PLC在恒压供水控制系统中应用

1、 毕业设计（论文）题 目： PLC在恒压供水控制系统中的应用 系（院）： 专业： 电气自动化 姓 名： 学号： 校内指导教师： 职称： 讲师 摘 要随着我国社会经济的发展，住房制度改革的不断深入，人们生活水平的不断提高，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。城市供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活，也直接体现了供水管理水平的高低。传统供水厂，特别是中小供水厂所普遍采用的恒速泵加压供水方式存在效率较低、可靠性不高、自动化程度低等缺点，难以满足当前经济生活的需要。随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，需要利

2、用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，要求设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必要的趋势。本文首先根据管网和水泵的运行特性曲线，阐明了供水系统的变频调速节能原理;从具体分析了变频恒水压供水的原理及系统的组成结构，提出不同的控制方案，通过研究和比较，得出结论:变频调速是一种优于调压调速、变极调速、串级调速、机械调速等的调速方式，是当今国际上一项效益最高、性能最好、应用最广、最有发展前途的电机调速技术.它集微机控制技术、电力电子技术和电机传动技术于一体，实现了工业交流电动机的无级调速，具有高效率、宽范围和高精度等特点的结论。因此本文以采用变频器和PLC 组合构成系统的方

3、式，逐步阐明如何实现水压恒定供水和数据传输的。关键词 变频调速 恒压供水 PLC 目 录第1章 绪论 1 第2章 系统控制原理及方案确定 2 2.1 供水系统中恒压控制 2 2.2 变频调速原理 2 2.3 恒压控制的理论分析 3 第3章 系统的硬件设计与选型 4 3.1 恒压供水电控系统组成 4 3.2 主电路设计 4 3.4 系统的硬件选型与连接 6 3.4.1 PLC的选型 6 3.4.2压力变送器的选择 7 3.4.3 变频器的选型与设定 7 3.4.4水泵机组的选型 8 3.4.5液压变送器选型 8 3. 5电路的硬件连接 9 第4章 软件设计及调试运行 10 4.1 状态转换条件

4、10 4.2 出现的故障及调试 10 4.2.1水泵的调节方式 10 4.2.2恒速调节 11 4.2.3变速调节 11 4.3 PLC程序设计 14 4.3.1 IO分配 14 4.3.2程序流程图 15 4.3.3 程序流程分析 16 第5章 结论 19 致 谢 20 参考文献 21 附录：程序清单 22 第1章 绪论常见参数说明：(1)流量Q：单位时间内流过管道内某一截面的水流量。(2)扬程H：供水系统把水从一个位置上扬到另一位置时水位的变化量，数值上等于对应的水位差。常用单位是m。(3)全扬程：水泵能够泵水上扬的最高水位与吸入口的水位之差。全扬程的大小说明了水泵的泵水能力。(4)扬程特

5、性：以管路中的截面积不变为前提，水泵在某一转速下，全扬程与流量间的关系曲线称为扬程特性曲线。不同转速下，扬程特性曲线不同。转速一定时，用水量增大，即流量增大，管道中的管阻损耗也就越大，供水系统的全扬程就越小。这里的流量大小取决于用户，用户的用水流量用Qf表示。用水量一定时，即Qf不变，转速越低，水泵的供水能力越低，供水系统的全扬程就越小。(5)管阻特性:以水泵的转速不变为前提，阀门在某一开度下，全扬程与流量间的关系曲线称为管阻特性曲线。管阻特性表明由阀门开度来控制供水能力的特性曲线。此时转速一定，表明水泵供水能力不变，流量的大小取决于阀门的开度，即管阻的大小，是由供水侧来决定的，故管阻特性的流

6、量可以认为是供水流量，用QG表示。(6) 供水系统的工作点：扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的工作点。在这一点，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性,即供水系统处于平衡状态，系统稳定运行，就是我们要求的恒压供水系统工作点。第2章 系统控制原理及方案确定2.1 供水系统中恒压控制对供水系统进行控制，归根结底是为了满足用户对流量的需求。所以，流量是供水系统的基本控制对象。流量的大小又取决于扬程，而扬程难以进行具体测量和控制。但在动态情况下，管道中水压的大小是扬程大小的反映。若：供水能力QG用水需求QU，则压力P上升；若：供水能力QG用水需求QU，则压力P下降；若：供水能力QG=

7、用水需求QU，则压力P不变。因此，可以选择压力控制来调节管道流量大小。这说明，通过恒压供水就能保证供水能力和用水流量处于平衡状态，恰到好处地满足了用户所需的用水流量。当用户需求发生变化时，需要对供水系统做出调节，以适应流量的变化。这种调节就是以压力恒定为前提来实现的。2.2 变频调速原理变频恒压供水系统的供水部分主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通常由鼠笼式异步电动机驱动水泵旋转来供水，并且把电机和水泵做成一体，通过变频器调节异步电机的转速，从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。因此，供水系统变频的实质是异步电动机的变频调速。异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现

8、调速的。异步电机的转速为：n=60f(1-s)/p异步电机的转差率定义为：S=(n1-n)/n*100；异步电机的同步速度为:n1=60fp其中： n1为异步电机的理想空载转速； n为异步电机转子转速； f是异步电机的定子电源频率； p为异步电机的极对数。从上式可知，当极对数p不变时，电机转子转速n与定子电源频率f成正比，因此连续调节异步电机供电电源的频率，就可以连续平滑地调节电机的同步转速，从而调节其转子的转速。这种调速方式需要专用的变频装置，即变频器。最常用的变频器采取的是变压变频方式。在改变输出频率的同时也改变输出电压，以保证电机磁通基本不变。其关系为：U1/f=常数式中：U1变频器输出

9、电压,f变频器输出频率变频调速时，从高速到低速都可以保持有限的转差率，因而变频调速具有高效率、高精度、调速范围广、平滑性较高、机械特性较硬的优点。因此，变频调速是交流异步电机一种比较合理和理想的调速方法，它被广泛地应用于对水泵电机的调速。2.3 恒压控制的理论分析PLC控制3台水泵按“先开先停、先停先开”的原则循环工作。系统开始工作时，先在文本显示器上设定水压值，并按动开关启动系统。由变频器启动1#水泵，水管水压逐渐增大，变频器将水管内反馈压力与给定压力比较，经过PID运算，调节变频器输出频率。在用水量较大时，变频器输出频率接近工频(即到达极限输出频率)，而水压仍达不到给定压力值，PLC将当前

10、工作的1#变频泵切换到工频下工作，关断变频器，再通过接触器将变频器切换到2#泵上，实现1台工频、1台变频双泵供水。随着2#水泵的转速增加，水压继续加大，直到当前的水压达到设定值。根据以上原理，随着用水量增加，依次开启1#、2#、3#水泵。反过来，当用水量减少、水压增加时，变频器使水泵的转速下降，下降至下限值时，则又按照开启的顺序依次关闭水泵，从而使压力稳定在设定值。整个控制过程系统均以水管压力与给定压力保持一致为原则，时刻采样极限频率信号和压力反馈信号，通过PLC进行逻辑判断并输出相应的指令，控制水泵的工作模式，实现自调整变频恒压供水。图2-1 变频恒压控制原理图第3章 系统的硬件设计与选型3

11、.1 恒压供水电控系统组成恒压供水电气控制系统可由以下几部分组成：（1） 主电路：通过接触器、断路器等电气设备为水泵提供工频及变频电源。（2） 电气控制电路：对主电路的继电控制，实现手动或自动控制的切换。（3） 变频控制电路：根据压力设定及压力传感器的压力检测信号，由变频器输出变频电源：提供最高频率、上下限频率及启动频率等信号，并能实现PID调节。（4） PLC控制系统：包括硬件线路和软件控制程序，完成对恒压供水系统压力设定、顺序控制、信号指示报警及与上位机的通讯联络。3.2 主电路设计水泵根据供水状态的不同，具有变频、工频、停泵三种运行方式，因此水泵要求通过两个接触器分别与工频电源和变频电源

12、输出相联,接触器的选择依据电动机制容量来确定。接触器KM1、KM3及KM5用于电动机的工频控制；接触器KM2、KM4及KM6用于电动机的变频控制。FR1,FR2,FR3分别为三台水泵的电动机过载保护用的热继电器。变频器的主电路输出端子(U、V、W)经接触器接至三相电动机上。变频器接地端子必须可靠接地，以保证安全，减少噪声。下图给出了供水系统电气控制主回路的主要联线关系。图3-1 主电路图3.3 电气控制电路设计在控制电路的设计中，必须要考虑弱电和强电之间的隔离的问题。为了保护PLC设备，PLC输出端口并不是直接和交流接触器连接，而是在PLC输出端口和交流接触器之间引入中间继电器，通过中间继电器

13、控制接触器线圈的得电失电，进而控制电机或者阀门的动作。控制电路之中对电机的工频变频做互锁设计，保障变频器的安全运行，决不允许一台电机同时接到工频电源和变频电源的情况出现。为提高互锁的可靠性，在PLC控制程序设计时，进一步通过PLC内部的软继电器来作互锁。出于可靠性及检修方面的考虑，设计了手动自动转换控制电路。通过转换开关及相应的电路来实现。 图3-2 供水系统的部分电气控制线路图 图3-2中，SA为手动自动转换开关，KA为手动自动转换用中间继电器，打在位置为手动状态，打在位置KA吸合，为自动状态。在手动状态，通过按钮SBl至SBl4控制三台泵的起停。在自动状态时，系统执行PLC的控制程序，自动

14、控制泵的起停。中间继电器KA的常闭触点接在三台泵的手动控制电路上，控制三台泵的手动运行。中间继电器KA的常开触点接PLC的X0，控制自动变频运行程序的执行。在自动状态时，三台泵在PLC的控制下能够有序而平稳地切换、运行。电动机电源的通断，由中间继电器KAl至KA7控制接触器KMl至KM7的线圈来实现。FRl、FR2、FR3为三台泵的热继电器的常闭触点，对电机进行过流保护。3.4 系统的硬件选型与连接3.4.1 PLC的选型PLC是整个变频恒压供水控制系统的核心，它要完成对系统中所有输入号的采集、所有输出单元的控制、恒压的实现以及对外的数据交换。因此我们在选择PLC时，要考虑PLC的指令执行速度

15、、指令丰富程度、内存空间、通讯接口及协议、带扩展模块的能力和编程软件的方便与否等多方面因素。由于恒压供水自动控制系统控制设备相对较少，因此PLC选用德国SIEMENS公司的S7-200型。S7-200型PLC的结构紧凑，价格低廉，具有较高的性价比，广泛适用于一些小型控制系统。SIEMENS公司的PLC具有可靠性高，可扩展性好，又有较丰富的通信指令，且通信协议简单等优点；PLC可以上接工控计算机，对自动控制系统进行监测控制。PLC和上位机的通信采用PC/PPI电缆，支持点对点接口(PPI)协议，PC/PPI电缆可以方便实现PLC的通信接口RS485到PC机的通信接口RS232的转换，用户程序有三

16、级口令保护，可以对程序实施安全保护12。根据控制系统实际所需端子数目，考虑PLC端子数目要有一定的预留量，因此选用的S7-200型PLC的主模块为CPU226，其开关量输出为16点，输出形式为AC220V继电器输出；开关量输入CPU226为24点，输入形式为+24V直流输入。由于实际中需要模拟量输入点1个，模拟量输出点1个，所以需要扩展，扩展模块选择的是EM235，该模块有4个模拟输入(AIW)，1个模拟输出(AQW)信号通道。输入输出信号接入端口时能够自动完成A/D的转换，标准输入信号能够转换成一个字长(16bit)的数字信号；输出信号接出端口时能够自动完成D/A的转换，一个字长(16bit

17、)的数字信号能够转换成标准输出信号。EM235模块可以针对不同的标准输入信号，通过DIP开关进行设置。3.4.2压力变送器的选择压力变送器用于检测管网中的水压，常装设在泵站的出水口，压力传感器和压力变送器是将水管中的水压变化转变为15V或420mA的模拟量信号，作为模拟输入模块(A/D模块)的输入，在选择时，为了防止传输过程中的干扰与损耗，我们采用420mA输出压力变送器。在运行过程中，当压力传感器和压力变送器出现故障时，系统有可能开启所有的水泵，而此时的用水量又达不到，这就使水管中的水压上升，为了防止爆管和超高水压损坏家中的用水设备(热水器、抽水马桶等)，本文中的供水系统使用电极点压力表的压

18、力上限输出，作为PLC的一个数字量输入，当压力超出上限时，关闭所有水泵并进行报警输出13。根据以上的分析，本设计中选用普通压力表Y-100和XMT-1270数显仪实现压力的检测、显示和变送。压力表测量范围01Mpa，精度1.0；数显仪输出一路420mA电流信号，送给与CPU226连接模拟量模块EM235，作为PID调节的反馈电信号，可设定压力上、下限，通过两路继电器控制输出压力超限信号。3.4.3 变频器的选型与设定变频器是本系统控制执行机构的硬件，通过频率的改变实现对电机转速的调节，从而改变出水量。变频器的选择必须根据水泵电机的功率和电流进行选择。本系统中要实现监控，所以变频器还应具有通讯功

19、能。根据控制功能不同，通用变频器可分为三种类型：普通功能型U/f控制变频器、具有转矩控制功能的高功能型U/f控制变频器以及矢量控制高功能型变频器。供水系统属泵类负载，低速运行时的转矩小，可选用价格相对便宜的U/f控制变频器。由于本设计中PLC选择的西门子S7-200型号，为了方便PLC和变频器之间的通信，我们选择西门子的MicroMaster440变频器。它是用于三相交流电动机调速的系列产品，由微处理器控制，采用绝缘栅双极型晶体管作为功率输出器件，具有很高的运行可靠性和很强的功能。它采用模块化结构，组态灵活，有多种完善的变频器和电动机保护功能，有内置的RS-485/232C接口和用于简单过程控

20、制的PI闭环控制器，可以根据用户的特殊需要对I/O端子进行功能自定义。快速电流限制实现了无跳闸运行，磁通电流控制改善了动态响应特性，低频时也可以输出大力矩。MicroMaster440变频器的输出功率为0.7590KW，适用于要求高、功率大的场合，恰好其输出信号能作为75KW的水泵电机的输入信号。另外选择西门子的变频器可以通过RS-485通信协议和接口直接与西门子PLC相连，更便于设备之间的通信。3.4.4水泵机组的选型水泵机组的选型基本原则，一是要确保平稳运行；二是要经常处于高效区运行，以求取得较好的节能效果。要使泵组常处于高效区运行，则所选用的泵型必须与系统用水量的变化幅度相匹配。本设计的

21、要求为：电动机额定功率75KW，供水压力控制在0.30.01Mpa。根据本设计要求并结合实际中小区生活用水情况，最终确定确定采用3台上海熊猫机械有限公司生产的SFL系列水泵机组（电机功率75KW）。SFL型低噪音生活给水泵在外壳、轴上采用不锈钢材质，叶轮、导叶采用铸造件，经过静电喷塑处理，效率可提高5%以上；采用低噪音电机，机械密封，前端配有泄压保护装置，噪声更低(室外噪音60分贝)、磨损小、寿命更长；下轴承采用柔性耐磨轴承，噪音低，寿命长；采用低进低出的结构设计，水力模型先进，性能更可靠。它可以输送清水及理化性质类似于水的无颗粒、无杂质不挥发、弱腐蚀介质，一般用在城市给排水、锅炉给水、空调冷

22、却系统、消防给水等。因此本设计中选择电机功率为75KW的上海熊猫机械有限公司生产的SFL系列水泵3台。3.4.5液压变送器选型考虑到水泵电机空载时会影响电机寿命，因此需要对水池水位作必要的检测和控制。本设计要求贮水池水位：2m5m，所以要通过液位变送器将检测到的水位转换成标准电信号（420mA电压信号），再将其输入窗口比较器，用比较器输出的高电平作为贮水池水位的报警信号，输入PLC。综合以上因素：本设计选择淄博丹佛斯公司生产的型号为DS26分体式液位变送器，其量程为：0m200m，适用于水池、深井以及其他各种液位的测量；零点和满量程外部可调；供电电源：24VDC；输出信号：两线制420mADC

23、精度等级：0.25级。3. 5电路的硬件连接 图3-3 硬件连接图第4章 软件设计及调试运行4.1 状态转换条件泵的工作方式有工频和变频两种，实际工作过程中三台水泵不能满足用户需求，因此可能工作在工频和变频两种状态，需要增减泵的个数从而达到要求。水泵状态之间的转换条件是依据变频器输出频率是否到达极限频率及水压是否达到上、下限值而转换的。4.2 出现的故障及调试4.2.1水泵的调节方式水泵的调速运行，是指水泵在运行中根据运行环境的需要，人为的改变运行工作状况点(简称工况点)的位置，使流量、扬程、轴功率等运行参数适应新的工作状况的需要。水泵的工况点是由水泵的性能曲线和管网的特性曲线的交点确定的。因

24、此，只要这两条曲线之一的形状或位置有了改变，工况点的位置也就随之改变。所以，水泵的调节从原理上讲是通过改变水泵的性能曲线或管网特性曲线或二者同时改变来实现的。水泵的调节方式与节能的关系非常密切，过去普遍采用改变阀门或挡板开度的节流调节方式，即改变装置管网的特性曲线进行调节。这种调节方式虽然简便行，但往往造成很大的能量损失。大量的统计调查表明，一些在运行中需要进行调节的水泵，其能量浪费的主要原因，往往是由于采用不合适的调节方式。因此，研究并改进它们的调节方式，是节能最有效的途径和关键所在。水泵的调节方式可分为恒速调节与变速调节。详细划分如下:目前常见的调节方法有节流调节、动叶调节、改变泵的运行台

25、数调节、绕式异步电动机的串极调速、变极调速、变频调速等。4.2.2恒速调节水泵的恒速调节主要有节流调节、动叶调节、改变泵的运行台数调节三种。(1)节流调节节流调节是在水泵的出口或进口管路上装设阀门或挡板，通过改变阀门或挡板的开度，使装置需要扬程曲线发生变化，从而导致水泵工作点位置的变化。节流调节优点是调节简单、可靠、方便，且调节装置的初投资很少，故以前各种离心泵多采用这种调节方式。缺点是能量损失很大，目前正逐渐被其它调节方式所取代。(2)动叶调节采用动叶调节的水泵，在泵的轮毅内部安装动叶调节机构，从而使动叶调节得以实现。对于大型的泵，可以采用液压传动调节。动叶调节的优点是:在调节过程中其效率变

26、化很小，能在较大范围保持高效率。缺点是:动叶调节机构复杂，控制自动化程度低;成本高，通常适用大容量水泵，对中小供水厂的水泵通常不适用。(3)改变机泵运行台数调节改变机泵运行台数调节是根据不同的流量要求，采用不同数量和型号的机泵进行并联运行，来满足供水量要求.优点是:它不改变电机和水泵的电气及机械结构，在水泵台数众多、搭配合理的情况下，可以达到较好的调节效果。缺点是:不能实现连续调节、需要大量的机泵进行合理搭配、随着供水量的变化要不断启停电机;电能损失较大。因此，目前此种方法虽大量使用，但正逐步被新的流量调节方式取代从恒速调节的分析可以看出，由于恒速调节要不结构复杂，要被变速调节所取代。4.2.

27、3变速调节这里所指的速度是水泵的转速.水泵的变速调节可分为变速传动装置调节和变电动机转速调节。(1)变速传动装置定速电动机驱动的水泵可以通过传动装置来实现变速调节。变速传动装置按其工作特性可分为两类。一类是有级变速装置，如齿轮变速等;另一类是无级变速装置，主要有液力祸合器、油膜转差离合器、电磁转差离合器等。液力祸合器、油膜转差离合器及电磁转差离合器在传动变速时具有一个共同的特点:传动装置产生的传动损失在其所传递功率中所占的比例与水泵的转速变化的大小成正比，转速变化越大，传动损失所占的比例也越大，因此，这类变速调节方式也被称为低效变速调节方式。(2)液力祸合器水泵通过液力祸合器实现变速调节，从液

28、力藕合器的特性来看，其调节效率等于转速比，故当调节量越大，其转速比越低，传动效率也越低。调速型液力祸合器用于叶片式水泵的变速调节时，主要具有以下优点:可以输出连续的、无级的、变化的转速;可以平稳的启动、加速;电动机能空载或轻载启动，降低启动电流节约电能;液力祸合器是无级调速，故便于实现自动控制，适用于各伺服系统控制:与阀门节流调节相比较，节能效果显著。液力祸合器的缺点:在电动机额定转速较低的场合，要求同样的转矩而采用较小的转速时，液力祸合器的工作腔直径将加大，这不但增加了造价，而且还会使祸合器调速的延迟时间增加;大功率的液力祸合器设备复杂;在运转中随着负载的变化，转速比也相应变化，因此不可能有

29、精确的转速比:液力祸合器一旦产生故障，水泵也不能继续工作。(3)电磁转差离合器电磁转差离合器又称电磁离合器、涡流联轴器等。电磁调速电动机的主要优点是:可靠性高，只要把绝缘处理好，就能长期无检修运行;控制装置的容量小;结构简单、加工容易，价格便宜。电磁调速电动机的缺点是:存在转差损失，尤其是对凡较低的电磁调速电动机，运行经济性较低;调速时响应时间较长:噪声较大。（4）变电动机转速由电机学得知，交流电动机的同步转速n，与电源频率fl、极对数p之间的关系式为: = （4.1）又知异步电动机的转差率s的定义式为：s=1- (4.2)由式4.1及4.2可得异步电动机的转速n为： n=n(1-s)=(1-

30、s) (4.3)由式4.1可以看出，要实现交流电动机的调速，可以通过改变磁极对数p和改变电源频率fl实现，下面就两种变速调节方式进行比较.异步电动机的变极调速变极调速原理:异步电动机在正常运行时，通常其转差率5很小，则由式4.1知，在电源频率fl不变的情况下，改变电动机绕组的极对数，就可改变同步转速n从而改变异步电动机的转速no变极调速的主要优点是:调速效率高，仅是因在设计变极电动机时要兼顾不同转速时的性能指标，与普通的全速电动机相比较，其效率和功率因数要稍低一些:调速控制设备简单，仅用转换开关或接触器;初投资低，特别是中小型变极电动机价钱和定速电动机相差不是很大:维护方便，除轴承外，不需要特

31、别的维修，可靠性较高，在相当恶劣的环境下可使用。变极调速的主要缺点是:有级调速，不能进行连续调速。此外，变极电动机在变速时电力必须瞬间中断，不能进行热态变换，因此在变速时电动机有电流冲击现象发生.高压电动机若需进行频繁地切换变速时，则其切换装置的安全可靠性尚需进一步完善提高。因此，变极调速目前应用较少。（5）异步电动机的变频调速由式4.1可知，极对数p一定的异步电动机，在转差率变化不大时，转速基本上与电源频率成正比。因此，只要能设法改变fl.即可改变n。基于这个原理，变频调速就是用晶闸管等变流元件组成的变频器作为变频电源，通过改变电源频率的办法，实现转速调节。图4-1为变频调速系统的示意图。图

32、4-1 变频调速系统结构示意图在对变速传动装置和变电动机调节方式进行比较时，我们以两者的代表，也是目前运用最广的两种变速方式:液力祸合器调速和变频器调速进行对比，如表4-1，从中可以看出，采用变频器进行转速调节，具有较大的优势。表4-1 液力耦合器调速和变频器调速方式对比表4.3 PLC程序设计4.3.1 IO分配 要编写程序，必须首先确定IO(输入输出口)的分配。在这个控制系统中，共用到16个输入和11个输出。输入口从X0-X7和X10-X17，输出口从YlY7和Y10Y14。具体分配如下表：表4-1 接口分配表输入点功能输出点功能X0手动/自动Y0变频器启动X1自动启动Y11#泵工频启动X

33、2急停Y22#泵工频启动X3变频启动Y33#泵工频启动X4工频启动Y51#泵变频启动X51#泵手动启动Y62#泵变频启动X62#泵手动启动Y73#泵变频启动X73#泵手动启动Y10自动运行指示X101#泵手动停止Y121#泵变频运行指示X112#泵手动停止Y132#泵变频运行指示X123#泵手动停止Y143#泵变频运行指示X1350HZ满负荷报警X14压力上限报警X151#泵过载报警X162#泵过载报警X173#泵过载报警 4.3.2程序流程图 对于系统应该设立的手动和自动两种运行方式，主要靠在系统启动时判断输入口XO的状态来实现；另外由于本系统涉及到三台水泵的变频、工频等运行以及三台水泵之间

34、的运行切换，因此在设计软件时时采用步进式的编程方法，而且三台水泵之间最终通过不断循环的方式来切换运行，可以在保证正常供水的前提下，更有效的利用和保护水泵。根据这样的设计思想，画出流程图如下图所示：图4-2 程序流程图4.3.3 程序流程分析开始后，本系统设计有自动和手动两个状态可以供用户选择。如果X0的按钮SBl没有按下，则系统进入手动运行状态。手动运行时，由于三台水泵1#、2#和3#各自有两种工作方式：即变频和工频，那么就共有六种工作状态可以通过手动来选择。如果按下SBl，系统选择自动运行。首先X0的常开变常闭，输出继电器YlO得电，与之相连的自动运行指示灯HLl亮。同时中间继电器M60得电

35、，那么程序将自动使中间继电器M20置位，程序步进。中间继电器M20得电，其常开触点闭合，使中间继电器M130得电，输出继电器Y5得电，1#水泵变频运行，同时通过变频器监测水压来调整水泵电机的频率，如果当1#水泵以满负荷即工频运行时，水压仍不够，那么满负荷报警输入端X13得电，其常开触点闭合，经延时后对中间继电器M20复位，同时对M30置位，程序继续步进。中间继电器M30得电，其常开触点闭合，使中间继电器M140得电，这样输出继电器Y1得电，1#水泵转为工频运行，延时后中间继电器M131得电，使输出继电器Y6得电，2#水泵变频启动，同时Y13得电，与之相连的2#变频运行指示灯HL4亮。此时仍不断

36、监测水压，当水压达到压力上限时，与之相连的输入端X14得电，其常开触点闭合，中间继电器M90得电并自保，使1#水泵停止运行，只留2#水泵变频运行。如果“1#工频运行+2#变频运行”水压仍然不够，同样X13得电，经延后对M40置位，同时对M30复位，程序步进。中间继电器M40得电，其常开触点闭合，使中间继电器M141得电，这样输出继电器Y1得电，l#水泵工频运行，若水压不够，经延时后，中间继电器M142得电，输出继电器Y2得电，2#水泵也转入工频运行，若水压还不够经延时后，中间继电器M132得电，使输出继电器Y7和Y14得电，3#水泵变频启动，其变频工作指示灯HL5亮。在选择水泵时通过选取合适的

37、电机容量，保证3台水泵同时运行时水压一定足够，因此不会出现3台同时运行水压不够的情况。如果水压达到压力上限，X14得电，先通过中间继电器M91得电，从而使中间继电器M141断电，输出继电器Y1断电，关闭1#水泵。经延时后如果水压仍然达到压力上限，再使中间继电器M93得电，使中间继电器M142断电，输出继电器Y2断电，关闭2#水泵。只留3#水泵变频运行，如果水压再次不够，经延时后对M40复位，同时对M50置位，程序步进。中间继电器M50得电，其常开触点闭合，使中间继电器M143得电，输出继电器Y3得电，3#水泵为工频运行，延时后中间继电器M134得电，使输出继电器Y5得电，1#水泵变频启动，同时

38、Y12得电，与之相连的1#变频运行指示灯HL3亮。此时仍不断监测水压，当水压达到压力上限时，与之相连的输入端X14得电，其常开触点闭合，中间继电器M92得电并自保，使3#水泵停止运行，只留1#水泵变频运行。如果“3#工频运行+l#变频运行”水压仍然不够，同样X13得电，经延后对M50置位，同时对M61复位，程序步进。中间继电器M61得电，其常开触点闭合，使中间继电器M146得电，这样输出继电器Y3得电，3#水泵工频运行，若水压不够，经延时后，中间继电器M147得电，输出继电器Y1得电，1#水泵也转入工频运行，若水压还不够经延时后，中间继电器M148得电，使输出继电器Y6和Y13得电，2#水泵变

39、频启动并且其指示灯HL4亮。如果水压达到压力上限，X14得电，先通过中间继电器M95得电，从而使中间继电器M146断电，输出继电器Y3断电，关闭3#水泵。经延时后如果水压仍然达到压力上限，再使中间继电器M94得电，使中间继电器M147断电，输出继电器Y1断电，关闭1#水泵。只留2#水泵变频运行，如果水压再次不够，经延时后对M61复位，同时对M62置位，程序步进。中间继电器M61得电，其常开触点闭合，使中间继电器M160得电，输出继电器Y2得电，2#水泵为工频运行，延时后中间继电器M135得电，使输出继电器Y7得电，3#水泵变频启动，同时Y14得电，与之相连的3#变频运行指示灯HL5亮。此时仍不

40、断监测水压，当水压达到压力上限时，与之相连的输入端X14得电，其常开触点闭合，中间继电器M70得电并自保，使2#水泵停止运行，只留3#水泵变频运行。如果“2#工频运行+3群变频运行”水压仍然不够，同样X13得电，经延后对M62置位，同时对M63复位，程序步进。中间继电器M63得电，其常开触点闭合，使中间继电器M162得电，这样输出继电器Y2得电，2#水泵工频运行，若水压不够，经延时后，中间继电器M161得电，输出继电器Y3得电，3#水泵也转入工频运行，若水压还不够经延时后，中间继电器M136得电，使输出继电器Y5和Y12得电，1#水泵变频启动并且其指示灯HL3亮。如果水压达到压力上限，X14得电，先通过中间继电器M71得电，从而使中间继电器M162断电，输出继电器Y2断电，关闭2#水泵。经延时后如果水压仍然达到压力上限，再使中间继电器M72得电，使中间继电器M161断电，输出继电器Y3断电，关闭3#水泵。只留1#水泵变频运行，如果水压再次不够，经延时后对M62复位，同时对M63置位，程序步进。至此程序又回到自动运行刚开始的情况，之后将不断循环运行。如果按下按下急停按钮SB3，中间继电器M30、M40、M50、M61、M62、M63都将复位，所有水泵都会停止运行。第5章 结论此次设计包括：