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文檔簡介
1、<p> 課 題:高層水壓的PLC控制 </p><p><b> 摘 要</b></p><p> 隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,城市建設(shè)規(guī)模發(fā)展迅速,面對土地資源日益緊缺的現(xiàn)狀,高層樓宇的建設(shè)具有很重要的意義。隨著人們對供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高,傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足高層樓宇的供水需求。在國際社會倡導(dǎo)節(jié)能降耗,發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的背
2、景下,利用先進(jìn)的自動控制技術(shù)、檢測與傳感器技術(shù)以及通信技術(shù),設(shè)計高性能、低能耗、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢。通過研究和比較本論文設(shè)計了一套高層樓宇基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)。</p><p> 該系統(tǒng)是一種節(jié)能環(huán)保、系統(tǒng)穩(wěn)定安全、使用維護(hù)方便的供水控制系統(tǒng),主要由可編程控制器、變頻器、水泵電機(jī)組、壓力傳感器等構(gòu)成,實現(xiàn)樓宇供水的自動化控制。該系統(tǒng)能通過不同的反饋壓力值,自行調(diào)整水泵輸出水量,這既
3、能節(jié)省傳統(tǒng)的采用調(diào)節(jié)閥門開度而消耗在管道阻力和截流損失的能量,也節(jié)省由于恒速泵的頻繁啟停對管網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊能量和對電網(wǎng)電壓造成波動的影響,避免了電動機(jī)突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振,能夠徹底消除水錘現(xiàn)象 </p><p><b> 目 錄</b></p><p><b> 摘 要II</b></p><p>&
4、lt;b> 第一章 緒論1</b></p><p> 1.3 高層樓宇常用供水模式1</p><p> 1.4 本課題的總體方案2</p><p> 1.4.1 供水系統(tǒng)的方案選取2</p><p> 第二章 主電路圖設(shè)計5</p><p> 4.2 電氣原理圖設(shè)計5
5、</p><p> 4.2.1 主電路設(shè)計5</p><p> 4.2.2 變頻器電路設(shè)計6</p><p> 第三章 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)硬件設(shè)計10</p><p> 4.1 系統(tǒng)主要器件的選配10</p><p> 4.1.1 供水泵的選型10</p><p>
6、; 4.1.2 變頻器的選型10</p><p> 4.1.3 PLC的選型11</p><p> 4.1.4 壓力傳感器的選型11</p><p> 4.2.5 PLC輸入輸出引腳分配12</p><p> 第四章 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)研究15</p><p> 3.1 變頻恒壓控制
7、的原理15</p><p> 3.2 變頻恒壓供水系統(tǒng)方案設(shè)計15</p><p> 3.2.1 變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成15</p><p> 3.2.2 系統(tǒng)的控制方案的選擇和論證16</p><p> 3.3 變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻控制方案16</p><p> 3.4 系統(tǒng)工作原理概述
8、17</p><p> 3.5 恒壓供水系統(tǒng)的工藝要求17</p><p> 第五章 恒壓供水系統(tǒng)軟件設(shè)計18</p><p> 5.1 系統(tǒng)工作流程圖18</p><p> 第六章 PLC選型21</p><p> 5.2 PLC的程序設(shè)計流程圖21</p><p&g
9、t; PLC控制電路接線設(shè)計22</p><p> 第七章 PLC梯形圖23</p><p> 第八章 指令語句表程序30</p><p> 5.3.1 主程序30</p><p> 5.3.2 子程序30</p><p> 第九章 設(shè)計心得34</p><p>
10、 第十章 參考文獻(xiàn)35</p><p><b> 致 謝36</b></p><p><b> 第一章 緒論</b></p><p> 1.3 高層樓宇常用供水模式</p><p> 示在深入研究發(fā)展變頻恒壓供水技術(shù)之前,對于高層樓宇的供水系統(tǒng)設(shè)計,供水方式一般采用以下
11、方式。</p><p> (1)恒速泵直接供水方式</p><p> 在這種供水方式中,水泵直接從市政管網(wǎng)或蓄水池中抽水然后直接供給用戶使用。在這種供水方式下水泵往往需要日夜不停的運轉(zhuǎn),以保證供水水壓。但是這種供水方式雖然簡單,投資成本低,但其能耗大,造成水資源的巨大浪費,供水質(zhì)量很差,會嚴(yán)重影響市政公用管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定性。由于其適應(yīng)性差,目前將逐步面臨淘汰。</p>&l
12、t;p> ?。?)水塔的供水方式</p><p> 這種供水方式首先是由水泵向水塔供水,再由水塔向用戶供水。當(dāng)水塔注滿水后,水泵停止運轉(zhuǎn),但是水塔水位低于某一位置的時候水泵又將啟動。因此水泵的工作狀態(tài)是斷續(xù)的。由于水泵始終是工作在高效區(qū),其節(jié)電率與水塔容量、水泵額定流量、水泵開停比等有關(guān)。所以比前一種的供水方式節(jié)電。供水水壓也比較穩(wěn)定。但是這種供水方式基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資大、占地面積大、存在能量的損失和二次污
13、染問題。如果出現(xiàn)故障不能自行開停水泵,將造成能量的嚴(yán)重浪費和供水質(zhì)量的嚴(yán)重下降。</p><p> ?。?)高位水箱供水方式</p><p> 采用樓頂設(shè)高位水箱供水的方式,雖較為安全可靠,設(shè)備、技術(shù)等方面也較成熟。然而,在后期給水系統(tǒng)的運行、維護(hù)和管理過程中,此供水方式存在一些問題。存在水質(zhì)的二次污染問題,同時屋頂高位水箱的有效容積也受建筑負(fù)荷限制。高位水箱的供水系統(tǒng),雖實際是一個壓力
14、大致恒定的系統(tǒng),這個壓力就是水位的高度。而管道的阻力特性卻是變化的,當(dāng)水的用戶多時(也即打開閥門,放水的支路多時),管道的阻力就相應(yīng)減少,反之則阻力增大,大大降低了生活供水質(zhì)量。</p><p> 雖然高位水箱供水由于運行較為經(jīng)濟(jì)合理、適應(yīng)性強(qiáng)而被廣泛采用,目前國內(nèi)大部分高層建筑均采用此方式供水,但此方式存在著投資大、占用面積大二次污染等缺點。</p><p> (4)氣壓罐供水方式&
15、lt;/p><p> 氣壓罐供水方式在工程主要用于消防供水。在消防工程中的用途主要用于調(diào)節(jié)水量可滿足十分鐘消防初期用水量,從而替代屋頂水箱、同時作為增壓設(shè)施,以彌補(bǔ)高位水箱設(shè)置高度之不足、作為消防系統(tǒng)穩(wěn)壓用,啟停穩(wěn)壓泵及啟動消防泵并發(fā)出火警訊號用。上述三種用途有一共同點,即均需貯存滿足規(guī)范要求的消防用水量。</p><p> 氣壓供水由于體積小、技術(shù)簡單、不受高度限制等特點,近幾年來己在高
16、層建筑中采用,但由于此方式存在著調(diào)節(jié)量小、水泵啟動頻繁、對電器設(shè)備要求較高等缺點,因而使這種供水系統(tǒng)的發(fā)展受到限制。</p><p> ?。?)變頻恒壓供水方式</p><p> 變頻恒壓供水系統(tǒng)是由壓力傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǖ碾娏骰螂妷盒盘?,在某壓力下,?dāng)用水量增大時,管路壓力下降,產(chǎn)生偏差,該信號被送入控制器進(jìn)行處理,控制器產(chǎn)生一定的電信號控制變頻器升頻,水泵轉(zhuǎn)速升高,供水增加,
17、壓力恢復(fù)。反之,用水量減少,工作機(jī)理同上所述。由于整個過程壓力偏差較小,調(diào)節(jié)時間短,系統(tǒng)表現(xiàn)為恒壓。</p><p> 此系統(tǒng)隨著變頻器與PLC應(yīng)用技術(shù)的不斷推廣,已經(jīng)成為一種新型的供水系統(tǒng)。它在節(jié)能、保持水質(zhì)、水壓平穩(wěn)性及操作的方便性和穩(wěn)定的可靠性等方面大大優(yōu)于傳統(tǒng)的供水方式。它已經(jīng)成為現(xiàn)代高樓供水的主要方式。本設(shè)計原理圖如下圖1.1所。</p><p> 圖1.1 變頻恒壓供水原
18、理圖</p><p> 1.4 本課題的總體方案</p><p> 1.4.1 供水系統(tǒng)的方案選取</p><p> 通過對現(xiàn)有高層樓宇供水方式的分析和比較,可知變頻恒壓供水系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢,在供水質(zhì)量及控制技術(shù)等各方面都有很好的先進(jìn)性。其供水方式節(jié)約能源、節(jié)省占地、節(jié)約投資,調(diào)節(jié)能力大、系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠,具有廣闊的應(yīng)用前景和明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。因
19、此本設(shè)計中采用變頻恒壓供水系統(tǒng)方案作為對高層樓宇的供水方式。</p><p> 圖1.2 系統(tǒng)總布局圖</p><p> 該系統(tǒng)是將水泵通過穩(wěn)流調(diào)節(jié)罐直接串聯(lián)在市政自來水公司的給水管網(wǎng)上,市政水管網(wǎng)的水直接進(jìn)入調(diào)節(jié)罐,罐內(nèi)的空氣從真空消除器內(nèi)排出,待水充滿后,真空消除器自動關(guān)閉。當(dāng)自來水管網(wǎng)能夠滿足用水壓力及水量要求時,水泵機(jī)組不工作,實行市政管網(wǎng)直接供水;當(dāng)自來水管網(wǎng)的壓力不能滿足
20、用水要求時,出水管網(wǎng)上的壓力變送器對水壓進(jìn)行采樣,將壓力信號轉(zhuǎn)變對應(yīng)的電信號,送入變頻器或可編程控制器(PLC)經(jīng)轉(zhuǎn)換與用戶給定的壓力值進(jìn)行比較算,將結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂谱冾l器輸出電源頻率的頻率調(diào)節(jié)信號,同時輸出控制泵啟停信號,通過調(diào)節(jié)運轉(zhuǎn)泵電源頻率,使用戶管網(wǎng)的水壓穩(wěn)定于預(yù)先設(shè)定好的壓力值,此時水泵充分得用了市政管網(wǎng)的余壓,達(dá)到疊壓恒壓供水的目的。水泵供水時,若自來水管網(wǎng)的水量大于水泵流量,系統(tǒng)保持正常供水;用水高峰期時,若自來水管網(wǎng)水量小
21、于水泵流量時,調(diào)節(jié)罐內(nèi)的水作為補(bǔ)充水源仍能正常供水,此時,空氣由真空消除器進(jìn)入調(diào)節(jié)罐,消除了自來水管網(wǎng)的負(fù)壓;而對出水管網(wǎng),壓力變送器繼續(xù)對水壓進(jìn)行采樣,用水高峰期過后,系統(tǒng)恢復(fù)正常的狀態(tài)。若自來水管網(wǎng)停水而導(dǎo)致調(diào)節(jié)罐內(nèi)的水位不斷下降,液位探測器給出水泵停機(jī)信號以保護(hù)水泵機(jī)組。其控制原理如圖1.</p><p> 圖1.3 系統(tǒng)的控制原理圖</p><p> 第二章 主電路圖設(shè)計&l
22、t;/p><p> 4.2 電氣原理圖設(shè)計</p><p> 在硬件系統(tǒng)設(shè)計中,整個系統(tǒng)主要由信號檢測單元、控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)來組成。所采用的是一臺變頻器連接三臺電動機(jī),都具有變頻和工頻兩種工作狀態(tài),每臺電機(jī)都通過兩個接觸器與工頻電源和變頻器輸出的電源相聯(lián);所選用的接觸器都是依據(jù)電動機(jī)的容量適當(dāng)?shù)倪x擇。</p><p> 4.2.1 主電路設(shè)計</p&g
23、t;<p> 系統(tǒng)的主電路采用六個接觸器的常開觸點的閉合、斷開來實現(xiàn)對電機(jī)的啟動和關(guān)閉,如圖4.1所示。在主電路圖中,KM1、KM12分別控制1號水泵的工頻與變頻運行,KM21、KM22分別控制2號水泵的工頻與變頻運行,KM31、KM32分別控制3號水泵的工頻與變頻運行.電路的主電路圖4.1所示。</p><p><b> 圖4.1 主電路圖</b></p>
24、<p> 4.2.2 變頻器電路設(shè)計</p><p> 在系統(tǒng)中變頻器主要是控制三臺水泵電機(jī)的工頻和變頻運行狀態(tài),其電路接線如圖4.2所示。</p><p> 圖4.2 變頻器接線圖</p><p> 4.2.5 水泵電機(jī)控制原理圖設(shè)計</p><p> 圖4.5水泵電機(jī)控制原理圖一</p><p&
25、gt; 圖4.6 水泵電機(jī)控制原理圖二</p><p> 第三章 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p> 4.1 系統(tǒng)主要器件的選配</p><p> 4.1.1 供水泵的選型</p><p> 根據(jù)課題設(shè)計需要,同時又能確保系統(tǒng)安全、可靠運行,并降低設(shè)備長期運行費用,其中水泵的運行參數(shù)按各區(qū)段全部住戶和最高層設(shè)計,設(shè)
26、計依據(jù)《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015-2003)。如表4.1所示:</p><p> 表4.1 水泵及電機(jī)選型表</p><p> 4.1.2 變頻器的選型</p><p> 根據(jù)工藝要求,并保留設(shè)備擴(kuò)展的余量,選配ABB ACS600系列變頻器。ACS600系列變頻器是ABB公司采用直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)技術(shù),結(jié)合諸多先進(jìn)的生產(chǎn)制造工藝推出的高
27、性能變頻器。它具有很寬的功率范圍,優(yōu)良的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制特性,完整的保護(hù)功能以及靈活的編程功能,牢固的EMC(電磁兼容性)設(shè)計、較高的可靠性和較小的體積。控制軟件可以實現(xiàn)專用功能:多泵切換、手動/自動切換、旁路功能、斷帶及缺水檢測、節(jié)能運行方式等。</p><p><b> 主要技術(shù)數(shù)據(jù):</b></p><p> ?。?)功率范圍:2.2-3000KW</
28、p><p> ?。?)電源電壓:380/400/415/460/480/500VAC 3相±10%</p><p> (3)電源頻率:48-63Hz</p><p> ?。?)控制連接:2個可編程的模擬量輸入(AI);1個可編程的模擬量輸出(AO);5個可編程的數(shù)字量輸入(DI);2個可編程的數(shù)字量輸出(DO)</p><p> ?。?/p>
29、5)連續(xù)負(fù)載能力:150% In,每10分鐘允許1分鐘</p><p> ?。?)串行通信能力:標(biāo)準(zhǔn)的RS-485接口可使變頻器方便的與計算機(jī)連接</p><p> (7)保護(hù)特性:過流保護(hù)、過壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過熱保護(hù)、短路保護(hù)、接地保護(hù)、欠壓緩沖、電機(jī)欠/過載保護(hù)、串行通訊故障保護(hù)等。</p><p> ACS600變頻器獨特的直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)功能是目
30、前最佳的電機(jī)控制方式,它可以對所有交流電機(jī)的核心變量進(jìn)行直接控制,無需速度反饋就可以實現(xiàn)電機(jī)速度和轉(zhuǎn)矩的精確控制。在其內(nèi)置的PID、FPC等八種應(yīng)用宏,只需選擇需要的應(yīng)用宏,相應(yīng)的所有參數(shù)都自動設(shè)置,輸入輸出端子也將自動配置,這些應(yīng)用宏的設(shè)置大大節(jié)約了調(diào)試時間,減少出錯。</p><p> 4.1.3 PLC的選型</p><p> 可編程控制器(Programmable Contr
31、oller)又簡稱為PC或PLC,是將邏輯運算、順序控制、時序、計數(shù)以及算術(shù)運算等控制程序,用一串指令形式存放到存儲器中,然后根據(jù)存儲的控制內(nèi)容,經(jīng)過模擬、數(shù)字等輸入輸出部件,對生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的裝置。它是基于計算機(jī)技術(shù)和自動控制理論而發(fā)展起來的,它既不同于普通的計算機(jī),又不同于一般的計算機(jī)控制系統(tǒng),作為一種特殊形式的計算機(jī)控制裝置,它在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件組成、軟件結(jié)構(gòu)以及I/O通道、用戶界面等諸多方面都有其特殊性。</p&
32、gt;<p> 根據(jù)設(shè)計選用西門子S7-200型。SIMATIC S-700可編程控制器是模塊化中小型PLC系統(tǒng),能滿足中等性能要求的應(yīng)用;大范圍的各種功能模塊可以非常好的滿足和適應(yīng)自動化控制任務(wù),各種單獨的模塊組合用以擴(kuò)展;簡單實用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力,使之應(yīng)用十分靈活;方便用戶和簡易的無風(fēng)扇設(shè)計;當(dāng)控制任務(wù)增加時,可以自由擴(kuò)展。根據(jù)設(shè)計選用S7-200的CPU型號為CPU226型,其現(xiàn)有的端口能滿足系統(tǒng)設(shè)計的
33、需要并且具有模塊擴(kuò)展功能。</p><p> 4.1.4 壓力傳感器的選型</p><p> 在系統(tǒng)中需要對進(jìn)水管網(wǎng)壓力和用戶供水壓力進(jìn)行測定和采樣,將壓力信號轉(zhuǎn)換為4-20mA的電信號輸入到變頻器中,變頻器的輸出信號將直接控制水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速。</p><p> 根據(jù)設(shè)計需要現(xiàn)選用羅斯蒙特的3051T型表壓與絕壓變送器。它集傳感器、電子技術(shù)與單隔離膜片設(shè)計與
34、一體,實現(xiàn)表壓和絕壓測量的校驗量程從0.3到10000psi。</p><p><b> (1)工作原理:</b></p><p> 工作時,高、低壓側(cè)的隔離膜片和灌充液將過程壓力傳遞給灌充液,接著灌充液將壓力傳遞到傳感器中心的傳感膜片上。傳感膜片是一個張緊的彈性元件,其位移隨所受壓而變化(對于GP表壓變送器,大氣壓如同施加在傳感膜片的低壓側(cè)一樣)。AP絕壓變送器
35、,低壓側(cè)始終保持一個參考壓力。傳感膜片的最大位移量為0.004英寸(0.1毫米),且位移量與壓力成正比。兩側(cè)的電容極板檢測傳感膜片的位置。傳感膜片和電容極板之間電容的差值被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流,電壓或數(shù)字HART(高速可尋址遠(yuǎn)程發(fā)送器數(shù)據(jù)公路)輸出信號。</p><p> (2)主要技術(shù)參數(shù):總體性能:±0.15%FS精度:±0.075%FS絕對壓力:校驗量程從0.3至10000psi
36、表壓:校驗量程從0.3至10000psi 不銹鋼與哈氏合金CR過程隔離膜片 單隔離膜片設(shè)計 灌充液:硅油與惰性油 </p><p><b> ?。?)主要特點:</b></p><p> ?、俑叻€(wěn)定性、高精度、寬的工作溫度范圍;</p><p> ?、诳箾_擊、耐震動、體積小、防水;</p><p> ?、蹣?biāo)準(zhǔn)信號輸
37、出、良好的互換性、抗干擾性強(qiáng);</p><p> ④最具有競爭力的價格。</p><p> 4.2.5 PLC輸入輸出引腳分配</p><p> 依據(jù)設(shè)計恒壓系統(tǒng)的輸入輸出如下表所示:</p><p> 表4.2 輸入輸出引腳分配表</p><p> 第四章 變頻恒壓供水控制系統(tǒng)研究</p>
38、<p> 3.1 變頻恒壓控制的原理</p><p> 用變頻器調(diào)速來實現(xiàn)恒壓供水,與用調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)恒壓供水相比其具有十分顯著的節(jié)能效果,其優(yōu)點是:</p><p> ?。?)起動平衡,起動電流可以限制在額定電流范圍以內(nèi),從而避免了起動是對電網(wǎng)的沖擊。</p><p> ?。?)由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低,從而可以延長水泵和閥門等的使用壽命。</
39、p><p> (3)可以消除起動和停機(jī)時的水錘效應(yīng)。</p><p> 變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制目標(biāo)就是通過壓力變化差值來改變水泵機(jī)組的運行狀態(tài),從而實現(xiàn)用戶管網(wǎng)的出口水壓跟隨設(shè)定的供水水壓。變頻恒壓控制的原理如圖3.1所示。</p><p> 圖3.1 變頻恒壓控制的原理圖</p><p> 從恒壓控制的原理圖中可知,系統(tǒng)中當(dāng)用水需求增
40、加時,實際供水壓力將低于設(shè)定壓力,系統(tǒng)將得到正壓力差,經(jīng)過計算和轉(zhuǎn)換,計算出變頻器輸出頻率的增加值,將這個增量和變頻器當(dāng)前的輸出值相加,得出的值即為變頻器當(dāng)前應(yīng)該輸出的頻率。該頻率使水泵機(jī)組轉(zhuǎn)速增大,從而使實際供水壓力提高,在運行過程中該過程將被重復(fù),直到實際供水壓力和設(shè)定壓力相等為止。如果運行過程中實際供水壓力高于設(shè)定壓力,情況剛好相反,變頻器的輸出頻率將會降低,水泵機(jī)組的轉(zhuǎn)速減小,實際供水壓力因此而減小。同樣,最后調(diào)節(jié)的結(jié)果是實際供
41、水壓力和設(shè)定壓力相等。</p><p> 3.2 變頻恒壓供水系統(tǒng)方案設(shè)計</p><p> 3.2.1 變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成</p><p> 變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由壓力傳感器、壓力變送器、變頻器、恒壓控制單元、水泵機(jī)組以及低壓電器組成。系統(tǒng)設(shè)計的主要任務(wù)就是利用恒壓控制單元使變頻器控制三臺水泵,實現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定,水泵電機(jī)的軟啟動以及水泵變頻和工頻的
42、切換等。</p><p> 3.2.2 系統(tǒng)的控制方案的選擇和論證</p><p> 在恒壓供水系統(tǒng)中有多種控制方案:</p><p> (1)變頻器+壓力傳感器+水泵機(jī)組</p><p> 這種控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡單,將PID調(diào)節(jié)器和PLC等硬件集成在變頻器的供水基板上,雖然簡化了系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu),降低了投資成本,但是無法自動實現(xiàn)不同時段
43、的不同恒壓要求。因此僅適用于要求不高的小容量的場合。</p><p> (2)通用變頻器+單片機(jī)+人機(jī)界面+壓力傳感器</p><p> 這種控制方式控制精度高、控制算法較靈活、參數(shù)調(diào)整方便等優(yōu)點。但是卻存在研發(fā)時間長,程序修改較困難等因素。同時在運行時變頻器的干擾很嚴(yán)重,必須采取相應(yīng)的抗干擾措施來保證系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。所以改系統(tǒng)適用于特定的恒壓供水領(lǐng)域中。</p>
44、<p> ?。?)變頻器+PLC+人機(jī)控制界面+壓力傳感器</p><p> 這種控制方式不僅靈活方便而且具有良好的通信接口,可以很方便的進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換、通用行較強(qiáng)。由于PLC的模塊化和系列化用戶可以靈活的組成不同的規(guī)模和靈活的控制系統(tǒng)。同時在硬件上只需確定PLC的硬件配置和I/O的外部接線,當(dāng)控制要求發(fā)生改變時可以方便的通過PC機(jī)來實現(xiàn)控制程序的改變。在抗干擾方面PLC抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高,能
45、適用于各種不同的恒壓供水場合。</p><p> 通過對以上的幾種控制方案的分析和比較,可以看出第三種控制方案更合適于實際應(yīng)用。該控制方案既有擴(kuò)展功能靈活方便、也有便于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點,同時能達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定性及控制精度的要求。控制方案的原理框圖如圖3.2所示。</p><p> 圖3.2 控制方案的原理框圖</p><p> 3.3 變頻恒壓供水系統(tǒng)變頻控制方
46、案</p><p> 變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案有多種,有一臺變頻器控制一臺水泵的簡單控制方案,也有一臺變頻器控制幾臺水泵的方案。利用單臺變頻器控制多臺水泵的控制方案適用于大多數(shù)供水系統(tǒng),是目前應(yīng)用中比較先進(jìn)的一種方案。本設(shè)計中系統(tǒng)為一臺變頻器控制三臺水泵的方案。變頻控制方案原理圖如3.5所示。</p><p> 3.4 系統(tǒng)工作原理概述</p><p>
47、該系統(tǒng)具有手動和自動兩種運行方式。在手動方式時,按下按鈕可以啟動和停止水泵,可根據(jù)需要分別控制1號~3號水泵的啟停,該方式主要是供設(shè)備的調(diào)試、自動發(fā)生故障和檢修時使用。</p><p> 在自動運行時,PLC采集傳感器檢測到的管網(wǎng)出口壓力,與給定壓力相比較,如小于給定壓力,通過變頻調(diào)節(jié)1號泵,使1號泵轉(zhuǎn)速逐漸上升,若1號泵已達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,管網(wǎng)出口壓力還小于給定壓力,將1號泵接工頻,2號泵接變頻器,調(diào)節(jié)2號泵,使
48、2號泵轉(zhuǎn)速逐漸上升,若2號泵已達(dá)到額定轉(zhuǎn)速,管網(wǎng)壓力仍然小于給定壓力,將2號泵接到工頻,3#泵接變頻器,調(diào)節(jié)3號泵,使3號泵轉(zhuǎn)速逐漸上升,這就是順序變頻升速的調(diào)節(jié)過程。反之,若此時傳感器檢測到的管網(wǎng)壓力大于給定壓力,調(diào)節(jié)3號泵,使3號泵轉(zhuǎn)速逐漸降低,若3號泵達(dá)到最低轉(zhuǎn)速,管網(wǎng)壓力還大于給定壓力 ,將3號泵與變頻器斷開。將變頻器升至50Hz,切斷2號泵工頻,同時2號泵接變頻器,逐漸下調(diào),若2號泵達(dá)到最低轉(zhuǎn)速,管網(wǎng)壓力仍大于給定壓力,將2號
49、泵與變頻器斷開,頻率升至50Hz,切斷1號泵工頻,接變頻器,逐漸向下調(diào)節(jié),直至管網(wǎng)水壓等于給定壓力。</p><p> 3.5 恒壓供水系統(tǒng)的工藝要求</p><p> 本設(shè)計中對三水泵恒壓供水系統(tǒng)的基本要求如下:</p><p> ?。?)在供水時要保持壓力的恒定運行,系統(tǒng)波動小。</p><p> ?。?)三臺水泵根據(jù)恒壓需要,采取
50、“先開先?!钡脑瓌t接入和退出。</p><p> ?。?)在用水量小的情況下,為防止一臺泵連續(xù)工作運行,需要設(shè)定切換時間,當(dāng)時間到則自動切換到下一臺水泵,以防止水泵長時間磨損和其他水泵不用而銹死。</p><p> ?。?)水泵啟動時具有軟啟動功能,同時具有報警功能。</p><p> ?。?)為了檢修和應(yīng)急應(yīng)設(shè)有手動操作功能。</p><p&g
51、t; 第五章 恒壓供水系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p> 5.1 系統(tǒng)工作流程圖</p><p> 在恒壓供水系統(tǒng)中,變頻器根據(jù)壓力傳感器檢測轉(zhuǎn)換后的信號自動分析處理,將變頻信號輸入供水泵,覺得水泵的的運行狀態(tài)。同時在PLC的控制作用下將根據(jù)水壓自動增減水泵機(jī)組的數(shù)量。其整個工作流程圖如圖5.1所示。</p><p><b> 圖5.1系統(tǒng)流程圖&
52、lt;/b></p><p><b> 第六章 PLC選型</b></p><p> 5.2 PLC的程序設(shè)計流程圖</p><p> 圖5.2程序設(shè)計流程圖</p><p> PLC控制電路接線設(shè)計</p><p> 西門子S7-200的CPU226型的接入電源為直流24V,適
53、用于中小型控制系統(tǒng),可擴(kuò)展到248點數(shù)字量和35路模擬量,有兩個RS-485通信接口,在系統(tǒng)中PLC的接線如圖4.4所示。</p><p> 圖4.4 PLC接線圖</p><p> 第七章 梯形圖程序</p><p> 第八章 指令語句表程序</p><p> 5.3.1 主程序</p><p><
54、;b> TITLE=</b></p><p> Network 1 </p><p> LD SM0.0</p><p> CALL SBR5</p><p> CALL SBR0</p><p> CALL SBR4</p><p> 5.3
55、.2 子程序</p><p> TITLE=子程序注釋</p><p> Network 1 </p><p><b> // 工程轉(zhuǎn)換</b></p><p> LD SM0.0</p><p> CALL SBR2, AIW0, 50.0, 0.0, VD0</p
56、><p> CALL SBR2, AIW2, 16.0, 0.0, VD4</p><p> CALL SBR2, AIW4, 16.0, 0.0, VD8</p><p> CALL SBR3, VD12, 16.0, 0.0, AQW0</p><p> Network 2 </p><p><
57、;b> // 設(shè)定值下限</b></p><p> LDR< VD12, 2.0</p><p> MOVR 2.0, VD12</p><p> Network 3 </p><p><b> // 設(shè)定值上限</b></p><p> LDR>
58、 VD12, 8.5</p><p> MOVR 7.0, VD12</p><p> Network 4 </p><p><b> // 泵后壓力報警</b></p><p> LDR> VD4, 9.0</p><p> LDR< VD4, 6.0<
59、;/p><p><b> NOT</b></p><p> A M1.0</p><p><b> OLD</b></p><p> = M1.0</p><p> Network 5 </p><p><b>
60、// 防真空報警</b></p><p> LDR< VD8, 0.1</p><p> LDR> VD8, 0.2</p><p><b> NOT</b></p><p> A M1.1</p><p><b> OLD</b
61、></p><p> = M1.1</p><p> Network 6 </p><p> LD M1.0</p><p><b> EU</b></p><p> LD M1.1</p><p><b> EU<
62、;/b></p><p><b> OLD</b></p><p> LD I1.0</p><p><b> EU</b></p><p><b> OLD</b></p><p> INCW VW20</p>
63、<p> Network 7 </p><p><b> // 重復(fù)故障報警</b></p><p> LDW>= VW20, 3</p><p> = M1.3</p><p> Network 8 </p><p> LDW= VW20, 1<
64、;/p><p> OW= VW20, 2</p><p> TON T101, 1800</p><p> Network 9 </p><p> LD I0.1</p><p> MOVW +0, VW20</p><p> Network 10 </p&
65、gt;<p> // 泵前壓力啟動條件</p><p> LDR> VD8, 2.0</p><p> LDR< VD8, 0.5</p><p><b> NOT</b></p><p> A M1.2</p><p><b>
66、OLD</b></p><p> = M1.2</p><p> Network 11 </p><p><b> // 真空動作計時</b></p><p> LD M1.1</p><p><b> EU</b></p>
67、<p> TOF T102, 30</p><p> Network 12 </p><p> // 真空抑制器動作</p><p> LD T102</p><p> A I0.0</p><p> = Q1.1</p><p>
68、Network 13 </p><p><b> // 運行條件</b></p><p> LD I0.0</p><p> A M1.2</p><p> AN M1.0</p><p> AN M1.1</p><p> A
69、N M1.3</p><p> AN I0.5</p><p> = M0.0</p><p> Network 14 </p><p><b> // 加泵條件</b></p><p> LD I0.6</p><p> =
70、 M0.1</p><p> Network 15 </p><p><b> // 減泵條件</b></p><p> LDR> VD4, VD12</p><p> A I0.7</p><p> TOF T103, 20</p>&l
71、t;p> A T103</p><p> = M0.2</p><p> Network 16 </p><p><b> // 加泵計時器</b></p><p> LD M0.0</p><p> A M0.1</p>&l
72、t;p> A SM0.5</p><p><b> EU</b></p><p> INCW VW406</p><p> Network 17 </p><p><b> // 加泵計時復(fù)位</b></p><p> LD M0.0&
73、lt;/p><p> AW>= VW406, 180</p><p> LD M0.0</p><p> AN M0.1</p><p><b> OLD</b></p><p> ON M0.0</p><p> MOVW +
74、0, VW406</p><p> Network 18 </p><p><b> // 加泵脈沖</b></p><p> LDW= VW406, 60</p><p><b> EU</b></p><p> = M0.3</p>
75、<p> Network 19 </p><p><b> // 減泵計時器</b></p><p> LD M0.0</p><p> A M0.2</p><p> A SM0.5</p><p><b> EU</b>&
76、lt;/p><p> INCW VW408</p><p> Network 20 </p><p><b> // 減泵計時復(fù)位</b></p><p> LD M0.0</p><p> AW>= VW408, 3</p><p> LD
77、 M0.0</p><p> AN M0.2</p><p><b> OLD</b></p><p> ON M0.0</p><p> MOVW +0, VW408</p><p> Network 21 </p><p><b
78、> // 減泵脈沖</b></p><p> LDW= VW408, +2</p><p><b> EU</b></p><p> = M0.4</p><p> Network 22 </p><p> // 運行次數(shù)累計器</p>&
79、lt;p> LD M0.0</p><p><b> EU</b></p><p> INCW VW410</p><p> Network 23 </p><p> // 運行計數(shù)器復(fù)位</p><p> LD M0.0</p><p&g
80、t; AW>= VW410, +3</p><p> MOVW +0, VW410</p><p> Network 24 </p><p> LD SM0.0</p><p> = L60.0</p><p> LD M0.0</p><p>
81、; = L63.7</p><p> LD M0.3</p><p> = L63.6</p><p> LD M0.4</p><p> = L63.5</p><p> LD I0.2</p><p> = L63
82、.4</p><p> LD I0.3</p><p> = L63.3</p><p> LD I0.4</p><p> = L63.2</p><p> LD L60.0</p><p> CALL SBR1, L63.7, L6
83、3.6, L63.5, L63.4, L63.3, L63.2, VB412, VW410</p><p> Network 25 </p><p><b> // 1變</b></p><p> LD M0.0</p><p> A V412.1</p><p> A
84、N V412.3</p><p> AN V412.5</p><p> AN V412.0</p><p> TON T130, 40</p><p> A T130</p><p> = Q0.1</p><p> Network
85、 26 </p><p><b> // 1工</b></p><p> LD M0.0</p><p> A V412.0</p><p> AN V412.1</p><p> TON T131, 2</p><p> A
86、 T131</p><p> = Q0.0</p><p> Network 27 </p><p><b> // 2變</b></p><p> LD M0.0</p><p> AN V412.1</p><p> A
87、 V412.3</p><p> AN V412.5</p><p> AN V412.2</p><p> TON T132, 40</p><p> A T132</p><p> = Q0.3</p><p> Network 28
88、 </p><p><b> // 2工</b></p><p> LD M0.0</p><p> A V412.2</p><p> AN V412.3</p><p> TON T133, 2</p><p> A
89、 T133</p><p> = Q0.2</p><p> Network 29 </p><p><b> // 3變</b></p><p> LD M0.0</p><p> AN V412.1</p><p> AN
90、V412.3</p><p> A V412.5</p><p> AN V412.4</p><p> TON T134, 40</p><p> A T134</p><p> = Q0.5</p><p> Network 30 &l
91、t;/p><p><b> // 3工</b></p><p> LD M0.0</p><p> A V412.4</p><p> AN V412.5</p><p> TON T135, 2</p><p> A T1
92、35</p><p> = Q0.4</p><p><b> 第九章 設(shè)計心得</b></p><p> 本課題主要研究的是高層樓宇的供水系統(tǒng)。為此設(shè)計了一套具有PLC和變頻器控制的恒壓供水系統(tǒng)來控制樓宇的供水問題。該系統(tǒng)采用PLC控制變頻器進(jìn)行PID調(diào)節(jié),按實際需要隨意設(shè)定壓力給定值,根據(jù)壓差調(diào)整水泵的工作情況,具有很好的
93、最優(yōu)控制和穩(wěn)定性控制,實現(xiàn)恒壓供水。</p><p> 根據(jù)供水的要求,此系統(tǒng)為一拖三閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng),且變頻器可以實現(xiàn)對電動機(jī)的無級調(diào)速,減少系統(tǒng)波動現(xiàn)象和對電網(wǎng)的沖擊。系統(tǒng)也實現(xiàn)了恒壓自動控制,不需要頻繁操作,提高了供水質(zhì)量。</p><p> 目前在國內(nèi)外變頻恒壓供水控制系統(tǒng)在高層樓宇中的應(yīng)用研究也發(fā)展迅速。為了適應(yīng)不同樓宇的供水要求,結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時又能兼顧系統(tǒng)
94、的電磁兼容性的供水系統(tǒng)也正在進(jìn)一步完善和發(fā)展。因此,有待于進(jìn)一步研究和改善高層樓宇供水系統(tǒng)的性能,使其滿足對供水質(zhì)量的要求。</p><p> 第十章 參考文獻(xiàn)</p><p> [1]謝克明、夏路易編.可編程控制器原理與程序設(shè)計.電子工業(yè)出版社.2002</p><p> [2]原魁、劉偉強(qiáng)編.變頻器的基礎(chǔ)與應(yīng)用.冶金工業(yè)出版社.1998</p&
95、gt;<p> [3]袁任光編.可編程控制器(PC)應(yīng)用技術(shù)與實例.華南理工大學(xué)出版.2001</p><p> [4]孟憲章、羅曉梅編.樓宇自控系統(tǒng)電氣運行維修手冊.機(jī)械工業(yè)出版社. 2001</p><p> [5]朱紹祥等.可編程控制器原理與應(yīng)用.上海交通大學(xué)出版社. 1988</p><p> [6]佟純厚.近代交流調(diào)速.冶金工業(yè)出版社
96、. 1997 </p><p> [7]廖常出.可編程控制器應(yīng)用技術(shù).重慶大學(xué)出版社. 1996 </p><p> [8]滿永奎.通用變頻器及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社. 1995 </p><p> [9]陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng).北京:機(jī)械工業(yè)出版社. 2003.</p><p> [10]王衛(wèi)兵、高俊山.可編程控制器原理及應(yīng)用.
97、機(jī)械工業(yè)出版社.2003</p><p> [11]田建輝.PLC控制的變頻調(diào)速供水系統(tǒng)實力分析[J]..給水排水,2000</p><p> [12]SIEMENS Company,S7-200manual, 2001,3.</p><p> [13]張燕賓.變頻功能解析。變頻器世界講座(五).2004</p><p> [14]L
98、eonhard W. Control of Electrical Drives. Spring-Verlag.1985</p><p> [15]吳仲陽.可編程控制器原理及應(yīng)用.高等教育出版社.2001</p><p> [16]張燕斌.變頻器的PID控制.電氣時代.2002</p><p> [17]金傳偉,毛宗源.變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.上海:
99、華南理工大學(xué),1999</p><p> [18]Raymond G,Jacquet.Modern control eyetem,1981</p><p> [19]周芝峰,張星.變頻器在供水系統(tǒng)中的節(jié)能分析.變頻器世界,2000</p><p> [20]T Ghabetler,D M Divan.control Steategies for Direct
100、Torque Control Using </p><p> Discrete Pulse Modulation.IEEE trasactions.on Industry Application,1991.5</p><p> [21]Szychta,Leszek.System for optimizing pump station control-PartII[J].World pu
101、mps.2004</p><p> [22]林俊贊,李雄松,尹元日.PLC在恒壓供水控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)電電器技術(shù),1999</p><p> [23]郁漢琪.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].東南大學(xué)出版社,2003</p><p> [24]趙飛鵬,PLC控制變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)[J].自動化博覽,2003</p><p&g
102、t; [25]萬太福,唐賢禮.可編程序控制器及其應(yīng)用[M].重慶大學(xué)出版社,1996</p><p><b> 致 謝</b></p><p> 這次畢業(yè)設(shè)計,既是對大學(xué)三年所學(xué)知識的總結(jié),也是對實際解決問題能力的鍛煉與培養(yǎng)。通過這次設(shè)計,我不僅學(xué)到了很多新的知識,而且使原有的知識進(jìn)一步得到了鞏固,加深了理解。</p><p>
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