變頻恒壓供水系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　設(shè)計(jì)（論文）題目</b></p><p>　　系 別： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　專業(yè)班級： </p><p>

2、　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p><b>　　摘要- 6 -</b></p><p><b>　　

3、第1章 緒 論1</b></p><p>　　1.1 課題的背景與意義1</p><p>　　1.2 變頻調(diào)速及PLC在供水行業(yè)中的應(yīng)用1</p><p>　　1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)2</p><p>　　第2章 方案的選擇與實(shí)現(xiàn)3</p><p>　　2.1 觸摸屏PLC控制的變頻供水系統(tǒng)方案3

4、</p><p>　　2.2 變頻恒壓供水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理4</p><p>　　2.2.1 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒壓的過程原理如下：4</p><p>　　2.2.2 系統(tǒng)組成原理4</p><p>　　2.3 系統(tǒng)的組成與控制要求5</p><p>　　2.3.1 恒壓供水由以下元件組成:5</p&

5、gt;<p>　　2.3.2 系統(tǒng)組成方框圖5</p><p>　　2.3.3 控制功能簡介6</p><p>　　2.4 方案設(shè)計(jì)的一般性原則7</p><p>　　2.5 方案特點(diǎn)8</p><p>　　第3章 恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)施9</p><p>　　3.1 PLC概述9</

6、p><p>　　3.1.1 PLC的控制機(jī)制9</p><p>　　3.1.2 PLC的特點(diǎn)11</p><p>　　3.1.3 PLC的性能指標(biāo)12</p><p>　　3.1.4 PLC工作原理13</p><p>　　3.2 PLC的選型及配置17</p><p>　　3.3 PLC

7、電路設(shè)計(jì)22</p><p>　　3.4觸摸屏選型及畫面功能24</p><p>　　3.5 觸摸屏的變量設(shè)置26</p><p>　　3.6 變頻器及控制方式28</p><p>　　第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試系統(tǒng)軟件30</p><p>　　4.1 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)：30</p><

8、p>　　4.2 系統(tǒng)的相關(guān)調(diào)試40</p><p>　　4.2.1 觸摸屏及PLC控制的調(diào)試40</p><p>　　4.3 故障診斷與報(bào)警方式的輸出42</p><p>　　第五章 結(jié)束語44</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)45</b></p><p><b>　

9、　附錄147</b></p><p><b>　　附錄250</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　變頻恒壓供水系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑中普遍采用的一種水處理系統(tǒng)，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們節(jié)能意識的不斷增強(qiáng)，變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能特性被廣泛地應(yīng)用與住宅小區(qū)、高層建筑的生活及消防供水

10、系統(tǒng)。在智能建筑教學(xué)領(lǐng)域，恒壓供水系統(tǒng)已成為一個(gè)研究的重要課題，其典型結(jié)構(gòu)是由壓力傳感器、可編程控制器PLC、變頻器、水泵組等組成。隨著社會的飛速的、發(fā)展和城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，人口的增多以及人們生活水平的提高，對城市供水的質(zhì)量、數(shù)量、穩(wěn)定性等問題提出了越來越高的要求，我國中小城市供水的自動(dòng)化配置相對落后，機(jī)組的控制主要靠值班人員的手操作，控制過程煩瑣，而且手動(dòng)控制無法對供水管網(wǎng)的壓力與水位變化及時(shí)做出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。為了保證供水，機(jī)組常保持

11、在超壓狀態(tài)下運(yùn)行，破壞現(xiàn)象也挺嚴(yán)重。本論文結(jié)合現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一套基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。</p><p>　　本課題滿足了變頻恒壓供水系統(tǒng)的基本要求，是由PLC，變頻器，觸摸屏，壓力傳感器，流量傳感器等原件構(gòu)成?？刂葡到y(tǒng)采用手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，在自動(dòng)控制器失效的狀態(tài)的下，手動(dòng)控制也可以保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。在系統(tǒng)投入運(yùn)行前，手動(dòng)控制還可以用于檢查系統(tǒng)的動(dòng)力線路和動(dòng)力設(shè)備的工況。在有變頻與工頻兩種運(yùn)行狀態(tài)的

12、設(shè)備間，采用機(jī)械互鎖和邏輯互鎖的雙重保護(hù)設(shè)計(jì)，以保障設(shè)備的安全運(yùn)行；充分保障了操作者的人身安全和設(shè)備的運(yùn)行安全。</p><p>　　關(guān)鍵詞：恒壓供水、變頻調(diào)速、PLC、觸摸屏、自動(dòng)與手動(dòng)控制</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Frequency constant pressure water suppl

13、y system is widely used in modern architecture of a kind of water treatment system, along with the development of technology of frequency conversion and energy to enhance awareness of constant pressure water supply syste

14、m, frequency of energy-saving are widely widely and residential quarters, high-rise buildings and fire water system of life. In intelligent building, teaching, constant pressure water supply system has already become one

15、 of the important res</p><p>　　This topic meet the frequency of constant pressure water supply system is the basic requirement of PLC, frequency converter, and touch screen, pressure sensor, flow sensor etc.

16、 The original composition The control system adopts both manual and automatic control, automatic controller in the state of failure, manual control can guarantee system run reliably. In the system operation, manual contr

17、ol system can also be used for checking the power lines and power equipment. In a variable frequency and</p><p>　　Key word: Constant pressure water supply、 Frequecy conversion、PLC、Touch screen 、Automatic and

18、 manual control。</p><p><b>　　第1章 緒 論</b></p><p>　　1.1 課題的背景與意義</p><p>　　隨著城市的發(fā)展和擴(kuò)大，給城市的供水系統(tǒng)帶來了很大的壓力。供水范圍的擴(kuò)大，居民高峰用水量的增加，在供水末端保證所需的供水壓力就顯得很困難，同時(shí)由集中供水系統(tǒng)來快速調(diào)節(jié)供水壓力也難以實(shí)現(xiàn)。</

19、p><p>　　變頻恒壓供水系統(tǒng)是目前人們普遍認(rèn)可和接受的住宅小區(qū)供水形式，它解決了因城市給水管網(wǎng)壓力不穩(wěn)定而引起的居民供水質(zhì)量差的問題。變頻恒壓供水系統(tǒng)一般包括蓄水池、多臺水泵、壓力容器、變頻恒壓供水控制柜、壓力傳感器等。蓄水池隔離小區(qū)供水系統(tǒng)與城市管網(wǎng)，起到緩沖的作用;水泵的臺數(shù)可根據(jù)小區(qū)用戶的多少?zèng)Q定，以滿足供水的壓力;壓力容器的作用是緩沖小區(qū)供水系統(tǒng)壓力的突變，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定;變頻恒壓供水控制柜其作用是控制

20、投人的水泵臺數(shù)和調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，達(dá)到輸出口水壓的恒定。</p><p>　　基于PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的生活恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。因?qū)崿F(xiàn)了恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，節(jié)省了人力，提高了供水質(zhì)量，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)無人值班，節(jié)約管理費(fèi)用。對整個(gè)供水過程來說，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好，管理人員可根據(jù)每個(gè)季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電

21、能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。</p><p>　　1.2 變頻調(diào)速及PLC在供水行業(yè)中的應(yīng)用</p><p>　　變頻器恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的。在早期，由于國外生產(chǎn)的變頻器的主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、制動(dòng)控制、變壓變頻比控制及各種保護(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)，為了滿足供水量大小需求不同時(shí)

22、，保證管網(wǎng)壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。從查閱的資料的情況來看，國外的恒壓供水工程在設(shè)計(jì)時(shí)都采用以臺變頻器只帶一臺水泵機(jī)組的方式，幾乎沒有用一臺變頻器拖動(dòng)多臺水泵機(jī)組運(yùn)行的情況，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、可靠性以及自動(dòng)化程度等方面的優(yōu)點(diǎn)以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后，國外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始并推出具有恒壓供水功能的變頻器。</p>&l

23、t;p>　　目前國內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國外品牌的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管的管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制（PLC）及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)；有的采用單片機(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、抗干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)到所有用戶的要求。</p><p>　　可以看出，目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)

24、計(jì)中，對于能適應(yīng)不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(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）的變頻但恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制的研究還是不夠的。因此，有待于進(jìn)一步改善恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。</p><p>　　1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　設(shè)計(jì)一套由觸摸屏、PLC、變頻器構(gòu)成的恒壓供水系統(tǒng)，由壓力傳感器和壓力開關(guān)、液位控制器等元件接合，

25、實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制。本設(shè)計(jì)采用2臺水泵供水，在主系統(tǒng)采用一臺變頻器分別控制兩臺水泵，1#泵和2#泵切換在工頻和變頻狀態(tài)下運(yùn)行，保證供水管壓力保持恒定。而且采用觸摸屏對系統(tǒng)數(shù)據(jù)參數(shù)就可以對整個(gè)供水系統(tǒng)進(jìn)行控制。要求系統(tǒng)各種參數(shù)完成后，供水系統(tǒng)設(shè)備能夠穩(wěn)定的運(yùn)行。</p><p>　　第2章 方案的選擇與實(shí)現(xiàn)</p><p>　　2.1 觸摸屏PLC控制的變頻供水系統(tǒng)方案</p>

26、;<p>　　該自動(dòng)供水系統(tǒng)的控制核心采用PLC，操作使用觸摸屏，并配置常規(guī)電氣配電控制系統(tǒng)。</p><p>　　本方案采用雙泵供水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對一些小規(guī)模并且常用于單位供水的系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜。</p><p>　　其供水系統(tǒng)如2-1圖所示：</p><p><b>　　圖2-1供水系統(tǒng)</b></p><p

27、>　　2.2 變頻恒壓供水調(diào)節(jié)系統(tǒng)的原理</p><p>　　2.2.1 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒壓的過程原理如下：</p><p>　　安裝于供水母管或主管道上的壓力傳感器、變送器將供水管網(wǎng)壓力轉(zhuǎn)換4~20mA（或0-20mA，0-10V等）的標(biāo)準(zhǔn)電信號，送到PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)過運(yùn)算處理后仍以標(biāo)準(zhǔn)信號的形式送到變頻器跳過的給定信號，也可以將壓力傳感器的標(biāo)準(zhǔn)電信號直接送到具有內(nèi)置PID調(diào)

28、節(jié)功能的變頻器；變頻器根據(jù)調(diào)速的給定信號或通過對壓力傳感器的標(biāo)準(zhǔn)電信號進(jìn)行運(yùn)算處理后，決定其輸出頻率實(shí)現(xiàn)對驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對供水的水量及供水壓力的調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)了對供水管網(wǎng)的壓力調(diào)節(jié)。</p><p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，除了要實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水系統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)功能外，還需配置外圍輔助電路及PLC和觸摸屏控制系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)切換選擇等自動(dòng)控制功能，以保證自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)可通過人工調(diào)節(jié)方式維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行，

29、保證連續(xù)生產(chǎn)。</p><p>　　2.2.2 系統(tǒng)組成原理</p><p>　　供水自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成原理示意圖如圖2-2所示。</p><p>　　圖2-2中電接點(diǎn)壓力表的作用是防止泵抽空。當(dāng)外部管網(wǎng)停水或水壓過低時(shí),磁力接觸器動(dòng)作,切斷電源。</p><p>　　圖2-2 供水系統(tǒng)組成原理示意圖</p><p>

30、　　2.3 系統(tǒng)的組成與控制要求</p><p>　　2.3.1 恒壓供水由以下元件組成:</p><p>　　在主系統(tǒng)中配置一臺變頻器分別驅(qū)動(dòng)兩臺泵，使兩臺泵均為雙主回路的驅(qū)動(dòng)方式。</p><p>　　控制系統(tǒng)由壓力傳感器、PID調(diào)節(jié)器，壓力開關(guān)、液位控制器、PLC與觸摸屏及電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。</p><p><b>　

31、　其中:</b></p><p>　　壓力傳感器，用來測量供水水壓</p><p>　　PID調(diào)節(jié)器，用來實(shí)現(xiàn)恒壓調(diào)節(jié)</p><p>　　壓力開關(guān)，作為水泵啟動(dòng)后能否投入供水系統(tǒng)運(yùn)行的信號</p><p>　　液位控制器，用來監(jiān)視并向PLC傳遞供水水箱系統(tǒng)的自動(dòng)控制。</p><p>　　2.3.2 系

32、統(tǒng)組成方框圖</p><p>　　供水自動(dòng)控制系統(tǒng)組成方框圖如圖2-3所示。該系統(tǒng)以壓力變送器為檢測元件, 測出水泵出口壓力,與壓力設(shè)定值(換算成與電動(dòng)調(diào)節(jié)器相匹配的設(shè)定值)比較,調(diào)節(jié)器根據(jù)偏差的大小,通過PID運(yùn)算,輸出4～20mA的電流信號,變頻調(diào)速器根據(jù)調(diào)節(jié)作用的大小改變其輸出的電壓與頻率,水泵電機(jī)再根據(jù)變頻調(diào)速器輸出電壓、頻率的高低來改變轉(zhuǎn)速,進(jìn)而改變水泵出口流量,調(diào)節(jié)水泵出口壓力,使其等于壓力設(shè)定值。&

33、lt;/p><p>　　圖2-3 供水系統(tǒng)組成方框圖 </p><p>　　2.3.3 控制功能簡介</p><p>　?。?）常規(guī)電氣手動(dòng)控制時(shí)，可將觸摸屏與PLC完全撇開（觸摸屏與PLC不起作用），通過常規(guī)電氣控制系統(tǒng)完成邏輯控制，可通過智能儀表完成PID調(diào)節(jié)及變頻調(diào)速使供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒壓調(diào)節(jié)；也可通過工頻運(yùn)行實(shí)現(xiàn)常規(guī)的人工調(diào)節(jié)閥門的供水。</p>&l

34、t;p>　?。?）觸摸屏與PLC控制時(shí)，可將常規(guī)電氣手動(dòng)邏輯控制撇開（常規(guī)電氣手動(dòng)邏輯控制不起作用），通過觸摸屏與PLC系統(tǒng)完成邏輯控制，可通過智能儀表完成PID調(diào)節(jié)及變頻調(diào)速使供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒壓調(diào)節(jié)；也可通過工頻運(yùn)行實(shí)現(xiàn)常規(guī)的人工調(diào)節(jié)閥門的供水</p><p>　?。?）觸摸屏與PLC控制方式又設(shè)觸摸屏自動(dòng)控制方式和觸摸屏手動(dòng)控制方式。其中觸摸屏、PLC自動(dòng)控制方式是指開停水泵時(shí)可以自動(dòng)完成“一步化開停機(jī)”

35、（即水泵出口電動(dòng)閥與水泵聯(lián)動(dòng)）；而觸摸屏、PLC手動(dòng)控制方式是指水泵和電動(dòng)閥的開停過程通過操作人員操作觸摸屏來完成，這種觸摸屏手動(dòng)控制方式具有簡化操作化的作用，同時(shí)也是觸摸屏、PLC自動(dòng)控制方式的補(bǔ)充。</p><p>　?。?）恒壓供水系統(tǒng)的常規(guī)電氣和觸摸屏、PLC自動(dòng)控制方式的選擇是通過“三工位（2工作位+1停止位）”的選擇開關(guān)（兩臺泵各一）來完成。</p><p>　?。?）工序監(jiān)控

36、：觸摸屏和PLC控制方式可以實(shí)現(xiàn)對供水系統(tǒng)所有設(shè)備工作狀態(tài)的監(jiān)控。</p><p>　?。?）故障告警：觸摸屏和PLC控制方式可以實(shí)現(xiàn)對水泵電動(dòng)機(jī)的故障狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)某臺設(shè)備故障，可以在觸摸屏上顯示報(bào)警信號，而常規(guī)電氣控制系統(tǒng)在人工手動(dòng)控制和觸摸屏和PLC手動(dòng)+自動(dòng)控制兩種控制方式下可以實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，提示值班人員注意。</p><p>　　2.4 方案設(shè)計(jì)的一般性原則</p&

37、gt;<p>　?。?）新系統(tǒng)應(yīng)盡可能為“變頻-工頻”雙回路驅(qū)動(dòng)方式。</p><p>　?。?）改造項(xiàng)目盡可能保留并使用原來的工頻驅(qū)動(dòng)方式，以節(jié)省投資。</p><p>　　（3）水泵調(diào)速范圍宜在75%-100%進(jìn)行，設(shè)計(jì)的最不利工況點(diǎn)應(yīng)在水泵特性曲線段的右端點(diǎn)，水泵調(diào)速工作范圍能盡量在水泵高校區(qū)段內(nèi)。</p><p>　?。?）對于由供水水箱或供水

38、水池的供水系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)水為控制功能，當(dāng)超過最高水位時(shí)報(bào)警及自動(dòng)關(guān)閉水箱或水池的進(jìn)水電動(dòng)閥，降至設(shè)計(jì)的下限水位時(shí)自動(dòng)停泵并開關(guān)閉水泵的出口電動(dòng)閥等功能。</p><p>　　（5）使用變頻器調(diào)節(jié)的供水系統(tǒng)的終端應(yīng)能保證用戶用水的最低的需求。</p><p><b>　?。?）電氣系統(tǒng)</b></p><p>　　1）可在變頻器進(jìn)線端加裝RC低通濾波

39、，防止來自電網(wǎng)的干擾同時(shí)也可以防止變頻器污染電網(wǎng)。</p><p>　　2）處理好接地系統(tǒng)。</p><p>　　3）弱電信號線選用帶屏蔽的雙絞線，電源線與信號線避免平行敷設(shè)。</p><p>　　4）對于干擾較大的場合，模擬信號采樣后，采用中指數(shù)字濾波，增加抗抗干擾能力</p><p>　　5）當(dāng)自動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，能轉(zhuǎn)為手動(dòng)操作。<

40、/p><p>　?。?）故障保護(hù)、報(bào)警及故障自動(dòng)處理。</p><p>　　1）對于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)應(yīng)按相關(guān)的規(guī)范設(shè)置保護(hù)功能。</p><p>　　2）如PLC配置及其控制系統(tǒng)允許，對于供水管出現(xiàn)的問題也應(yīng)該有所識別，應(yīng)對管網(wǎng)出現(xiàn)的漏水問題、管道閥門損壞、水泵本體故障進(jìn)行監(jiān)視、控制及自動(dòng)處理。</p><p>　　3）電氣系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置完善的故障報(bào)警的聲

41、光信號系統(tǒng)。</p><p>　　4）在運(yùn)行過程中，若變頻器出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，當(dāng)前運(yùn)行的變頻泵應(yīng)自動(dòng)切換到工頻狀態(tài)繼續(xù)運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出故障報(bào)警信號；若水泵電機(jī)出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)切除有故障的水泵并發(fā)出報(bào)警信號，同時(shí)將處在待運(yùn)狀態(tài)的水泵投入運(yùn)行。</p><p><b>　　2.5 方案特點(diǎn)</b></p><p>　?。?）該供水系統(tǒng)控制方案可以在原有

42、的供水系統(tǒng)的基礎(chǔ)上改造或加裝觸摸屏和PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，也可以作為新建供水系統(tǒng)的方案。</p><p>　?。?）采用常規(guī)電氣和觸摸屏、PLC控制兩種控制方式。</p><p>　　1）常規(guī)電氣控制為手動(dòng)控制、智能儀表調(diào)節(jié)，設(shè)有變頻-工頻兩種驅(qū)動(dòng)方式。</p><p>　　2）觸摸屏操作、PLC控制設(shè)有手動(dòng)和自動(dòng)控制、只能儀表調(diào)節(jié)，也設(shè)有變頻-工頻兩種驅(qū)動(dòng)方式。&l

43、t;/p><p>　　3）手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式均可單獨(dú)使用，觸摸屏和PLC控制功能還可以根據(jù)實(shí)際情況增加。</p><p><b>　?。?）保護(hù)配置</b></p><p>　　1）水泵電動(dòng)機(jī)在變頻狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，手熱繼電器（過載）和空氣斷路器（短路、過電流）保護(hù)</p><p>　　2）水泵電動(dòng)機(jī)在變頻狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，手變頻器

44、（過載、短路、過電流、缺相、過電壓等）保護(hù)。變頻器又受空氣斷路器（短路、過電流）保護(hù)。</p><p>　　第3章 恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)施</p><p><b>　　3.1 PLC概述</b></p><p>　　3.1.1 PLC的控制機(jī)制</p><p>　　PLC已經(jīng)完全取代繼電器控制系統(tǒng)。只要對其控制機(jī)制有了準(zhǔn)

45、確的理解，才能對其持續(xù)的開發(fā)并創(chuàng)造性的使用它。I/O電路已經(jīng)保證了PLC與現(xiàn)場設(shè)備的直接連接，并在內(nèi)部寄存器存儲了這些狀態(tài)。但是，為了取代繼電器的控制，更重要的是如何組織和使用這些開關(guān)量，從而達(dá)到軟件程序代替硬件連線的目的。在這里通過對繼電器的控制的電路的特點(diǎn)的介紹，已經(jīng)知道繼電器控制電路的特點(diǎn)在于各個(gè)控制單元是否動(dòng)作是由其接點(diǎn)條件控制的，并不受其前后位置的影響。同一時(shí)刻，可有多個(gè)不同的控制單元繼電器的動(dòng)作（翻轉(zhuǎn)），控制的結(jié)果、邏輯動(dòng)作

46、順序也是由接點(diǎn)條件來控制的。這于計(jì)算機(jī)順序執(zhí)行的工作的特點(diǎn)是矛盾的。主要體現(xiàn)在：一是亂序，只要條件滿足就執(zhí)行；而另一個(gè)是順序執(zhí)行。PLC充分利用了計(jì)算機(jī)存儲程序的思想和高速的特點(diǎn)，采用了控制系統(tǒng)中的離散控制方式，使它的控制能夠完全代替繼電器的控制。具體的說就是將連續(xù)的控制用離散的控制代替，如下式：</p><p>　　式中，——為某一時(shí)間段的輸出值；</p><p>　　——為上一時(shí)間段的

47、輸出值；</p><p>　　——為上一時(shí)間段某一時(shí)刻的輸入值；</p><p>　　——為他們應(yīng)滿足的控制關(guān)系。</p><p>　　即某一時(shí)間段的輸出完全取決于上一時(shí)間某一時(shí)刻的輸入和上一時(shí)間段的輸出。</p><p>　　至于上一時(shí)間段的輸出，在參加計(jì)算的時(shí)候，只是存儲在映像寄存器中的輸出結(jié)果，執(zhí)行運(yùn)算過程中并不修改端子的輸出值。真實(shí)的

48、輸出已表現(xiàn)在端子的接點(diǎn)上，并要保持一個(gè)時(shí)間段，也就是采取集中輸出的方式，在計(jì)算的過程中完全可以使用或修改其映像寄存器中的值而不會對先階段的輸出產(chǎn)生影響。這樣只要時(shí)間段足夠短，并且PLC周而復(fù)始的運(yùn)行著就完全可以模仿繼電器的控制并且取代它。</p><p>　　由于采用集中I/O的思想，其I/O狀態(tài)存儲在寄存器中，可以充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大邏輯家能力，以完成更復(fù)雜的控制功能。</p><p>

49、　　如圖1所示，PLC與通用計(jì)算機(jī)沒有什么區(qū)別，只是一臺增強(qiáng)了I/O功能的可與控制對象方便連接的計(jì)算機(jī)。其完成控制的實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行I/O變換，并將這個(gè)變換物理實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用與工業(yè)現(xiàn)場。</p><p><b>　?。?）輸入寄存器</b></p><p>　　輸入寄存器可按為進(jìn)行尋址，每一為對應(yīng)一個(gè)開關(guān)量，其值反映了開關(guān)量的狀態(tài)，其值的改變由相互如開關(guān)量驅(qū)動(dòng)，并保持

50、一個(gè)掃描周期。CUP可以讀其值，但是不可以寫或進(jìn)行修改。</p><p><b>　?。?）輸出寄存器</b></p><p>　　輸出寄存器的每一位都表明了PLC在下一個(gè)時(shí)間段的輸出值，而程序循環(huán)執(zhí)行開始時(shí)的輸出寄存器的值，表明的是上一時(shí)間段的真實(shí)輸出值，在程序執(zhí)行過程中，CPU可以讀其值，并作為條件參加控制，還可以修改其值，而中間的變換僅僅影響寄存器的值。只有程序

51、執(zhí)行到一個(gè)循環(huán)的尾部時(shí)的值才影響下一時(shí)間段的輸出，即只有最后的修改才對輸出接點(diǎn)的真實(shí)值產(chǎn)生影響。</p><p><b>　?。?）存儲器 </b></p><p>　　存儲器分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)存儲器存儲的是系統(tǒng)程序，它是由廠家開發(fā)固化好了的，用戶不能修改，PLC要在系統(tǒng)程序的管理下運(yùn)行。用戶存儲器中存放的是用戶程序和運(yùn)行所需要的資源，I/O寄存器的值作

52、為條件決定著存儲器中的程序如何被執(zhí)行，從而完成復(fù)雜的控制功能。</p><p><b>　　（4）CUP單元</b></p><p>　　CUP單元控制著I/O寄存器的讀、寫時(shí)序，以及對存儲器單元中的程序的解釋執(zhí)行工作，是PLC的大腦。</p><p><b>　?。?）其他單元接口</b></p><

53、p>　　其他單元接口用語提供PLC與其他設(shè)備和模塊進(jìn)行連接通信的物理?xiàng)l件</p><p>　　圖3-1 PLC的組成</p><p>　　3.1.2 PLC的特點(diǎn)</p><p>　?。?）可靠性高。在I/O環(huán)節(jié)，PLC采用了光電隔離、濾波等多種措施。系統(tǒng)程序和大部分的用戶程序都采用EPROM存儲，一般PLC的平均無故障工作時(shí)間可達(dá)幾萬小時(shí)以上。</p&

54、gt;<p>　?。?）控制功能強(qiáng)。PLC采用的CUP一般是具有較強(qiáng)位處理功能的為處理機(jī)，為了增強(qiáng)其復(fù)雜的控制功能和連網(wǎng)通訊等管理功能，可以采用雙CPU的運(yùn)行方式，使其功能得到極大的增強(qiáng)。</p><p>　?。?）編程方便易學(xué)。第一編程語言（梯形圖）是一種圖形編程語言，與多年來工業(yè)現(xiàn)場使用的電器控制圖非常相似，理解方式也相同，非常適合現(xiàn)場人員學(xué)習(xí)。</p><p>　?。?

55、）使用于惡劣的工作環(huán)境。采用封裝的方式，適合于各種震動(dòng)、腐蝕、有毒氣體等的應(yīng)用場合。</p><p>　?。?）與外部設(shè)備連接方便。采用統(tǒng)一接線方式的可坼裝的活動(dòng)端子排，提供不同的端子功能適合于多種電器規(guī)格。</p><p>　?。?）體積小、重量輕、功耗底。</p><p><b>　?。?）性價(jià)比高。</b></p><

56、p>　?。?）模塊化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展能力強(qiáng)。根據(jù)現(xiàn)場的需要進(jìn)行不同功能的擴(kuò)展和組裝，一種型號的PLC可用于控制從幾個(gè)I/O點(diǎn)到幾百個(gè)I/O點(diǎn)的控制系統(tǒng)。</p><p>　?。?）維修方便，功能更靈活。程序的修改就以意味著功能的修改，因此功能的改變非常靈活。</p><p>　　3.1.3 PLC的性能指標(biāo)</p><p><b>　?。?）存儲容量<

57、;/b></p><p>　　這里專指用戶存儲器的存儲容量，它決定了用戶所編程序的長短。大、中、小型PLC的存儲容量變化范圍一般為2KB~~2MB。</p><p><b>　?。?）I/O點(diǎn)數(shù)</b></p><p>　　I/O點(diǎn)數(shù)，即PLC面板上的I/O端子的個(gè)數(shù)。I/O點(diǎn)數(shù)越多，外部可以連接的I/O器件就越多，控制規(guī)模就越大。它是衡

58、量PLC性能的重要指標(biāo)之一。</p><p><b>　?。?）掃描速度</b></p><p>　　掃面速度是指PLC執(zhí)行程序的快慢，是一個(gè)重要的性能指標(biāo)，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制取代繼電器控制的吻合程度。從自動(dòng)控制的觀點(diǎn)來看，決定了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。</p><p><b>　?。?）指令的多少</b></p>

59、<p>　　她是衡量PLC能力強(qiáng)弱的標(biāo)志，決定了PLC的處理能力、控制能力的強(qiáng)弱。限定了計(jì)算機(jī)發(fā)揮運(yùn)算功能、完成復(fù)雜控制的能力。</p><p>　?。?）內(nèi)部寄存器的配置和容量</p><p>　　它直接對用戶編制程序提供支持，對PLC指令的執(zhí)行速度及可完成的功能提供直接的支持。</p><p><b>　?。?）擴(kuò)展能力</b>

60、;</p><p>　　擴(kuò)展能力包括I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和PLC功能的擴(kuò)展兩方面的內(nèi)容。</p><p><b>　?。?）特殊功能單元</b></p><p>　　特殊功能單元種類多，也可以說PLC的功能多。典型的特殊功能單元有模擬量、模糊控制連網(wǎng)等功能。</p><p>　　3.1.4 PLC工作原理</p>

61、<p><b>　?。?）循環(huán)掃描</b></p><p>　　CUP連續(xù)執(zhí)行用戶程序、任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。CUP的掃描周期包括讀輸入、執(zhí)行程序、處理通訊請求、執(zhí)行CUP自診斷測試及寫輸出等等內(nèi)容。</p><p>　　PLC可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備。他意識周而復(fù)始的循環(huán)掃描并執(zhí)行由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務(wù)。用戶程序只是掃描周期的一個(gè)組成

62、部分，用戶程序不運(yùn)行時(shí)，PLC也在掃描，只不過在一個(gè)周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫輸出這幾部分的內(nèi)容。典型的PLC在一個(gè)周期中可以完成以下5個(gè)掃描過程。</p><p>　?。?）自診斷測試掃描過程。為保證設(shè)備的可靠行，及時(shí)放映所出現(xiàn)的故障，PLC都具有自監(jiān)視功能。</p><p>　?。?）與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的掃描過程。一般小型系統(tǒng)沒有這一掃描過程，配有網(wǎng)絡(luò)的PLC系統(tǒng)才有通訊掃描過程，這

63、一過程用于PLC之間及PLC與上位計(jì)算機(jī)或終端設(shè)備之間的通信。</p><p>　?。?）用戶程序掃描過程。機(jī)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一個(gè)掃描周期內(nèi)都包含該掃描過程。該過程在機(jī)器運(yùn)行中是否執(zhí)行是可控的，即用戶可以通過軟件進(jìn)行設(shè)定。用戶程序的長短會影響過程所用的時(shí)間。</p><p>　?。?）讀輸入、寫輸出掃描過程。機(jī)器在正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一個(gè)掃描周期都包含這個(gè)掃描過程。該過程在機(jī)器運(yùn)行中

64、是否被執(zhí)行是可控的。CUP在處理用戶程序時(shí)，使用的輸入值不是直接從輸入點(diǎn)讀取的，運(yùn)算的結(jié)果也不直接送到實(shí)際輸出點(diǎn)，而是在內(nèi)存中設(shè)置了兩個(gè)映象寄存器：一個(gè)為輸入映象寄存器，另一個(gè)為輸出映象寄存器。用戶程序所用的輸入值是輸入映象寄存器的值，運(yùn)算結(jié)果也放在輸出映像寄存器。在輸入掃描過程中，CUP把實(shí)際輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖入到輸入映像寄存器：在輸出掃描過程中CUP把輸出映像寄存器的值的輸出點(diǎn)。 （1）循環(huán)掃描有如下特點(diǎn)：</p>&l

65、t;p>　?。?）掃描周期周而復(fù)始地進(jìn)行，讀輸入、輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。</p><p>　?。?）輸入映像寄存器的內(nèi)容是由設(shè)備驅(qū)動(dòng)的，在程序執(zhí)行過程中的一個(gè)周期內(nèi)輸入映像寄存器的值保持不變，CUP采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像寄存器的值來控制程序的執(zhí)行。</p><p>　?。?）對同一個(gè)輸出單元的多次使用、修改次序會造成不同的執(zhí)行結(jié)果。</p>

66、<p>　?。?）各個(gè)電路和不同的掃描階段會造成輸入和輸出的延遲，這是PLC的主要缺點(diǎn)。 </p><p>　　在讀輸入階段，CUP對各個(gè)輸入端子進(jìn)行掃描，通過輸入電路將各輸入點(diǎn)的狀態(tài)鎖入映象寄存器中。緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段，CUP按照先左后右、先上后下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描，根據(jù)輸入映象寄存器和輸出映象寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶程序，同時(shí)將執(zhí)行結(jié)果寫入輸出映象寄存器。在程

67、序執(zhí)行期間，即使輸入端子狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會改變——輸入端子狀態(tài)變化只能在下一個(gè)周期的輸入階段才被集中讀入。</p><p>　　輸入/輸出采用映象寄存器的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?。?）集中采用I/O，程序掃描期間輸入值固定不變，程序執(zhí)行完后統(tǒng)一輸出。</p><p>　　圖3-2 PLC信號的傳遞過程</p><p>

68、;　　I/O的方式保證的程序的順序執(zhí)行與外部電路亂序執(zhí)行的統(tǒng)一，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。</p><p>　?。?）程序執(zhí)行時(shí)，存取映象寄存器要比讀寫I/O端點(diǎn)快的多，這樣可以加快程序執(zhí)行速度。</p><p>　?。?）I/O點(diǎn)必須按位存取，而映象寄存器可按位、字節(jié)、字、雙字靈活的存取，增加了程序的靈活性。</p><p>　　（2）. I/O響應(yīng)時(shí)間</p&g

69、t;<p>　　由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，而且對輸入和輸出信號只在沒個(gè)掃描周期的固定時(shí)間集中輸入/輸出，所以必然會產(chǎn)生輸出信號相對輸入信號滯后的現(xiàn)象。掃描周期越長，滯后現(xiàn)象越嚴(yán)重。</p><p>　　響應(yīng)時(shí)間有輸入延遲、輸出延遲和程序執(zhí)行時(shí)間部分決定。</p><p>　?。?）PLC輸入電路設(shè)置了濾波器，濾波器的常數(shù)越大，對輸入信號的延遲作用越強(qiáng)。輸入延遲是由硬件

70、決定的，有的PLC濾波器時(shí)間常數(shù)可調(diào)。</p><p>　?。?）從輸出鎖存器到輸出端子所經(jīng)歷的時(shí)間稱為輸出延遲，對于不同的輸出形式，其值大小不同。它也是由硬件決定的，對于不同信號的PLC可以通過查表得到。</p><p>　　（3）程序執(zhí)行時(shí)間主要由程序長短來決定，對于一個(gè)實(shí)際的控制程序，編程人員須對此進(jìn)行現(xiàn)場測算，使PLC的響應(yīng)時(shí)間控制在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)。</p><

71、;p>　　在最有利的情況下，輸入狀態(tài)經(jīng)過一個(gè)掃描周期在輸出得到響應(yīng)的時(shí)間，稱為最小I/O響應(yīng)時(shí)間。在最不利的情況下，輸入點(diǎn)的狀態(tài)恰好錯(cuò)過了輸入的鎖入時(shí)刻，造成在下一個(gè)輸出鎖定才能被響應(yīng)，這就需要兩個(gè)掃描周期時(shí)間，稱為最大I/O響應(yīng)時(shí)間。它們是由PLC的掃描執(zhí)行方式?jīng)Q定的，與編程方法</p><p>　　5. PLC的編程結(jié)構(gòu)功能圖</p><p>　　任何語言都有編程的對象和基礎(chǔ)，

72、重要介紹梯形圖語言和語句表語言，而功能圖是理解這兩種語言的基礎(chǔ)。如圖3所示為PLC內(nèi)部的結(jié)構(gòu)功能示意圖。</p><p>　　輸入繼電器是由外部輸入驅(qū)動(dòng)的，梯形圖中只能使用其介入點(diǎn)狀態(tài)值，用戶不能改變輸入繼電器的狀態(tài)。輔助繼電器的種類和多少?zèng)Q定了PLC控制功能的強(qiáng)弱，相當(dāng)于工作寄存器的多少和功能的強(qiáng)弱。</p><p>　　實(shí)際的PLC中并沒有圖中的物理繼電器，用繼電器來表示PLC的內(nèi)部功

73、能結(jié)構(gòu)是為了使習(xí)慣于繼電器控制的工程技術(shù)人員更好的理解PLC的功能，更好的使用PLC，就像他在設(shè)計(jì)繼電器控制電路一樣。</p><p>　　梯形圖語言是一種圖形化的語言，是一種面向控制過程的“自然語言”。梯形圖編程語言形象、直觀、準(zhǔn)確的描述了邏輯控制關(guān)系，容易被廣大的工程技術(shù)人員所掌握。</p><p>　　PLC與被控對象所連接的只是I/O條件，而I/O之間的組合控制關(guān)系需要用軟件的方法

74、來描述清楚，梯形圖是一種描述方法，當(dāng)然還有語句等表示其他的語言。語言的支持取決于廠家開發(fā)的系統(tǒng)程序只要將其輸入PLC的用戶程序存儲器中，PLC就能夠直接解釋并實(shí)現(xiàn)I/O間的控制關(guān)系。當(dāng)控制關(guān)系發(fā)生改變時(shí)，只要修改梯形圖程序，重新輸入到PLC的存儲器即可，從而快捷的改變生產(chǎn)工</p><p>　　圖3-3 PLC內(nèi)部的結(jié)構(gòu)功能示意圖</p><p>　　3.2 PLC的選型及配置</p

75、><p><b>　　PLC選型</b></p><p>　　采用德國SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-200系列可變程序控制器，CPU主機(jī)選用CPU224,數(shù)字量輸入模塊選用EM221,模擬量輸入模塊選用EM231。 S7-200系列小型PLC具有編程和下載程序方便、體積小巧、便于安裝及成本低等特點(diǎn)。EM231模擬量工作單元性能指標(biāo)如圖表3-1所示</p>

76、<p>　　表3-1 模擬量擴(kuò)展模塊EM231輸入/輸出技術(shù)規(guī)范</p><p><b>　　（2）地址配置</b></p><p>　　1）與觸摸屏對應(yīng)的PLC的內(nèi)部地址。</p><p>　　M0.0:1#泵工頻方式——對于對應(yīng)觸摸屏“一號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“一號泵控制”的“工頻”按鈕；</p><p&g

77、t;　　M0.1:1#泵變頻方式——對于對應(yīng)觸摸屏“一號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“一號泵控制”的“變頻”按鈕；</p><p>　　M0.2: 1#泵工頻方式——對于對應(yīng)觸摸屏“二號泵及電動(dòng)閥控制”畫面二號泵控制”的“工頻”按鈕</p><p>　　M0.3: 2#泵變頻方式——對于對應(yīng)觸摸屏“二號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“二號泵控制”的“變頻”按鈕；</p><p>　　

78、M0.4: 1#電動(dòng)閥手動(dòng)方式——對應(yīng)觸摸屏“一號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“一號電動(dòng)閥控制”的“手動(dòng)”按鈕。</p><p>　　M0.5: 1#電動(dòng)閥自動(dòng)方式——對應(yīng)觸摸屏“一號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“一號電動(dòng)閥控制”的“自動(dòng)”按鈕。</p><p>　　M0.6: 2#電動(dòng)閥手動(dòng)方式——對應(yīng)觸摸屏“二號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“二號電動(dòng)閥控制”的“手動(dòng)”按鈕。</p><p&

79、gt;　　M0.7: 2#電動(dòng)閥自動(dòng)方式——對應(yīng)觸摸屏“二號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“二號電動(dòng)閥控制”的“自動(dòng)”按鈕。</p><p>　　M3.0：1#泵工頻補(bǔ)壓方式——對應(yīng)觸摸屏“一號泵及電動(dòng)閥控制“畫面”“一號泵控制”的“工頻補(bǔ)壓”按鈕。</p><p>　　M3.1：2#泵工頻補(bǔ)壓方式——對應(yīng)觸摸屏“二泵及電動(dòng)閥控制“畫面”“二號泵控制”的“工頻補(bǔ)壓”按鈕。</p>&l

80、t;p>　　M1.0: 1#泵啟動(dòng)——對應(yīng)觸摸屏“一號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“一號泵控制”的“啟動(dòng)”按鈕。</p><p>　　M1.1: 1#泵停止——對應(yīng)觸摸屏“一號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“一號泵控制”的“停止”按鈕。</p><p>　　M1.2: 2#泵啟動(dòng)——對應(yīng)觸摸屏“二號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“二泵控制”的“啟動(dòng)”按鈕。</p><p>　　M1.3:

81、 2#泵停止——對應(yīng)觸摸屏“二號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“二號泵控制”的“停止”按鈕。</p><p>　　M1.4: 1#電動(dòng)閥手動(dòng)開閥——對應(yīng)觸摸屏“一號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“一號電動(dòng)閥控制”的“開閥”按鈕。</p><p>　　M1.5: 1#電動(dòng)閥手動(dòng)關(guān)閥——對應(yīng)觸摸屏“一號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“一號電動(dòng)閥控制”的“關(guān)閥”按鈕。</p><p>　　M1.6:

82、1#電動(dòng)閥手動(dòng)開閥——對應(yīng)觸摸屏“二號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“二號電動(dòng)閥控制”的“開閥”按鈕。</p><p>　　M1.7: 1#電動(dòng)閥手動(dòng)關(guān)閥——對應(yīng)觸摸屏“二號泵及電動(dòng)閥控制”畫面“二號電動(dòng)閥控制”的“關(guān)閥”按鈕。</p><p>　　2）與觸摸屏對應(yīng)的PLCI/O位地址配置</p><p>　　IO.O——1#泵自動(dòng)</p><p>　

83、　IO.1——2#泵自動(dòng)</p><p>　　I0.2壓力高——對應(yīng)觸摸屏主畫面的“壓力高”矩形指示燈；</p><p>　　I0.3.壓力低——對應(yīng)觸摸屏主畫面的“壓力低”矩形指示燈；</p><p>　　I0.4中水位——對應(yīng)觸摸屏主畫面的“中水位”矩形指示燈；</p><p>　　I0.5中水位——對應(yīng)觸摸屏主畫面的“低水位”和“缺水”

84、矩形指示燈；</p><p>　　I0.6 -1#壓力開關(guān)——對應(yīng)觸摸屏主畫面的“1#壓力開關(guān)”矩形指示燈；</p><p>　　I0.7 -2#壓力開關(guān)——對應(yīng)觸摸屏主畫面的“2#壓力開關(guān)”矩形指示燈；</p><p>　　I1.0 變頻器滿頻——對應(yīng)觸摸屏主畫面的變頻器的“滿頻”矩形指示燈；</p><p>　　I1.1 變頻器故障——對

85、應(yīng)觸摸屏主畫面的“黃色”圓形指示燈，對應(yīng)觸摸屏一號泵及電動(dòng)閥控制畫面的1#泵控制控制的“變頻故障”圓形指示燈，對應(yīng)觸摸屏2#泵及電動(dòng)閥控制畫面的二號泵控制的“變頻故障”的圓形指示燈；</p><p>　　I1.2-1#泵過載——對應(yīng)觸摸屏一號泵及電動(dòng)閥控制畫面的“過載黃色”圓形指示燈；</p><p>　　I1.3-2#泵過載——對應(yīng)觸摸屏二號泵及電動(dòng)閥控制畫面的“過載黃色”圓形指示燈；&

86、lt;/p><p>　　I1.4-1#閥開——對應(yīng)觸摸屏一號泵及電動(dòng)閥控制畫面的“閥開”圓形指示燈；</p><p>　　I1.5-1#閥關(guān)——對應(yīng)觸摸屏一號泵及電動(dòng)閥控制畫面的“閥關(guān)”圓形指示燈；</p><p>　　I2.0-2#閥開——對應(yīng)觸摸屏一號泵及電動(dòng)閥控制畫面的“閥開”圓形指示燈；</p><p>　　I2.1-2#閥開——對應(yīng)觸摸

87、屏一號泵及電動(dòng)閥控制畫面的“閥關(guān)”圓形指示燈；</p><p>　　I2.2-1#泵工頻運(yùn)行——對應(yīng)觸摸屏一號泵及電動(dòng)閥控制畫面的一號電動(dòng)閥控制的“工頻運(yùn)行”圓形指示燈；</p><p>　　I2.3-1#泵變頻運(yùn)行——對應(yīng)觸摸屏一號泵及電動(dòng)閥控制畫面的一號電動(dòng)閥控制的“變頻運(yùn)行”圓形指示燈；</p><p>　　I2.4-2#泵工頻運(yùn)行——對應(yīng)觸摸屏二人號泵及電動(dòng)

88、閥控制畫面的二號電動(dòng)閥控制的“工頻運(yùn)行”圓形指示燈；</p><p>　　I2.5-2#泵變頻運(yùn)行——對應(yīng)觸摸屏二號泵及電動(dòng)閥控制畫面的二號電動(dòng)閥控制的“變頻運(yùn)行”圓形指示燈；</p><p>　　Q0.0-1#泵工頻啟動(dòng)——對應(yīng)觸摸屏一號泵及電動(dòng)閥控制畫面的一號泵控制的“工頻啟動(dòng)”圓形指示燈；</p><p>　　Q0.1-1#泵變頻啟動(dòng)——對應(yīng)觸摸屏一號泵及電動(dòng)

89、閥控制畫面的一號泵控制的“變頻啟動(dòng)”圓形指示燈；</p><p>　　Q0.2-2#泵工頻啟動(dòng)——對應(yīng)觸摸屏二號泵及電動(dòng)閥控制畫面的二號泵控制的“工頻啟動(dòng)”圓形指示燈；</p><p>　　Q0.3-2#泵變頻啟動(dòng)——對應(yīng)觸摸屏二號泵及電動(dòng)閥控制畫面的二號泵控制的“變頻啟動(dòng)”圓形指示燈；</p><p>　　Q0.4-1#開閥——對應(yīng)觸摸屏一號泵及電動(dòng)閥控制畫面的一

90、號電動(dòng)閥控制的“開閥”圓形指示燈；</p><p>　　Q0.5-1#關(guān)閥——對應(yīng)觸摸屏一號泵及電動(dòng)閥控制畫面的一號電動(dòng)閥控制的“關(guān)閥”圓形指示燈；</p><p>　　Q0.6-2#開閥——對應(yīng)觸摸屏二號泵及電動(dòng)閥控制畫面的二號電動(dòng)閥控制的“開閥”圓形指示燈；</p><p>　　Q0.7-2#關(guān)閥——對應(yīng)觸摸屏二號泵及電動(dòng)閥控制畫面的二號電動(dòng)閥控制的“關(guān)閥”圓形

91、指示燈；</p><p>　　3.3 PLC電路設(shè)計(jì)</p><p>　　PLC程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)PLC的程序流程圖如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 程序流程圖</p><p>　　通過參數(shù)設(shè)置將變頻器的OL、FU端子功能分別設(shè)置為上限頻率和下限頻率（Pr.193=4、Pr.194=5），作為上限頻率和下限頻率到達(dá)信號的輸出端子。上

92、限頻率根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分別設(shè)置為5Hz、49Hz（Pr.42=5、Pr.50=49）。在自動(dòng)狀態(tài)下系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，首先KM0和KM1吸合1#水泵在變頻器控制下起動(dòng)，延時(shí)5s（延時(shí)是為了讓壓力穩(wěn)定下來）PLC對變頻器的輸出頻率進(jìn)行檢測。當(dāng)檢測到變頻器下限頻率信號則關(guān)閉1#水泵；反之當(dāng)檢測到變頻器上限頻率信號則PLC執(zhí)行增泵動(dòng)</p><p>　　作：KM1斷開、KM2吸合，1#水泵改為工頻運(yùn)行并延時(shí)1s（延時(shí)一是為了讓開關(guān)充分

93、熄弧，另一方面是為了讓變頻率器減速為0，KM3吸合變頻啟動(dòng)2#水泵。為了保護(hù)水泵及變頻器，1#水泵的KM1與KM2之間的進(jìn)行了電氣互鎖。當(dāng)2#水泵投入變頻運(yùn)行后，延時(shí)5s PLC繼續(xù)對變頻器輸出頻率進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到變頻器下限頻率信號則關(guān)閉1#水泵，剩下2#水泵在變頻狀態(tài)下運(yùn)行，延時(shí)5s如果PLC再次檢測到變頻器下限頻率信號則把2#水泵也關(guān)閉；反之當(dāng)檢測到變頻器上限頻率信號則PLC再執(zhí)行增泵動(dòng)作。另外為了方便故障檢查維修。在設(shè)計(jì)中增加了

94、故障指示和故障報(bào)警輸出，變頻器本身具有短路保護(hù)、過載保護(hù)等功能，只需把變頻器的故障輸出點(diǎn)、接觸器、熱繼電器等輔助觸點(diǎn)接到PLC即可。PLC通過程序掃描這些輸入點(diǎn)，如果發(fā)生故障則作出相應(yīng)的動(dòng)作。如檢測到一臺水泵出現(xiàn)過載情況，則切斷該泵的接觸器并投入備用泵，同時(shí)輸出故障信號，以方便檢查及時(shí)維修。</p><p>　　3.4觸摸屏選型及畫面功能</p><p>　　1．本方案的控制較為簡單，人機(jī)

95、界面選用西門子TP170B COLOR彩色觸摸屏。TP170B COLOR彩色觸摸屏是西門子HMI家族的成員，是具有極高性能及價(jià)格比的觸摸屏產(chǎn)品。TP170B COLOR彩色觸摸屏在小型系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)的設(shè)定、顯示、調(diào)試及自動(dòng)運(yùn)行等十分方便。有以下主要技術(shù)指標(biāo)。</p><p>　　處理器類型：32位RISC處理器。</p><p>　　組態(tài)存儲容量：768Kb。</p>&

96、lt;p>　　顯示器：16mm*87mm監(jiān)控界面，分辨率為320*240，工作屏幕區(qū)域116mm*87mm。</p><p>　　操作元素：觸摸屏幕。</p><p>　　畫面數(shù)量：100；每個(gè)畫面的域數(shù)：50；每個(gè)畫面的變量數(shù)：50。</p><p>　　外部尺寸：W*H(mm)=212*156；安裝孔：W*H(mm)=198*142；安裝深度45mm。&l

97、t;/p><p>　　額定電壓：24V(DC);允許的電壓范圍;+18.0~+30.0V（DC）；允許的最大瞬態(tài)電壓：35V(500ms);兩種瞬態(tài)之間的時(shí)間最短50s。</p><p>　　TP170B COLOR背板布置及其接口的用途。</p><p><b>　　2.畫面功能</b></p><p>　?。?） 各畫面

98、均能相互切換；</p><p>　　（2） 控制功能：能動(dòng)手、自動(dòng)控制供水系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行、停止；</p><p>　?。?） 監(jiān)控功能：監(jiān)控并顯示整個(gè)供水系統(tǒng)及其設(shè)備的狀態(tài)；</p><p>　?。?） 參數(shù)監(jiān)視功能：可以監(jiān)視供水系統(tǒng)出口壓力。</p><p>　　3.供水系統(tǒng)的TP170B COLOR觸摸屏畫面配置</p>&

99、lt;p>　?。?）供水系統(tǒng)畫面3-5如圖所示</p><p>　　一號泵 二號泵 消息記錄</p><p>　　圖3-5供水系統(tǒng)畫面</p><p>　　3.5 觸摸屏的變量設(shè)置</p><p>　?。?）建立變量。在“項(xiàng)目-PRO1“編輯畫面用鼠標(biāo)左鍵雙擊左側(cè)欄目中的“變量”，建立第一個(gè)變量“V

100、AR-1“,開始設(shè)置變量：</p><p>　　變量設(shè)置:設(shè)置變量“常規(guī)”選項(xiàng)欄：變量名稱設(shè)置為“VAR-1-1#BENG-GONGPIN”，意思為1#泵工頻方式；PLC選擇為“PLC-1”。</p><p>　　類型選擇為“BOOL”。</p><p>　　采樣周期為“1秒”。</p><p><b>　　組建數(shù)目為“1”。<

101、;/b></p><p><b>　　范圍為“M”</b></p><p>　　位地址為“M0.0”</p><p>　?。?）配置為變量：以下均按照（1）的步驟進(jìn)行：</p><p>　　VAR-1-1#BENG-GONGGPI——1#泵工頻方式，位地址為M0.0;</p><p>　　V

102、AR-2-1#BENG-GONGGPI——1#泵變頻方式，位地址為M0.1</p><p>　　VAR-3-2#BENG-GONGGPI——2#泵工頻方式，位地址為M0.2;</p><p>　　VAR-4-2#BENG-GONGGPI——2#泵變頻方式，位地址為M0.3;</p><p>　　VAR-5-1#FA-MAN——1#電動(dòng)閥手動(dòng)方式，位地址為M0.4;&

103、lt;/p><p>　　VAR-6-1#FA-AUTO——1#電動(dòng)閥自動(dòng)方式，位地址為M0.5;</p><p>　　VAR-7-2# FA-MAN——2#電動(dòng)閥手動(dòng)方式，位地址為M0.6;</p><p>　　VAR-8-2# FA-AUTO I——2#電動(dòng)閥自動(dòng)方式，位地址為M0.7;</p><p>　　VAR-9-1#BENG-BUYA—

104、—1#泵補(bǔ)壓工頻方式，位地址為M3.0;</p><p>　　VAR-10-2#BENG- BUYA——2#泵工頻工頻方式，位地址為M3.1;</p><p>　　VAR-11-1#BENG-START——1#泵啟動(dòng)，位地址為M1.0;</p><p>　　VAR-12-1#BENG-STOP——1#泵停止，位地址為M1.1;</p><p>

105、;　　VAR-13-2#BENG- START——2#泵啟動(dòng)，位地址為M1.2;</p><p>　　VAR-14-2#BENG- STOP——2#泵停止，位地址為M1.3</p><p>　　VAR-15-1#BENG- START——1#電動(dòng)閥手動(dòng)開閥，位地址為M1.4；</p><p>　　VAR-16、-1#BENG- STOP——1#電動(dòng)閥手動(dòng)關(guān)閥，位地址

106、為M1.5;</p><p>　　VAR-17-2#FA- START——1#電動(dòng)閥手動(dòng)開閥，位地址為M1.6；</p><p>　　VAR-18-2#FA- STOP——1#電動(dòng)閥手動(dòng)關(guān)閥，位地址為M1.7；</p><p>　　VAR-19-1#BENG-GP START——1#泵工頻啟動(dòng)，位地址為Q0.0;</p><p>　　VAR-

107、20-1#BENG-BP START——1#泵變頻啟動(dòng)，位地址為Q0.1</p><p>　　VAR-21-2#BENG- GP START——2#泵工頻啟動(dòng)，位地址為Q0.2;</p><p>　　VAR-22-2#BENG- BP START——2#泵變頻啟動(dòng)，位地址為Q0.3;</p><p>　　VAR-23-1#FA- START——1#開閥，位地址為Q0

108、.4；</p><p>　　VAR-24-1#FA- STOP——1#關(guān)閥，位地址為Q0.5；</p><p>　　VAR-25-2#FA- START——2#開閥，位地址為Q0.6；</p><p>　　VAR-26-2#FA- STOP——2#關(guān)閥，位地址為Q0.7；</p><p>　　VAR-27-1#BENG- AUTO——1#泵自

109、動(dòng)方式，位地址為I0.0；</p><p>　　VAR-28-2# BENG- AUTO——2#泵自動(dòng)方式，位地址為I0.1；</p><p>　　VAR-29-P-H——出口壓力高，位地址為I0.2;</p><p>　　VAR-30-P-L——出口壓力低，位地址為I0.3;</p><p>　　VAR-31-YEWEI-M——中液位，位地

110、址為I0.4;</p><p>　　VAR-32- YEWEI-L——低液位，位地址為I0.5;</p><p>　　VAR-33-1#PS——1#壓力開關(guān)，位地址為I0.6;</p><p>　　VAR-34-2#PS——2#壓力開關(guān)，位地址為I0.7;</p><p>　　VAR-35-BIANPIN-Hr——變頻器滿轉(zhuǎn)，位地址為I1.0

111、;</p><p>　　VAR-36-BIANPIN-ALr——變頻器故障，位地址為I1.1;</p><p>　　VAR-37-1#BENG- AL——1#泵故障，位地址為I1.2;</p><p>　　VAR-38-2#BENG- AL——2#泵故障，位地址為I1.3;</p><p>　　VAR-39-1#FA- OPEN——1#閥開，

112、位地址為I1.4；</p><p>　　VAR-40-1#FA- CLOSE——1#閥關(guān)，位地址為I1.5；</p><p>　　VAR-41-2#FA- OPEN——2#閥開，位地址為I2.0；</p><p>　　VAR-42-2#FA- CLOSE——2#閥關(guān)，位地址為I2.1；</p><p>　　VAR-43-1#-BENG-GON

113、GGPI——1#泵工頻運(yùn)行，位地址為I2.2;</p><p>　　VAR-44-1#-BENG-BLANGPIN——1#泵變頻運(yùn)行，位地址為I2.3; VAR-45-2#-BENG-GONGGPI——2#泵工頻運(yùn)行，位地址為I2.4;</p><p>　　VAR-46-2#-BENG-BLANGPIN——1#泵變頻運(yùn)行，位地址為I2.5;</p><p>　　VA