1、第一章課題概述第一節(jié)變頻恒壓供水概論第二節(jié)變頻恒壓供水的應(yīng)用第三節(jié)變頻恒壓供水的現(xiàn)狀及開展第二章變頻恒壓供水系統(tǒng)的根本構(gòu)成和工作原理第一節(jié)變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成第二節(jié)變頻恒壓供水系統(tǒng)的工作原理第三節(jié)變頻恒壓供水系統(tǒng)各元件的選擇第三章PLC的選擇及作用第一節(jié)PLC的概述第二節(jié)PLC的應(yīng)用及選型第四章基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)系統(tǒng)要求第二節(jié)限制系統(tǒng)的I/O及地址分配第三節(jié)系統(tǒng)外圍接線圖第四節(jié)電氣限制系統(tǒng)原理第五節(jié)PLC程序設(shè)計(jì)第五章結(jié)束語及感想致謝參考文獻(xiàn)第一章課題概述第一節(jié)變頻恒壓供水概論對(duì)于大多數(shù)采用供水企業(yè)來說,傳統(tǒng)供水機(jī)泵存在日常運(yùn)行費(fèi)用太高,供水本錢居高不下,單位供水的能耗偏

2、大的問題,尋求供水與能耗之間的最正確性價(jià)比,是困擾企業(yè)的一個(gè)長期問題.目前各供水廠的供水機(jī)泵設(shè)計(jì)按最大揚(yáng)程與最大流量這一最不利條件設(shè)計(jì),水泵大多數(shù)時(shí)間在設(shè)計(jì)效率以下運(yùn)行.導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)與水泵之間常常出現(xiàn)大馬拉小車問題.因此,如何解決供水與能耗之間的不平衡,尋求提升供水效率的整體解決方案,是各供水企業(yè)關(guān)心的焦點(diǎn)問題之一.隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速開展,人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)的可靠性要求不斷提升.衡量供水質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一是供水壓力是否恒定,由于水壓恒定于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的,如當(dāng)發(fā)生火警時(shí),假設(shè)供水壓力缺乏或無水供給,不能迅速滅火,會(huì)造成更大的經(jīng)濟(jì)損失或人員傷亡.但是用戶用水量是經(jīng)常變動(dòng)的,因此

3、用水和供水之間的不平衡的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,并且集中反映在供水的壓力上：用水多而供水少,那么供水壓力低；用水少而供水多,那么供水壓力大.保持管網(wǎng)的水壓恒定供水,可使供水和用水之間保持平衡,不但提升了供水的產(chǎn)量和質(zhì)量,也保證了供水生產(chǎn)以及電機(jī)運(yùn)行的平安可靠性.變頻恒壓供水系統(tǒng)能適用于生活用水場合的供水要求,該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1)供水系統(tǒng)的限制對(duì)象是用戶管網(wǎng)的水壓,它是一個(gè)過程限制量,同其他一些過程限制量(如:溫度、流量、濃度等)一樣,對(duì)限制作用的響應(yīng)具有滯后性.同時(shí)用于水泵轉(zhuǎn)速限制的變頻器也存在一定的滯后效應(yīng).(2)用戶管網(wǎng)中由于有管阻、水錘等因素的影響,同時(shí)又由于水泵自身的一些固有特性,使水泵轉(zhuǎn)

4、速的變化與管網(wǎng)壓力的變化成正比,因此變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是一個(gè)線性系統(tǒng).(3)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)要具有廣泛的通用性,面向各種各樣的供水系統(tǒng),而不同的供水系統(tǒng)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)、用水量和揚(yáng)程等方面存在著較大的差異,因此其控制對(duì)象的模型具有很強(qiáng)的多變性.(4)在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中,由于有定量泵(即為每轉(zhuǎn)的理論排量不變的泵)的參加限制,而定量泵的限制是時(shí)時(shí)發(fā)生的,同時(shí)定量泵的運(yùn)行狀態(tài)直接影響供水系統(tǒng)的模型參數(shù),使其不確定性地發(fā)生變化,因此可以認(rèn)為,變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的限制對(duì)象是時(shí)時(shí)變化的.5當(dāng)出現(xiàn)意外的情況如忽然停水、斷電、泵、變頻器或軟啟動(dòng)器故障等時(shí),系統(tǒng)能根據(jù)泵及變頻器或軟啟動(dòng)器的狀態(tài),電網(wǎng)狀況及

5、水源水位,管網(wǎng)壓力等工況點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行切換,保證管網(wǎng)內(nèi)壓力恒定.在故障發(fā)生時(shí),執(zhí)行專門的故障程序,保證在緊急情況下的仍能進(jìn)行供水.7用變頻器進(jìn)行調(diào)速,用水泵調(diào)節(jié)和固定的組合進(jìn)行恒壓供水,節(jié)能效果顯著,對(duì)水泵進(jìn)行軟啟動(dòng),啟動(dòng)電流可從零到電機(jī)額定電流,減少了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊同時(shí)減少了啟動(dòng)慣性對(duì)設(shè)備的大慣量的轉(zhuǎn)速?zèng)_擊,延長了設(shè)備的使用第二節(jié)變頻恒壓供水的應(yīng)用眾所周知,水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成局部,而變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的開展之后逐漸開展起來的.系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動(dòng)化程度高等方面的優(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)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓供水功能的

6、變頻器,像日本Same亦司,就推出了恒壓供水基板,備有“變頻泵固定方式、“變頻泵循環(huán)方式兩種模式它將PID調(diào)節(jié)器和PLC可編程限制器等硬件集成在變頻器限制基板上,通過設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn)PLC和PID等電控系統(tǒng)的功能,只要搭載配套的恒壓供水單元,便可直接限制多個(gè)內(nèi)置的電磁接觸器工作,可構(gòu)成最多7臺(tái)電機(jī)泵的供水系統(tǒng).這類設(shè)備雖微化了電路結(jié)構(gòu),降低了設(shè)備本錢,但其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏靈活性,系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性不高,與別的監(jiān)控系統(tǒng)如BA系統(tǒng)和組態(tài)軟件難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信,并且限制了帶負(fù)載的容量,因此在實(shí)際使用時(shí)其范圍將會(huì)受到限制3.它的節(jié)能系統(tǒng)特點(diǎn)有如下五點(diǎn)：1、變頻器界面為LED顯示,設(shè)定參數(shù)豐富；

7、鍵盤布局簡潔、易于操作；2、變頻器有過流、過壓、過熱、缺相等多種電子保護(hù)裝置,并具有故障報(bào)警輸出功能,可有效保護(hù)供水系統(tǒng)的正常運(yùn)作；3、專用數(shù)字PID調(diào)節(jié)器為LED雙屏顯示,參數(shù)設(shè)定方便,易于監(jiān)控4、加裝變頻節(jié)能器后,水泵電機(jī)具有軟啟動(dòng)及變頻調(diào)速功能,可有效降低系統(tǒng)的機(jī)械磨損,同時(shí)減輕管路負(fù)擔(dān)；5、有“手動(dòng)“自動(dòng)兩種工作模式,在變頻器出現(xiàn)故障的情況下,仍可按原有工作方式繼續(xù)運(yùn)行.第三節(jié)變頻恒壓供水的現(xiàn)狀及開展目前國內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程,大多采用國外的變頻器限制水泵的轉(zhuǎn)速,水管管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺(tái)水泵的循環(huán)限制,有的采用可編程限制器(PLC及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)；有的采用單片機(jī)及

8、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)沒能到達(dá)所有用戶的要求.原深圳華為電氣公司和成都希望集團(tuán)也推出了恒壓供水專用變頻器(5.5kw22kw),無需外接PLCffiPID調(diào)節(jié)器,可完成最多4臺(tái)水泵的循環(huán)切換、定時(shí)起、停和定時(shí)循環(huán).該變頻器將壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)與循環(huán)邏輯限制功能集成在變頻器內(nèi)部實(shí)現(xiàn),但其輸出接口限制了帶負(fù)載容量,同時(shí)操作不方便且不具有數(shù)據(jù)通信功能,因此只適用于小容量,限制要求不高的供水場所.可以看出,目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水限制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中,對(duì)于能適應(yīng)不同的用水場合,結(jié)合現(xiàn)代限制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電

9、磁兼容性(EMC珀變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)限制研究得不夠.因此,有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能,使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐.第二章變頻恒壓供水系統(tǒng)的根本構(gòu)成和工作原理第一節(jié)變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成變頻恒壓供水系統(tǒng)以供水出口管網(wǎng)水壓為限制目標(biāo),在限制上實(shí)現(xiàn)出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力跟隨設(shè)定的供水壓力.設(shè)定的供水壓力可以是一個(gè)常數(shù),也可以是一個(gè)時(shí)間分段函數(shù),在每一個(gè)時(shí)段內(nèi)是一個(gè)常數(shù).所以,在某個(gè)特定時(shí)段內(nèi),恒壓限制的目標(biāo)就是使出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力維持在設(shè)定的供水壓力上10.變頻恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示：PIDDAT變頻落管網(wǎng)卜上管道水昆機(jī)組PLC圖2.1變頻恒壓供

10、水系統(tǒng)框圖針對(duì)這次的設(shè)計(jì)的對(duì)象是一棟樓房的供水系統(tǒng).由于高層樓對(duì)水壓的要求高,在水壓低時(shí),高層用戶將無法正常用水甚至出現(xiàn)無水的情況,水壓高時(shí)將造成能源的浪費(fèi).如圖2.2所示,是這棟小樓的供水流程.自來水廠送來的水先儲(chǔ)存的水池中再通過水泵加壓送給用戶.通過水泵加壓后,必須包壓供給每一個(gè)用戶.管網(wǎng)壓力信號(hào)從圖中可看出,系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)、限制機(jī)構(gòu)三大部分,具體為：(l)執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一臺(tái)水泵,它們用于將水供入用戶管網(wǎng),其中這臺(tái)水泵中包括工頻和變頻兩種形式,變頻形式工作是由變頻調(diào)速器限制、可以進(jìn)行變頻調(diào)整的水泵,用以根據(jù)用水量的變化改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,以維持管網(wǎng)的水壓恒定；工頻形式

11、工作只運(yùn)行于啟、停兩種工作狀態(tài),用以在用水量很大(變頻時(shí)到達(dá)工頻運(yùn)行狀態(tài)都無法滿足用水要求時(shí))的情況下投入工作.(2)信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)：在系統(tǒng)限制過程中,需要檢測的信號(hào)包括管網(wǎng)水壓信號(hào).管網(wǎng)水壓信號(hào)反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值,它是恒壓供水限制的主要反響信號(hào).此信號(hào)是模擬信號(hào),讀入PLC時(shí),需進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換.另外為增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性,還需對(duì)供水的上限壓力和下限壓力用電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行檢測,檢測結(jié)果可以送給PLC作為數(shù)字量輸入；信號(hào)有效時(shí),限制系統(tǒng)要對(duì)系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)限制,以預(yù)防水泵空抽水而損壞電機(jī)和水泵.3限制機(jī)構(gòu)：供水限制系統(tǒng)一般安裝在供水限制柜中,包括供水限制器PLC系統(tǒng)、變頻器和電控設(shè)備三個(gè)局部.供水限

12、制器是整個(gè)變頻恒壓供水限制系統(tǒng)的核心.供水限制器直接對(duì)系統(tǒng)中的壓力進(jìn)行采集,對(duì)來自人機(jī)接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、實(shí)施限制算法,得出對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的限制方案,通過變頻調(diào)速器和接觸器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)即水泵進(jìn)行限制；變頻器是對(duì)水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速限制的單元,具跟蹤供水限制器送來的限制信號(hào)改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率,完成對(duì)調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速限制.根據(jù)水泵機(jī)中水泵被變頻器拖動(dòng)的情況不同,變頻器有兩種工作方式即變頻循環(huán)式和變頻固定式,變頻循環(huán)式即變頻器拖動(dòng)一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵,當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行在50Hz時(shí),其供水量仍不能到達(dá)用水要求,系統(tǒng)先將變頻器從該水泵電機(jī)中脫出,將該泵切換為工頻的同時(shí)用變頻去拖動(dòng)電機(jī)；變頻固定式是變頻器拖動(dòng)一

13、臺(tái)水泵作為調(diào)速泵,當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行在50Hz時(shí),其供水量仍不能到達(dá)用水要求,系統(tǒng)直接啟動(dòng)變成恒速水泵運(yùn)行,變頻器不做切換,變頻器固定拖動(dòng)的水泵在系統(tǒng)運(yùn)行前可以選擇,本設(shè)計(jì)中采用前者.第三節(jié)變頻恒壓供水系統(tǒng)工作原理合上空氣開關(guān),供水系統(tǒng)投入運(yùn)行.將手動(dòng)、自動(dòng)開關(guān)打到自動(dòng)上,系統(tǒng)進(jìn)入全自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài),PLg程序首先接通KM2,并起動(dòng)變頻器.根據(jù)壓力設(shè)定值根據(jù)管網(wǎng)壓力要求設(shè)定與壓力實(shí)際值來自于壓力傳感器的偏差進(jìn)行PID調(diào)節(jié),并輸出頻率給定信號(hào)給變頻器.變頻器根據(jù)頻率給定信號(hào)及預(yù)先設(shè)定好的加速時(shí)間限制水泵的轉(zhuǎn)速以保證水壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限范圍之內(nèi),實(shí)現(xiàn)恒壓限制.同時(shí)變頻器在運(yùn)行頻率到達(dá)上限,會(huì)將頻

14、率到達(dá)信號(hào)送給PLCPLCW根據(jù)管網(wǎng)壓力的上、下限信號(hào)和變頻器的運(yùn)行頻率是否到達(dá)上限的信號(hào),當(dāng)變頻器運(yùn)行頻率到達(dá)頻率上限值,并保持一段時(shí)間,那么PL3將當(dāng)前變頻運(yùn)行泵切換為工頻運(yùn)行.城市供水系統(tǒng)在自動(dòng)狀態(tài)下,各類設(shè)備的限制根據(jù)操作面板上的按鈕輸入來限制,無邏輯限制,即不根據(jù)傳感器的狀態(tài)進(jìn)行限制.在自動(dòng)方式下進(jìn)行開環(huán)控制,系統(tǒng)根據(jù)檢測到外部傳感器的狀態(tài)如下：1其次,采集壓力傳感器反響的信號(hào),將該傳感器輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成PLC可處理數(shù)字信號(hào).2再次,PLC艮據(jù)壓力反響值,以及變頻輸出,對(duì)模擬量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理.3最后,在PLC中數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算后,產(chǎn)生限制信號(hào)來實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)的限制.就是工作過程.圖23自開

15、工作過程第三節(jié)變頻包壓供水系統(tǒng)各元件的選擇A變頻器的選擇變頻器在現(xiàn)實(shí)使用具有節(jié)能、占地面積小、投人少、效率高、配置靈活、功能齊全、自動(dòng)化程度高、可直接從水源供水、實(shí)現(xiàn)無人值守.它在該系統(tǒng)中是限制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的硬件,通過頻率的改變實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié),從而改變出水量.變頻器的選擇必須根據(jù)水泵電機(jī)的功率和電流進(jìn)行選擇.本系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)監(jiān)控,所以變頻器還應(yīng)具有通訊功能.根據(jù)限制功能不同,通用變頻器可分為三種類型：普通功能型U/f限制變頻器、具有轉(zhuǎn)矩限制功能的高功能型U/f限制變頻器以及矢量限制高功能型變頻器.供水系統(tǒng)屬泵類負(fù)載,低速運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩小,可選用價(jià)格相對(duì)廉價(jià)的U/f限制變頻器.變頻器具有過壓、欠壓

16、、過流、過載、短路、失速等自動(dòng)保護(hù)功能.能實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動(dòng),減小電氣和機(jī)械沖擊噪音,延長設(shè)備使用壽命.從而本設(shè)計(jì)采用FR-F740變頻器.它的接線圖如下列圖所示：壓力傳感器SEQ-COMQ024V6直流電源B水泵的選擇根據(jù)本設(shè)計(jì)要求并結(jié)合實(shí)際中小區(qū)生活用水情況,最終確定確定采用上海熊貓機(jī)械生產(chǎn)的SFL系列水泵機(jī)組電機(jī)功率75KW.SFLffl低噪音生活給水泵在外殼、軸上采用不銹鋼材質(zhì),葉輪、導(dǎo)葉采用鑄造件,經(jīng)過靜電噴塑處理,效率可提升5%以上；采用低噪音電機(jī),機(jī)械密封,前端配有泄壓保護(hù)裝置,噪聲更低室外口音60分貝、磨損小、壽命更長；下軸承采用柔性耐磨軸承,噪音低,壽命長；采用低進(jìn)低出的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

17、,水力模型先進(jìn),性能更可靠.它可以輸送清水及理化性質(zhì)類似于水的無顆粒、無雜質(zhì)不揮發(fā)、弱腐蝕介質(zhì),一般用在城市給排水、鍋爐給水、空調(diào)冷卻系統(tǒng)、消防給水等.因此本設(shè)計(jì)中選擇電機(jī)功率為75KW的上海熊貓機(jī)械生產(chǎn)的SFL系列水泵1臺(tái).C壓力傳感器的選擇傳感器由敏感芯體和信號(hào)調(diào)理電路組成,當(dāng)壓力作用于傳感器時(shí),敏感芯體內(nèi)硅片上的惠斯登電橋的輸出電壓發(fā)生變化,信號(hào)調(diào)理電路將輸出的電壓信號(hào)作放大處理,同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償、非線性補(bǔ)償,使傳感器的電性能滿足技術(shù)指標(biāo)的要求.并且壓力傳感器用于檢測管網(wǎng)中的水壓,常裝設(shè)在泵站的出水口,壓力傳感器和壓力變送器是將水管中的水壓變化轉(zhuǎn)變?yōu)?5V或420mA的模擬量信號(hào),作為模

18、擬輸入模塊(A/D模塊)的輸入,在選擇時(shí),為了預(yù)防傳輸過程中的干擾與損耗.本設(shè)計(jì)采用壓力傳感器選擇使用CY-YZ-1001型絕對(duì)壓力傳感器它的接線圖如下列圖所示：壓力傳感器第三章PLC的選擇及作用第一節(jié)PLC的概述可編程限制器(ProgrammableController)!：計(jì)算機(jī)家族中的一員,它是在繼電器限制和計(jì)算機(jī)限制的根底上開發(fā)的產(chǎn)品,逐漸開展成以微處理器為核心,把自動(dòng)化技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)限制裝置.早期的可編程限制器在功能上只能進(jìn)行邏輯限制,因而稱為稱作可編程邏輯限制器(ProgrammableLogicController)簡稱PLC隨著技術(shù)的開展,這種

19、裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯限制的范圍,在以前的根底上還可以進(jìn)行算數(shù)運(yùn)算,模擬量控制,用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序限制功能,建立柔性的程控系統(tǒng).因此,今天這種裝置稱作可編程限制器,簡稱PC但是為了預(yù)防與個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)勺簡稱混淆,所以將可編程限制器簡稱PLCPLC的開展：在追求高質(zhì)量高效率的信息時(shí)代生活中,網(wǎng)絡(luò)的暢通無所不在.伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的開展,可編程限制器作為自動(dòng)化限制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成局部.國在80年代初才開始使用PLC目前從國外引進(jìn)的PLC中使用較為普遍的有日本立石公司系列,三菱公司F系列,松下電工FP1系列,美國GE公司GE系列

20、和德國西門子公司S系列等.同時(shí),國內(nèi)也在消化和引進(jìn)PLC技術(shù)的根底上,研制了PLC產(chǎn)品.目前國內(nèi)使用的PLC主要還是靠引進(jìn)和合資企業(yè)產(chǎn)品,但逐步實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化是國內(nèi)開展的必然趨勢(shì).就第一臺(tái)PLC誕生至今,PLC大致已經(jīng)經(jīng)歷了四次更新?lián)Q呆：第一臺(tái)PLC多數(shù)用1位機(jī)開發(fā),采用磁芯存儲(chǔ)器存儲(chǔ),僅具有邏輯控制,定時(shí),計(jì)數(shù)功能.第二臺(tái)PLC使用了8位微處理器及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,具產(chǎn)品逐步系列化,功能也有所增強(qiáng),已能實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算,傳送,比擬等功能.第三臺(tái)PLC采用了快樂能微處理器及位片式CPU工作速度大幅度提升,同時(shí)促使其多功能和聯(lián)網(wǎng)方向開展,并具有較強(qiáng)的自診斷水平.第四臺(tái)PLC不僅全面使用16位,32位微處理器

21、作為CPU內(nèi)存容量也更大.可以直接用于一些規(guī)模較大的復(fù)雜限制系統(tǒng)；編程語言除了可使用傳統(tǒng)的梯形圖,流程圖等外,還可使用高級(jí)語言；外設(shè)也更多樣化.今后,PLC的開展將會(huì)朝以下幾個(gè)方向進(jìn)行：A.方便靈活和小型化B.大容量和高功能C.機(jī)電一體化D.通訊和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化按鈕央處理單模擬用輸入TH其他執(zhí)行裝置PLC的根本結(jié)構(gòu)PLC采用典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu),由中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口和其他一些電路組成.其圖一為結(jié)構(gòu)示意圖.圖二為邏輯結(jié)構(gòu)圖.地址總線限制總線照明指示燈電磁裝置地址總線限制總畤數(shù)據(jù)總線電源單元)計(jì)算機(jī)?其他設(shè)備外存儲(chǔ)盤式存儲(chǔ)器器苴/、他接口輸出接線端子鍵盤與顯示器輸入接第二節(jié)PLC的選型隨

22、著微電子技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的開展,以及工業(yè)自動(dòng)化限制愈來愈高的需求,PLC5論在功能上、速度上、智能化模塊以及聯(lián)網(wǎng)通信上,都有很大的提升.現(xiàn)在的PL(E不只是開關(guān)量限制,其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了順序限制、邏輯控制的范圍,具備了模擬量限制、過程限制以及遠(yuǎn)程通信等強(qiáng)大功能.美國電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA)等其正式命名為可編程限制器(ProgrammableController),簡稱PC,但是為了和個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer)勺簡稱PC®區(qū)別,人們常常把可編程限制器仍簡稱為PLC它具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)處理、運(yùn)動(dòng)限制、模擬量PID空制、通信網(wǎng)絡(luò)等功能.在興旺的工業(yè)化國家,可編程

23、限制器已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門,其應(yīng)用已擴(kuò)展到樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、商業(yè)、公用事業(yè)、測試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,它功能強(qiáng),硬件配套齊全,用戶使用方便,適應(yīng)性強(qiáng),無觸點(diǎn)免配線,可靠性高,抗干擾水平強(qiáng),體積小,能耗低.水泵可變頻運(yùn)行,也可工頻運(yùn)行,需PLC6個(gè)輸出點(diǎn),變頻器的運(yùn)行與關(guān)斷由PLC勺1個(gè)輸出點(diǎn),限制變頻器使電機(jī)正轉(zhuǎn)需1個(gè)輸出信號(hào)限制,報(bào)警器的限制需要1個(gè)輸出點(diǎn),輸出點(diǎn)數(shù)量一共9個(gè).限制起動(dòng)和停止需要2個(gè)輸入點(diǎn),系統(tǒng)自動(dòng)起動(dòng)需1輸入點(diǎn),限制系統(tǒng)停止運(yùn)行需1個(gè)輸入點(diǎn),系統(tǒng)所需的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)量共為19個(gè)點(diǎn).本系統(tǒng)選用FX2N-32MWPLC第四章基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)第一節(jié)系統(tǒng)

24、要求根據(jù)以上設(shè)計(jì)變頻恒壓供水系統(tǒng)限制流程如下：(l)系統(tǒng)通電,根據(jù)接收到有效的自控系統(tǒng)啟動(dòng)信號(hào)后,首先啟動(dòng)變頻器拖動(dòng)變頻泵工作,根據(jù)壓力變送器測得的用戶管網(wǎng)實(shí)際壓力和設(shè)定壓力的偏差調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率,限制的轉(zhuǎn)速,當(dāng)輸出壓力到達(dá)設(shè)定值,其供水量與用水量相平衡時(shí),轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值,這期間電機(jī)工作在調(diào)速運(yùn)行狀態(tài).(2)當(dāng)用水量增加水壓減小時(shí),壓力變送器反響的水壓信號(hào)減小,偏差變大,PLC的輸出信號(hào)變大,變頻器的輸出頻率變大,所以水泵的轉(zhuǎn)速增大,供水量增大,最終水泵的轉(zhuǎn)速到達(dá)另一個(gè)新的穩(wěn)定值.反之,當(dāng)用水量減少水壓增加時(shí),通過壓力閉環(huán),減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個(gè)新的穩(wěn)定值.(3)當(dāng)用水量繼續(xù)增加,變

25、頻器的輸出頻率到達(dá)上限頻率50Hz時(shí),假設(shè)此時(shí)用戶管網(wǎng)的實(shí)際壓力還未到達(dá)設(shè)定壓力,并且滿足增加水泵的條件(在下節(jié)有詳細(xì)闡述)時(shí),在變頻循環(huán)式的限制方式下,變頻泵做工頻運(yùn)行,系統(tǒng)恢復(fù)對(duì)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié),直到水壓到達(dá)設(shè)定值為止.并且根據(jù)基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)的要求應(yīng)滿足如下四點(diǎn)：(1)生活供水時(shí),系統(tǒng)應(yīng)保持低恒壓值運(yùn)行,消防供水時(shí)系統(tǒng)應(yīng)保持高恒壓值運(yùn)行.(2)水泵根據(jù)恒壓的需要.(3)一臺(tái)水泵起動(dòng)時(shí)要有軟起動(dòng)功能.(4)對(duì)泵的操作只要有自動(dòng)限制功能第二節(jié)限制系統(tǒng)的I/O分配及回路設(shè)計(jì)I/O端口分配名稱地址編號(hào)輸自動(dòng)信號(hào)X000入供水啟動(dòng)X001信供水停止X002號(hào)壓力變送器X003報(bào)警按鈕X0

26、04輸水泵工頻運(yùn)轉(zhuǎn)及指示燈Y000出水泵變頻運(yùn)轉(zhuǎn)及指示燈Y001信電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈Y002號(hào)報(bào)警電鈴Y003第三節(jié)外圍接線圖SB1第四節(jié)電氣限制系統(tǒng)原理圖按系統(tǒng)要求主回路如下:L1L2L33二限制回路如下:第五章結(jié)束語及感想本設(shè)計(jì)采用PLC對(duì)變頻恒壓供水的限制系統(tǒng)進(jìn)行限制,應(yīng)用三菱FX2N系列PLC快速、準(zhǔn)確地限制要求做出反響.在供水系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速運(yùn)行方式,可根據(jù)實(shí)際需要水壓的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速或加減泵,實(shí)現(xiàn)包壓供水,節(jié)能降耗；系統(tǒng)增加了小流量泵,延長主泵電動(dòng)機(jī)使用壽命.變頻器故障后仍能自動(dòng)運(yùn)行,根本保證了不間斷供水,同時(shí)采用PLC與變頻器通訊的方式限制變頻器運(yùn)行,具有一定的先進(jìn)性.我們利用可編程限制技術(shù),結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置,實(shí)現(xiàn)對(duì)各氣缸的合理精確定位限制,從而方便、快捷、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)機(jī)械手位置控制,完成物料的任務(wù),實(shí)現(xiàn)了一種具有可視化功能,適用于工業(yè)現(xiàn)場的機(jī)械手遠(yuǎn)程限制系統(tǒng).在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,外表上是完成一份設(shè)計(jì)書,實(shí)際上是對(duì)所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)回憶、綜合理解、全面了解.重新翻開記憶的刷新,以前學(xué)過的知識(shí)不懂得已查漏補(bǔ)缺,更深層次地熟悉PL