畢業(yè)設(shè)計(jì)論文_基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc

anyang institute of technology 科 畢 業(yè) 論 文 基于plc的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)系（院）名稱： 電子信息與電氣工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 09級(jí)電氣自動(dòng)化技術(shù)（2）班 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 2012 年 5 月基于plc恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高；利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然的趨勢。變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)對(duì)工業(yè)用水和居民生活用水都具有重大意義。因此開發(fā)一種新型的、自動(dòng)化程度高、可靠性高、節(jié)能效果好的供水系統(tǒng)迫在眉睫。本設(shè)計(jì)是針對(duì)居民生活用水而設(shè)計(jì)的。由變頻器、plc、pid調(diào)節(jié)器組成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量。電動(dòng)機(jī)泵組由三臺(tái)水泵組成，由變頻器或工頻電網(wǎng)供電，根據(jù)供水系統(tǒng)出口水壓和流量來控制變頻器電動(dòng)機(jī)泵組的速度和切換，使系統(tǒng)運(yùn)行在最合理狀態(tài)，保證按需供水。變頻器為主體構(gòu)成的恒壓供水系統(tǒng)不僅能夠最大程度滿足需要,也能提高整個(gè)系統(tǒng)的效率,延長系統(tǒng)壽命、節(jié)約能源、而且能夠構(gòu)成復(fù)雜的功能強(qiáng)大的供水系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用plc控制的變頻調(diào)速供水系統(tǒng)，由plc進(jìn)行邏輯控制，由變頻器進(jìn)行壓力凋節(jié)。經(jīng)過pid運(yùn)算，通過plc控制變頻與工頻切換，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)恒壓變頻供水。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有壓力穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速 恒壓供水 pid調(diào)節(jié) plc 目錄引言1第1章 恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案21.1恒壓供水系統(tǒng)的方案選擇21.2恒壓供水系統(tǒng)的控制原理41.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制要求5第2章 恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)62.1變頻器的設(shè)計(jì)62.2 pid控制器的設(shè)計(jì)72.2.1 pid控制器的選擇72.3 plc的設(shè)計(jì)92.3.1 plc系統(tǒng)選型92.3.2 i/o分配102.4 plc控制系統(tǒng)原理圖112.4.1主電路圖112.4.2控制電路圖122.4.3 plc硬件結(jié)構(gòu)圖142.4.4 擴(kuò)展模塊的外圍接線142.5擴(kuò)展單元功能及用途15第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試173.1 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及流程圖173.1.1程序設(shè)計(jì)173.1.2系統(tǒng)流程圖183.2 相關(guān)控制功能的實(shí)現(xiàn)203.3 故障診斷與報(bào)警方式的輸出213.4 plc系統(tǒng)的調(diào)試21結(jié)論23致 謝24參 考 文 獻(xiàn)25附錄a.26附錄b2730引言進(jìn)幾十年來變頻調(diào)速技術(shù)在工業(yè)化國家已開始了規(guī)模的應(yīng)用。80年代末，我國的民用及工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)等領(lǐng)域也開始使用變頻調(diào)速技術(shù)。變頻調(diào)速與傳統(tǒng)（如直流電機(jī)調(diào)速）比較，具有很大的優(yōu)越性：整個(gè)系統(tǒng)體積小，重量輕，控制精度高，保護(hù)功能完善，操作過程簡便、可靠性高、通用性強(qiáng)，尤其是該技術(shù)用于一些高耗能設(shè)備的控制上，具有非常顯著的節(jié)能效果：通過對(duì)用電設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)速技術(shù)改造，可使總耗電量減少30%40%，節(jié)能的量級(jí)產(chǎn)生了一種飛躍。 變頻供水是從20世紀(jì)90年代迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)供水應(yīng)用新技術(shù)，主要用于水廠、各種類型的生產(chǎn)廠、高層樓宇的供水系統(tǒng)，具有水壓恒定、噪聲小、節(jié)能等一系列優(yōu)點(diǎn)。由于供水系統(tǒng)在運(yùn)行中流量和水壓在一天中的變化較大，如果使用傳統(tǒng)的電氣控制，設(shè)備啟動(dòng)頻繁，電流和水壓沖擊嚴(yán)重及設(shè)備維修量大，而且對(duì)供水壓力的控制來說也很麻煩，總得人工對(duì)水泵進(jìn)行啟停及水泵的出口閥進(jìn)行開關(guān)操作，在浪費(fèi)大，最終還影響供水質(zhì)量，供水成本也高，而變頻供水的出現(xiàn)是這些問題迎刃而解。作為應(yīng)用現(xiàn)代電力電子器件與微計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合的交流變頻調(diào)速裝置，隨著產(chǎn)品的開發(fā)創(chuàng)新和推廣應(yīng)用，使得交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速領(lǐng)域發(fā)生一場巨大的技術(shù)革命。當(dāng)前自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)用的電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置均采用交流變頻技術(shù)，而系統(tǒng)的控制裝置采用plc控制器，因plc不僅可實(shí)現(xiàn)泵組、閥門的邏輯控制，并可完成系統(tǒng)的數(shù)字pid調(diào)節(jié)功能，可對(duì)系統(tǒng)的各種運(yùn)行參數(shù)、控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，并完成系統(tǒng)運(yùn)行工況的crt畫面顯示、故障報(bào)警及打印報(bào)表等功能。自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口可與城市供水系統(tǒng)的上位機(jī)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)城區(qū)供水系統(tǒng)的優(yōu)化控制，為城市供水系統(tǒng)提供了現(xiàn)代化的調(diào)度、管理、監(jiān)控及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的手段。第1章 恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案1.1恒壓供水系統(tǒng)的方案選擇 本文設(shè)計(jì)的是生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)，主要由變頻器、可編程控制器、壓力傳感器、水泵組成。本文研究的目標(biāo)是對(duì)恒壓控制技術(shù)給予提升，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能效果進(jìn)一步提高，操作更加簡捷，故障報(bào)警及時(shí)迅速。在生活供水和消防供水的管網(wǎng)系統(tǒng)中，由于管網(wǎng)是封閉的，泵站供水的流量是由用水量決定的，泵站供水的壓力以滿足管網(wǎng)中壓力最不利的壓力損失。由流體力學(xué)可知，水泵給管網(wǎng)供水時(shí)，水泵的輸出功率p與管網(wǎng)的水壓h及出水流量q的乘積成正比；水泵的轉(zhuǎn)速n與出水流量q成正比；管網(wǎng)的水壓h與出水流量q的平方成正比。由上述關(guān)系有，水泵的輸出功率p與轉(zhuǎn)速n三次方成正比，即： （2.1） （2.2） (2.3) (2.4)式中k、k1、k2、k3為比例常數(shù)。 圖1.1 管網(wǎng)及水泵的運(yùn)行特性曲線因此供水系統(tǒng)的設(shè)定壓力應(yīng)該根據(jù)流量的變化而不斷修正設(shè)定值，這種恒壓供水技術(shù)稱為變量恒壓供水，即供水系統(tǒng)最不利點(diǎn)的供水壓力為恒值而泵站出口總管壓力連續(xù)可調(diào)。根據(jù)該供水系統(tǒng)的設(shè)備配置情況及供水的特點(diǎn)做如下方案如圖1.2：該供水系統(tǒng)的控制核心采用plc，配置常規(guī)電氣配電控制系統(tǒng)。圖1.2 供水系統(tǒng)的控制圖從圖中可看出，系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)檢測機(jī)構(gòu)、控制機(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)是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網(wǎng)，其中由一臺(tái)變頻泵和兩臺(tái)工頻泵構(gòu)成，變頻泵是由變頻調(diào)速器控制、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；工頻泵只運(yùn)行于啟、停兩種工作狀態(tài)，用以在用水量很大（變頻泵達(dá)到工頻運(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)控制過程中，需要檢測的信號(hào)包括管網(wǎng)水壓信號(hào)、水池水位信號(hào)和報(bào)警信號(hào)。管網(wǎng)水壓信號(hào)反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號(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。另外為加強(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；水池水位信號(hào)反映水泵的進(jìn)水水源是否充足。信號(hào)有效時(shí)，控制系統(tǒng)要對(duì)系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)控制，以防止水泵空抽而損壞電機(jī)和水泵。此信號(hào)來自安裝于水池中的液位傳感器；報(bào)警信號(hào)反映系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，水泵電機(jī)是否過載、變頻器是否有異常，該信號(hào)為開關(guān)量信號(hào)。(3) 控制機(jī)構(gòu)：供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器(plc系統(tǒng))、變頻器和電控設(shè)備三個(gè)部分。供水控制器是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接對(duì)系統(tǒng)中的壓力、液位、報(bào)警信號(hào)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)施控制算法，得出對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案，通過變頻調(diào)速器和接觸器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(即水泵機(jī)組)進(jìn)行控制；變頻器是對(duì)水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元，其跟蹤供水控制器送來的控制信號(hào)改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率，完成對(duì)調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。根據(jù)水泵機(jī)組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)某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行在50hz時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時(shí)，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)另一臺(tái)水泵電機(jī)；變頻固定式是變頻器拖動(dòng)某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行在50hz時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)直接啟動(dòng)另一臺(tái)恒速水泵，變頻器不做切換。作為一個(gè)控制系統(tǒng)，報(bào)警是必不可少的重要組成部分。由于本系統(tǒng)能適用于不同的供水領(lǐng)域，所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行，防止因電機(jī)過載、變頻器報(bào)警、電網(wǎng)過大波動(dòng)、供水水源中斷造成故障，因此系統(tǒng)必須要對(duì)各種報(bào)警量進(jìn)行監(jiān)測，由plc判斷報(bào)警類別，進(jìn)行顯示和保護(hù)動(dòng)作控制，以免造成不必要的損失。1.2恒壓供水系統(tǒng)的控制原理變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒壓的工作過程和原理如圖1.3：安裝于供水母管和主管道上的壓力傳感變送器將供水管網(wǎng)壓力轉(zhuǎn)換成420ma（020ma、010v等）的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，送到pid調(diào)節(jié)器（或過程控制器、plc、dcs等），經(jīng)過運(yùn)算處理后仍以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的形式送到變頻器并作為變頻器調(diào)速的給定信號(hào)，也可將壓力傳感變送器的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)直接送到具有內(nèi)置pid調(diào)節(jié)功能的變頻器；變頻器根據(jù)調(diào)速的給定信號(hào)或通過對(duì)壓力傳感變送器的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理后，決定其輸出頻率實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)供水的水量及供水壓力調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)供水管網(wǎng)的壓力調(diào)節(jié)。 圖1.3 自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)原理圖 1.3 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與控制要求 plc控制的恒壓供水泵站如圖1.4所示，市網(wǎng)自來水用高低水位控制器eq控制注水閥yv1，自動(dòng)把水注滿蓄水池。只要水位低于高水位，則自動(dòng)往水箱注水。水池的低水位信號(hào)也直接送給plc做為低水位報(bào)警信號(hào)。為了保證供水的連續(xù)性，水位上下傳感器高低距離較小。生活用水和消防用水的多少，按一定的控制邏輯運(yùn)行，維持生活用水低恒壓。當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電磁閥yv2得電，關(guān)閉生活用水管網(wǎng)，三臺(tái)泵供消防用水使用，并維持消防用水的高恒壓值。 恒壓供水的主要目標(biāo)是保持管網(wǎng)水壓的恒定，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速要跟隨用水量的變化而變化，這就要用變頻器為水泵電機(jī)供電。這也有兩種配置方案，一是為每臺(tái)水泵電機(jī)配一臺(tái)變頻器，這當(dāng)然方便，電機(jī)與變頻器間不須切換，但購變頻器的費(fèi)用較高。所以本系統(tǒng)采用另一種方案是三臺(tái)電機(jī)配一臺(tái)變頻器，變頻器與電機(jī)間可以切換，供水運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)水泵變頻運(yùn)行。其余水泵工頻運(yùn)行，以滿足不同用水量的需求。 圖1.4 plc控制的恒壓供水泵站第2章 恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1變頻器的設(shè)計(jì) 變頻調(diào)速技術(shù)(vaiahle vaiahle firequency technology)是一項(xiàng)綜合現(xiàn)代電氣技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制的先進(jìn)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于水泵節(jié)能和恒壓供水領(lǐng)域。變頻調(diào)速的基本原理是根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)工作原理中的轉(zhuǎn)速關(guān)系，即均勻改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源頻率，就可以平滑地改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變慢，軸功率就相應(yīng)減少，電動(dòng)機(jī)輸入功率也隨之減少。這就是水泵變頻調(diào)速的節(jié)能作用。水泵消耗功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，即p=kn3。其中p為水泵消耗功率；n為水泵運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速；k為比例系數(shù)。變頻調(diào)速和智能控制技術(shù)，可以使水泵運(yùn)行的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化，最終達(dá)到節(jié)能的目的。用閥門控制水泵流量時(shí)，部分有功功率被損耗浪費(fèi)掉了，且隨著閥門不斷關(guān)小，這個(gè)損耗還要增加。如果采用降低電機(jī)轉(zhuǎn)速的方式進(jìn)行控制，就避免了消耗在閥門的有功功率。這樣，在轉(zhuǎn)運(yùn)同樣流量的情況下，僅需要輸入較低的功率，獲得節(jié)能效果。實(shí)踐證明，使用變頻設(shè)備可使水泵運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20%，從而大大降低能耗。 交流變頻器是微計(jì)算機(jī)及現(xiàn)代電力電子技術(shù)高度發(fā)展的結(jié)果。微計(jì)算機(jī)是變頻器的核心，電力電子器件構(gòu)成了變頻器的主電路。大家都知道，從發(fā)電廠送出的交流電的頻率是恒定不變的，在我國是每秒50hz。而交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 （2.1）式中-同步轉(zhuǎn)速，r/min； -定子頻率，hz； -電機(jī)的磁極對(duì)數(shù)。而異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 （2.2）式中-異步電機(jī)轉(zhuǎn)差率，一般小于3%。均與送入電機(jī)的電流頻率/成正比例或接近于正比例。因而，改變頻率可以方便地改變電機(jī)的運(yùn)行速度，也就是說變頻對(duì)于交流電機(jī)的調(diào)運(yùn)來說是十分合適的。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用通用變頻器。其帶有pid功能。通過變頻器面板設(shè)定一個(gè)給定頻率作為壓力給定值，變頻器根據(jù)壓力給定和實(shí)測壓力，調(diào)節(jié)輸出頻率，改變水泵轉(zhuǎn)速，控制管網(wǎng)壓力保持在給定壓力值上；u、v、w輸出端并聯(lián)三個(gè)接觸器分別接m1、m2、m3泵電機(jī)，變頻器可分別驅(qū)動(dòng)三臺(tái)泵，另外這三臺(tái)泵電機(jī)還通過另外三個(gè)接觸器并聯(lián)到工頻電源上，這6個(gè)接觸器線包連接到plc的四個(gè)輸出點(diǎn)上，由plc控制其工頻、變頻切換工作。通過變頻器面板設(shè)定一個(gè)給定頻率作為壓力給定值，變頻器根據(jù)壓力給定和實(shí)測壓力，調(diào)節(jié)輸出頻率，改變水泵轉(zhuǎn)速。變頻器有2個(gè)作用，一是作為電機(jī)的軟起動(dòng)裝置，限制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流；二是改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。2.2 pid控制器的設(shè)計(jì)2.2.1 pid控制器的選擇pid控制方式是現(xiàn)代工業(yè)控制中應(yīng)用的最廣泛的反饋控制力式之一。它的原理通過控制對(duì)象的傳感器等檢測控制量(反饋量)，將其與目標(biāo)值(溫度、流量、壓力等設(shè)定值)進(jìn)行比較。若有偏差，則通過此功能的控制動(dòng)作使偏差為零。也就是使反饋量與目標(biāo)值相一致的一種通用控制方式。它比較適用于流量控制、壓力控制、溫度控制等過程量的控制。在恒壓供水中常見的pid控制器的控制形式主要有兩種：(1)硬件型，即通用pid控制器，在使用時(shí)只需要進(jìn)行線路的連接和p，i，d 參數(shù)及目標(biāo)值的設(shè)定。(2)軟件型，使用離散形式的pid控制算法在可編程序控制器上做 pid控制器。在該系統(tǒng)中我們用硬件型設(shè)計(jì)這樣可以減少編程。2.2.2 pid控制算法及特點(diǎn)pid控制器是根據(jù)目標(biāo)值(設(shè)定值)r(t)與反饋值(測量值)c(t)構(gòu)成的控制偏差： e(t)=r(t)-c(t) 。將偏差的比例(p)、積分(i)和微分(d)通過線性組合構(gòu)成控制量，對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行控制。其控制規(guī)律為： （2.3） 或 （2.4）式中： 調(diào)節(jié)器的比例系數(shù) ： 調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間 ： 調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間： 調(diào)節(jié)器的偏差信號(hào)： 比例帶，它是慣用增益的倒數(shù)u： 輸出 圖2.1 pid控制原理圖簡單來說 ，pid控制器各校正環(huán)節(jié)的作用是這樣的：(1)比例環(huán)節(jié)： 即時(shí)成比例地反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號(hào)e(t)，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用以減小誤差。(2)積分環(huán)節(jié) ：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度，積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)ti， ti越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。(3)微分環(huán)節(jié) ：能反應(yīng)偏差信號(hào)的變化趨勢(變化速率)，并能在偏差信號(hào)值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號(hào)，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減小調(diào)節(jié)時(shí)間。pid調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)是： （2.5）當(dāng)上述控制算法公式只包含第一項(xiàng)時(shí)，稱為比例(p)作用，只包含第二項(xiàng)時(shí)，稱為積分(i)作用;但只包含第三項(xiàng)的單純微分(d)作用是不采用的，因?yàn)樗荒芷鸬绞贡豢刈兞拷咏O(shè)定值的效果，只包含第一、二項(xiàng)的是pi作用;只包含第一、三項(xiàng)的是pd作用;同時(shí)包含這三項(xiàng)的是pid作用。僅用p動(dòng)作控制，不能完全消除偏差。為了消除殘留偏差，一般采用增加i動(dòng)作的pi控制。用pi控制時(shí)，能消除由改變目標(biāo)值和經(jīng)常的外來擾動(dòng)等引起的偏差。但是，i動(dòng)作過強(qiáng)時(shí)，對(duì)快速變化偏差響應(yīng)遲緩。對(duì)有積分元件的負(fù)載系統(tǒng)可以單獨(dú)使用p動(dòng)作控制。對(duì)于pid控制，發(fā)生偏差時(shí)，很快產(chǎn)生比單獨(dú)d動(dòng)作還要大的操作量，以此來抑制偏差的增加。偏差小時(shí)，p動(dòng)作的作用減小。控制對(duì)象含有積分元件的負(fù)載場合，僅p動(dòng)作控制，有時(shí)由于此積分元件的作用，系統(tǒng)發(fā)生振蕩。在該場合，為使p動(dòng)作的振蕩衰減和系統(tǒng)穩(wěn)定，可用pd控制。換言之，該種控制方式適用于過程本身沒有制動(dòng)作用的負(fù)載。利用i動(dòng)作消除偏差作用和用d動(dòng)作抑制振蕩作用，在結(jié)合p動(dòng)作就構(gòu)成了pid控制，本系統(tǒng)就是采用了這種方式。因?yàn)閜id控制較其它組合控制效果要好，基本上能獲得無偏差、精度高和系統(tǒng)穩(wěn)定的控制過程。這種控制方式用于從產(chǎn)生偏差到出現(xiàn)響應(yīng)需要一定時(shí)間的負(fù)載系統(tǒng)效果比較好。2.3 plc的設(shè)計(jì)2.3.1 plc系統(tǒng)選型從上面分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)6個(gè)、開關(guān)量輸出點(diǎn)12個(gè)；模擬量輸入點(diǎn)1個(gè)、模擬量輸出點(diǎn)1個(gè)。如果選用cpu224，則需要擴(kuò)展單元；如果選用cpu226，則價(jià)格較高，浪費(fèi)較大。參照西門子s7-200產(chǎn)品目錄及市場世紀(jì)價(jià)格，選用主機(jī)為cpu222（8人/6繼電器輸出）一臺(tái)，加上一臺(tái)擴(kuò)展模塊em222（8繼電器輸出），再擴(kuò)展一個(gè)模擬量模塊em235（4ai/1ao）。這樣的配置是最競技的。整個(gè)plc系統(tǒng)的配置如圖2.2所示。 圖2.2 plc 系統(tǒng)的配置2.3.2 i/o分配該系統(tǒng)有7個(gè)輸入信號(hào)和13個(gè)輸出信號(hào)，表21是將控制系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)的名稱、代碼及地址編號(hào)。水位上下限信號(hào)分別i0.1、i0.2，它們?cè)谒蜎]時(shí)為0，時(shí)為1。表21 i/o分配名 稱代 碼地址編號(hào)輸入信號(hào)供水模式信號(hào)(1-白天，0-夜間)sa1i0.0水池水位上下限信號(hào)slhli0.1變頻器報(bào)警信號(hào)sui0.2試燈按鈕sb7i0.3壓力變送器輸出模擬量電壓值upaiw0輸出信號(hào)1#泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈km1、hl1q0.01#泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈km2、hl2q0.12#泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈km3、hl3q0.22#泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈km4、hl4q0.33#泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈km5、hl5q0.43#泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈km6、hl6q0.5輸出信號(hào)水池水位上下限報(bào)警指示燈hl7q1.1變頻器故障報(bào)警指示燈hl8q1.2白天模式運(yùn)行指示燈hl9q1.3報(bào)警電鈴haq1.4變頻器頻率復(fù)位控制kaq1.5變頻器輸入電壓信號(hào)ufaqw02.4 plc控制系統(tǒng)原理圖2.4.1主電路圖如圖2.3所示為電控系統(tǒng)的主電路圖。三臺(tái)電機(jī)分別為m1、m2、m3。接觸器km1、km3、km5分別控制m1、m2、m3的工頻運(yùn)行；電機(jī)分別為m1、m2、m3。接觸器km2、km4、km6分別控制m1、m2、m3的變頻運(yùn)行；frl、fr2、fr3分別為三臺(tái)水泵電機(jī)過載保護(hù)用的熱繼電器：qs1、qs2、qs3、qs4分別為變頻器和三合泵電機(jī)主電路的隔離開關(guān)；fu1為主電路的熔斷器；vvvf是通用變頻器。本系統(tǒng)采用三泵循環(huán)變頻運(yùn)行方式，即3臺(tái)水泵中只有1臺(tái)水泵在變頻器控制下作變速運(yùn)行，其余水泵在工頻下做恒速運(yùn)行，在用水量小的情況下，如果變頻泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過3h，則要切換下一臺(tái)水泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”，避免某一臺(tái)水泵工作時(shí)間過長。因此在同一時(shí)間內(nèi)只能有一臺(tái)水泵工作在變頻下，但不同時(shí)間段內(nèi)三臺(tái)水泵都可輪流做變頻泵。三相電源經(jīng)低壓熔斷器、隔離開關(guān)接至變頻器的r、s、t端，變頻器的輸出端u、v、w通過接觸器的觸點(diǎn)接至電機(jī)。當(dāng)電機(jī)工頻運(yùn)行時(shí)，連接至變頻器的隔離開關(guān)及變頻器輸出端的接觸器斷開，接通工頻運(yùn)行的接觸器和隔離開關(guān)。主電路中的低壓熔斷器除接通電源外，同時(shí)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)由相應(yīng)的熱繼電器fr實(shí)現(xiàn)。變頻和工頻兩個(gè)回路不允許同時(shí)接通。而且變頻器的輸出端絕對(duì)不允許直接接電源，故必須經(jīng)過接觸器的觸點(diǎn)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)接通工頻回路時(shí)，變頻回路接觸器的觸點(diǎn)必須先行斷開。同樣從工頻轉(zhuǎn)為變頻時(shí)，也必須先將工頻接觸器斷開，才允許接通變頻器輸出端接觸器，所以km1和km2、km3和km4、km5和km6絕對(duì)不能同時(shí)動(dòng)作，相互之間必須設(shè)計(jì)可靠的互鎖。為監(jiān)控電機(jī)負(fù)載運(yùn)行情況，主回路的電流大小可以通過電流互感器和變送器將420ma電流信號(hào)送至上位機(jī)來顯示。同時(shí)可以通過通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接電壓表顯示線電壓。并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)利用同一個(gè)電壓表顯示不同相之間的線電壓。初始運(yùn)行時(shí)，必須觀察電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向，使之符合要求。如果轉(zhuǎn)向相反，則可以改變電源的相序來獲得正確的轉(zhuǎn)向。系統(tǒng)啟動(dòng)、運(yùn)行和停止的操作不能直接斷開主電路(如直接使熔斷器或隔離開關(guān)斷開)，而必須通過變頻器實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)和軟停。為提高變頻器的功率因數(shù)，必須接電抗器。當(dāng)采用手動(dòng)控制時(shí)，必須采用自耦變壓器降壓啟動(dòng)或軟啟動(dòng)的方式以降低電流，本系統(tǒng)采用軟啟動(dòng)器。圖2.3 電控系統(tǒng)的主電路圖2.4.2控制電路圖提供一個(gè)觸點(diǎn)信號(hào)。由于plc為4個(gè)輸出點(diǎn)為一組共用一個(gè)com端，而本系統(tǒng)又沒有剩下單獨(dú)的com端輸出組，所以通過一個(gè)中間繼電器ka的觸點(diǎn)對(duì)變頻器實(shí)行復(fù)頻控制。q0.0q0.5以及q1.0q1.5為plc的輸出繼電器觸點(diǎn)，它們旁邊的4、6、8等數(shù)字為接線編號(hào)。（1）手動(dòng)運(yùn)行按下按鈕啟動(dòng)或停止水泵，可根據(jù)需要分別控制1#3#泵的啟停。該方式主要供檢修及變頻器故障時(shí)用。 （2）自動(dòng)運(yùn)行合上自動(dòng)開關(guān)后，1#泵電機(jī)通電，變頻器輸出頻率從0 hz上升，同時(shí)pid調(diào)節(jié)程序?qū)⒔邮盏阶詨毫鞲衅鞯臉?biāo)如圖2.4為電控系統(tǒng)控制電路圖。圖中sa為手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，sa打在1的位置為手動(dòng)控制狀態(tài)；打在2的狀態(tài)為自動(dòng)控制狀態(tài)。手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可用按鈕sblsb8控制三臺(tái)泵的啟/停和電磁閥yv2的通斷；自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)在plc程序控制下運(yùn)行。圖中的hl10為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)電源指示燈。對(duì)變頻器r進(jìn)行復(fù)位時(shí)只準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)行比較，將調(diào)節(jié)參數(shù)送給變頻器，如壓力不夠，則頻率上升到50 hz，1#泵由變頻切換為工頻，對(duì)2#泵進(jìn)行變頻，變頻器逐漸上升頻率至給定值，加泵依次類推；如用水量減小，從先啟的泵開始減，同時(shí)根據(jù)pid調(diào)節(jié)器給的調(diào)節(jié)參數(shù)使系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。若有電源瞬時(shí)停電的情況，則系統(tǒng)停機(jī)；待電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行，然后按自動(dòng)運(yùn)行方式啟動(dòng)1#泵變頻，直至在給定水壓值上穩(wěn)定運(yùn)行。變頻自動(dòng)功能是該系統(tǒng)最基本的功能，系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)多臺(tái)泵軟起動(dòng)、停止、循環(huán)變頻的全部操作過程。 圖2.4電控系統(tǒng)控制電路圖2.4.3 plc硬件結(jié)構(gòu)圖圖2.5 plc的硬件結(jié)構(gòu)圖2.4.4 擴(kuò)展模塊的外圍接線圖2.6只是簡單的表明plc及擴(kuò)展模塊的外圍接線情況，并不是嚴(yán)格意義上的外圍接線情況。它忽略了以下因素：(1) 直流電源的容量；(2) 電源方面的抗干擾措施；(3) 輸出方面的保護(hù)措施；(4) 系統(tǒng)的保護(hù)措施等。圖2.6擴(kuò)展模塊的外圍接線2.5擴(kuò)展單元功能及用途擴(kuò)展模塊采用1個(gè)數(shù)字量擴(kuò)展模塊em222以及1個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊em235。em222的技術(shù)屬性是它含有8個(gè)數(shù)字量dc 24v輸入（固態(tài)），8個(gè)數(shù)字量dc 24v輸出（固態(tài)）；em235的技術(shù)屬性是它含有4模擬輸入，1模擬輸出和12位轉(zhuǎn)換。cpu本機(jī)的i/o點(diǎn)具有固定的i/o地址，cpu222的輸入點(diǎn)是從i0.0-i1.5，輸出點(diǎn)是從q0.0-q1.1,擴(kuò)展的模塊接至主機(jī)右側(cè)來增加i/o點(diǎn)數(shù)，擴(kuò)展模塊地址由擴(kuò)展模塊在i/o鏈中位置決定。輸入與輸出模塊的地址不會(huì)沖突，模擬量控制模塊也不會(huì)影響數(shù)字量控制模塊。如果i/o物理點(diǎn)與映像寄存器字節(jié)內(nèi)的位數(shù)不對(duì)應(yīng)，映像寄存器字節(jié)剩余位就不會(huì)再分配給i/o鏈中的后續(xù)模塊。輸出映像寄存器的多余位和輸入映像寄存器的多余字節(jié)可以作為內(nèi)部存儲(chǔ)器標(biāo)志位使用。輸入模塊在每次輸入更新時(shí)都把保留字節(jié)的未用位清零。因此，輸入映像寄存器已用字節(jié)的多余位，不能作為內(nèi)部寄存器標(biāo)志位。模擬量控制模塊總是以2b遞增模式來分配空間。缺省的模擬量i/o點(diǎn)不分配模擬量i/o映像存儲(chǔ)空間，所以，后續(xù)模擬量i/o控制模塊無法使用未用的模擬量i/o點(diǎn)。s7-200系列plc擴(kuò)展模塊具有與基本單元相同的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，固定方式與cpu主機(jī)相同，主機(jī)及i/o擴(kuò)展模塊有導(dǎo)軌安裝和直接安裝兩種方法。導(dǎo)軌安裝是在din標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌上安裝，i/o擴(kuò)展模塊裝在緊靠cpu右側(cè)的導(dǎo)軌上，具有安裝方便、拆卸靈活等優(yōu)點(diǎn)。直接安裝是將螺釘通過安裝固定螺孔將模塊固定在配電盤上，具有安裝可靠，仿震性好等特點(diǎn)。當(dāng)需要擴(kuò)展的模塊較多時(shí)，可以使用擴(kuò)展連接電纜重疊排布。表22 擴(kuò)展模塊數(shù)字量擴(kuò)展模塊em222i/o規(guī)格功能及用途do8dc24v8路數(shù)字量dc24v輸出do8繼電器8路數(shù)字量繼電器輸出模擬量擴(kuò)展模塊em235ai4/aq1124模擬輸入，1模擬輸出，12為轉(zhuǎn)換第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試3.1 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及流程圖3.1.1程序設(shè)計(jì)plc主程序主要由系統(tǒng)初始化程序、水泵電機(jī)起動(dòng)程序、水泵電機(jī)變頻/工頻切換程序、水泵電機(jī)換機(jī)程序、模擬量(壓力、頻率)比較計(jì)算程序和報(bào)警程序等構(gòu)成。(1) 系統(tǒng)初始化程序在系統(tǒng)開始工作的時(shí)候，先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，即在開始啟動(dòng)的時(shí)候，先對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部分的當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行檢測，如出錯(cuò)則報(bào)警，接著對(duì)變頻器變頻運(yùn)行的上下限頻率、pid控制的各參數(shù)進(jìn)行初始化處理，賦予一定的初值，在初始化子程序的最后進(jìn)行中斷連接。系統(tǒng)進(jìn)行初始化是在主程序中通過調(diào)用子程序來是實(shí)現(xiàn)的。在初始化后緊接著要設(shè)定白天/夜間兩種供水模式下的水壓給定值以及變頻泵泵號(hào)和工頻泵投入臺(tái)數(shù)。(2) 增、減泵判斷和相應(yīng)操作程序當(dāng)pid調(diào)解結(jié)果大于等于變頻運(yùn)行上限頻率（或小于等于變頻運(yùn)行下限頻率）且水泵穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，定時(shí)器計(jì)時(shí)5min（以便消除水壓波動(dòng)的干擾）后執(zhí)行工頻泵臺(tái)數(shù)加一（或減一）操作，并產(chǎn)生相應(yīng)的泵變頻啟動(dòng)脈沖信號(hào)。(3) 水泵的軟啟動(dòng)程序增減泵或倒泵時(shí)復(fù)位變頻器為軟啟動(dòng)做準(zhǔn)備，同時(shí)變頻泵號(hào)加一，并產(chǎn)生當(dāng)前泵工頻啟動(dòng)脈沖信號(hào)和下一臺(tái)水泵變頻啟動(dòng)脈沖信號(hào)，延時(shí)后啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)只有一臺(tái)變頻泵長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，對(duì)連續(xù)運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行判斷，超過3h則自動(dòng)倒泵變頻運(yùn)行。(4) 各水泵變頻運(yùn)行控制邏輯程序各水泵變頻運(yùn)行控制邏輯大體上是相同的，現(xiàn)在只以1#水泵為例進(jìn)行說明。當(dāng)?shù)谝淮紊想?、故障消除或者產(chǎn)生1#泵變頻啟動(dòng)脈沖信號(hào)并且系統(tǒng)無故障產(chǎn)生、未產(chǎn)生復(fù)位1#水泵變頻運(yùn)行信號(hào)、1#泵未工作在工頻狀態(tài)時(shí)，q0.1置1，km2常開觸點(diǎn)閉合接通變頻器，使1#水泵變頻運(yùn)行，同時(shí)km2常閉觸點(diǎn)打開防止km1線圈得電，從而在變頻和工頻之間實(shí)現(xiàn)良好的電氣互鎖，km2的常開觸點(diǎn)還可實(shí)現(xiàn)自鎖功能。(5) 各水泵工頻運(yùn)行控制邏輯程序水泵的工頻運(yùn)行不但取決于變頻泵的泵號(hào)，還取決于工頻泵的臺(tái)數(shù)。由于各水泵工頻運(yùn)行控制邏輯大體上是相同的，現(xiàn)在只以1#水泵為例進(jìn)行說明。產(chǎn)生當(dāng)前泵工頻運(yùn)行啟動(dòng)脈沖后，若當(dāng)前2#泵處于變頻運(yùn)行狀態(tài)且工頻泵數(shù)大于0，或者當(dāng)前3#泵處于變頻運(yùn)行狀態(tài)且工頻泵數(shù)大于1，則q0.0置1，km1線圈得電，使得km1常開觸點(diǎn)閉合，1#水泵工頻運(yùn)行，同時(shí)km1常閉觸點(diǎn)打開防止km2線圈得電，從而實(shí)現(xiàn)變頻和工頻之間實(shí)現(xiàn)良好的電氣互鎖，km1的常開觸點(diǎn)還可實(shí)現(xiàn)自鎖功能。(6) 報(bào)警及故障處理程序本系統(tǒng)中包括水池水位越限報(bào)警指示燈、變頻器故障報(bào)警指示燈白天模式運(yùn)行指示燈以及報(bào)警電鈴。當(dāng)故障信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，相應(yīng)的指示燈會(huì)出現(xiàn)閃爍的現(xiàn)象，同時(shí)報(bào)警電鈴響起。而試燈按鈕按下時(shí)，各指示燈會(huì)一直點(diǎn)亮。故障發(fā)生后重新設(shè)定變頻泵號(hào)和工頻泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，在故障結(jié)束后產(chǎn)生故障結(jié)束脈沖信號(hào)。3.1.2系統(tǒng)流程圖 為了恒定水壓，在水壓降落時(shí)要增大器的輸出頻率，且在一臺(tái)泵工作不能滿足恒壓要求時(shí)，需啟動(dòng)第二臺(tái)泵或第三臺(tái)泵。判斷需啟動(dòng)新泵的標(biāo)準(zhǔn)是變頻器的輸出頻率達(dá)到設(shè)定的上限值。這一功能可通過比較指令實(shí)現(xiàn)。為了判斷變頻器工作頻率達(dá)上限值的確實(shí)性，應(yīng)濾去偶然的頻率波動(dòng)引起的頻率達(dá)到上限情況，在程序中采取時(shí)間濾波。 由于變頻器泵站希望每一次啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)均為軟啟動(dòng)，又規(guī)定各臺(tái)水泵必須交替使用，多泵組泵站泵組的投運(yùn)要有個(gè)管理規(guī)范。在該系統(tǒng)中，任一臺(tái)泵連續(xù)變頻運(yùn)行不得超過3h，因此每次需啟動(dòng)新泵或切換變額泵時(shí)，以新運(yùn)行泵為變頻泵是。具體的操作時(shí)，將現(xiàn)行運(yùn)行的變頻泵從變頻器上切除，并接上工頻電源運(yùn)行，將變頻器復(fù)位并用于新運(yùn)行泵的啟動(dòng)。除此之外，泵組管理還有一個(gè)問題就是泵的工作循環(huán)控制，本例中使用泵號(hào)加1的方法實(shí)現(xiàn)變頻泵的循環(huán)控制(3再加1等于0)，用工頻泵的總數(shù)結(jié)合泵號(hào)實(shí)現(xiàn)工頻泵的輪換工作。低峰供水時(shí)，工作一臺(tái)水泵電機(jī)變頻調(diào)速,用水量加大時(shí)，首臺(tái)工作水泵由低速向高速調(diào)頻，當(dāng)工作頻率達(dá)到50 hz即水泵滿負(fù)荷工作時(shí)仍不能滿足用水要求時(shí)，將首臺(tái)工作水泵切換至工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻調(diào)速器控制第二臺(tái)水泵調(diào)頻運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)工作2臺(tái)水泵。如用水量進(jìn)一步增加，第二臺(tái)水泵切換至工頻運(yùn)轉(zhuǎn),變頻調(diào)速器控制第三臺(tái)水泵調(diào)頻運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)工作3臺(tái)水泵。供水量減少時(shí)，調(diào)速工作水泵首先由高頻段向低頻段調(diào)速運(yùn)轉(zhuǎn)，水泵工作頻率達(dá)到柜內(nèi)微機(jī)控制器預(yù)先設(shè)定的下限工作頻率而實(shí)測水壓仍高于水壓設(shè)定值時(shí)，直接停止首臺(tái)工作水泵，第二臺(tái)泵工頻運(yùn)轉(zhuǎn)，第三臺(tái)泵調(diào)頻運(yùn)轉(zhuǎn)保持系統(tǒng)水壓恒定，如2臺(tái)水泵同時(shí)工作實(shí)際水壓仍高于設(shè)定值，直接停止工頻運(yùn)轉(zhuǎn)水泵，第三臺(tái)調(diào)頻運(yùn)轉(zhuǎn)保持系統(tǒng)水壓恒定。由于變頻恒壓供水系統(tǒng)主程序梯形圖比較復(fù)雜，不方便全部畫出，在此僅畫出其控制過程的流程圖3.1。詳細(xì)的主程序梯形圖請(qǐng)參考附錄： 圖3.1變頻恒壓供水流程圖3.2 相關(guān)控制功能的實(shí)現(xiàn)plc在恒壓供水系統(tǒng)中的功能較多，由于模擬量單元及pid調(diào)節(jié)都需要編制初始化及中斷程序，本程序分可為三部分：主程序、子程序和中斷程序。系統(tǒng)初始化的一些工作放在初始化子程序中完成。這樣可節(jié)省掃描時(shí)間。利用定時(shí)器中斷功能實(shí)現(xiàn)pid控制的定時(shí)采樣及輸出控制。主程序的功能最多，如泵切換信號(hào)的生成、泵組接觸器邏輯控制信號(hào)的綜合及報(bào)警處理等都在主程序。生活及消防雙恒壓的兩個(gè)恒壓值是采用數(shù)字方式直接在程序中設(shè)定的。生活供水時(shí)系統(tǒng)設(shè)定值為滿量程的70，消防供水時(shí)系統(tǒng)設(shè)定值為滿量程的90。在本系統(tǒng)pid中，只是用了比例和積分控制，其回路增益和時(shí)間常數(shù)可通過工程計(jì)算初步確定，但還需要進(jìn)一步調(diào)整以達(dá)到最優(yōu)控制效果。初步確定的增益和時(shí)間常數(shù)) 增益：采樣時(shí)間：積分時(shí)間：表31 程序中使用的plc元件及功能器件地址功能器件地址功能vd100過程變量標(biāo)準(zhǔn)值t38工頻泵減泵濾波時(shí)間控制vd104壓力給定值t39工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制vd108pi計(jì)算值m0.0故障結(jié)束脈沖信號(hào)vd112比例系數(shù)m0.1泵變頻啟動(dòng)脈沖vd116采樣時(shí)間m0.2減泵中間繼電器vd120積分時(shí)間m0.3倒泵變頻啟動(dòng)脈沖vd124微分時(shí)間m0.4復(fù)位當(dāng)前變頻泵運(yùn)行脈沖vd204變頻運(yùn)行頻率下限值m0.5當(dāng)前泵運(yùn)行啟動(dòng)脈沖vd208生活供水變頻運(yùn)行上限值m0.6新泵變頻啟動(dòng)脈沖vd212消防供水變頻運(yùn)行上限值m2.0泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制vd250pi調(diào)節(jié)結(jié)果存儲(chǔ)單元m2.1泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制vb300變頻工作泵泵號(hào)m2.2泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制3.3 故障診斷與報(bào)警方式的輸出變頻器具有短路、過載等保護(hù)功能，當(dāng)變頻器所驅(qū)動(dòng)的水泵電機(jī)發(fā)生短路、過載等故障時(shí)，變頻器將自動(dòng)切斷一次供電回路，進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)并輸出報(bào)警信號(hào)。系統(tǒng)把各故障點(diǎn)相應(yīng)的接觸器、斷路器等元件的輔助點(diǎn)接到plc，plc掃描輸入這些觸點(diǎn)的狀態(tài)，并通過plc程序?qū)⑦@些存放在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)，再結(jié)合控制程序和設(shè)備預(yù)置狀態(tài)驚醒邏輯分析，判斷設(shè)備或元件是否出了故障，如果發(fā)生故障，則切斷該泵的接觸器，然后對(duì)變頻器復(fù)位，再將備用水泵的接觸器接通，啟動(dòng)變頻器運(yùn)行備用泵，同時(shí)輸出該泵故障報(bào)警信號(hào)。表32 故障及報(bào)警輸出vb301變頻工作泵的總臺(tái)數(shù)m3.0故障信號(hào)匯總vd310倒泵時(shí)間存儲(chǔ)器m3.1水池水位下限故障邏輯t33工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制m3.2水池水位下限故障消鈴邏輯t34工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制m3.3變頻器故障消鈴邏輯t37工頻泵增泵濾波時(shí)間控制m3.4火災(zāi)消鈴邏輯3.4 plc系統(tǒng)的調(diào)試plc的離線調(diào)試，其主要目的是plc的用戶程序是否能滿足供水系統(tǒng)的控制要求，此項(xiàng)工作可在沒有連接變頻器的情況下進(jìn)行，可與變頻供水箱的制作同時(shí)進(jìn)行，互不影響，最突出的事離線調(diào)試時(shí)即便程序有問題，也不會(huì)損壞被驅(qū)動(dòng)的設(shè)備。（1）按plc的要求準(zhǔn)備好plc的的供電電源，注意觀察，通電后plc通電燈亮；（2）調(diào)試plc的