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文檔簡介
1、<p><b> 畢業(yè)論文</b></p><p> 智能建筑恒壓供水系統(tǒng)的探討與研究</p><p> 隨著近年來我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人們對居住環(huán)境以及條件的要求也越來越高。人們在購買住宅時,除了關(guān)注住宅的樓層,面積,平面布置等因素外,同時也將更多的注意力放在了住宅設(shè)備上。給水系統(tǒng)作為住宅設(shè)備的重要組成部分,其系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理,對今后住戶的裝修,日常使用
2、和維護(hù)將產(chǎn)生重要的影響。</p><p> 隨著社會的發(fā)展,人們對于住宅的要求越來越高,按照GB T50314-2000《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定,建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)中關(guān)于給水系統(tǒng)的要求如下:給水系統(tǒng)-水泵運(yùn)行狀態(tài)顯示,水流狀態(tài)顯示,水泵啟??刂疲眠^載報(bào)警,水箱高低水位顯示以及報(bào)警。我的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)就是在老師的指導(dǎo)下采用與企業(yè)合作完成實(shí)際應(yīng)用的智能控制技術(shù)課題,密切聯(lián)系了智能控制技術(shù)領(lǐng)域的綜合技術(shù),提高了學(xué)我
3、的綜合運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力;在整個設(shè)計(jì)過程中融入了控制學(xué)科的相關(guān)知識,不僅使我對整個控制技術(shù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程和環(huán)節(jié)有清楚的認(rèn)識,同時也極大地培養(yǎng)了我的自主學(xué)習(xí)的能力。</p><p> 一般規(guī)定城市管網(wǎng)的水壓只保證6層以下樓房的用水,其余上部各層均須 “提升”水壓才能滿足用水要求。而日常的工業(yè)生活用水量隨季節(jié)、晝夜、上下班的時間不同而有較大變化,因而經(jīng)常出現(xiàn)供水用水的不平衡,主要表現(xiàn)在水壓上,
4、用水多而供水少則水壓低,用水少而供水多則水壓高。以前大多采用傳統(tǒng)的水塔、高位水箱,或氣壓罐式增壓設(shè)備。這種二次供水方式不僅不可避免造成污染,影響用水的質(zhì)量,而且它們都必須由水泵以高出實(shí)際用水高度的壓力來“提升”水量,其結(jié)果增大了水泵的軸功率和能量損耗,不符合現(xiàn)代倡導(dǎo)的節(jié)能減排,創(chuàng)建節(jié)約型的和諧社會的目標(biāo)。 自從通用變頻器問世以來,變頻調(diào)速技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高 品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)
5、,使我國供水行業(yè)的技術(shù)裝備水平從90年代初開始經(jīng)歷了一次飛躍。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無級調(diào)速,依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié) 系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),在用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù),在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求,是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。新型供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比,不論是設(shè)備的投資,運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,</p><p> 本論文就智能建筑的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì),應(yīng)
6、用及水泵的基本操作,故障的處理等系列問題進(jìn)行進(jìn)一步的探討與研究。</p><p> 《1》變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì),應(yīng)用</p><p><b> 一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p> 恒壓供水系統(tǒng)是利用PLC、內(nèi)置PID的變頻器和低壓電器組成的智能自動化供水系統(tǒng),主要用于高層建筑,生活小區(qū)的生活用水、消防用水、中小型水廠、污水處理廠和其
7、他工礦業(yè)的生產(chǎn)用水等。恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn)顯著,主要表現(xiàn)在:顯著的節(jié)能效果,優(yōu)良的供水質(zhì)量,具有手動、自動兩種切換功能,方便調(diào)試和維護(hù)以及多種可變的工作模式。</p><p> 1、其整套系統(tǒng)可以分為:檢測傳感、變送、執(zhí)行設(shè)備,上位控制軟件等幾部分。</p><p> 1、1檢測傳感、變送、執(zhí)行裝置</p><p> 1、1、1液位傳感器:液位傳感器1個,防止
8、終端水箱水位過低。液位傳感器包括浮子、磁鐵、支架、線性輸出的霍爾元件傳感器、放大電路,霍爾元件傳感器設(shè)置在支架的上部,磁鐵設(shè)置在霍爾元件傳感器的下方,磁鐵與浮子連接;霍爾元件傳感器的輸出端通過放大電路與顯示儀表的輸入端連接?;魻栐鞲衅鳛榫€性輸出的霍爾元件傳感器,因此,該液位傳感器輸出變化的線性度好,測量精度和分辨率高。</p><p> 1、1、2壓力傳感器:壓力變送器1個,輸出信號4~20mA;</
9、p><p> 1、1、3數(shù)據(jù)采集:采用三菱FX0N-3A特殊功能模塊,該模塊具有兩路標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸入和一路標(biāo)準(zhǔn)模擬量輸出。FX0N-3A是三菱公司的模擬量輸入和輸出模塊,它提供8位分辨率精度和提供2路模擬量輸入(DC0至10V或AC4至20mA)通道和1路模擬量輸出通道(DC0至10V或DC0至5V)。A/D轉(zhuǎn)換時間100μS,D/A處理速度是T O指令處理時間的3倍。正因?yàn)镕X0N-3A模塊有較好的性價比,因此廣泛
10、應(yīng)用于各種設(shè)備當(dāng)中。同時FX0N-3A模塊支持三菱FX2N和FX0N的PLC。</p><p> 1、1、4變頻器:采用三菱E540變頻器1臺,帶PID功能和RS485通訊接口。三菱E540變頻器型號包括FR-E540-口K-CH 0.4 0.75 1.5 2.2 3.7 5.5 7.5。適用電機(jī)容量(kW)*1 0.4 0.75 1.5 2.2 3.7 5.5 7.5。額定容量(KVA)*2 1.2 2.0
11、3.0 4.6 7.2 9.1 13.0。輸 出 額定電流(A) 1.6(1.4) 2.6(2.2) 4.0(3.8) 6.0(5.4) 9.5(8.7) 12 17。過載能力*3 150%60秒、200%0.5秒(反限時特性)。電壓*4 三相380~480V 50/60Hz。電 源 額定輸入交流電壓,頻率 三相380~480V 50/60Hz交流電壓容許變動范圍 323~528V 50/60Hz允許頻率波動范圍±5%。電源容
12、量(kYA)*6 1.5 2.5 4.5 5.5 9.5 12 17保護(hù)結(jié)構(gòu)(jEM 1030) 封閉型(IP20)冷卻方式 自冷 強(qiáng)制風(fēng)冷。大約重量(Kg) 1.8 l.8 2,0 2.0 2.1 3.8 3.8。單相220V電源(FR—E520S系列</p><p> 1、1、5水泵:共2臺,用于向客戶提供用水的動力。</p><p> 1、2上位控制軟件。上位機(jī)是指:人可以直接發(fā)
13、出操控命令的計(jì)算機(jī),一般是PC,屏幕上顯示各種信號變化(液壓,水位,溫度等)。下位機(jī)是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備狀況的的計(jì)算機(jī),一般是PLC/單片機(jī)之類的。上位機(jī)發(fā)出的命令首先給下位機(jī),下位機(jī)再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時序信號直接控制相應(yīng)設(shè)備。下位機(jī)不時讀取設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)(一般模擬量),轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號反饋給上位機(jī)。簡言之如此,真實(shí)情況千差萬別不離其宗。上下位機(jī)都需要編程,都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。在概念上控制者和提供服務(wù)者是上位機(jī)被控制者和被服務(wù)者是下位
14、機(jī)也可以理解為主機(jī)和從機(jī)的關(guān)系但上位機(jī)和下位機(jī)是可以轉(zhuǎn)換的。兩機(jī)如何通訊,一般取決于下位機(jī)。TCP/IP一般是支持的。但是下位機(jī)一般具有更可靠的獨(dú)有通訊協(xié)議,購買下位機(jī)時,會帶一大堆手冊光盤,告訴你如何使用特有協(xié)議通訊。里面會舉大量例子。一般對編程人員而言一看也就那么回事,使用一些新的API罷了。多語言支持功能模塊,一般同時支持?jǐn)?shù)種高級語言為上位機(jī)編程。</p><p><b> 1、3上位控制操作&
15、lt;/b></p><p> 1、3、1強(qiáng)電控制面板:裝有漏電保護(hù)空氣開關(guān),電流型漏電保護(hù)器,充分考慮人身安全保護(hù);多組保險(xiǎn)絲,保證設(shè)備安全,操作控制便捷;裝有電壓表、指示燈,更加直觀,強(qiáng)電信息一目了然;</p><p> 1、3、2控制器面板:變頻控制器面板、PLC控制器面板;</p><p> 1、3、3電氣控制面板:控制對象中的儀表信號和電氣信號
16、轉(zhuǎn)移到信號接線板上,提供傳感器檢測及執(zhí)行控制器信號接口,便于組成不同的控制系統(tǒng)。</p><p> 1、4系統(tǒng)保護(hù):由漏電開關(guān)、液位傳感器、止回閥及壓力保護(hù)四部分組成。</p><p> 1、4、1總電源配置漏電開關(guān)及接地保護(hù)線,防止漏電傷害;</p><p> 1、4、2供水箱終端設(shè)置液位傳感器,保持該水箱液位不能過低,否則會對水泵的安全運(yùn)行造成傷害;<
17、;/p><p> 1、4、3在每一個水泵的出口處設(shè)置有止回閥,防止水泵空載運(yùn)行而損壞水泵;這種情況常常發(fā)生在水泵入口處被異物堵塞時;</p><p> 1、4、4壓力保護(hù)時防止整個系統(tǒng)的壓力過高而影響到水泵的正常運(yùn)行,故必須設(shè)置一個壓力的最高極限;從而可保證水泵的正常運(yùn)行。</p><p><b> 2、主體配置</b></p>
18、<p><b> 2、1 系統(tǒng)配置表</b></p><p> 2、2相關(guān)的技術(shù)參數(shù)</p><p> 2、2、1水箱:包括終端水箱、恒壓水箱,材料:有機(jī)玻璃,水箱容量:70升:水箱工作溫度:10~60℃,恒壓水箱工作壓力:0~20MPA</p><p> 2、2、2三菱PLC主機(jī):型號:FX2N-48MR,工作電源:AC2
19、50VDC30A以下。工作負(fù)載:2A/1點(diǎn)8A/4點(diǎn)公用,響應(yīng)時間:10ms。</p><p> FX系列PLC為單元型,內(nèi)含CPU、電源和固定搭配的輸入/輸出。Q4AR系列為雙機(jī)熱備系列,最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)為8192點(diǎn)。A系列PLC的最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)。F系列程控器的最大輸入輸出點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)。三菱小型 FX 2(N)系列程控器的輸入輸出點(diǎn)最大不超過256點(diǎn)。每臺主機(jī)可連模入、模出、高速記數(shù)、定位等特
20、殊功能模塊,不超過8個。FX系列在日本三菱的姬路制作所生產(chǎn)。三菱姬路制作所累計(jì)已生產(chǎn)超過三百萬臺 FX系列 PLC。目前FX系列PLC為中國內(nèi)地銷量最多的小型PLC。FX 系列PLC根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)不同及功能分為多個不同的系列:</p><p> 輸入出點(diǎn)數(shù)在30點(diǎn)以內(nèi)可使用 FX1S系列</p><p> 輸入出點(diǎn)數(shù)在128點(diǎn)以內(nèi)可使用FX1N系列</p><p&
21、gt; 輸入出點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以內(nèi)可使用 FX2N系列</p><p> FX2N 系列 PLC 的特點(diǎn),F(xiàn)X2N是FX2的持續(xù),基本單元 (16~128點(diǎn)) 有繼電器或晶體管輸出,最多可擴(kuò)展到256點(diǎn).內(nèi)置有8K步RAM (最多可擴(kuò)展到16K步)可選用存儲卡盒, 有RAM, EPROM和EEPROMFX2N系列 PLC 的特點(diǎn)超高速的運(yùn)算速度 0.08微秒. 比FX2的0.48微秒快六倍.容量極大8K步(最大
22、16K步).比FX2大四倍.機(jī)體小型化 比FX2小50% .兼容FX2的編程設(shè)計(jì).備有多種不同的FX2N擴(kuò)展單元及特殊模塊.通訊功能擴(kuò)展模塊低成本模板化FX2N-xxxBD更多通訊/網(wǎng)絡(luò)功能,RS232, RS422, RS485.更便宜的配置.兼用FX0N的擴(kuò)展單元及特殊模塊.可增加多一個通道,如: 連接一臺人機(jī)界面顯示單元DU,另外一個連接編程器;或連接二臺DU. 豐富的軟元件輔助繼電器(M): 3072點(diǎn)+256點(diǎn) 狀態(tài)繼電器(S
23、): 1000點(diǎn) 計(jì)數(shù)器(C): 235點(diǎn) 定時器(T): 256點(diǎn)(積算定時器1ms 4點(diǎn),10ms 6點(diǎn))數(shù)據(jù)寄存器(D): 200點(diǎn)+7800點(diǎn)(按需設(shè)置)變址寄存器(V,Z):16點(diǎn) 堆棧指針(P): 128點(diǎn) </p><p> 2、2、3三菱特殊功能模塊:</p><p> 型號:FX0N-3A,工作電源:PLC內(nèi)部供電,分辨率:40mV(10V/250)、20mV(5V/
24、250)、64uAMIN(4~20mA/250),通道數(shù):2輸入1輸出。</p><p> 2、2、4三菱PLC輸出擴(kuò)展模塊:</p><p> 型號:FX2N-16EYT工作電源:PLC內(nèi)部供電,點(diǎn)數(shù):16點(diǎn),響應(yīng)時間:10ms</p><p><b> 2、2、5變頻器:</b></p><p> 型號:FR
25、-E540,額定容量:1.2KVA,額定電流:1.6A,輸出電壓:三相,380V~480V 50HZ/60HZ,電源電壓:三相,380V~480V 50HZ/60HZ,冷卻方式:自冷</p><p> 2、2、6增壓水泵:</p><p> 工作電壓:AC380V,工作電流:0.32A,額定功率:90VA,流量:25L/min,揚(yáng)程:4米,轉(zhuǎn)速:2880r.p.m</p>
26、<p> 2、2、7壓力變送器:</p><p> 電源:DC12~40V,負(fù)載特性:4~20mA,量程:0~40Kpa,負(fù)載阻抗R與電源電壓V的關(guān)系:R≤50(V-12),精度:±2%</p><p> 壓力變送器工作原理 </p><p> 壓力變送器被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室,作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上,
27、通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個電容器。 </p><p> 當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時,致使測量膜片產(chǎn)生位移,其位移量和壓力差成正比,故兩側(cè)電容量就不等,通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié),轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。壓力變送器和絕對壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同,所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空。 </p><p> A/D轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換
28、成數(shù)字信號,其值被微處理器用來判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外,它進(jìn)行傳感器線性化。重置測量范圍。工程單位換算、阻尼、開方,,傳感器微調(diào)等運(yùn)算,以及診斷和數(shù)字通信。</p><p> 本微處理器中有16字節(jié)程序的RAM,并有三個16位計(jì)數(shù)器,其中之一執(zhí)行A /D轉(zhuǎn)換。</p><p> D/A轉(zhuǎn)換器把微處理器來的并經(jīng)校正過的數(shù)字信號微調(diào)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可用變送器軟件修改。數(shù)
29、據(jù)貯存在EEPROM內(nèi),即使斷電也保存完整。</p><p> 數(shù)字通信線路為變送器提供一個與外部設(shè)備(如275型智能通信器或采用HART協(xié)議的控制系統(tǒng))的連接接口。此線路檢測疊加在4-20mA信號的數(shù)字信號,并通過回路傳送所需信息。通信的類型為移頻鍵控FSK技術(shù)并依據(jù)BeII202標(biāo)準(zhǔn)。</p><p> 下面,就各個主要部分的系統(tǒng)工作原理以及應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的論述。</p>
30、<p> 二、PLC控制LED七段碼顯示器</p><p> 1、LED顯示器顯示原理</p><p> 發(fā)光二極管是一種將電能轉(zhuǎn)變成光能的半導(dǎo)體器件,流過電流,發(fā)光二極就會發(fā)光。七段 LED顯示器由七個發(fā)光段構(gòu)成,每段均是 一個LED二極管。這7個發(fā)光段分別稱為 a、b、c、d、e、f和g,通過控制不同段的點(diǎn)亮和熄滅,可顯示16進(jìn)制數(shù)字0~9和 A、B、C、D、E、F
31、,也能顯示 H、E、L、P等字符。多數(shù)7段LED顯示器中實(shí)際有8個發(fā)光二極管,除7個構(gòu)成7筆字形外,另外還有一個小數(shù)點(diǎn)Dp位段,用來顯示小數(shù)。有人也把這種顯示器叫做8段LED顯示器。其管腳圖如下圖(a)所示: </p><p> 2、LED顯示器分類</p><p> LED顯示器有共陽極和共陰極兩種結(jié)構(gòu)(如下圖b、c所示)。共陽極結(jié)構(gòu)中,各LED二極管的陽極被連在一起,使用時要將它與
32、十5v相連,而把各段的 陰極連到器件的相應(yīng)引腳上。當(dāng)要點(diǎn)亮某一段時,只要將相應(yīng)的引腳(陰極)接低電平。對于共陰極結(jié)構(gòu)的 LED顯示器,陰極連在一起后接地,各陽極段接到器件的引腳上,要想點(diǎn)亮某一段時,只要將相應(yīng)引腳接高電平。</p><p> BCD七段譯碼器的真值表如下所示:</p><p> 3、 多位LED七段碼顯示器及其在PLC中的應(yīng)用</p><p>
33、 3、1多位LED七段碼顯示器</p><p> 實(shí)際系統(tǒng)中經(jīng)常要顯示多位數(shù)字。為了在一個 LED顯示器上顯示一個4位二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制或16進(jìn)制數(shù),需要將4位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成 LED的七段顯示代碼。一種方法 是采用專用的帶驅(qū)動器的 LED段譯碼器,實(shí)現(xiàn)硬件譯碼。硬件有多種 LED譯碼/驅(qū)動器芯片可供選用。常使用輸入為 BCD碼,輸出 為段碼的芯片。如帶鎖存、譯碼、驅(qū)動的七段顯示器。</p><
34、;p> 3、2多位LED七段碼顯示器在PLC中的應(yīng)用</p><p> 如圖所示電路是采用具有鎖存、譯碼、驅(qū)動功能的芯片HEF4543B驅(qū)動共陰極LED七段顯示器在PLC應(yīng)用中的原理圖(為晶體管型輸出的PLC)</p><p> 其中 DA~DD是數(shù)據(jù)輸入地址端,與PLC的輸出端Y0~Y4相接;</p><p> PH是狀態(tài)輸入端,高電平有效;<
35、/p><p> I是滅燈輸入端,高電平有效; </p><p> LE是鎖存使能輸入端,在LE信號的上升沿將數(shù)據(jù)輸入端輸入的BCD數(shù)鎖存在片內(nèi)的寄存器中,并將該數(shù)譯碼后顯示出來。如果輸入的不是十進(jìn)制數(shù),顯示器熄滅。LE為高電平時,顯示的數(shù)不受數(shù)據(jù)輸入信號的影響。</p><p> Oa~Og是信號輸出端</p><p> VDD是電源正端
36、,接 +5V</p><p> VSS是電源負(fù)端 ,接0V</p><p> 在芯片各腳上串接4.7K電阻的作用是使PLC有輸出時,芯片的各輸入端保持高電平。在DP腳串的1.5K電阻是點(diǎn)亮小數(shù)點(diǎn),其中開關(guān)SB0~SB3是小數(shù)點(diǎn)的選通開關(guān)。通常要顯示小數(shù)點(diǎn)的時候,直接將開關(guān)兩端短接。</p><p> 三、擴(kuò)散硅壓力變送器與PLC數(shù)據(jù)采集</p>
37、<p><b> 1、壓力變送器</b></p><p><b> 1、1概況</b></p><p> 壓力變送器從一般意義上往往指壓力變送器和差壓變送器,主要由測壓元件傳感器、測量電路和過程連接件等組成。它能將接收的氣體、液體等壓力信號轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)的電流電壓信號(4~20mADC),以供給指示報(bào)警儀、記錄儀、調(diào)節(jié)器等二次儀表進(jìn)行
38、測量、指示和過程調(diào)節(jié)。</p><p> 壓力變送器根據(jù)測壓范圍可分成一般壓力變送器(0.001MPa~20MP3)和微差壓變送器(0~1.5kPa)兩種。</p><p> 壓力變送器的主要作用:把壓力信號傳到電子設(shè)備,進(jìn)而在計(jì)算機(jī)顯示壓力。其原理大致是:將水壓這種壓力的力學(xué)信號 轉(zhuǎn)變成 電壓或電流(一般是0-5V或者4-20mA) 這樣的電子信號壓力和電壓或電流 大小成線性關(guān)系,一
39、般是正比關(guān)系,所以,變送器輸出的電壓或電流 隨壓力增大而增大,由此得出一個壓力和電壓或電流的關(guān)系式。</p><p> 1、2測壓元件傳感器</p><p> 壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器,其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境,涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè),下面就簡單介紹一些常用傳感器原理及其應(yīng)用。<
40、;/p><p> 一般壓力傳感器可以分為:應(yīng)變片壓力傳感器;陶瓷壓力傳感器;擴(kuò)散硅壓力傳感器;藍(lán)寶石壓力傳感器;壓電壓力傳感器原理與應(yīng)用</p><p><b> 3壓力變送器的連線</b></p><p> 2、PLC數(shù)據(jù)采集-特殊功能模塊FX0N-3A</p><p><b> 2、1概述?<
41、/b></p><p> FX0N-3A包含兩路輸入通道和一路輸出通道。輸入通道將外部輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的數(shù)字信號(A/D轉(zhuǎn)換),輸出通道將內(nèi)部的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成外部的模擬信號(D/A轉(zhuǎn)換)</p><p> 根據(jù)接線不同,可以選擇電壓信號或電流信號的模擬輸入或模擬輸出,模擬輸入通道或模擬輸出通道的可接受范圍為DC 0~10V、DC 0~5V或DC 4~20mA</p&
42、gt;<p> FX0N-3A可以連接到FX1N、FX2N、FX1NC或FX2NC系列的可編程控制器(以后稱之為PLC)。所有的數(shù)據(jù)傳輸和參數(shù)設(shè)置均通過PLC程序進(jìn)行控制與調(diào)整</p><p> 本文以三菱PLC特殊功能模塊FX0N-3A與壓力變送器進(jìn)行組合,完成PLC數(shù)據(jù)采集。FX0N-3A對壓力變送器輸出的模擬信號進(jìn)行采集,通過模數(shù)轉(zhuǎn)換,轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后再傳送到PLC主機(jī)進(jìn)行處理。</
43、p><p> 2、2連線(以輸入通道1為例)</p><p> 四、變頻器功能參數(shù)設(shè)置和操作</p><p><b> 1、概述</b></p><p> 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交—直—交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻),先把工頻交流
44、電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為IGBT三相橋式逆變器,且輸出為PWM波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。</p><p><b> 2、變頻器的選型</b></p><p> 變頻器選
45、型時要確定以下幾點(diǎn):</p><p> 1) 采用變頻的目的;恒壓控制或恒流控制等。</p><p> 2) 變頻器的負(fù)載類型;如葉片泵或容積泵等,特別注意負(fù)載的性能曲線,性能曲線決定了應(yīng)用時的方式方法。</p><p> 3) 變頻器與負(fù)載的匹配問題;</p><p> 電壓匹配;變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。</p&
46、gt;<p> 電流匹配;普通的離心泵,變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。對于特殊的負(fù)載如深水泵等則需要參考電機(jī)性能參數(shù),以最大電流確定變頻器電流和過載能力。</p><p> 轉(zhuǎn)矩匹配;這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時有可能發(fā)生。</p><p> 4) 在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時,由于高速電機(jī)的電抗小,高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的
47、選型,其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。</p><p> 5) 變頻器如果要長電纜運(yùn)行時,此時要采取措施抑制長電纜對地耦合電容的影響,避免變頻器出力不足,所以在這樣情況下,變頻器容量要放大一檔或者在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。</p><p> 6) 對于一些特殊的應(yīng)用場合,如高溫,高海拔,此時會引起變頻器的降容,變頻器容量要放大一擋。</p><p> 3、
48、變頻器的運(yùn)行和相關(guān)參數(shù)的設(shè)置</p><p> 變頻器的設(shè)定參數(shù)多,每個參數(shù)均有一定的選擇范圍,使用中常常遇到因個別參數(shù)設(shè)置不當(dāng),導(dǎo)致變頻器不能正常工作的現(xiàn)象。</p><p> 控制方式:即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后,一般要根據(jù)控制精度,需要進(jìn)行靜態(tài)或動態(tài)辨識。</p><p> 最低運(yùn)行頻率:即電機(jī)運(yùn)行的最小轉(zhuǎn)速,電機(jī)在低轉(zhuǎn)速
49、下運(yùn)行時,其散熱性能很差,電機(jī)長時間運(yùn)行在低轉(zhuǎn)速下,會導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時,其電纜中的電流也會增大,也會導(dǎo)致電纜發(fā)熱。</p><p> 最高運(yùn)行頻率:一般的變頻器最大頻率到60Hz,有的甚至到400 Hz,高頻率將使電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn),這對普通電機(jī)來說,其軸承不能長時間的超額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行,電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。</p><p> 載波頻率:載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大
50、,這和電纜的長度,電機(jī)發(fā)熱,電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。</p><p> 電機(jī)參數(shù):變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率,這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。</p><p><b> 4、常見故障分析</b></p><p> 過流故障:過流故障可分為加速、減速、恒速過電流。其可能是由于變頻器的加減速時間太
51、短、負(fù)載發(fā)生突變、負(fù)荷分配不均,輸出短路等原因引起的。這時一般可通過延長加減速時間、減少負(fù)荷的突變、外加能耗制動元件、進(jìn)行負(fù)荷分配設(shè)計(jì)、對線路進(jìn)行檢查。如果斷開負(fù)載變頻器還是過流故障,說明變頻器逆變電路已環(huán),需要更換變頻器。</p><p> 過載故障:過載故障包括變頻過載和電機(jī)過載。其可能是加速時間太短,電網(wǎng)電壓太低、負(fù)載過重等原因引起的。一般可通過延長加速時間、延長制動時間、檢查電網(wǎng)電壓等。負(fù)載過重,所選的
52、電機(jī)和變頻器不能拖動該負(fù)載,也可能是由于機(jī)械潤滑不好引起。如前者則必須更換大功率的電機(jī)和變頻器;如后者則要對生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行檢修。</p><p> 欠壓:說明變頻器電源輸入部分有問題,需檢查后才可以運(yùn)行</p><p><b> 5、變頻器的連線</b></p><p> 將變頻器上電,請注意!此時的變頻器輸入電源(L1、L2、L3)和電源
53、輸出(U、V、W)切勿接反,否則可能銷毀變頻器。</p><p> 首先將變頻器模塊上的所有開關(guān)打到“OFF”,將變頻器的參數(shù)恢復(fù)出廠值,然后在PU模式下將Pr180設(shè)置為4(外部直流4~20mA電流控制變頻器頻率),然后將Pr79設(shè)置為2.斷開變頻器電源,10s后再接通電源(此過程也稱為將變頻器復(fù)位),至此變頻器參數(shù)設(shè)置完畢。一般情況下變頻器的其他參數(shù)不需要修改,如果用戶將其他參數(shù)修改到不合適的值,系統(tǒng)可能誤
54、動作。</p><p> 請不要在PLC的COM1、COM2、 COM3及COM4回路內(nèi)串交流電源,否則可能 燒毀BCD數(shù)字開關(guān)、LED顯示模塊及變頻器。</p><p> 連接主電路時,請嚴(yán)格按照主電路圖連接,特別注意電源的相序,工、變頻之間的相序必須一致。</p><p> 電源線、電機(jī)的動力線請不要太靠近LED顯示模塊,否則會有電磁干擾。</p&
55、gt;<p> 讀圖時,請注意將PLC主機(jī)的COM、COM1與FX0N-3A的COM、COM1的區(qū)分。</p><p> 具體的接線圖如下圖所示:</p><p><b> 主電路接線圖:</b></p><p><b> 6、具體操作</b></p><p> 接線完成后,
56、應(yīng)對接線進(jìn)行檢查,確認(rèn)沒有問題后,系統(tǒng)通電,將程序?qū)懭隤LC主機(jī)。將PLC的“DIP”開關(guān)撥到“RUN”,用BCD數(shù)字開關(guān)設(shè)置預(yù)設(shè)壓力值。關(guān)閉手動排水閥門,并將水箱水滿保護(hù)閥門打開一點(diǎn)點(diǎn)。點(diǎn)動“運(yùn)行按鈕”,運(yùn)行指示燈亮,LED顯示器顯示實(shí)際壓力的數(shù)值,系統(tǒng)進(jìn)入自行調(diào)節(jié):</p><p> 首先是1#水泵變頻運(yùn)行,1#水泵變頻指示燈亮;觀察變頻器操作面板顯示屏,顯示當(dāng)前頻率值。顯示模塊上的LED顯示器和水箱上的膜
57、盒壓力表顯示當(dāng)前恒壓水箱內(nèi)的壓力值。隨著變頻器頻率是增大,當(dāng)前恒壓水箱壓力隨之上升。當(dāng)當(dāng)前壓力值與BCD開關(guān)設(shè)定的預(yù)設(shè)壓力值相等的時候,變頻器頻率停止增大,所顯示的當(dāng)前壓力值也不再增大。但由于水流有波動,壓力值不會停在剛好設(shè)定的值上,而是在預(yù)設(shè)壓力值上下有一點(diǎn)點(diǎn)的浮動,同時觀察變頻器操作面板顯示屏可以看到,當(dāng)前變頻器的頻率也會有稍微的上下浮動。</p><p> 若預(yù)設(shè)壓力值比較大,1#水泵變頻工作頻率上升到5
58、0HZ以上并保持5秒恒壓水箱壓力仍舊無法達(dá)到預(yù)設(shè)值時,系統(tǒng)自動切換為1#水泵工頻運(yùn)行、2#水泵變頻運(yùn)行。期間會有2秒鐘的停頓,避免1#水泵工頻和1#水泵變頻同運(yùn)行。其他泵依次類推。</p><p> 當(dāng)實(shí)際壓力達(dá)到預(yù)設(shè)壓力值時,變頻器頻率保持不變。此時波動BCD撥碼開關(guān),改變預(yù)設(shè)壓力值,系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前壓力值與預(yù)設(shè)壓力值的大小關(guān)系,增大或減小變頻器的頻率,使實(shí)際壓力值再次與預(yù)設(shè)值相一致。</p>&l
59、t;p> 點(diǎn)動“停止”按鈕開關(guān),系統(tǒng)停止,停止指示燈亮。</p><p> 按下“急停”按鈕開關(guān),系統(tǒng)停止,蜂鳴器報(bào)警。</p><p> 五、整體系統(tǒng)操作中的注意事項(xiàng)</p><p> 1、按照正確的規(guī)則進(jìn)行安裝操作,切勿違規(guī)操作。</p><p> 如果PLC 控制系統(tǒng)中的某些控制參數(shù)或數(shù)據(jù)經(jīng)常需要人工修改,可使用撥碼開關(guān)
60、與PLC 進(jìn)行連接,在PLC 外部進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)定或修改。如下圖所示的四位一組的撥碼開關(guān),每一位撥碼開關(guān)可以輸入十進(jìn)制的0-9,或者是十六進(jìn)制的0-A 。</p><p> 1、1DSW指令示例</p><p> 為用來讀入1或2個4位數(shù)字開關(guān)的設(shè)置值的指令</p><p> 1、2與PLC的連接</p><p><b> 1、
61、3程序調(diào)試</b></p><p> ?I/O控制電路接線圖</p><p><b> ?寫入PLC程序</b></p><p> 打開PLC,輸入以上程序,開始監(jiān)控。撥動數(shù)字開關(guān)的按鈕,調(diào)節(jié)數(shù)字開關(guān)的設(shè)定值,然后可以觀察到數(shù)據(jù)寄存器D0顯示的值與設(shè)定值相一致。</p><p> 2、實(shí)驗(yàn)時,斷開
62、總電源開關(guān),按照實(shí)驗(yàn)要求接好外部連線。檢查無誤后,接通電源開關(guān),按要求編寫程序,即可按要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。</p><p> 3、為了防止可能發(fā)生的危險(xiǎn),本產(chǎn)品需要在專業(yè)的老師指導(dǎo)下才可以進(jìn)行實(shí)訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)。</p><p> 4、實(shí)訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)開始前,必須要調(diào)整特殊功能模塊FX0N-3A的偏置和增益,使其輸入輸出特性符合實(shí)驗(yàn)要求。詳見6.4.2節(jié)。</p><p> 5、
63、手濕時,禁止操作,需待手干后才允許操作。</p><p> 6、遇到緊急情況,立刻按下操作面板上的“急停按鈕”并斷開總電源開關(guān);待問題解決后才可以接通電源繼續(xù)實(shí)訓(xùn)和實(shí)驗(yàn)。</p><p><b> 六、故障排除</b></p><p> 《2》泵的基本操作,故障的處理</p><p><b> 一、水泵
64、操作</b></p><p> 水泵并一般分為臥式泵或立式泵和潛是式泵。水泵是依靠工作元件在泵缸內(nèi)做往復(fù)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動,是工作容積交替的增大和縮小,以實(shí)現(xiàn)液體的吸入與排出。</p><p><b> 1一般規(guī)定 </b></p><p> 1.1 水泵的操作人員必須了解所使用水泵的構(gòu)造、性能、用途,熟悉安全操作和技術(shù)保養(yǎng)規(guī)程。&l
65、t;/p><p> 1.2水泵必須有專人操作,并且對水泵的安全使用和正確保養(yǎng)負(fù)有全面責(zé)任。</p><p> 1.3 操作人員必須按保養(yǎng)規(guī)程要求,做好水泵的清潔、潤滑和調(diào)整工作,使水泵經(jīng)常保持良好的工作條件。 </p><p> 1.4應(yīng)經(jīng)常對電氣設(shè)備進(jìn)行檢查和定期保養(yǎng),保證絕緣良好安全可靠。 </p><p><b> 2 運(yùn)
66、轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備:</b></p><p> 2.1計(jì)量泵的運(yùn)行前準(zhǔn)備:</p><p> 2.1.1計(jì)量泵內(nèi)外表面應(yīng)用煤油清洗干凈,檢查清洗所有潤滑油孔。</p><p> 2.1.2管路應(yīng)清洗干凈,檢查各連接處是否有堵塞和漏氣的地方。</p><p> 2.1.3檢查各連接部位不許松動。 </p><p&
67、gt; 2.1.4根據(jù)泵使用環(huán)境溫度,傳動機(jī)構(gòu)箱體內(nèi)應(yīng)加入20#、30#、40#機(jī)械油或其它適應(yīng)環(huán)境溫度的潤滑油,至油標(biāo)為止。 </p><p> 2.1.5啟動前向隔膜腔、管路及油閥組的油箱內(nèi)加入變壓器油,并在運(yùn)轉(zhuǎn)時采用按下補(bǔ)償閥桿或卸下補(bǔ)油泵接頭等辦法排凈上述系統(tǒng)的空氣。 </p><p> 2.1.6用手轉(zhuǎn)動聯(lián)軸器,使泵軸旋轉(zhuǎn)兩周以上,檢查有沒有異常聲音。 </p>
68、<p> 2.1.7開車時排出,吸入管道的閥門應(yīng)全開。 </p><p> 2.1.8做好啟動的準(zhǔn)備后,可檢查電路,啟動電機(jī)。 </p><p> 2.1.9計(jì)量泵補(bǔ)油系統(tǒng)的閥組應(yīng)根據(jù)工況的變化,可適當(dāng)予以調(diào)節(jié)。安全閥應(yīng)調(diào)在工作壓力的1.25~1.45倍時跳開,不應(yīng)過高或過低。自動補(bǔ)償不需人工調(diào)節(jié)。 </p><p> 2.2離心泵的運(yùn)行前準(zhǔn)備
69、: 起動前應(yīng)對水泵和抽水裝置作全面仔細(xì)的檢查,關(guān)閉出水管路的閘閥加足引水,方可起動。2.3深井泵運(yùn)行前準(zhǔn)備: </p><p> 2.3.1 深井泵在運(yùn)行前,應(yīng)將清水灌入泵內(nèi)預(yù)以潤滑,使水泵軸和橡膠軸承磨擦阻力減小,便于起動。 </p><p> 2.3.2 運(yùn)行前檢查電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向,底座基礎(chǔ)螺栓是否擰緊,填料松緊度是否適宜,各部潤滑油是否加夠,防止倒轉(zhuǎn)設(shè)備是否靈活有效。 <
70、/p><p> 2.3.4潛水電泵運(yùn)行前的準(zhǔn)備: 起動前,應(yīng)檢查泵的放氣孔、放水孔、放油孔和電纜接頭處和封口塞是否松動,絕緣電阻其值不應(yīng)低于0.5兆歐。并應(yīng)檢查電纜線有無破壞折斷情況。全部電路、開關(guān)是否正確接好,然后在地面上空轉(zhuǎn)3~5分鐘,如均無問題方可放入水中使用。 </p><p><b> 3操作規(guī)定 </b></p><p> 3.
71、1單級離心泵操作: </p><p> 3.1.1 接通電源當(dāng)泵達(dá)到正常轉(zhuǎn)速后,再逐漸打開吐出管路上的閘閥,并調(diào)節(jié)到所需要的工況。在吐出管上的閘閥關(guān)閉的情況下,泵連續(xù)工作的時間不能超過3分鐘如無異?,F(xiàn)象,可慢慢將出水管路上的閘閥開大至需要位置。 </p><p><b> 3.1.2停機(jī): </b></p><p> 3.1.2.1水泵停
72、止工作時,應(yīng)先關(guān)閉壓力表,再慢慢關(guān)閉出水管路上的閘閥,使電動機(jī)處于輕載狀態(tài),然后關(guān)閉真空表,最后停止電動機(jī)轉(zhuǎn)動,將各部的放水開關(guān)旋開,放空泵內(nèi)余水,若臨時停車時,可以不放空。 </p><p> 3.1.2.2 如環(huán)境溫度低于0℃,應(yīng)將泵內(nèi)水放出,以免凍裂。 </p><p> 3.1.2.3 如長期停止使用,應(yīng)將泵拆卸清洗上油,包裝保管。 </p><p>&
73、lt;b> 3.1.3運(yùn)轉(zhuǎn) </b></p><p> 3.1.3.1 在開車及運(yùn)行過程中,必須注意觀察儀表讀數(shù)、軸承升溫、填料滴漏和升溫以及泵的振動和雜音等是否正常,如果發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)及時處理。 </p><p> 3.1.3.2軸承最高溫度不大于80℃,軸承溫度不得比周圍溫度超過40℃。 </p><p> 3.1.3.3填料正常,漏水
74、應(yīng)該是少量均勻的。 </p><p> 3.2 計(jì)量泵的操作: </p><p> 3.2.1停泵應(yīng)按下列順序:切斷電源,必要時關(guān)閉吸入管閥門,關(guān)閉排出管路閥門。 </p><p> 3.2.2在有冰凍可能的時候停泵,應(yīng)盡可能放凈泵及管路內(nèi)的液體,以免凍壞。 </p><p> 3.2.3長期停泵,應(yīng)將泵內(nèi)液體全部放出,拆洗零件,涂防
75、銹油。 </p><p> 3.3深井泵操作: </p><p> 3.3.1泵在運(yùn)行中還應(yīng)經(jīng)常注意井中水位的變化情況,并定期測量動靜水位,最低應(yīng)高出進(jìn)水管以上0.5~1米。</p><p> 3.3.2如發(fā)現(xiàn)水中含有泥沙,不應(yīng)立即停車,而將含泥沙的水抽干凈后再停車,以免泥沙流回井內(nèi),并有一些沉積在井底和泵內(nèi)影響井和泵的使用壽命。如泥沙多,長時間抽不盡,可能是
76、深井泵的濾水管損壞,應(yīng)進(jìn)行洗井或修理。 </p><p> 3.3.3 停車時應(yīng)先關(guān)閉出水管上的閘閥,再切斷電源,停車后出水管中的水尚未全部流回深井時,不得開動水泵,以免水泵軸功率突增引起故障,應(yīng)間歇10-15分鐘再開機(jī)。水泵停轉(zhuǎn)后還應(yīng)及時檢查防倒轉(zhuǎn)裝置是否靈活有效。 </p><p> 3.4 潛水泵的操作 3.4.1泵的最大浸入水中深度為3米,最小為0.5米(從葉輪中心算起)。電
77、泵入井時應(yīng)以繩索栓住水泵耳環(huán)慢慢放入水中,切不可使電纜受力,然后將繩索栓在井口的橫木或木架上。泵在運(yùn)行時,應(yīng)經(jīng)常觀測水位變化情況,電動機(jī)不可露出水面和陷入淤泥,應(yīng)隨水位升降潛水電泵,電纜決不能和井壁相碰,以免包皮磨損后,井水沿電纜芯滲入電動機(jī)內(nèi)。</p><p><b> 二、水泵的故障處理</b></p><p> 啟動后不出水:泵內(nèi)有空氣或進(jìn)水管積氣,或是底閥
78、關(guān)閉不嚴(yán)灌引水不滿,真空泵填料嚴(yán)重漏氣,閘閥或拍門關(guān)閉不嚴(yán)。 排除:清除雜物,更換已損壞的橡皮墊,改變閥片方向;壓緊或更換新的填料,關(guān)閉閘閥或拍門;加大灌引量,直到放氣螺塞處不冒泡為止;更換有裂紋的管子;降低揚(yáng)程,將水泵的管口壓入水下0.5米。 啟動時泵不轉(zhuǎn):填料太緊或葉輪與泵體之間被雜物卡住而堵塞,或者是泵軸、軸承、減漏環(huán)銹住,或是泵軸嚴(yán)重彎曲。 排除:放松填料,疏通引水槽;拆開泵體清除雜物、除銹;拆下泵軸校正或更換
79、新的泵軸?! ∷冒l(fā)熱軸承損壞:滾動軸承或托架蓋間隙過小;泵軸彎曲或兩軸不同心;膠帶太緊;缺油或油質(zhì)不好;葉輪上的平衡孔堵塞,葉輪失去平衡,增大了向一邊的推力。 排除:更換軸承;拆除后蓋,在托架與軸承座之間加裝墊片;調(diào)整泵軸或調(diào)整兩軸的同心度;適當(dāng)調(diào)松膠帶緊度;加注干凈的黃油,黃油占軸承內(nèi)空隙的60%;清除平衡孔內(nèi)的堵塞物。 啟動后流量不足:轉(zhuǎn)速不配套或皮帶打滑,使轉(zhuǎn)速偏低;軸流泵葉片安裝角太小;揚(yáng)程不足;吸程偏高;底閥、
80、管路及葉輪局部堵塞或葉輪缺損;出水管漏水嚴(yán)重。 排除:恢復(fù)額定轉(zhuǎn)速,</p><p><b> 《3》結(jié)束語</b></p><p> 北京市是一座十分繁華的大型現(xiàn)代化城市,其發(fā)展目標(biāo)是建設(shè)成為國際經(jīng)濟(jì)、金融、貿(mào)易,文化中心,這就要求本市必須有一個豐裕的水資源和優(yōu)越的水環(huán)境與其地位相適應(yīng)?! 〉牵捎诟鞣N條件的限制,本市對生活用水、雨水不能做到充分利用,
81、同時北京作為國際化的大都高大的建筑物比比皆是,但是一般規(guī)定城市管網(wǎng)的水壓只保證6層以下樓房的用水,其余上部各層均須 “提升”水壓才能滿足用水要求。自從通用變頻器問世以來,變頻調(diào)速技術(shù)在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高 品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn),使我國供水行業(yè)的技術(shù)裝備水平從90年代初開始經(jīng)歷了一次飛躍。更符合現(xiàn)代倡導(dǎo)的節(jié)能減排,創(chuàng)建節(jié)約型的和諧社會的目標(biāo)。</p><p>
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