包括教育和培訓(xùn)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、公益事業(yè)、賑災(zāi)以及員工志愿者活動六大領(lǐng)域。 西門子所有的企業(yè)公民活動都通過其兩大項目“西門子?攜手關(guān)愛” 和 “西門子?點燃未來”執(zhí)行。“西門子?攜手關(guān)愛”包括志愿者服務(wù)、社會公益和賑災(zāi)，體現(xiàn)了西門子及其員工是優(yōu)秀的企業(yè)公民。“西門子?點燃未來” 包含了針對學(xué)前、中學(xué)和大學(xué)的教育活動，旨在幫助未來的科學(xué)家和工程師。 通過支持年輕一代的教育和培訓(xùn)，西門子為他們鋪設(shè)好美麗的未來。多年來，西門子不僅為中國貧困地區(qū)的學(xué)校捐贈了教學(xué)設(shè)備、書本和文具，而且還未它們提供了財政援助。2004年，籍著在華一百周年慶典之際，西門子資助了100名來自貧困和困難家庭的孩子的教育。同時，西門子還大力支持中國的大學(xué)教育。2005年和2006年間，西門子自動化與驅(qū)動集團(tuán)向中國十所重點大學(xué)捐贈了總價值超過1000萬元人民幣的自動化系統(tǒng)，以支持中國高校建立ASEA（中國自動化系統(tǒng)工程認(rèn)證）技能測試中心，提高教育和科研水平。2007年，西門子與南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院簽署合作協(xié)議，共同設(shè)立“西門子機(jī)電一體化系統(tǒng)認(rèn)證課程”（SMSCP），旨在進(jìn)一步促進(jìn)中國職業(yè)教育的發(fā)展。 由于醫(yī)療衛(wèi)生對社會的和諧發(fā)展至關(guān)重要，西門子把支持醫(yī)療衛(wèi)生衛(wèi)生的發(fā)展及捐贈先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備給有需要的地方作為公司的一大重點。2006年5月，西門子向中國殘疾人福利基金會捐贈總價值超過千萬人民幣的先進(jìn)數(shù)字助聽器共2000套。迄今為止，已有超過四萬聽覺障礙患者受益于西門子的不懈努力。 西門子非常重視這個業(yè)務(wù)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)，并致力于環(huán)境保護(hù)和為可持續(xù)發(fā)展作貢獻(xiàn)。例如，2005年，西門子向三峽水庫區(qū)“綠色工程”提供了資金支持。 西門子參與的公益事業(yè)多種多樣，旨在支持社會的和諧發(fā)展及穩(wěn)定。2005年12月，西門子中國、江蘇博西家用電器銷售有限公司、德意志聯(lián)邦共和國駐上海總領(lǐng)事館和南京大學(xué)共同修復(fù)位于南京的約翰拉貝故居，總費用達(dá)到225萬元人民幣，修繕一新的拉貝故居于2006年10月31日正式對外開放。自2002年起，西門子電氣傳動有限公司向天津的一家養(yǎng)老院捐款累計超過100萬元，以為老年人提供更好的服務(wù)和照顧。 在賑災(zāi)方面，西門子為許多緊急事件的發(fā)生提供了快速和有效的援助。在抗擊非典期間，西門子向中國捐贈了總價值為700萬元的17臺呼吸肌和200部手機(jī)。2005年末江西地震后，西門子組織員工開展向災(zāi)民捐贈過冬衣物以及其他御寒必需品的活動。 西門子鼓勵和支持員工運(yùn)用自身的知識和技能向有需要的人提供志愿者服務(wù)。2006年, 西門子迎來了“點燃未來”計劃實施5周年，5年來，西門子廣東的員工志愿者幫助廣東不發(fā)達(dá)地區(qū)的老師和學(xué)生們建立了多間圖書室和計算機(jī)室，并且向他們提供了計算機(jī)和英語方面的培訓(xùn)。 西門子積極履行企業(yè)公民責(zé)任受到了廣泛的認(rèn)可并且屢獲殊榮，2004至2006年連續(xù)三年獲得“光明企業(yè)公民獎”。并且在2005年和2006年兩年獲得了21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報道頒發(fā)的 “中國最佳企業(yè)公民獎”，今年西門子又榮膺“2006最佳企業(yè)公眾形象”、“2006最佳社會責(zé)任年度企業(yè)”兩項大獎。SiemensGlobal network of innovationSiemens, headquartered in Berlin and Munich, is one of the worlds largest electrical engineering and electronics companies. Sustainability has been a hallmark of the company ever since its founding more than 155 years ago. At Siemens, sustainability means long-term economic success coupled with environmental awareness and the social responsibility that goes with being a good corporate citizen. In fiscal 2005 (ended September 30), the company had roughly 461,000 employees and posted sales of 75.445 billion from continuing operations. Net income for the year totaled 3.058 billion. Siemens generates around 80 percent of its sales outside of Germany. With activities in more than 190 countries and some 600 plants, research facilities and sales offices worldwide, Siemens has a strong international presence. Company businesses are focused on six key areas: Information and Communications, Automation and Control, Power, Transportation, Medical and Lighting. Global business operations at Siemens are the responsibility of 13 Groups, including the financing arm and Siemens Real Estate. In addition, Siemens is also a partner in joint ventures with Bosch in the household appliances sector (BSH Bosch-Siemens Hausger?te) and with Fujitsu in computer systems (Fujitsu Siemens Computers). The company has a well-balanced business portfolio in the field of electrical engineering and electronics. Siemens activities are influenced by a variety of regional and sector-specific factors. In addition to internationally oriented businesses, such as Power Generation, Power Transmission and Distribution, Medical Solutions and Transportation Systems, which are generally subject to long-term business cycles, other sectors for example, the consumer goods businesses in legally separate parts of Information and Communications and Osram, and the capital goods business of the Automation and Drives Group are subject to short-term business trends and immediate economic conditions. A well-balanced portfolio helped Siemens master the challenges posed by the difficult business environment of fiscal 2005. Moreover, our six business areas reflect the megatrends of the future. Siemens is developing solutions for the major challenges of the future in the fields of healthcare, energy, water, communications, mobility, security, logistics and automation. As a global network of innovation, Siemens successfully leverages synergies across its broad portfolio and operates with a central strategic orientation and decentralized entrepreneurial responsibilities and organizational structures, combined with local value creation. The companys traditional strengths are its power of innovation, its strong customer focus, its global presence and its financial solidity. Siemens activities are focused on the world electrical market, which has an annual volume of roughly 2.690 trillion in 2005. As a result of the expected slight cooling of the world economy, the pace of growth in the global electrical and electronics market could slow somewhat in 2006. At roughly 7.5%, however, it should still lie in the long-term growth corridor. . Innovation is a top priority for a world-class company in the field of electrical engineering and electronics. In 2005, the company invested 5.2 billion in R&D in order to remain at the forefront of technology. Last fiscal year, Siemens researchers and developers turned out around 8,800 inventions a 7% increase and applied for patents for two-thirds of them. The company is the largest patent applicant in Germany, is in second place in Europe, and among the top ten in the United States. Most of Siemens approximately 47,000 researchers and developers are working on software projects, making the company one of the worlds largest software houses. Siemens continues to concentrate on expanding the range of services, solutions and systems that complement its product portfolio.Transparent and responsible company management and monitoring structures oriented toward achieving sustainable growth in company value are indispensable for earning and maintaining trust in Siemens and its business policies. Siemens has traditionally attached great importance to respecting and protecting shareholders rights, providing transparent and timely information about the company, and ensuring close cooperation between its Managing and Supervisory Boards. International and national corporate governance standards have long been complied with. As a good corporate citizen, we also help improve the quality of life wherever we operate. We support the education and training of youth, work to alleviate social problems, and promote the arts and culture. With over 900,000 shareholders, Siemens is one of the worlds largest public corporations. Just over 55 percent of the companys share capital is held outside of Germany. Since March 2001, Siemens shares have also been listed on the New York Stock Exchange (NYSE).Committed to Good Corporate Citizenship in ChinaA strong commitment to good Corporate Citizenship is a core value of Siemens that Is based on the recognition that the companys activities have a wider impact on the society in which it operates, and that developments in society in turn impact the companys ability to pursue its business successfully. Siemens therefore actively manages the economic, social and environment impact of its activities, and realizes long-term benefits by working with local communities, government organizations and other key stake holders. Examples of Siemenss early corporate citizenship activities in China can be traced back to the Second World War, when Mr. John Rabe, then Siemens business representative in Nanjing and Chairman of the Nanjing International Safety Zone, provided humanitarian aid and shelter for over 250,00 Chinese refugees at Siemens property in Nanjing during the “ Nanjing Massacre”. Over the years, the company has been actively contributing to help construct a harmonious society in China by engaging in a large variety of corporate citizenship activities in six core areas including education and training, health care, environmental protection, public welfare, disaster relief as well as employee volunteering. All of Siemens corporate citizenship activities are executed under the companys two global umbrella programs “Siemens Caring Hands” and “Siemens Generation21”. “Siemens Caring Hands”, comprises Volunteerism, Social Programs and Disaster Relief to show Siemens and its people as good corporate citizens. “Siemens Geration21”, comprises education activities for pre-schools, schools and universities to help nurture tomorrows scientists and engineers. By supporting young people in education and training, Siemens paves their way to a better future. Over the years, the company donated teaching equipment, books and stationery as well as providing financial aid to many schools located in the poor rural areas of China. In 2004, on the occasion of Siemens 100th anniversary in China, Siemens sponsored the education of 100 children from poor and disadvantaged families. Siemens also supports university education in China. Most recently, in 2005 and 2006, the Siemens Automation & Drives Group provided automation systems to 10 of Chinas leading universities worth over 10 million RMB for the construction of Automation System Engineer Accreditation Competence Centers. In 2007, to further promote the development of Chinas professional education, Siemens and Nanjing College of Information Technology (NJCIT) signed a cooperation agreement to jointly set up “Siemens Mechatronic Systems Certification Program” (SMSCP). Given the importance of healthcare in Siemens business activities, contributing to the development of healthcare in China and assisting those in need with donations of advanced medical equipment is a special priority. In May 2006, Siemens donated 2,000 advanced digital hearing aids valued over RMB 10 million to the China Welfare Fund for the Handicapped. To date, over 40,000 hearing-impaired people have benefited from Siemens contribution. With a focus on sustainability and environmental protection throughout the entire business scope, Siemens works to protect the environment and contribute to sustainable development. For example, in 2005, Siemens provided financial assistance to the “Green-up Project” of the Three Gorges Reservoir. Public welfare activities are manifold and aim to support equitable development and social stability. In December 2005, Siemens, Jiangsu BS Home Appliances Sales Co., Ltd., the Consulate General of the Federal Republic of Germany in Shanghai and Nanjing University jointly funded the renovation of the John Rabe House in Nanjing, which was officially open to the public on October 31 2006. The total renovation cost amounted to RMB 2.25 million. Since 2002, Siemens Electrical Drives Ltd. donated more than RMB 1 million to an Elderly Peoples Home in Tianjin to ensure better service and care for senior citizens. In the area of disaster relief, Siemens offers quick and effective aid in cases of acute need and emergencies. During the battle against SARS, Siemens donated 17 medical ventilators and 200 mobile phones valued at 7 million RMB to China. In the aftermath of the Jiangxi earthquake in late 2005, the company initiated a donation drive to collect winter clothing and other necessities from employees to help the victims. Siemens encourages and supports employees to provide volunteering services to help those in need with their knowledge and skills. For example, in 2006, Siemens celebrated the 5th year anniversary of “Enlightening the Future“ program, under which Siemens Guangdong volunteers helped to establish libraries and PC labs and provide PC and English training to both teachers and students in the under-developed areas of Guangdong for 5 years. Siemens engagement in corporate citizenship is publicly recognized through high profile awards like the “Guangming Corporate Citizenship Award” by Guangming Daily received from 2004 to 2006,”China Best Citizenship Conduct Award” by the 21 Century Business Herald received in 2005 and 2006,”The Best Enterprise Public Image Award 2006” and “The Best Enterprise for Corporate Social Responsibility Award 2006” by Guanghua Media in 2007. 8畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書 2008 年 3月1日 畢業(yè)設(shè)計題目PLC在高樓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用指導(dǎo)教師劉必柱職稱高級工程師專業(yè)名稱機(jī)電一體化技術(shù)班級機(jī)電50532學(xué)生姓名翟福建學(xué)號5020053239設(shè)計要求1、系統(tǒng)工藝流程圖一份； 2、電氣控制系統(tǒng)原理圖一份（主電路和控制電路）；3、PLC及擴(kuò)展模塊外圍接線圖一份；4、輸入輸出地址編碼表一份；5、系統(tǒng)梯形圖程序一份；6、編寫畢業(yè)設(shè)計說明書一份。完成畢業(yè)課題的計劃安排序號內(nèi)容時間安排1外文資料翻譯2008.3.1至2008.3.52搜集相關(guān)資料完成調(diào)研報告2008.3.6至2008.3.83進(jìn)行傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計及電機(jī)的選擇，完成圖紙的繪制。2008.3.9至2008.4.94整理畢業(yè)設(shè)計說明書并定稿，準(zhǔn)備答辯2008.4.10至2008.4.115答辯2008.4.12答辯提交資料 畢業(yè)設(shè)計調(diào)研報告，畢業(yè)設(shè)計說明書，相關(guān)圖紙。計劃答辯時間2008.4.12 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電技術(shù)學(xué)院 2008 年3 月 1 日無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書第一章 緒論隨著城市建筑供水問題的日益突出，保持供水壓力的恒定，提高供水質(zhì)量是相當(dāng)重要的；同時要求供水的可靠性和安全性。本次設(shè)計是針對上述問題設(shè)計的供水方式和控制系統(tǒng)，由主回路，備用回路，一個清水池及泵房組成。其中，泵房裝有1#3#共3臺泵機(jī)，還有多個電動閘閥或蝶閥控制各供水回路和水流量?？刂葡到y(tǒng)采用了以具有豐富功能的PLC為核心的多功能高可靠性控制系統(tǒng)。水泵作為供水工程中的通用機(jī)械，消耗著大量的能源，電耗往往占制水成本的60%以上，在我國，每年水泵的電能消耗占電能總消耗的21%。為了節(jié)約降耗，必須采取調(diào)節(jié)措施使泵站適應(yīng)負(fù)荷變化的運(yùn)行。本次設(shè)計內(nèi)容包括PLC設(shè)計常用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，設(shè)計內(nèi)容力求做到簡明扼要，嚴(yán)格按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，從而設(shè)計出復(fù)合設(shè)計要求，適合實際生產(chǎn)情況的PLC供水系統(tǒng)，真正做到使生產(chǎn)效率大大提高，節(jié)約了生產(chǎn)成本，節(jié)省生產(chǎn)成本。 本次設(shè)計介紹一種變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)管網(wǎng)瞬間壓力變化，自動調(diào)節(jié)某臺水泵的轉(zhuǎn)速和多臺水泵的投入及退出，使管網(wǎng)主干管出口端保持在恒定的設(shè)定壓力值，并滿足用戶的流量需求，使整個系統(tǒng)始終保持高效節(jié)能的最佳狀態(tài)。優(yōu)缺點： 本系統(tǒng)的優(yōu)點可以歸納為以下幾個方面:(1) 系統(tǒng)造價經(jīng)濟(jì)性由于采用“一拖多”控制方式，與“一控一”方式相比較，硬件投資成本較少，具有較高的價格競爭優(yōu)勢;(2) 系統(tǒng)構(gòu)造簡單和易維護(hù)性系統(tǒng)由功能相對獨立的通用設(shè)備單元構(gòu)成，便于故障判斷和日常維護(hù)保養(yǎng)及功能性單元替換;(3) 通用性和靈活性系統(tǒng)基本不受用戶的使用場所和應(yīng)用環(huán)境限制，可通過軟件功能塊的組合將其擴(kuò)展到其他類同的供水應(yīng)用場合，具有較強(qiáng)的靈活性;(4) 智能性系統(tǒng)可在無人職守的情況下，通過對故障的檢測判斷，自動地按“優(yōu)美降級使用”方案處理，減少了系統(tǒng)停機(jī)斷水現(xiàn)象;(5) 保護(hù)功能全面性 系統(tǒng)除具有常規(guī)的過載、過流、過壓等保護(hù)功能，還具有無水停機(jī)、管網(wǎng)上限壓力保護(hù)等附加功能性保護(hù)。當(dāng)然，本次設(shè)計的供水系統(tǒng)也并非完美無缺，比如在某臺電機(jī)變頻運(yùn)行向工頻運(yùn)行切換的過程中，由于在變頻驅(qū)動切斷后電機(jī)處于滑停運(yùn)轉(zhuǎn)方式，此時，電機(jī)處于感應(yīng)發(fā)電狀態(tài)，存在著感應(yīng)發(fā)電相位與工頻電源的相位不一致的可能性，容易造成在向工頻切換時的電流沖擊現(xiàn)象。為避免這一現(xiàn)象，可采用通過軟起動器驅(qū)動各個需工頻運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)的方案。在實際應(yīng)用中，對于380V/110kW以下容量的電機(jī)，只要縮短電機(jī)自由滑停段的時間(一般控制在200ms以內(nèi))，就可以減少感應(yīng)發(fā)電狀態(tài)下的非同期相位的電量累積，減小工頻切換時的沖擊影響。1.1 PLC的用途與特點一.PLC的用途PLC的初期由于其價格高于繼電器控制裝置,使其應(yīng)用受到限制。但近年來由于微處理器芯片及有關(guān)元件價格大大下降,使PLC的成本下降,同時又由于PLC的功能大大增強(qiáng),使PLC 的應(yīng)用越來越廣泛,廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、石油、化工、采礦、電力、機(jī)械制造、汽車、造紙、紡織、環(huán)保等行業(yè)。PLC的應(yīng)用通?？煞譃槲宸N類型：（1）順序控制 這是PLC應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，用以取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。PLC可應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動線控制等。如注塑機(jī)、印刷機(jī)械、訂書機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。（2）運(yùn)動控制 PLC制造商目前已提供了拖動步進(jìn)電動機(jī)或伺服電動機(jī)的單軸或多軸位置控制模版。在多數(shù)情況下，PLC把掃描目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模版塊，其輸出移動一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。每個軸移動時，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣?，確保運(yùn)動平滑。相對來說，位置控制模塊比計算機(jī)數(shù)值控制（CNC）裝置體積更小，價格更低，速度更快，操作方便。（3）閉環(huán)過程控制 PLC能控制大量的物理參數(shù)，如溫度、壓力、速度和流量等。PID（Proportional Intergral Derivative）模塊的提供使PLC具有閉環(huán)控制功能,即一個具有PID控制能力的PLC可用于過程控制。當(dāng)過程控制中某一個變量出現(xiàn)偏差時,PID控制算法會計算出正確的輸出,把變量保持在設(shè)定值上。（4）數(shù)據(jù)處理 在機(jī)械加工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的PLC和計算機(jī)數(shù)值控制（CNC）設(shè)備緊密結(jié)合的趨向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已將CNC控制功能作為PLC的一部分。為了實現(xiàn)PLC和CNC設(shè)備之間內(nèi)部數(shù)據(jù)自由傳遞，該公司采用了窗口軟件。通過窗口軟件，用戶可以獨自編程，由PLC送至CNC設(shè)備使用。美國GE公司的CNC設(shè)備新機(jī)種也同樣使用了具有數(shù)據(jù)處理的PLC。預(yù)計今后幾年CNC系統(tǒng)將變成以PLC為主體的控制和管理系統(tǒng)。（5）通信和聯(lián)網(wǎng) 為了適應(yīng)國外近幾年來興起的工廠自動化（FA）系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）及集散控制系統(tǒng)（DCS）等發(fā)展的需要，必須發(fā)展PLC之間，PLC和上級計算機(jī)之間的通信功能。作為實時控制系統(tǒng)，不僅PLC數(shù)據(jù)通信速率要求高，而且要考慮出現(xiàn)停電故障時的對策。二. PLC的特點（1）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高 繼電接觸器控制系統(tǒng)雖具有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸頭，使設(shè)備連線復(fù)雜，由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動及觸頭在開閉時受電弧的損害大大降低了系統(tǒng)的可靠性。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障，PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10-1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。 而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的電子存儲器件來完成，大部分繼電器和復(fù)雜的連線被軟件程序所取代，故壽命長，可靠性大大提高。微機(jī)雖然具有很強(qiáng)的功能，但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場的電磁波干擾，電源波動，機(jī)械振動，溫度和濕度的變化，都可能使一般通用微機(jī)不能正常工作。而PLC在電子線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸收了生產(chǎn)控制經(jīng)驗，主要模塊均采用了大規(guī)模集成電路，I/O系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護(hù)與信號調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對耐熱、防潮、抗震等都有精確的考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾能力，目前個生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC，平均無故障時間都大大超過了IEC規(guī)定的10萬小時，有的甚至達(dá)到了幾十萬小時。（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、通用性強(qiáng)、應(yīng)用靈活 PLC產(chǎn)品均成系列化生產(chǎn)，品種齊全，外圍模塊品種也多，可有各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。在PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需在PLC的端子上接入相應(yīng)的輸入、輸出信號線即可，不需要諸如繼電器之類的物理電子器件和大量而有繁雜的硬件接線線路。當(dāng)控制要求改變，需要變更控制系統(tǒng)功能時，可以用編程器在線或離線修改程序，修改接線量很小。同一個PLC裝置有、用于不同的控制對象，只是輸入、輸出組件和應(yīng)用軟件不同而已。（3）編程方便，易于使用 PLC是面向用戶的設(shè)備，PLC的設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，PLC程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，直觀易懂，容易掌握，不需要專門的計算機(jī)知識和語言，深受現(xiàn)場電氣技術(shù)人員的歡迎，近年來又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樞蚩刂屏鞒虉D語言，也稱功能圖，使編程更加簡單方便。（4）功能完善，擴(kuò)展能力強(qiáng) PLC中含有數(shù)量巨大的用于開關(guān)量處理的繼電器類軟件，可輕松地實現(xiàn)大規(guī)模的開關(guān)量邏輯控制，這是一般的繼電器控制所不能實現(xiàn)的。PLC內(nèi)部具有許多控制功能，能方便地實現(xiàn)D/A、A/D轉(zhuǎn)換及PID運(yùn)算，實現(xiàn)過程控制、數(shù)字控制等功能。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，他不僅可以控制一臺單機(jī)，一條生產(chǎn)線，還可以控制一個機(jī)群，許多生產(chǎn)線。他不但可以進(jìn)行現(xiàn)場控制，還可以用于遠(yuǎn)程控制。（5）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試方便 PLC中相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等“軟元件”數(shù)量巨大，硬件齊全，且為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，并已商品化，故可按性能、容量（輸入、輸出點、內(nèi)存大?。┑冗x用組裝。又由于用軟件編程取代了硬接線實現(xiàn)控制功能，使安裝接線量大大減小，設(shè)計人員只要一臺PLC就可進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計可在實驗室進(jìn)行模擬調(diào)試。而繼電接觸器系統(tǒng)需要在現(xiàn)場調(diào)試，工作量很大且繁難。（6）維修方便，維修工作量小 PLC具有完善的自診斷，履歷情況存儲及監(jiān)視功能。對于內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和I/O點的狀態(tài)均有顯示。工作人員通過他可查出故障原因，便于迅速處理，及時排除。（7）結(jié)構(gòu)緊湊 體積小、重量輕，易于實現(xiàn)機(jī)電一體化。由于以上特點，使得PLC獲得極為廣泛的應(yīng)用。第二章 系統(tǒng)組成及控制要求2.1系統(tǒng)簡介為改善生產(chǎn)環(huán)境，某公司投資清潔水技改工程并建成一座日產(chǎn)水2.5萬頓的供水系統(tǒng)，分別建設(shè)了抽水泵系統(tǒng)、加壓泵系統(tǒng)和高位水池。根據(jù)公司用水需求特點，從抽水泵系統(tǒng)過來的水一部分直接供給生產(chǎn)用水部門，一部分則需通過加壓泵輸送到高位水池，而供給生產(chǎn)用水部門的水壓與供給高位水池的水壓相差較大。同時高位水池距抽水泵房較遠(yuǎn)達(dá)十多公里，高位水池的液位高低和加壓泵系統(tǒng)的設(shè)計以及如何與抽水泵系統(tǒng)“聯(lián)動”也是較難解決的。鑒于以上特點，從技術(shù)可靠和經(jīng)濟(jì)實用角度綜合考慮，我們設(shè)計了用PLC控制與變頻器控制相結(jié)合的自動恒壓控制供水系統(tǒng)，同時通過主水管線壓力傳遞較經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)了加壓泵系統(tǒng)與抽水泵系統(tǒng)“遠(yuǎn)程聯(lián)動”的控制目的2.2系統(tǒng)組成系統(tǒng)主要由電動機(jī)，變頻器，PLC控制器，軟起動器，電機(jī)保護(hù)器數(shù)據(jù)采集及其輔助設(shè)備組成。2.3控制要求及技術(shù)指標(biāo)1：供水壓力要求恒定，波動一定要小，尤其在換泵時。2：三臺泵根據(jù)壓力的設(shè)定，采用“先開先?！钡脑瓌t。3：為了防止一臺泵長時間運(yùn)行，需設(shè)定運(yùn)行時間。當(dāng)時間到時，自動切換到下一抬泵，以防止泵長時間不用而銹死。4：要有完善的保護(hù)和報警功能。5：為了檢修和應(yīng)急要設(shè)有手動功能。6：需要有水池防抽空功能。技術(shù)指標(biāo) 供水揚(yáng)程： 4120 m 供水流量： 22000 m3/h 水泵功率： 0.5575 KW 平均節(jié)電率： 3060% 壓力調(diào)節(jié)精度：0.01Mpa 預(yù)定壓力設(shè)定數(shù)：第1、2壓力。其中第2壓力設(shè)定值為消防用水壓力。 水泵數(shù)量及功率可根據(jù)用戶實際情況來選定。2.4變頻器的技術(shù)參數(shù)ABB ACS400是具有多種功能的變頻器，在本例中由于已選PID調(diào)節(jié)器，因此就不用變頻器的內(nèi)部PID調(diào)節(jié)，而只用變頻器的工廠宏FACTORY（0）就可以了。壓力傳感器將壓力信號傳給PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器根據(jù)壓力設(shè)定，輸出420MA給變頻器以調(diào)節(jié)電機(jī)的速度，變頻器的運(yùn)行要根據(jù)可編程序控制器輸出Q1.0（DCOM1-DI2）是否閉合來確定，變頻器的停止要根據(jù) 編程序控制器輸出Q0.7（DCOM1-DI1）是否閉合來確定。將變頻器內(nèi)部可編程繼電器RO1，RO2設(shè)定成頻率到達(dá)。相關(guān)參數(shù)設(shè)定如下： 代碼 功能 設(shè)定值 代碼 功能 設(shè)定值 9902 APPLIC MACRO 0 2102 STOP FUNCTION 1 1001 EXICOMMANDS 3 3201 SUPERV1 PARAM 0103 1003 DIRECTION 1 3202 SUPERV1 LIMLO 15HZ 1102 EXT1/EXT2 6 3203 SUPERV1 LIMHI 50HZ 1103 EXT REF1 SEL 0 3204 SUPERV1V2PARAM0103第三章 控制系統(tǒng)設(shè)計3.1確定控制方案1） 工頻手動方式系統(tǒng)設(shè)計了手動工頻的操作方式，將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“工頻”檔位，操作人員可以根據(jù)需要自己決定起動或停止任意一臺泵的運(yùn)行。由于在該操作方式下，PLC、PID、變頻器等均不參加控制，因此，從技術(shù)角度上來說，該方式無法保障出水管網(wǎng)壓力值的恒定，所以必須有人監(jiān)守。該方式主要供PLC、變頻器、PID儀表、壓力變送器等設(shè)備故障檢修時使用。 2） 變頻自動方式將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到“變頻”檔位，按下變頻起動按鈕，系統(tǒng)將自動判斷并選擇起始變頻運(yùn)行泵入口，進(jìn)入自動運(yùn)行。3） 工作原理(1) 當(dāng)某臺電機(jī)故障或需要檢修某臺電機(jī)水泵時，控制系統(tǒng)將退減到3泵循環(huán)方式自動工作;(2) 當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時，控制系統(tǒng)將采用工頻驅(qū)動方式控制泵的運(yùn)行與停止，來保證供水的壓力在一定的范圍內(nèi)，但系統(tǒng)無法達(dá)到壓力值的恒定，同時發(fā)出報警蜂鳴聲響，通知操作人員進(jìn)行處理;(3) 當(dāng)無水接點信號來臨時，PLC將關(guān)斷所有變頻和工頻輸出，直到無水接點信號消失，PLC將自動恢復(fù)控制輸出;(4) 當(dāng)消防信號到來時，PLC控制將轉(zhuǎn)入子程序段執(zhí)行，關(guān)斷生活用水，打開消防供水閥，實現(xiàn)對消防管道補(bǔ)充供水目的，系統(tǒng)將根據(jù)在PLC程序中設(shè)置的消防供水壓力設(shè)定值自動地完成恒定穩(wěn)壓消防供水。當(dāng)消防信號解除后，系統(tǒng)自動恢復(fù)到變頻恒壓供水工作狀態(tài);(5) 僅單臺泵變頻運(yùn)行，且處于最低輸出頻率狀態(tài)和較長時間無壓力上下限出現(xiàn)時(可以認(rèn)為此時的系統(tǒng)供水需求量接近為零)，控制系統(tǒng)將以變頻50Hz運(yùn)行30s或使管網(wǎng)壓力達(dá)到設(shè)定值的1.2倍左右后，立即停止運(yùn)行，進(jìn)入休眠狀態(tài)，直到管網(wǎng)實際壓力為壓力設(shè)定值的80%左右，控制系統(tǒng)重新自動恢復(fù)變頻運(yùn)行，即休眠喚醒。當(dāng)然，管網(wǎng)中若有氣壓罐，系統(tǒng)應(yīng)以氣壓罐的壓力控制器的上下限接點作為休眠與喚醒的條件進(jìn)行控制3.1.1抽水泵系統(tǒng)整個抽水泵系統(tǒng)有150KW深井泵電機(jī)四臺，90KW深井泵電機(jī)兩臺，采用變頻器循環(huán)工作方式，六臺電機(jī)均可設(shè)置在變頻方式下工作。采用一臺150KW和一臺90KW的軟起動150KW和90KW的電機(jī)。當(dāng)變頻器工作50HZ，管網(wǎng)壓力仍然低于系統(tǒng)設(shè)定的下限時，軟起動器便自動起動一臺電機(jī)投入到工頻運(yùn)行，當(dāng)壓力達(dá)到高限時，自動停掉工頻運(yùn)行電機(jī)。系統(tǒng)為每臺電機(jī)配備電機(jī)保護(hù)器，是因為電機(jī)功率較大，在變頻器的控制下穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)用水量大到變頻器全速運(yùn)行也在變頻器的控制下穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)用水量大到變頻器全速運(yùn)行也不能保證管網(wǎng)的壓和穩(wěn)定時，控制器的壓力下限信號與變頻器的高速信號同時被 PLC檢測到，PLC自動將原工作在變頻狀態(tài)下泵投入到工頻運(yùn)行，以保持壓力的連續(xù)性，同時將一臺備用的泵用變頻器起動后投入運(yùn)行，以加大管網(wǎng)的供水量保證壓力穩(wěn)定。若兩臺泵運(yùn)轉(zhuǎn)仍，則依次將變頻工作狀態(tài)下的泵投入到工頻運(yùn)行，而將另一臺備用泵投入變頻運(yùn)行。當(dāng)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出現(xiàn)，PLC首先將工頻運(yùn)行的泵停掉，以減少供水量。當(dāng)上述兩個信號仍存在時，PLC再停掉一臺工頻運(yùn)行的電機(jī)，直到最后一臺泵用主頻器恒壓供水。另外，控制系統(tǒng)設(shè)計六臺泵為兩組，每臺泵的電機(jī)累計運(yùn)行時間可顯示，24小時輪換一次，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)的泵有相同的運(yùn)行時間，確保了泵的可靠壽命。3.1.2半自動運(yùn)行當(dāng)PLC系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，自動控制系統(tǒng)失靈，這時候系統(tǒng)工作處于半自動狀態(tài)，即一臺泵具有變頻自動恒壓控制功能，當(dāng)用水量不夠時，可手動投入另外一臺或幾臺工頻泵運(yùn)行。3.1.3手動當(dāng)壓力傳感器故障或變頻器故障時，為確保用水，六臺泵可分別以手動工頻方式運(yùn)行。實施效果實際運(yùn)行證明本控制系統(tǒng)構(gòu)成了多臺深井泵的自動控制的最經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，在軟件設(shè)計中充分考虎變頻與工頻在切換時的瞬間壓力與電流沖擊，每臺泵均采用軟起動是解決該問題關(guān)鍵。變頻器工作的上下限頻率及數(shù)字PID控制的上下限控制點的設(shè)定對系統(tǒng)的誤差范圍也有不可忽視的作用。采用變頻恒壓供水，消除了主管網(wǎng)壓力波動，保證了供水質(zhì)量，而且節(jié)能效果明顯，并延長了主管網(wǎng)及其閥門的使用壽命。另外：采用變頻恒壓供水，消除了主管網(wǎng)壓力波動，保證了供水質(zhì)量，而且節(jié)能效果明顯，并延長了主管網(wǎng)及其閥門的使用壽命。用穩(wěn)壓減壓閥經(jīng)濟(jì)地解決了不同用水壓力的問題。拓寬運(yùn)用變頻恒壓控制原理，較好地解決了加壓泵房與抽水泵房的遠(yuǎn)程通訊總是并達(dá)到異地連鎖控制的目的。在抽水泵房設(shè)置連續(xù)液位顯示，并將信號傳與PLC，防止泵缺水燒壞電機(jī)，設(shè)定的取水位置，確保水的質(zhì)量。 過載、欠壓、過壓、過流、相序不平衡、缺相、電機(jī)空轉(zhuǎn)等情況下為確保電機(jī)的良好使用條件，達(dá)到延長電機(jī)的使用壽命的目的。系統(tǒng)配備水位顯示儀表，可進(jìn)行高低位報警，同時通過PLC可確保取水在合理水位的水質(zhì)監(jiān)控，同時也保護(hù)電機(jī)制正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況。系統(tǒng)配備流量計，既能顯示一段時間的累積流量，又能顯示瞬時流量，可進(jìn)行出水量的統(tǒng)計和每臺泵的出水流量監(jiān)控。系統(tǒng)配備流量計，既能顯示一段時間的累積流量，又能顯示瞬時流量，可進(jìn)行出水量的統(tǒng)計和每臺泵的出水流量監(jiān)控。3.1.4加壓泵系統(tǒng)由于抽水泵房距離高位水池較遠(yuǎn)，直接供水到高位水池抽水泵的揚(yáng)程不足，為此在距離高位水池落差為36米處設(shè)計有一加壓泵房，配備立式離心泵兩臺（一用一備）電機(jī)功率為75KW，揚(yáng)程36米。該加壓泵的控制系統(tǒng)需考慮以下條件：（1）若高位水池水位低和主管有水，則打開進(jìn)水電動蝶閥和起動加壓泵向高位水池供水；（2）若高位水池水位滿且主管有水，則給出報警信號并關(guān)閉加壓泵和進(jìn)水電動蝶閥；（3）若主管無水表明用水量增大或抽水泵房停止供水，必須開啟出水電動蝶閥由高位水池向主管補(bǔ)充不。像抽水泵一樣，我們?yōu)榧訅罕门鋫淞塑浧饎悠骱碗姍C(jī)保護(hù)器，確保加壓泵長期可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)，同時配備了高位水池的水位傳感器和數(shù)顯儀和缺水傳感器。為保證整個主水管網(wǎng)的恒壓供不，當(dāng)高位水池滿且主水管有水時，加壓泵停止，此時主管壓力將“憋壓”，最終導(dǎo)致主管壓力上升，并將此壓力傳遞到抽水泵房，抽水泵的控制系統(tǒng)檢測到此壓力進(jìn)行恒壓變頻控制，進(jìn)而達(dá)到整個主管網(wǎng)的恒壓供水，這是整個控制系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。3.1.5系統(tǒng)實現(xiàn)功能自動平穩(wěn)切換，恒壓控制主水管網(wǎng)壓力傳感器的壓力信號420mA送給數(shù)字PID控制器，控制器根據(jù)壓力設(shè)定值與實際檢測值進(jìn)行PID運(yùn)算，并給出信號直接控制變頻器的轉(zhuǎn)速以使管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定。電機(jī)既有電機(jī)保護(hù)器，又有軟起動器，克服了起動時的大電流沖擊，相對延長了電機(jī)制使用壽命。由于采用PLC控制的壓力自動控制，可以實現(xiàn)無人遠(yuǎn)程操作，系統(tǒng)的PLC預(yù)留有RS485接口，可與總調(diào)度室計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。3.2主電路設(shè)計主電路主要由M1、M2、M3三臺電機(jī)、交流接觸器KM1KM6控制三臺電機(jī)的運(yùn)行，KM1、KM2、KM3為電機(jī)M1、M2、M3過載保護(hù)用的熱繼電器，QF1，QF2，QF3，QF4，QF5分別為主電路、變頻器和三臺泵的工頻運(yùn)行空氣開關(guān)。KM1、KM3、KM5實現(xiàn)自動功能，KM2、KM4、KM6實現(xiàn)手動功能。3.3PLC的接線圖CPU224的傳感器電源24V（DC）可以輸出600MA電流，通過核算在本例中容易滿足要求，CPU224的輸出繼電器觸點容量為2A，電壓范圍為530V（DC）或5250V（AC），如果用在較大容量的系統(tǒng)中，一定要注意PLC的輸出保護(hù)。I01I06接控制電路圖中虛線筐內(nèi)相對應(yīng)的控制線，201接變頻器的DCOM1，202203接變頻器的DI1DI2，變頻器的RO1的常開點接到PLC的I0.0，R02的常開觸點接到PLC的I0.1。3.4控制電路圖本系統(tǒng)的電氣控制線路的電路圖中，SA為手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，KA為手動/自動中間繼電器，打開1位置為手動狀態(tài)，打開2位置為自動狀態(tài)，同時KA吸合。在手動狀態(tài)，可以按動SB1SB6控制三臺泵的起停。在自動狀態(tài)時，系統(tǒng)根據(jù)PLC的程序運(yùn)行，自動控制泵的起停。HL1HL8為各種運(yùn)行指示燈。中間繼電器KA的常開觸點接I03，控制自動狀態(tài)時的起動。中間繼電器的KA的三個常閉觸點接在三臺泵的手動控制電路上，控制三臺泵的手動運(yùn)行。在自動狀態(tài)時，三臺泵在PLC的控制下能夠有序而平穩(wěn)地切換、運(yùn)行。KH1，KH2，KH3為三臺泵的熱繼電器的常閉觸點，可對電機(jī)進(jìn)行過流保護(hù)。3.5程序設(shè)計在主程序中，T56，T57為變頻器頻率上、下限到達(dá)濾波時間繼電器，主要用于穩(wěn)定系統(tǒng)，VB200為變頻泵的泵號，VB201為工頻運(yùn)行泵的總臺數(shù)，VD260為倒泵時間存儲器。第四章 PLC選型分析4.1硬件設(shè)計 系統(tǒng)選用了西門子公司的S7-200PLC，輔以輸入/輸出擴(kuò)展模塊組成，主要檢測元件有光電開關(guān)、壓力檢測開關(guān)，共計12個輸入信號。執(zhí)行部件有電機(jī)、變頻挑速器、聲光報警器，共3個輸出點。PLC主要完成現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、存儲、報警、控制變頻器直接驅(qū)動，進(jìn)行恒壓控制，變頻器的起動、停止分為手動和PLC控制?？刂泼姘迳显O(shè)有一個手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，PLC對該開關(guān)的狀態(tài)實時檢測，當(dāng)選擇手動功能時。PLC只進(jìn)行檢測報警，由人工通過面板上的按狃和開關(guān)進(jìn)行水泵的起、停和切換。當(dāng)選擇自動功能時，所有控制、報警均由PLC完成。4.2系統(tǒng)軟件 為方便調(diào)試的編程，系統(tǒng)控制器采用模塊化編程，主要由手動運(yùn)行模塊、自動運(yùn)行模塊和故障診斷與報警模塊組成。 （1）手動運(yùn)行模塊 當(dāng)系統(tǒng)處于手動運(yùn)行時，PLC只接收個電路保護(hù)信號和各傳感器信號，并由此判斷各工作水泵的運(yùn)行狀態(tài)，在出現(xiàn)故障的情況下，輸出報警信號。水泵的起、停和切換由人工通過面板上的按狃和開關(guān)來實現(xiàn)。 （2）自動運(yùn)行模塊 自動運(yùn)行模塊包括系統(tǒng)的初始話、開關(guān)命令的檢測、數(shù)據(jù)采集子程序、控制量運(yùn)算子程序、置初值子程序、電機(jī)控制子程序等。 電機(jī)控制子程序完成對3臺水泵的運(yùn)行和停止控制。由于變頻器的輸出頻率與水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度直接相關(guān)，用水量大時，變頻器輸出頻率升高，水泵的運(yùn)水速度大；用水量小時，頻率降低，水泵的運(yùn)水速度小。因此程序根據(jù)變頻器的輸出頻率的大小就可以判斷和控制水泵的工作狀態(tài)。當(dāng)頻率上升到50HZ（即水泵全速運(yùn)轉(zhuǎn)時）仍不能滿足供水需要時，則PLC自動將第一臺泵切換到工頻運(yùn)行；第2臺由變頻器供電投入運(yùn)行，如果第二臺泵電機(jī)達(dá)到滿轉(zhuǎn)速時仍不能滿足供水要求，則PLC自動將第二臺泵切換到工頻運(yùn)行，第3臺泵由變頻器供電投入運(yùn)行，依次規(guī)律逐個投入運(yùn)行；當(dāng)2臺泵都處于工頻全速運(yùn)行方式，第3臺泵處于變頻運(yùn)行工作方式時，如果此時用水量減小，變頻器輸出頻率下降，當(dāng)頻率到達(dá)一定的下限Fmin時，供水量仍大于用水量，則系統(tǒng)自動將第二臺泵停止運(yùn)行，依次類推。4.3PLC的I/O分配輸 入 功 能輸 出 功 能I0.0變頻器高頻到達(dá)R01Q0.0KM1（1#電機(jī)接變頻器）I0.1變頻器低頻到達(dá)R02Q0.1KM2（1#電機(jī)接工頻電源）I0.3起動Q0.2KM3（1#電機(jī)接變頻器）Q0.3KM4（2#電機(jī)接工頻電源）Q0.4KM5（3#電機(jī)接工頻電源）Q0.5KM6（3#電機(jī)接工頻電源）I0.7水池水位下限信號Q0.7DCOM1DI1Q1.0DCOM1DI2 4.4 PLC的主要技術(shù)條件分析本系統(tǒng)由SEIMENSS7-200的CPU224，ABB ACS400系列7.5KW變頻器和具有壓力顯示的PID調(diào)節(jié)器組成。利用變頻器的兩個可編程繼電器輸出端口R01和R02進(jìn)行功能設(shè)定。當(dāng)變頻器達(dá)到最高頻率時，R01的常開觸點RO1B-RO1C閉合：當(dāng)變頻器達(dá)到最低頻率時，RO2的常開觸點RO2B-RO2C閉合?？梢源俗鳛镃PU224的輸入信號，判斷是否進(jìn)行加泵和切泵。為了節(jié)省成本，不采用SEIMEN的EM235擴(kuò)展模塊，而采用具有模擬量輸入和模擬量輸出的PID調(diào)節(jié)器，將壓力傳感器的信號（420mA或05V）送給調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器再將模擬量輸出給變頻器進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)。 4.5 PID應(yīng)用及介紹變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率是如何確定的呢？首先，通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力變送器，將壓力信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的DC420mA的模擬量信號送入PID調(diào)節(jié)器;然后，經(jīng)PID儀表將壓力設(shè)定值與壓力反饋值進(jìn)行比較計算后，PID儀表輸出一個執(zhí)行值作為變頻器的頻率給定值，由變頻器控制電機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)管網(wǎng)出口處供水壓力，達(dá)到恒壓供水目的。若是通過HMI設(shè)定壓力值，那么，實際管網(wǎng)壓力反饋的模擬量信號就要進(jìn)入PLC模擬量輸入端口，通過用戶PLC程序來完成設(shè)定值與實際值的比較計算，根據(jù)差值大小來決定每次執(zhí)行值調(diào)節(jié)的頻度與幅度(解決好調(diào)節(jié)頻度與調(diào)節(jié)幅度的問題是保障管網(wǎng)壓力穩(wěn)定的關(guān)鍵所在，也是避免系統(tǒng)振蕩的關(guān)鍵技術(shù)所在)，從而達(dá)到改變變頻器的給定頻率，實現(xiàn)實時調(diào)速的目的。PID閉環(huán)控制原理和控制接線圖如圖1所示。圖1（a）表示了多泵循環(huán)變頻恒壓供水系統(tǒng)壓力閉環(huán)PID控制原理，圖1（a）表示了具體的PID閉環(huán)控制實現(xiàn)方法:線路連接圖。當(dāng)壓力設(shè)定值大于壓力實際值時，PID儀表將通過增加模擬量輸出值來加速水泵電機(jī)的運(yùn)行;當(dāng)壓力設(shè)定值小于實際壓力值時，PID儀表將通過減小模擬量輸出值來降低水泵電機(jī)的運(yùn)行;PID儀表將不斷地通過改變模擬量輸出值的大小來調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到供水管網(wǎng)壓力恒定的目的。 當(dāng)PID儀表的模擬量輸出值達(dá)到最大且管網(wǎng)壓力仍處于壓力下限狀態(tài)時(通過修改PID儀表的正負(fù)偏差值的大小來設(shè)定上下限報警點)，利用PLC程序開始計時，在計時時間到后(計時的目的是為了對該報警信號的穩(wěn)定性確認(rèn)，避免增減投運(yùn)臺數(shù)的頻繁動作或錯誤判斷動作)，PLC將作出一系列動作命令來實現(xiàn)當(dāng)前狀態(tài)向下一個狀態(tài)的遷移，必須指出的是在每次狀態(tài)遷移時，首先應(yīng)斷開變頻器起動信號后再斷開變頻器與電機(jī)間的變頻方式接觸器，并且變頻器停止方式參數(shù)最好設(shè)置為“自由停車”方式，若動作執(zhí)行順序相反，將會造成變頻器故障或損壞。在變頻工作方式向工頻工作方式轉(zhuǎn)換過程中，當(dāng)斷開變頻接觸器后應(yīng)在盡量短的時間內(nèi)完成工頻工作方式的投入，否則，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速降到一定程度后就會產(chǎn)生起動沖擊。同樣，當(dāng)PID儀表的模擬量輸出值達(dá)到最小且管網(wǎng)壓力仍處于壓力上限狀態(tài)時，PLC程序開始計時，計時時間到后，PLC將完成當(dāng)前狀態(tài)向上一個狀態(tài)的遷移，通常要設(shè)置一個最低輸出頻率下限的變頻器參數(shù)，一般取15Hz20Hz，這樣做一方面是為了避免電機(jī)在低頻狀態(tài)下可能的失速現(xiàn)象和電機(jī)長時間低頻運(yùn)行的溫升問題，另一方面也是為了減少頻繁狀態(tài)遷移帶來的系統(tǒng)振蕩。 4.6 PID計算PID運(yùn)算電路如圖2所示。線性集成放大器的輸入阻抗為： （1）反饋阻抗為： （2） 若線性集成元件為理想情況，其輸出為： （3）對上式進(jìn)行拉氏變換可得： （4） 令 ，則： （5）由上式可見，此圖實現(xiàn)了PID功能。 4.7PLC系統(tǒng)狀態(tài)分析對于多泵循環(huán)變頻恒壓供水系統(tǒng)來說，其在正常條件下的狀態(tài)數(shù)滿足以下公式:式中，Sn為正常狀態(tài)總數(shù)，n為多泵循環(huán)系統(tǒng)的泵的臺數(shù)。 式(1)表達(dá)了正常狀態(tài)與泵的臺數(shù)的關(guān)系以及各個狀態(tài)之間相互遷移的條件，它是一個典型的多入口多出口狀態(tài)遷移圖，控制邏輯較為復(fù)雜。其他諸如指定某臺電機(jī)處于檢修狀態(tài)所增加的(n-1)2個狀態(tài)還必須在應(yīng)用程序設(shè)計中加以體現(xiàn)。因此，可以肯定地說，多泵循環(huán)控制系統(tǒng)的程序規(guī)模至少隨著泵的臺數(shù)的增加而成平方級增長。考慮到各種其他外部條件的因素，實際上程序規(guī)?？赡軙_(dá)到:第五章 結(jié)束語通過以上各部分的分析與描述可知，在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計之前，必須調(diào)查清楚用戶的需求，然后綜合考慮各需求之間的關(guān)系和處理方法。變頻器選擇ABB公司的產(chǎn)品，IG5或IS5或IH等，它不僅完全具備控制系統(tǒng)對其功能的需求，而且具有較高的可靠性和性價比?；赑LC控制的多泵循環(huán)變頻恒壓供水系統(tǒng)采用PLC的開關(guān)量輸入/輸出方式來控制電機(jī)的起動與停止、狀態(tài)遷移、檢修與故障處理等功能，通過PID儀表、壓力變送器來實現(xiàn)變頻驅(qū)動電機(jī)水泵的速度調(diào)節(jié)(當(dāng)然也可以通過觸摸屏和模擬量輸入輸出混合模塊來實現(xiàn)變頻速度調(diào)節(jié))，從而達(dá)到恒壓供水的目的?？刂葡到y(tǒng)在程序設(shè)計時充分考慮到負(fù)載均衡性原則，采取“先開先?！钡呐抨牪呗裕瑘?zhí)行變頻方式輪值，確保各泵使用率基本均衡。變頻恒壓供水一改以往的定量供給方式，首次實現(xiàn)“按需分配”原則，因此變頻恒壓供水方式與工頻控制方式相比，不僅具有上面所述功能優(yōu)點，而且同樣具備很好的節(jié)能效果，在以往的工程中通常節(jié)電率達(dá)到20%以上。 通過這幾個月畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí)，我深深的感受到PLC在社會上的應(yīng)用，也充分的讓我明白在當(dāng)今這個競爭激烈的社會，只有自己不斷的學(xué)習(xí)，你才不會被這個社會所淘汰，只有我們堅持一個信念-要勇往直前，不怕艱苦，不斷的提升自己，超越自己，你才能成功!PLC在高樓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用！一方面它可以很方便的為客戶提供很好的服務(wù),另一方面它可以為社會節(jié)省大量的水資源，間接的在為國家省錢！今天的社會不像過去了，工業(yè)在飛速的發(fā)展，你不進(jìn)步別人就會進(jìn)步，反過來你就在退步，總之你要適應(yīng)這個社會，那樣你才能主宰你自己，才能為社會作出貢獻(xiàn)！參考文獻(xiàn)1 LG K120S編程手冊Z.2 LG IH變頻器使用說明書Z.3 王占奎. 變頻調(diào)速應(yīng)用百例M. 北京:科學(xué)出版社,1999.4黃杭昌.Profibus在軟水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用.MM現(xiàn)代制造.2005 5SIEMENS S7-300系統(tǒng)參考手冊6陳在平，趙相賓.可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.20027陸錦軍.鈉離子在軟化水系統(tǒng)的自動控制.南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報.19998北京亞控科技發(fā)展有限公司.組態(tài)王.使用手冊Z.20039陳立定編電器控制與可編程控制器 華南理工大學(xué)出版社200110西門子公司 S7-200可編程控制器手冊 200011張燕賓主編 變頻調(diào)速應(yīng)用實踐 機(jī)械工業(yè)出版社200019