基于Plc的变频恒压供水系统的设计

基于Plc的设计，用于供水系统里面的变频恒压系统绪论对于笔者写的这篇论文而言，主要针对的是PLC,怎样被应用于恒压变频供水系统当中的。在这个恒压的变频系统当中，其最为重要的组成部分就是主供水回路部分、备用回路部分、清水池一个和由三台水泵组成的一个水泵房，还有多个制各供水回路和水流量。通过PID调节器对压力变送器检测信号然后调整，最后的目的是把参考的信号传给变频器，这个时候变频器就会依据信号给定压力，调节水泵转速，从而达到控制管网中水压恒定的目的。该系统采用西门子S7-200，它是一种可编程序逻辑控制器，针对各种各样的设备能够进行控制，从而使得自动化达到满足的需求。这里，我们来讲S7-200这一个型号的系统组成，它里面，最为主要的就是位逻辑部分、计数器部分、定时器部分、复杂数学运算部分和跟其它智能模块通讯部分组成的内容指令，使得输入的情况在它的监视下面，通过对于输出的情况进行以身试法，从而满足控制的效果。它有一个非常紧密的结构组成、配置也比较多样，它所配备的指令集也很多，正是由于这一系列的因素，使得S7-200这一方案是最优势的控制各种应用。关键词PLC；PID；变频器；变频调速目录摘要 1Abstract 第1章绪论 11.1选题背景及目的 31.2针对国内外相关领域研究成果分析 41.3课题研究方法及内容 5第2章变频调速供水方案 72.1供水系统的基本术语 72.2供水压力要求 72.3流量调节 8第3章关于变频恒压供水调控系统 113.1恒压控制 113.2供水设计概述 113.3变频器的技术参数 123.4控制系统设计 13第4章系统程序设计 204.1PLC的选型 204.2PLC的I/O分配及接线图 214.3程序设计 224.3.1特殊存储器和基本指令简介 224.3.2启动程序流程图 244.3.3系统设计梯形图 26最后 27感谢 27参考文献 附录C（其它） 30第1章绪论1.1选题背景及目的变频恒压供水在企业及高层生活小区的应用越来越广泛，它取代传统的水塔、高位水箱或气压罐等等方式的供水模式，其对于节约能源不光光是效果非常好，特别是对于系统的工作性能能够然大大的进行改观，对于系统在整个进行使用的过程当中的一个生命可以延长，在技术方面也是比较优良的、有一个比较好的经济作用。恒压供水系统对于某些工业用户是非常重要的，打个比方，我们在进行生产的某一个过程里面，如果缺水或因故不再能节约用水,可能影响产品质量,确保已经达到使用寿命的产品或严重损坏。例如,当发生火警压力不足或供水,没有水灭火和毫不拖延可能造成重大的经济损失和人员伤亡。因此,一些用户采用供水系统、具有极大压力恒经济和社会方面[1]。由于技术开发电子、电子器件的理论研究和制造工艺的居民生活水平的供电、电子部件、容量、特点和耐压的类型有了很大的发展。目前,电子元件供电高频和低损耗、迅速和成本效益。作为现代电力电子器件的应用和计算机技术有机融合、交流频率调节装置随着产品创新发展和传播应用领域发生的一场巨大的引擎技术革命。自动恒压供水系统当前使用的技术交流电动机变频设备,该设备采用PLC控制系统,PLC控制器不仅能实现水泵、阀门控制逻辑,并完成系统功能的数字PID控制系统,不同的工作参数,实时监控,控制点并完成系统故障状态,显示报警和打印报表等功能。自动恒压供水系统的好处是，它有一个非常标准的接口处、通信方面、城市供水系统上位机网络系统实现供水、城市管理、城市供水系统优化调度,提供现代化的管理手段,控制和经济周期。恒压供水控制系统的主要控制策略:使用引擎装置和可编程序控制器(PLC)控制系统,调节水泵运行优化管理团队和自动调整泵组运行数据和完整的供应压力闭环网络流量的变化,以获得稳定的供水压力和节约电能。控制系统整体性能压力泵站供水主要稳态值与实际值相比回油管压力,CPU峰值后的业务处理发送控制命令,控制和运行泵投入运行,变量泵安装在每一个主要转向稳压供水压力值。AA国内外相关领域研究成果可编程序控制器简称PLC，是这些年以来，这一项新的工业自动化的技术，飞速的进行发展，然后针对工业化的自动化进行装置控制。那么它用于进行的程度编程序控制器在功能上只能实现逻辑控制，因此被称为可编程序控制器（ProgrammableLogicController），简称PLC[2]。从1969年，出现第一台PLC，经过20多年的发展，PLC已经发展到了第四代，其发展过程大致如下：第一代在1969～1972年。这个时期的产品，CPU由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。其功能也比较单一，仅能实现逻辑运算、定时、计数等功能。典型产品有：美国DEC公司的PDP-14，日本富士公司的USC-4000，日本立石（OMRON）公司的SCY-022等。第二代在1973～1975年。这个时期的产品已开始使用微处理器作为CPU，存储器采用半导体存储器。其功能上有所增加，能够实现数字运算、传送、比较等功能，并初步具备自诊断功能，可靠性有了一定提高。典型产品有：美国哥德公司的MODICON184、284、384系列，原西德西门子的SYMATICS3、S4系列，日本富士的SC系列等。第三代在1976～1983年。这个时期，PLC进入了大发展阶段，美国、日本、原西德各有几十个厂家生产PLC。这个时期的产品已采用8位和16位微处理器作为CPU，部分产品还采用了多微处理器结构。其功能显著增强，速度大大提高，并能进行多种复杂的数学运算，具备完善的通讯功能和较强的远程I/O能力，具有较强的自诊断功能并采用了容错技术。典型产品有：美国哥德公司的584、684、884系列，原西德西门子的SYMATIC-ICS5系列，日本三菱公司的MELPLAC50、550系列，日本立石公司的C系列等。第四代为1983年到现在。这个时期的产品除采用16位以上的微处理器作为CPU外，内存容量更大，有的已达数兆字节；可以将多台PLC连接起来，实现资源共享；可以直接用于一些规模较大的复杂控制系统；编程语言除了可以用传统的梯形图、流程图等，还可以使用高级语言；外设多样化，可以配置CET和打印机等。典型产品有美国哥德公司的A5900等。第一代PLC功能太弱，已基本淘汰；第四代PLC面向复杂大系统，应用还不广泛。目前，在各行业应用最多的是第二、三代产品。PLC的发展方向大致可分为两种，一是小而简单，低成本方向发展。近年来,单片机微型计算机的发展有助于减少PLC的密实度,和计算机的可靠性降低。所以你可以控制系统PLC而不是继电器，这一系统主要用于控制单片机以及规模比较小的自动化控制，如日本立石公司的C20P、C40P、C60P、C20H、C40H等。二是朝着大规模、高速度、多功能的开发。大规模的PLC处理器通常由系统、文本编辑器、处理器和浮动位处理器组成，并且具有存储输入和输出接口的能力和机会。根据一个多样的自动外围接口，可以独立完成定位控制、闭环控制等特点，通过网络接口水平甚至不同类型的PLC和计算机，形成大范围的网络控制，局部的大型自动化控制系统，如霍尼韦尔的9000系列等。根据PLC的发展方向可以看出，PLC技术将在未来工业自动化的主要工具。未来工业生产,PLC,机器人技术和CAD/CAM技术是工业生产自动化的三个大的方面。PLC可按I/O点数的不同大致分为：小型PLC，I/O点数较少，在256点以下的PLC；中型PLC，I/O点数较多，在256点以上、2048点以下的PLC；大型PLC，I/O点数较多，在2048点以上的PLC。按实现的功能分类：低档机、中档机、高档机。一般地，低档机多为小型PLC，采用整体式结构，中档机可为大、中、小型PLC，其中小型PLC多采用整体式结构，中型和大型PLC采用组合式结构，高档机多为大型PLC，采用组合式结构。目前，在国内工业控制中应用最广泛的是中、低档机。PLC的特点：灵活通用、安全可靠、环境适应性好、使用方便、维护简单、价格较高[3]。1.3课题研究方法及内容本设计采用SIEMENSS7-200设计，PLC作为中心控制单元，利用变频器与PID相结合，根据系统状况可快速调整供水系统的压力，达到恒压供水的目的，提高系统的工作稳定性，得到了良好的成效。这篇论文当中，所设计的系统内容的构成部分是主供水回路方面、备用回路方面、清水池一个还有一个泵房构成的。这一个泵房就由三台水泵组成，这三台水泵是的水泵，其中光电动的闸阀就有很多个，还包括电动的蝶阀，用于对各个方面的供水回路以及供水量进行的控制。高可靠性的控制系统采用PLC功能的中央控制系统。要做转换器来防止反系统或转换器的损失,必须进行机械互锁。该开关控制系统主要由plc、驱动器、卫生飞碟、压力传感器等组成。根据p内核的压力控制单元设置手动压力传感器信号和信号反馈分析和计算,压力偏差和偏差变化率,通过PID模拟信号输出到谢谢器、调整电机的速度和电启动软件,通过模拟输出和压力p,通过开关比较偏差的出口量的I/O端口驱动继电器开关组为了协调工作,泵马达停下,从完成电频率和输出频率切换。通过调整电动机的平台的运行,控制机器的谢谢,实现了控制系统的稳定工作的压力,恒圧水路的目的。目前，在冶金方面、化工方面、机械方面、电子电力方面、轻工方面、建筑建材方面以及交通方面等等，PLC含括了市面上所有用于控制工作的过程。但是不同水平的PLC有不同的应用。低的小型PLC代替继电器控制电路,广泛的逻辑控制,适用于开关量更重要的是,没有或只有很少的道路模拟的场合,如驾驶自动控制,等等。中档PLC可广泛应用在大量的交换机的情况下,少量的模拟,如自动机床。高品位PLC适用于化工制造等场合，具有大量开关和模拟量。第2章针对变频进行供水的调速方案用户使用水的经常变化,所以水资源的不足和供给过剩。现在的水和水和不均衡的集中供水的压力,更少的水,更少的水和更少的压力,大量的水,大量的水压力。自来水不变,保持水的平衡。2.1供水系统的基本术语泵提供的流量：单位时间内泵输送的流体量。泵的扬程：单位时间单位重量的流体从泵中获得的能量增值。泵的有效功率：单位时间内流体从泵中获得的实际能量。泵的效率：泵的有效功率与电机轴功率的比值。2.2供水压力要求流体在管路系统中流动，必须克服管路系统两端的压差和管路系统对流体的流动阻力。故泵中获得的能量—扬程(流体力学俗语)为(2.1)(2.2)其中，及分别为管路系统高压和低压液面上的压强，是流体比重，为两流体液面间的高度差。通常管路系统高压和低压液体面上的压强情况几乎相同，即-=0则方程(2.2)简化为=(2.3)直管道内阻力损失(2.4)其中，为管道阻抗，与管道系统的沿程阻力与局部阻力以及几何形状有关，为水泵提供的水流量。综合(2.1)、(2.3)、(2.4)得到流体在管路系统中的流动要求：(2.5)可见泵的扬程与最低液面和最高液面的高度差、管道阻力、流量有关。由(2.5)得到管路性能曲线，如图2.1所示。QQQ10HZHCESQ12 图2.1管路性能曲线用户用水点分布在管网各级分支和不同高度，各用水点的出水压力不同，保证供水最不利点(最高点)的供水压力，则可以保证各用水点的供水水压。满足流体流动要求,它是保证用水点出水的基础。在此基础上，叠加适当的水压裕量可以增大各用水点水压，并且充分保证最不利点(最高点)的供水压力。2.3流量调节某台泵在某转速下，可以提供无数组（，）值。泵的实际工作点（，）是唯一的。工作点（，）应满足管路性能要求。先不考虑水压裕量，泵的性能曲线和管路性能曲线在-图上的交点是泵的工作点。如图2.2。点参数表明该泵在流量为的条件下，给水提供扬程。而、又满足管道流体流动要求（在曲线上），且选择处于泵的高效区（见泵的效率曲线-所示），故这样的工况是稳定的，这样的设计才具有可行性和经济性。泵的流量调节，即改变工作点，改变泵的性能曲线和管道性能曲线的交点，改变泵的性能曲线可以调节流量。改变泵的转速和台数，则改变了泵的性能曲线，泵的相似性：/====(2.6)在公式(2.6)中，、、分别为转速下的流量、扬程、电机功率，、、分别为转速下的流量、扬程、电机功率。按相似性将转速下的-性能曲线换算成转速下的性能曲线，如图2.3所示。管道和阀门没有任何变化，故管道性能曲线使工作点由点变为点。ABABCEDQQD0HZHDH图2.2泵的工作点QQQDABQD’DD0HD’HDHCEABMD’HMDH图2.3改变泵转速的调节原理所以当用水量减少时，可以降低电机转速，使泵中的水流量减少，当用水量增大时，可以提高电机转速使流量增大。改变并联泵台数也可以改变泵的性能特性曲线，进行流量调节。如多台泵并联进行时，并联运行特性曲线按照式(2.7)画出（并联运行合理，要由几台泵的效率曲线确定）。为方便，工程常采用相同型号的泵，管道特性相同。工作点由变为的流量变化如图2.4所示。此法流量调节跨度大，但不适合流量微调，使泵的给水量能跟踪用户用水量[4]。===,=++(2.7)QQQD’QD0QD’’D2台并联1台并联D’’D’HD’’HD’HDHZH3台并联图2.4改变泵台数的调节原理

第3章变频调速恒压供水系统3.1恒压控制控制管道底部某点水压力，使之能充分保证最不利点（最高点）的供水压力。满足流体流动要求，保证用水点出水的基础上，叠加适当的水压裕量（）以增大各用水点出水水压,故底部某点水压取值为(3.1)为供水高度,为水压裕量，检测管道流量以补偿压力设定的部分，这样压力控制系统的压力设定是变化的，流量计比较昂贵，留有充分裕量计算设定恒定压力值，可以保证用户的水压，采用恒压控制这个比较简单的控制方案，能保证供水质量。在本设计中，压力采样点选在水泵和用水点之间，位于管网上升主管道，高度与调节水池基本一致。恒压供水系统是水压单闭环定值控制系统。调节器为PLC及A/D和D/A模块，PLC是整个系统的控制和运算中心，A/D接输入检测信号，D/A给出运算后的变频器信号，通过变频器改变电机转速，从而改变泵的工作点，改变供水量。广义对象为变频器电机水泵组和管网，可以认为执行阀为变频电机水泵组，调节对象为管道，检测仪表为远传式电阻压力表，外部干扰为电网波动和用户用水量变化，分别作用在电机和管网上。给变频器1个频率信号，经过变频器、电机水泵和部分管网，在压力检测仪表处用记录仪记录压力响应曲线。控制比较复杂：电机泵类负载至今没有数学模型，水泵厂只能根据水泵模型依据相似定理做水泵。在本设计中，泵的台数是变化的，故在台数变化处，压力对信号的响应是非线性的。测定受到随机用水量和出水阀门开度的影响。不同的阀门开度影响管道性能和工作点，故使对象特性有所改变。给水量对采样点压力不产生影响，压力只受用水量影响。3.2供水设计概述用户供水要求供水压力要求恒定，波动一定要小，尤其在换泵时。3.2.2主要设备选型三台水泵，一台ABBACS-400变频器，压力变送器，PIDXMT*-900。PID参数序号提示符名称说明设定范围出厂值一级菜单SP控制点设定按▽▷◁键设定所需控制点的温度全范围随机二级菜单1AL1报警1需要上下限或上下偏差两路报警时才采用报警全范围随机2AL2报警23SC传感器误差平移修正测量值有误差时可以通过此项加减修正±20.004P比例带比例带=Px200-1008105L积分时间设定积分时间,以解除比例控制所发生之残余偏差0-300S2406D微分时间设定微分时间,以防止输出的波动0-250S20-307T控制周期只有使用继电器时才有1-120S2010LOCK电子锁0-所有参数均可修改1-只有设定值可以修改大于1所有参数均不可修改0-503.2.3技术性能为了避免总是长时间的对于一台水泵进行使用，那么这个时候，就得对于作用的时间进行设定了，当到达了设定的时间的时候，就会由下一台水泵进行工作，而这一过程全都是自动进行的，其作用就是为了避免有时候水泵经常不工作从而损坏掉了。3.2.4设计特点（1）压力控制精度高，流量连续可调，供水压力可以任意设定，在起动泵时压力波动小。（2）使用寿命长，水泵可能软起动，即变频起动，电机起动时对电网无冲击，主泵先起先停，先停先起，循环运行。（3）保护功能完善，变频器故障自动报警，具有如过流、过压、欠压、过载、短路等自我保护功能，另有进水池低水位报警并自动停泵及溢水报警、过电流报警。（4）手动自动切换功能。（5）设备紧凑，占地面积小，节省建设投资[7]。3.3关于变频器的参数技术ABBACS400多功能变频器,本设计选择PID调节器,所以没有必要的内部PID调节器转换器。压力传感器、压力信号PID控制器、PID控制器根据设定压力,4~20ma输出变频器调节电机的速度,转换器的操作根据可编程序控制器输出Q1.0(DCOM1-DI2)接近确定,根据可编程序控制器逆变器停止输出Q0.7(DCOM1-DI1)来确定关系密切。内部可编程继电器RO1RO2为频率达到的设置。下表3.1是针对设计进行设定的一个相关的参考数据。下表3.1为设定的参数数值名称特性数值名称特性数值1123控制系统设计供水压力，这就需要其保持恒定不变，即使变动也需要非常非常的小，特别是在进行供水过程当中的换水泵行为。那么这个时候，就需要设定三台不同压力的水泵，通常情况都是用的哪一个先开启，哪个就先停止的做法。这也是避免一台水泵长时间的进行工作，才要对于工作的时间进行设定，如果工作到了设定的时间的时候，那么，水泵就会由下一台水泵进行接替工作，这样的好处是为了避免长时间的使用一台水泵，而别的水泵却又没有进行工作而导致了损坏现象。那么就需要进一步对于该系统进行以进，使得有保护的功能和报警的作用。为了检修和应急要设有手动功能。还需具有水池防抽空功能。泵机部分原理图见图C1所示。图C1泵机部分原理图C2所表示的就是电气在进行系统主回路的控制图。上图中明确表示，有三台电机进行工作，分别为M1，M2，M3，其中KMI到KM6分别是它的交流接触器，这这几个接触器对于这三台电机进行控制工作，KH1部分，KH2部分，KH3部分，都属于M1电机，M2电机，M3电机过载保护用的热继电器，QF1，QF2，QF3，QF4，QF5分别为主电路、变频器和三台泵的工频运行空气开关。图C2电气控制系统主回路图中，SA为手动/自动转换，KA为手动/自动中间继电器，打在1位置为手动状态，打在2位置为自动状态，同时KA吸合。在手动状态，可以按动SB1～SB6控制三台泵的起停。在自然状态时，系统根据PLC的程序运行，自动控制泵的起停，HL1～HL8为各种运行指示灯。中间继电器KA的常开触电接I0.3控制自动状态时的起动。中间继电器KA的三个常闭触电接在三台泵的手动控制电路上，控制三台泵的手动运行。在自然状态时，三台泵在PLC的控制下能够有序而平稳地切换、运行。KH1，KH2，KH3为三台泵的热继电器的常闭触电，可对电机进行过流保护。3.5变频恒压供水系统的结构通过变频恒压供水系统我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信

号检测、控制系统、人机界面、通讯接口以及报警装置等部分组成。3.5.1执行机构执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，通常这些水泵包括：（1）调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。（2）恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定，它们用以在用水量增大而?调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。此外，通常一些变频系统还会增设附属小泵，它只运行于启、停两种工作状态，用以在用水量很小的情况下(例如:夜间)对管网用水量进行少量的补充。3.5.2信号检测在系统控制过程中，需要检测的信号包括水压信号、液位信号和报警信号:(l)水压信号:它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。此信号是模拟信号，读入PLC时，需进行冉刃转换。另外为加强系统的可靠性，还需对供水的上限压力和下限压力用电接点压力表进行检测。检测结果可以送给PLC，作为数字量输入。（2）液位信号:它反映水泵的进水水源是否充足。信号有效时。控制系统要对系统实施保护控制，以防止水泵空抽而损坏电机和水泵。此信号来自在安装于水源处的液位传感器。（3）报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常，该信号为开关量信号。3.5.3控制系统供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系统、变频器和电控设备)三个部分：（1）供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的压力、液位、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵成行控制)（2）变频器:它是对水泵进行转速控制的单元.变频器跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制。根据水泵机组中水泵被变频器拖动的情况不同，变频器有如下两种工作方式：变频循环式:变频器拖动某一台水泵作为调速泵，当这台水泵运行在50Hz时，其供水量仍不能达到用水要求，需要增加水泵机组时，系统先将变频器从该水泵电机中脱出，将该泵切换为工频的同时用变频去拖动另一台水泵电机。变频固定式:变频器拖动某一台水泵作为调速泵，当这台水泵运行在50Hz时，其供水量仍不能达到用水要求，需要增加水泵机组时，系统直接启动另一台?恒速水泵，变频器不做切换，变频器固定拖动的水泵在系统运行前可以选择。变频器的电控设备它是由一组接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成.用于在供水控制器的控制下完成对水泵的切换、手/自动切换及就地/集中等工作。3.5.4通讯接口通讯接口是本系统的一个重要组成部分，接口支持RS232/RS485/RS422通过该接口，系统可以和组态软件以及其他的工业监控系统进行数据交换;同时通过通讯接口，还可以将现代先进的网络技术应用到本系统中来，例如可以对系统进行远程的诊断和维护等。报警装置作为一个控制系统，报警是必不可少的重要组成部分。由于本系统能适用于不同的供水领域，所以为了保证系统安全、可靠、平稳的运行，防止因电机过载、变频器报警、电网过大波动、供水水源中断造成故障，因此系统必须要对各种报警量进行监测，由PLC判断报警类别，进行显示和保护动作控制，以免造成不必要的损失。第四章第一节也是写PLC的选型，是否有重复，3.6系统主要设备的选型第四章第一节也是写PLC的选型，是否有重复，3.6.1PLC控制器及扩展模块选型通过查阅资料可知，西门子公司的PLC产品具有性能、质量、可靠性方面的优势，该公司的S7-200系列PLC属于中型PLC产品，结构紧凑、价格低廉，而且功能强大、抗干扰能力强、可靠性高、可扩展性好，控制指令集丰富和具有不错的通信能力，可以方便的连接监控计算机，对供水系统进行监测控制，也可以方便的连接现场人机界面。综上所述可见其能够满足本设计控制要求。根据我们的系统设计，统计系统实际需要的开关量和模拟量端子数量，并为以后预留一定的扩容能力，我们选用S7-200-64MR型号，它具有32点的输出能力，输出的形式是继电器输出;32点开关量输入。由于我们选择将系统水压模拟信号直接输入变频器，由PLC控制变频器进而控制水泵运转，所以不需要选择PLC模拟量特殊功能模块。3.6.2变频器的选型变频器方面我们同样选择西门子公司的产品，选择的F700系列变频器是西门子公司生产的通用变频器，价格低廉、质量可靠、控制参数丰富。而且非常适合用在风机、水泵方面的负载控制，输出功率范围是:0.75-55KW。根据需要我们选择最适合的F740变频器。它拥有很高的可靠性和很强的输出能力。此外，还具有很全面的变频器和电动机保护功能。3.6.3压力变送器选型压力传感器在系统中的作用相当于人的感觉器官，用于实时反馈管网中的水压，它可使用24V直流供电，将用水管网中的水压值转变为4-20mA的模拟量电信号。并且转换的信号与压力值成线性关系，变送器电流值随压力值的增加而增加。经过查阅厂家资料，我们选择了DEC-208压力变送器(21I，该变送器体积小、稳定性好、应用广泛、不锈钢阀体无污染。变送器的具体型号是DEC-208DIERA型，该型号代表改变送器是普通非防爆型，具体的量程范围是0-0.5MPa，精度等级达到了0.l}O,输出方式是4^-20mA，具有连接接口是标准接口，绝压测量型(压力测量值不受大气压波动影响，尤其是适合测量液体压力)。3.6我们在水槽里设置一个低水位开关,防止水的水位测量水泵电机被损毁。液位开关实时水缓冲液位低,那是形式常开或常闭触液位信息使用它作为控制信号。看厂商的信息后,我们的选择在12月-61kb液位开关、液位开关水平的信息上,可以触摸形式常开不锈钢探针的材料不使用污染等,工作和环境温度和压力容范围很广的差距。3.6.51针对选择的水泵机组针对泵机组的选择,以确保充足,确保供水系统平稳运行,经济适用,确保泵在高效区运行,具体尺寸计算后,我们选择好水泵模型的匹配程度。3.6.61针对选择的供水设备供应设备和泵电机主要视图的选择,包括选择必须供应规模扩张的基础上,与此同时,相关国家和行业的标准,就必须遵守。我们在水的使用范围所提及的国家和行业的标准是：《设计标准中建筑给水排水量》(GB50015-2003)《规范城市居民的生活用水量》(GB/T50331一2002)《规范生活卫生饮用水》(GB5749-1985)《常用用电设备以及配电设计标准》(GB50055-93)《设计低压配电规范》(GB50054-95)《设计泵站标准》(GB/T50265-97)《建筑结构荷载标准》(GB50009-2001)《设计动力机器基础标准》(GB50046-96)

第4章系统程序操作四，1关于PLC的选择基于系统的要求来改善供水的质量和能源效率,本设计设计CPU224和西门子s7-200的逆变器系统。的设计是由西门子s7-200CPU224,ABBACS400系列7.5KW转换器和PID调节器与压力显示。该函数由转换器的两个可编程继电器设置，输出的是RO1和RO2。当转换器的频率达到极限,RO1B——RO1C关闭在一个常数RO1点。当转换器的频率达到最低的频率,ro2的常开触点RO2B——RO2C关闭。您可以使用此作为CPU224输入信号来确定是否进行了泵和泵。为了节省成本,不使用西门子EM235扩展模块,并使用模拟输入和输出模拟PID控制器、压力传感器信号(4~20ma或0~5v)发送给监管机构,监管机构和模拟输出调整变频器。下表4.1里面所描述的内容就是整个系统进行控制的结构表。PLC的工作特点：最常用的电脑构建就是PLC，它里面有CPU部分、RAM部分、ROM部分以及输入和输出的电路接口部分，内部采用总线结构，如果把PLC看作一个系统，由输入变量—PLC—输出变量组成，外部的开关信号、模拟信号为输入变量，经PLC输入端A/D输入到内部寄存器，输出端的开关信号、模拟信号作为PLC的输出变量对外设进行控制。PLC的抗干扰性强，输入输出采用光电隔离，主机的输入输出电源均可互相独立。在程序编程和设计中要考虑PLC独特的工作方式。PLC区别于电脑，它最有突出的不同就是工作的方式上面了，电脑通常的情况下用的命令方式是等待，打个比方，利用键盘进行扫描，利用I/O进行扫描，这里面，通过键按，那么I/O开始工作，对CPU转向相应的子程序，PLC则采用往返扫描的过程，从CPU发出指令的第一条开始工作，然后完成以后又重复进行指令的第二条发出。然后一直持续，每一个扫描周期可分为I/O刷新，它是将输入端各变量状态重新读入内存，并将新的运行结果送给输出端。根据当前输入输出状态更新相应的寄存器内容，若输入变量在I/O刷新期间发生变化，则本次扫描输出端会相应变化。若在I/O刷新之后，在程序执行中，输入输出会发生变化，则新的运算结果对后面的运行不起作用。本次输出不响应输入变化，故输出对输入的响应受到扫描的影响，而CPU执行指令速度各条指令占用时间、程序长短决定扫描周期。该工作方式在程序设计中必须注意：PLC对脉冲瞬间干扰能力强，编程时要对程序的执行时间作比较精确的计算，安排好指令顺序，尽可能减少扫描周期引起的多信号的延迟影响（尤其是对要求响应快速的系统）。PLC控制回路PLC控制回路压力信号PID调节器变频器水泵图4.1系统控制框图11AA针对PLC分配I/O和接线图在整个设计的过程当中，所运用的四个输入点都是PLC里面的，其中输出的有九个点，下图4.1是详细的内容。下表4.1为分配中的I/O输入点特性输出点特性1R01是变频器的最高点011#KM1电机连变频器2RO2是变频器的高点021#KM2电机连工频电源3开始032#KM3电机连变频器042#KM4电机连工频电源053#KM5电机连变频器063#KM6电机连工频电源7表示下降的一个水位071-1111-12上图4.2里面的内容所表示的就是接线图，传感器在CPU224里面所需要的电源为24伏，有600毫安的一个电流可以输出，然而在进行计算的过程当中，是满足其对于容量的一个使用需求的，在继电器在CPU224的触电容量是输出的2安，这个时候，它的电压常都维持在DC的五到三十伏之间，AC的五到二百五十伏之间，假如，系统里面，对于容量有一个比较在的要求，那么对于PLC的保护输出要非常留意。虚线内的控制电路是从101～106开始的，DCOM1是107连的变频器，108到109这二个号是连的变频器的1-12号，常开的变频器里面的RO1是连接到01的PLC，常开的RO2触电连到02的PLC。12AA程序设计4.3.1特殊存储器和基本指令简介本设计用到的特殊存储器有[5]：SM0.0该位始终为1。SM0.1该位在首次扫描时为1，用途之一是调用初始化子程序。SM0.4该位提供了一个时间脉冲，30s为1，30s为0，周期为1min，即提供了一个简单易用的延时或1s的时间脉冲。图4.2PLC接线图本设计PLC所用指令介绍[6]：（1）输入指令输入指令用于输入触电的状态。输入形式：能流；输出形式：能流；能流通过条件：BIT=1。执行过程：如果输入有能流到达，当BIT=1时，允许能流通过，输出有能流；当BIT=0时，则输出没有能流。（2）输入取反指令输入取反指令用于输入触电相反的逻辑状态。输入形式：能流；输出形式：能流；能流通过条件：BIT=0。执行过程条件：如果输入有能流，当BIT=1时，不允许能流通过，输出没有能流；当BIT=0时，则输出有能流。（3）输出指令输出指令将逻辑的运算结果写入输出映像寄存器中，从而决定下一扫描周期中的输出端子的状态，输出端子的状态改变要等到集中刷新处理后才能表现出来。输入形式：能流；输出形式：BIT的位置。指令过程：在一个扫描周期中，当有能流到达，使BIT的位逻辑值置1，否则置0。（4）子程序指令S7-200程序支持子程序的调用，能够自动地完成子程序的返回，并且允许子程序进行嵌套调用，最多可达8级，中断服务程序中也可调用子程序，但不可以嵌套，支持子程序的递归调用。用户可以在子程序中加入条件返回指令CRET来退出子程序的执行或者子程序执行到结尾。编程软件自动为程序加上无条件返回指令RET。子程序可以进行无参数调用，也允许有参数调用。可以使用累加器在主程序和子程序之间进行参数的传递。在子程序调用时，累加器的值即不保存也不恢复。参数的定义在子程序的局部变量表中进行，最多可以传递16个参数。（5）正、负跳变指令正、负跳变指令用于检测开关量状态的变化方向。正、负跳变指令为无条件执行指令，该指令也是无操作数指令。正、负跳变指令的LAD指令格式为输入形式：能流；输出形式：能流。执行过程：正跳变指令。每检测到一次输入的能流由无到有（0～1）的正跳变，让能流接通一个扫描周期。负跳变指令每检测到一次输入的能流由有到无（1～0）的负跳变，让能流接通一个扫描周期。（6）加1和减1指令本设计用到字节和双字加1、减1指令。（7）传送指令本设计用到了字节和双字的传送指令（8）乘法运算指令本设计采用双整数乘法运算指令。（9）定时器定时器指令的LAD指令格式如图所示。定时器名称可以为TON，TONR，TOF三种。本设计用TON。我们在进行输入的时候，输进去的是一个信号，该信号是逻辑的，就用IN进行表示，它的作用是输入端。定时器在进行编号的过程当中，我们通常用TXX进行表示。初值的定时器我们用PT表示。在进行操作的过程当中，往往对于数值的范围进行取值的时候，用定时器进行编号，用的都是常数；BOOL是逻辑能流信号；定时器的初值VW，IW，MW，SW，SMW，LW，AIW，T，C，AC等及常数。（10）比较指令比较指令用来在指定的条件下，比较两个值IN1和IN2的大小，条件成立时，触电闭合。（11）置位/复位指令置位/复位指令梯形图如图所示。4.3.2启动程序流程图在对于设计进行使用的过程当中，供水的任务就交给一号二号三号这三台水泵了。我们在这里可以先进行设想，比如，最先供水的是一号水泵，操作为变频的状态。这个时候，管网里面的供水压力不够，那么它的转速必要是会慢慢的加多的，有一个相对来说比较高的一个管网水压。如果这个时候，它需要一个非常大的水量的时候，那么设定好的数值，管网里面的水压是肯定不够的，这里面会有一个时间的过程，然后把变频当中的一号水泵转换成为定频使用，而在同一个时候段里面，开启变频二号，这一过程，是需要一个传感器进行压力传感的，进而对于转速进行控制，这个时候就会有一个变化的过程，那就是水的压力带动转速的。假如，我们设定好的数值，管网里面的水压达不到的话，这个时候就得把二号的变频水泵先进行转换成定频，对于三号的水泵进行操作成为变频状态。始终保持这个过程，然后要达到的目的是一号二号三号都是定频的状态当中的水泵，那么这个时候，运行是超负荷的。都已经转换成这个样子了，还不能控制成恒压的状态，那么其结果就是整个设计出了问题，还有一种情况，就是用户的需求量大于水泵的最大供水量，也可能是管网里面的定位参数出了错，要进行检查，看看是不是要进行调整，或者使得工作当中的水泵数量进行加多，修改管网里面的一个水压参数。运行开始运行开始运作中的1号变频电机Z延时延后运行当中的变频二号机模拟调节正常下1号电机，到50HZ否？1号电机工频运行NY延后延后3号电机变频运行二号电机正常调节能不能到50HZ？2号电机工频运行N转模拟调节运行完成上图4.3所表示的是系统在操作的开始的一个过程表现在来打个比方，一号二号三号的水泵在操作运行的过程当中，使用的水量是在慢慢减少的，这是因为，管网里面的水压变得越来越高，使得供水网的压力也增加了，依据以前的规定，先投入的就先停止，这个时候，一号水泵就要从一个运行的工频定律转换成为运行的变频定律，这一过程是由控制系统完成的，当然了，这个过程离不开PID的作用，它可以调节一号水泵的转速，使其能够变慢起来。在整个设计当中，转速的最低值是为0的，那么就把它降为0，那么这个时间，运行停止的就是一号水泵了，假如在这个过程当中，管网里面的水压力不能到0的时候，这个时候就需要运用系统里面的控制作用了，操作运行二号水泵进行转换，运行的过程成功由定频转换为变频。那么这个时候，我们最先开始设定的数值还是比管网里面的水压低的时候，那么这个时候，二号水泵就不会在工作了，这时候就需要三号的水泵来进行一个转换过程了，把三号水泵调节成一个变频的工作状况，由三号水泵对于水压进一步的调节，慢慢的让它维持在一个设定的范围内，停止工作到最后，就是所有的水泵都不动了。而在现实的过程发中，生活当中用得最多的就是二号水泵转换成变频的工作模式，供水里面的管网水压发生的变化就带动转速