城市供水系統(tǒng)設(shè)計

1、畢業(yè)論文(設(shè)計)題目：城市恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計 作 者：杜善義 專業(yè)及班級：06級機械制造及自動化 指導(dǎo)老師：劉耀元 準考證號：014408500157 南昌理工學(xué)院光信息機電工程系2009年10月31摘 要 城市供水系統(tǒng)的主要在用水量不斷變化的情況下，維持管內(nèi)水壓在一定范圍內(nèi)，即滿足用戶用水的要求，又能夠最大程度節(jié)約能源、延長設(shè)備壽命。變頻供水的控制器經(jīng)歷了從繼電器-接觸器，到單片機，再到PLC。而變頻器也從多端速度控制、模擬量輸入控制，發(fā)展到專用變頻器。實現(xiàn)了城市供水系統(tǒng)簡單、高效、低耗能的功能，并且實現(xiàn)自動化的控制過程，采用PLC作為核心控制是個較好的方案。 關(guān)鍵詞： 恒壓供水 PLC 變頻

2、器 程序設(shè)計主編：杜善義排版：徐振盼審核：翟亞軍Abstract Urban water supply system, mainly in the water changing circumstances, to maintain its water pressure within a certain range, that is, to meet the requirements of the user of water, but also to the greatest degree of energy conservation, to extend the service life. F

3、requency of water supply has gone from a controller relay - contactor, to the microcontroller, to the PLC. The inverter speed control from multiterminal analog input control, the development of the special inverter. Implementation of urban water supply system is simple, efficient, low-power features

4、, and achieve automated control process, using PLC as a core control is a better solution.Key words: constant pressure water supply inverter PLC program design.目 錄緒論 1 供水系統(tǒng)簡介 1 供水系統(tǒng)功能要求 1第一章.系統(tǒng)的總體設(shè)計 41.1 供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 41.2 供水系統(tǒng)的工作原理 5第二章 硬件系統(tǒng)配置 7 2.1 PLC選型7 2.2 PLC的I/O資源分配 8 2.3 其他資源配置 10第三章.軟件系統(tǒng)設(shè)計 143.1

5、總體流程設(shè)計 143.2 各個模塊梯形圖設(shè)計 21第四章.系統(tǒng)設(shè)計中問題及解決方法 294.1 硬件方面問題 294.2 軟件方面問題 30第5章 設(shè)計小結(jié) 30致謝 31參考資料 32緒 論一、供水系統(tǒng)簡介對于高層用戶來說，在白天或用水高峰時候，供水系統(tǒng)的電機負荷最大，常常滿負荷或超負荷；而晚上或休閑時，所需水量減少，但是電機依然處于滿負荷運行，這樣浪費了大量資源，對電機損耗也很大，由于變頻調(diào)速系統(tǒng)的運用有效的解決了以上問題，根據(jù)用水量的大小來控制水泵的轉(zhuǎn)速，即用水量大時，提高變頻，使水泵轉(zhuǎn)速升高，增加供水量。當用水量減少時，降低變頻，使水泵轉(zhuǎn)速降低，或減少投入運行水泵數(shù)量，減少供水量?，F(xiàn)在

6、由于電子技術(shù)的發(fā)展如SCAD系統(tǒng)、DCS系統(tǒng)和PLC等系統(tǒng)逐漸應(yīng)用到工業(yè)控制中。SCADA系統(tǒng)是由一個主控站和若干個遠程終端站組成，通過物理鏈路層或數(shù)據(jù)鏈路層進行通信聯(lián)系。該系統(tǒng)最初用于通信系統(tǒng)，但終端站的擴展，也實現(xiàn)連續(xù)及順序控制，所以較多應(yīng)用于控制系統(tǒng)，但此類系統(tǒng)多側(cè)重于連續(xù)監(jiān)測的場所。DC系統(tǒng)稱為集散型控制系統(tǒng)，是由多臺計算機和現(xiàn)場終端機組成的，共同完成分散控制和集中操作、管理的綜合控制系統(tǒng)，多側(cè)重于連續(xù)性生產(chǎn)過程管理。PLC時可編程控制器的簡稱，它作為處理系統(tǒng)的控制器，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的功能要求，也可利用計算機作為其上位機，通過網(wǎng)絡(luò)連接PLC，對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，具有編程方便、開發(fā)周期

7、短、維護容易、通用性強、使用方便、控制功能強、模塊化結(jié)構(gòu)、擴展能力強等特點。二、供水系統(tǒng)要求城市供水系統(tǒng)的主要在用水量不斷變化的情況下，維持管內(nèi)水壓在一定范圍內(nèi)，即滿足用戶用水的要求，又能夠最大程度節(jié)約能源、延長設(shè)備壽命。變頻供水的控制器經(jīng)歷了從繼電器-接觸器，到單片機，再到PLC。而變頻器也從多端速度控制、模擬量輸入控制，發(fā)展到專用變頻器。實現(xiàn)了城市供水系統(tǒng)簡單、高效、低耗能的功能，并且實現(xiàn)自動化的控制過程，采用PLC作為核心控制是個較好的方案。PLC具有體積小，設(shè)計周期短、數(shù)據(jù)處理和通信方便、易于操作與維護、明顯降低成本等優(yōu)點，可滿足城市供水系統(tǒng)的要求。除此之外，PLC作為城市供水系統(tǒng)使設(shè)

8、計過程變的更加簡單?？蓪崿F(xiàn)功能變的更多。由于PLC和CPU強大的網(wǎng)絡(luò)通信能力，使城市供水系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與通信變得可能，并且可實現(xiàn)遠程監(jiān)控。利用PLC作為控制器的城市供水系統(tǒng)主要涉及兩個方面：一是信號輸入；二是控制輸出信號。其一、信號輸入城市供水系統(tǒng)信號輸入檢測主要涉及三類信號的檢測，主要包括：按鈕的輸入檢測、液位高低的輸入檢測，以及管內(nèi)壓力的輸入檢測。1)、按鈕輸入檢測。大多數(shù)為人工方式控制的輸入檢測，主要有手動按鈕、自動按鈕、水泵工頻啟動按鈕、水泵變頻啟動按鈕，以及變頻加、減速按鈕等。2)、液位高低輸入檢測。檢測水池液位的高低，用來控制整個供水系統(tǒng)的啟動和停止。3)、管內(nèi)壓力輸入檢測。按鈕輸入

9、和液位高低輸入檢測到為數(shù)字量輸入，管內(nèi)壓力輸入為模擬量輸入。通過將管內(nèi)的壓力傳感器安置于適當位置上，將檢測值反饋到PLC中，通過運算輸出控制水泵信號。當壓力值偏低時，供水量不足，導(dǎo)致用戶無法正常用水，因此需要增加水泵的轉(zhuǎn)速以增加供水量；當壓力值偏高時，導(dǎo)致管內(nèi)壓力值過大，用戶用水較多，容易對管道造成損害，因此減少水泵轉(zhuǎn)速減少供水量，最終使管內(nèi)的水壓力保持在一定范圍內(nèi)。其二、控制信號與輸出信號信號輸出部分主要包括兩個方面；一個是數(shù)字輸出，即各類設(shè)備的接觸器；另外一個是通信輸出，即通過RS-485來控制變頻器。1)、數(shù)字輸出?？刂聘黝愒O(shè)備的啟動和停止，包括：所有水泵的工頻運行和變頻運行等接觸器，以

10、及進水閥門的開啟與關(guān)閉。2)、通信輸出。通過PLC中PID運算的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標準值，該控制信號輸入到變頻器的通信端口上，改變變頻器的輸出頻率，從而控制水泵的轉(zhuǎn)速，最后達到控制水管中壓力的要求。第一章 系統(tǒng)的總體設(shè)計一. 供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 城市供水控制系統(tǒng)設(shè)計主要包括兩個方面：一方面是機械結(jié)構(gòu)設(shè)計；另一方面是PLC電氣控制方面設(shè)計。機械結(jié)構(gòu)是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，實現(xiàn)現(xiàn)控制功能的前提；PLC電氣控制系統(tǒng)是實現(xiàn)控制功能的核心部分。機械部分的設(shè)計相對簡單，電氣結(jié)構(gòu)、設(shè)備組成比較固定。1、主要組成部分 城市供水系統(tǒng)的組成比較簡單，主要是一些管道、水泵、變頻器等，以及其他的輔助設(shè)備構(gòu)成，電氣結(jié)構(gòu)主要組成部分的簡單

11、示意圖。水壓變化水 泵調(diào)速器控制器如圖1-11)、水壓變化：作為系統(tǒng)的控制輸入量，能否采集信號根據(jù)控制系統(tǒng)的精度及可靠性。2)、控制器：是整個控制系統(tǒng)的核心，通過對外界輸入狀態(tài)進行檢測，輸出控制量；對外界輸入數(shù)據(jù)進行運算處理后，輸出相應(yīng)的控制量。例如單片機、可編程邏輯控制器、計算機等。3)、調(diào)速器：作為控制器的核心的后續(xù)控制單元，對終端設(shè)備進行控制，最終達到控制要求。例如多段調(diào)速、變頻調(diào)速等。4)、水泵：供水系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，通過調(diào)速器控制器控制電機的轉(zhuǎn)速，最后達到控制水泵流量大小的要求。2、電氣控制系統(tǒng)控制器、調(diào)速設(shè)備及其他輔助設(shè)備機械結(jié)構(gòu)操作面板圖12 系統(tǒng)電氣圖電氣控制系統(tǒng)主要包括操作面板

12、、電氣控制柜等單元。由于該系統(tǒng)中需要檢測較多的數(shù)字輸入量，并且還要檢測模擬輸入，然后根據(jù)設(shè)定的程序進行數(shù)據(jù)處理，輸出控制信號，因此系統(tǒng)的控制邏輯與時序就需要嚴格按照檢測信號的輸入進行控制，其示意圖如圖12所示。二. 供水系統(tǒng)的工作原理圖1、控制系統(tǒng)總體框圖城市供水電氣控制系統(tǒng)的總體框圖如圖1-3所示，PLC為核心控制器，通過檢測操作面板按鈕的輸入、各類傳感器輸入，以及相關(guān)模擬量的輸入，完成相關(guān)設(shè)備的運行、停止和調(diào)速按鈕。操作面板傳感器輸入模擬量輸入PLC變頻器水泵圖13 城市供水電氣控制系統(tǒng)總體框圖2、工作過程城市供水系統(tǒng)在手動狀態(tài)下，各類設(shè)備的控制根據(jù)操作面板上的按鈕輸入來控制，無邏輯限制，

13、即不根據(jù)傳感器的狀態(tài)進行控制。在自動方式下進行閉環(huán)控制，系統(tǒng)根據(jù)檢測到外部傳感器的狀態(tài)如下:1）首先，測量水位的高低；啟動運行測量壓力反饋值調(diào)節(jié)規(guī)律計算檢測變頻器輸出輸出控制驅(qū)動器一個過程結(jié)束圖14 自動工作過程2）其次，采集壓力傳感器反饋的信號，將該傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成PLC可處理數(shù)字信號。3）再次，PLC根據(jù)壓力反饋值，以及變頻輸出，對模擬量進行數(shù)據(jù)處理。4）最后，在PLC中數(shù)據(jù)經(jīng)過計算后，產(chǎn)生控制信號來實現(xiàn)對驅(qū)動的控制。這就完成了一個工作過程。第二章 硬件系統(tǒng)配置一. PLC選型根據(jù)工作原理和控制功能要求，因此設(shè)計出城市供水系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)框圖如圖2-1所示，在此控制系統(tǒng)中的核心

14、處理器是PLC，其輸入和輸出主要為數(shù)字量，只有一組模擬量輸入?？删幊炭刂破鱌LC操作面板液位高度傳感器管內(nèi)壓力反饋值變頻器三個泵運行顯示面板圖21 電氣控制系統(tǒng)框圖根據(jù)城市供水電氣控制系統(tǒng)的功能要求，從經(jīng)濟性、可靠性等方面來考慮，選擇西門子S7-200系列PLC作為城市供水電氣控制系統(tǒng)的控制主機。由于城市供水電氣控制子系統(tǒng)的輸入/輸出端口較少，而其控制過程相對復(fù)雜，因此采用 CPU224作為該控制系統(tǒng)的主機。在系統(tǒng)中，還需要采集模擬量的功能要求，因此需要再擴展一個模擬量輸入/輸出擴展模塊。西門子公司專門為S7-200系列PLC配置了模擬量輸入/輸出模塊EM235，該模塊具有較高的分辨率和較強的

15、輸出驅(qū)動能力，可以滿足控制系統(tǒng)的功能要求EM23實例圖實例圖CPU224二. PLC的I/O資源配置 根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，PLC的I/O進行配置，具體分配如下所示。 1、數(shù)字量輸入部分在此控制系統(tǒng)中，所有的輸入量基本上屬于數(shù)字量，主要包括各種控制按鈕/旋鈕等數(shù)字輸入，共15個數(shù)字輸入量，如表2.1所示。 2-1 數(shù)字輸入量地址分配輸入地址輸入設(shè)備輸入地址輸入設(shè)備I0.0急停I1.02#泵變頻啟動I0.1手動啟動I1.13#泵工頻啟動I0.2自動啟動I1.23#泵變頻啟動I0.3水池高位I1.3電機加速I0.4水池低位I1.4電機減速I0.51#泵工頻啟動I1.5水池進水閥門I0.61#泵變頻啟

16、動I1.6變頻復(fù)位I0.72#泵工頻啟動2、數(shù)字量輸出部分在這個控制系統(tǒng)中，主要輸出控制的設(shè)備有，各種接觸器、閥門等，共7個輸出點，其具體分配如表2-2所示表2-2 數(shù)字輸出量地址分配輸出地址輸出設(shè)備輸出地址輸出設(shè)備Q0.01#泵工頻接觸器Q0.43#泵工頻接觸器Q0.11#泵變頻接觸器Q0.53#泵變頻接觸器Q0.22#泵工頻接觸器Q0.6水池閥門Q0.32#泵變頻接觸器3、模擬量輸入部分由于需要采集一個壓力傳感器所反饋數(shù)據(jù)，因此擴展了一個模擬量輸入/輸出模塊，具體I/O分配如表2-3。 表2-3 模擬量輸入地址分配輸入地址輸入設(shè)備AIWO壓力傳感器根據(jù)控制系統(tǒng)的功能要求、如表2-1、2-2

17、和2-3所示的I/O分配情況，以及圖2-6所示的城市供水系統(tǒng)的硬件連線圖，設(shè)計出城市供水系統(tǒng)的硬件連線圖，如圖2-6所示，此圖控制面板的手動控制部分主要在調(diào)試系統(tǒng)時使用，調(diào)試完成后基本處于閑置狀態(tài)。3#泵變頻啟動急停手動啟動自動啟動水池高位水池低位1#泵工頻啟動1#泵變頻3#啟動 2#泵工頻啟動2#泵變頻啟動3#泵工頻啟動電動機加速電動機減速水池進水閥門變頻器復(fù)位1#泵工頻接觸器1#泵變頻接觸器2#工頻接觸器2#泵變頻接觸器3#泵工頻接觸器3#泵變頻接觸器水池閥門AIWO EM235圖2-6 系統(tǒng)硬件連線圖壓力傳感器PLC···數(shù)據(jù)線三. 其他資源配置要完成系統(tǒng)的

18、控制除了要PLC主機及擴展模塊之外，還需要各種開關(guān)、接觸器和變頻器等儀器設(shè)備 1、接觸器 在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，其中所有設(shè)備的運行不是連續(xù)的，而是根據(jù)控制面板上的按鈕情況或根據(jù)傳感器的反饋值進行的，因此需要PLC根據(jù)當前的工作情況，以及按鈕的情況來控制所有設(shè)備的啟停，共6個接觸器：1#泵工頻接觸器、2#泵工頻接觸器、3#泵工頻接觸器、1#泵變頻接觸器、2#泵變頻接觸器、3#泵變頻接觸器。 （1）1#泵工頻接觸器,1#泵工頻接觸器是連接1#到工頻電網(wǎng)的接觸器，通過PLC輸出的指令控制泵的工頻運行或停止。（2）2#泵工頻接觸器,2#泵工頻接觸器是連接2#泵到工頻電網(wǎng)的接觸器，通過PLC輸出的指令控

19、制泵的工頻運行或停止。（3）3#泵工頻接觸器，3#泵工頻接觸器是連接3#泵到工頻電網(wǎng)的接觸器，通過PLC輸出的指令控制泵的工頻運行或停止。（4）1#泵變頻接觸器，1#泵變頻接觸器是連接1#泵到變頻器的接觸器，通過PLC輸出的指令控制泵的變頻運行或停止。(5）2#泵變頻接觸器，2#泵變頻接觸器是連接2#泵到變頻器的接觸器，通過PLC輸出的指令控制泵的變頻運行或停止。（6）3#泵變頻接觸器，3#泵變頻接觸器是連接3#泵到變頻器的接觸器，通過PLC輸出的指令控制泵的變頻運行或停止。2、變頻器MM430變頻器一種風機水泵負載專用變頻器，能使用于各種變速驅(qū)動系統(tǒng)，尤其使用于工業(yè)部門的水泵和風機，主要優(yōu)點

20、有以下幾個方面。1).體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。2).采用模塊化結(jié)構(gòu)，組織靈活。3).具有完善的電機和變頻保護功能。 4).具有較高的輸出轉(zhuǎn)矩。5).具有旁路功能，可安全的將電機直接切換為電源供電。6).具有節(jié)能功能，可最大限度節(jié)約能源。7).如果對水泵進行驅(qū)動時可以無載空轉(zhuǎn)狀態(tài)進行檢測。8)組驅(qū)動數(shù)據(jù)，可使變頻器在3組驅(qū)動數(shù)據(jù)下工作。9).復(fù)合制動功能可實現(xiàn)快速制動。10).可設(shè)置跳轉(zhuǎn)頻率，可在驅(qū)動系統(tǒng)出現(xiàn)諧振時將機械所受壓力降到最低。 11).再啟功能，可使變頻器與正在轉(zhuǎn)動的電機連接時所受沖擊力最小。 12).變頻器根據(jù)PTC/KTY的輸入信號對電機進行過高溫檢測，保護電機。13).可接入網(wǎng)絡(luò)中使

21、用。14).集成的EMC濾波器能有效降低對安裝工作的要求。3、各類按鈕在這個控制系統(tǒng)的自動操作中，采用三種機械按鈕，控制供水系統(tǒng)的調(diào)試和運行，手動/自動按鈕使用按鈕，即旋到一邊接通，旋到另一邊關(guān)閉；自動啟動按鈕采用觸點觸發(fā)式按鈕；急停按鈕使用旋轉(zhuǎn)復(fù)位按鈕，按下后系統(tǒng)停止，旋轉(zhuǎn)后自動彈起。在手動控制狀態(tài)時，對每個設(shè)備都對應(yīng)一個按鈕，采用觸點觸發(fā)式按鈕，即按下接通，松開復(fù)位。4、人機界面該系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)采用西門子公司的TD200文本顯示器，該顯示器可適用所有S7-200系列的PLC，采用TD200主要完成以下功能：顯示信息；設(shè)定及修改控制系統(tǒng)的參數(shù)；8個可由用戶定義的功能鍵，可代替普通按鈕；提供強

22、制I/O檢測功能。TD200的連接很簡單，只需在所提供的連接電纜接到S7-200系列PLC的PPI接口上即可，在距離不超過其規(guī)定范圍時，由PLC對其進行供電。在編程時，可利用西門子公司提供的編程軟件STEP 7-Micro/WIN32，由于在CPU中已經(jīng)保留了一個專門的區(qū)域用于與TD200進行數(shù)據(jù)交換，所以只需要將顯示及修改的中間繼電器、寄存器等與文本顯示器相應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)域進行連接即可。5、傳感器傳感器的作用是將壓力、溫度等非電量的物理信號轉(zhuǎn)換成電量信號后，傳送到PLC主機中進行數(shù)據(jù)處理后,再通過通信傳給變頻器控制電機。第三章 軟件系統(tǒng)設(shè)計 采用西門子公司為S7-200系列PLC開發(fā)的STEP

23、7-Micro/WIN32作為編程軟件，就可以開始軟件部分的設(shè)計，根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設(shè)計情況以及PLC控制系統(tǒng)I/O的分配情況，進行軟件編程的設(shè)計。在軟件設(shè)計中，首先按照需要實現(xiàn)的功能的要求做出流程框圖，也便于調(diào)試。開始自動控制手動控制圖3-1 模式選擇流程圖 自動？一. 總體流程設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，控制過程可分為手動控制和自動控制功能。在手動控制模式下，每個設(shè)備可單獨運行，以測試設(shè)備的性能，模式選擇流程圖如圖3-1。1、手動模式下在手動模式下可單獨調(diào)試每個設(shè)備的運行，手動操作模式工作流程圖如圖3-2。手動控制1#泵工頻運行1#泵變頻控制2#泵工頻運行2#泵變頻控制3#泵工

24、頻運行3#泵變頻控制圖3-2 手動操作模式工作流程圖 2、自動模式處于自動模式時，系統(tǒng)上電后，按下自動啟動，確認后系統(tǒng)開始工作，其工作過程包括以下幾個方面。（1）系統(tǒng)上電后，按下自動啟動按鈕，檢測水池水位。（2）水位滿足，變頻啟動1#泵，同時檢測管內(nèi)壓力。（3）管內(nèi)壓力大于設(shè)定值，水泵變頻調(diào)節(jié)；小于設(shè)定值，啟動2#水泵。（4）管內(nèi)壓力大于設(shè)定值，維持現(xiàn)狀不變；小于設(shè)定值，2#水泵工頻啟動，3#水泵變頻運行。（5）管內(nèi)壓力大于設(shè)定值，維持現(xiàn)狀不變；小于設(shè)定值，3#水泵工頻運行。（6）管內(nèi)壓力大于設(shè)定值，以次減少投入運行水泵的數(shù)量。自動操作工作模式流程圖3-3所示。在自動控制工作流程圖中，調(diào)用了各

25、個控制系統(tǒng)的程序，主要包括水池水位檢測程序、1#泵控制程序、2#泵控制程序、3#泵控制程序，水池水位檢測程序主要控制進水閥門的運行和停止，其中工作過程包括以下幾個方面。（1） 自動過程開始啟動進水閥門，監(jiān)測水位高低。（2） 水位高于高位傳感器，啟動定時3s。（3） 定時到，仍高于高位傳感器，停止進水閥門運行。（4） 水位處于高位和低位傳感器之間，進水閥門正常運行。（5） 水位低于低位傳感器，啟動定時1s。（6） 定時到，啟動進水閥門，監(jiān)測水位高低。（7） 進水閥門啟動后，啟動定時2s.（8） 定時到，水位仍低于低位傳感器，輸出故障標志。自動控制變頻啟動1#水泵管內(nèi)水壓小于設(shè)定值？管內(nèi)水壓小于設(shè)

26、定值？管內(nèi)水壓小于設(shè)定值？管內(nèi)水壓小于設(shè)定值？管內(nèi)水壓小于設(shè)定值？管內(nèi)水壓小于設(shè)定值？變頻器啟動2水泵1#、水泵工頻運行變頻器啟動3#泵1#、2#水泵工頻運行1#、2#、3#水泵工頻運行管內(nèi)水壓小于設(shè)定值？變頻啟動2#水泵1#水泵停止運行變頻器啟動2#水泵1#水泵共工頻運行3#水泵停止運行NYNNYYYNNYYNN圖3-3 自動操作模式工作流程圖 水池水位監(jiān)測工作流程如圖3-4所示。水池水位監(jiān)測水位高于高位傳感器？水池低于低位傳感器？進水閥門運行啟動定時1s定時到？啟動進水閥門啟動定時2s定時到？水位低于低于傳感器？進水閥故障啟動定時3s定時到？停止進水閥門NYYYNNYYNNY圖3-4 水池

27、水位檢測工作流程圖 1#泵控制程序主要控制1#泵的運行、停止和變頻調(diào)速，其工作過程包括以下幾個方面:（1） 自動過程開始啟動1#泵變頻運行，監(jiān)測管內(nèi)壓力大小。（2） 反饋值小于設(shè)定值，啟動定時5S。（3） 定時到，仍小于設(shè)定值，監(jiān)測變頻器的輸出頻率。（4） 變頻器輸出頻率為50Hz，切換1#泵工頻運行，啟動2#泵控制程序。1#泵控制程序如圖3-5。圖3-10水池水位監(jiān)測工作流程圖自動調(diào)節(jié)過程1#電動機變頻啟動.1#泵電動機運行控制起動PID運算反饋值小于標準值定時5s啟動？延時到？反饋值小于標準值?變頻器輸出超過50Hz1#電動機工頻運行2#電動機運行控制N Y N Y N N Y 圖3-5

28、1#泵控制流程圖2#控制程序主要控制2#泵的運行、停止和變頻調(diào)速，其工作過程包括以下幾個方面。(1).起動2#泵變頻運行，檢測管內(nèi)壓力大小。(2).反饋值小于設(shè)定值，啟動定時5s。(3).定時到，仍小于設(shè)定值，檢測變頻器的輸出頻率。(4).變頻器輸出頻率大于50Hz。切換2#泵工頻運行，起動3#控制程序。(5).管內(nèi)壓力反饋值大于設(shè)定值，切除1#泵工頻運行，維持2#泵變頻調(diào)速運行。2#泵控制流程圖如圖3-6所示2#電動機運行控制2#變頻運行啟動PID運算定時5s啟動延時到？切除運行于工頻的1#電動機反饋值小于標準值變頻器輸出超過50Hz2#電動機供品運行3#電動機運行控制N Y Y N Y N

29、 Y 3-6 2#控制流程圖反饋值小于標準值3#電動機運行控制3#變頻運行啟動PID運算反饋值小于標準值?起動定時5s延時？到？切除運行于工頻的電動機程序反饋值小于標準值變頻器輸出超過50Hz3#電動機供品運行Y N N Y N Y N Y 圖3-7 3#泵控制流程切除工頻運行程序主要控制3個泵在工頻狀態(tài)下的運行時，根據(jù)管內(nèi)壓力的反饋值，依次停止，其工作過程包括以下幾個方面。（1） 切除1#泵工頻運行，檢測管內(nèi)壓力大小。（2） 反饋值小于設(shè)定值，啟動定時5s。（3） 定時到，仍小于設(shè)定值，啟動2#泵控制程序。（4） 若大于設(shè)定值，切除2#泵工頻運行，檢測管內(nèi)壓力大小。（5） 管內(nèi)壓力反饋值大于

30、設(shè)定值，啟動3#泵控制程序。（6） 小于設(shè)定值，啟動定時5s。（7） 定時到。仍小于設(shè)定值，啟動1#泵控制程序。（8） 大于設(shè)定值，全部停機。切除工頻運行泵工作流程如圖3-8所示。切除運行于工頻的子程序切除運行于工頻的1#電動機其他狀態(tài)不變PID運算反饋值小于標準值？定時5s啟動定時到？反饋值小于標準值2#電動機控制程序切除運行于工頻的2#電動機其他狀態(tài)不變PID運算反饋值小于標準值？定時啟動5s定時到？反饋值小于標準值啟動1#電動機控制程序3#電動機控制程序全部停機定時到？NYNYNYYYYNN圖3-8二. 各個模塊梯形圖設(shè)計在設(shè)計程序過程中，會使用到許多寄存器、中間繼電器、定時器等軟件，為

31、了便于編程及修改，在各個程序編寫前列出了可能用到的軟元件如表3-5。表39 元件設(shè)置元件意義內(nèi)容備注M0.0系統(tǒng)停止標志On有效M0.1手動控制標志On有效M0.2自動控制啟動標志On有效M0.3進水閥開啟標志On有效M0.4水池故障標志On有效M0.51#泵工頻運行標志On有效M0.62#泵工頻運行標志On有效M0.73#泵工頻運行標志On有效M1.01#泵變頻運行標志On有效M1.12#泵變頻運行標志On有效M1.23#泵變頻運行標志On有效M1.31#泵變頻到工頻切換標志On有效M1.42#泵變頻到工頻切換標志On有效M1.53#泵變頻到工頻切換標志On有效M2.0斷開1#泵工頻運行標志

32、On有效M2.1斷開2#泵工頻運行標志On有效M2.2斷開3#泵工頻運行標志On有效M3.0USSINIT指令完成標志On有效M3.1確認變頻的響應(yīng)標志On有效M3.2指示變頻的運行狀態(tài)的標志On為運行，off為停止M3.3指示變頻的運行方位的標志On為逆時針，off為順時針M3.4指示變頻上的禁止位狀態(tài)標志On為被禁止，off為不禁止M3.5指示變頻器故障位狀態(tài)標志On位故障，off位無故障T37水池水位高于高位傳感器定時30030sT38水池水位低于低位傳感器定時10010sT39進水閥啟動后定時20020sT40管內(nèi)測量防波動定時505sT41管內(nèi)測量防波動定時505sT42管內(nèi)測量防波

33、動定時505sVD10手動變頻器速度寄存器VD20自動1#泵速度寄存器VD30自動2#泵速度寄存器VD40自動3#泵速度寄存器VD50自動變頻器速度寄存器VD100壓力傳感器標準值寄存器VD102壓力傳感器反饋值寄存器VD104變頻器50Hz標準值寄存器VD200USSINIT指令執(zhí)行結(jié)果VD202USSCTRL錯誤狀態(tài)字節(jié)VD204變頻器返回的狀態(tài)字原始值VD206全速百分值的變頻速度-200%200%LD I0.1 手動按鈕O M0.1 AN M0.0 停止標志AN M0.4 水池故障標志= M0.1 手動控制標志LD M0.1LPSLD I0.5 1#泵工頻運行標志O M0.5ALD A

34、N I0.6 1#泵變頻運行標志= M0.5 1#泵工頻運行標志LDR LD I0.6 1#泵變頻運行標志O M1.0 ALD AN I0.5= M1.0 1#泵變頻運行標志LRD LD I0.7 2#泵工頻運行標志O M0.6ALD AN I1.0 2#泵變頻運行標志= M0.6 2#泵工頻運行標志LRD LD I1.0 2#泵變頻運行標志O M1.1ALDAN I0.7 2#泵工頻運行標志= M1.1 2#泵變頻運行標志LRDLD I1.1 3#泵工頻運行標志O M0.7ALDA SM0.5 EU+R 5.0,VD10 變頻器輸出速度增加5%LPPA I1.4 電動機減速按鈕A SM0.5

35、EU-R 5.0,VD10 變頻器輸出速度減少5%AN I1.1 3#泵工頻運行按鈕= M1.2 3#泵變頻運行標志LD M0.1LD M1.0O M1.1O M1.2 ALDLPSA I1.3 電動機加速按鈕圖39 手動控制梯形圖程序1.手動控制程序在系統(tǒng)上電后，控制方式選擇手動方式時，可通過面板上的按鈕控制每個設(shè)備的運行。手動控制系統(tǒng)主要是便于在系統(tǒng)完成后，進行調(diào)試，檢測各個設(shè)備是否正常運行，手動控制梯形圖程序如圖3-15與圖3-15所示的梯形圖程序?qū)?yīng)的語句表程序如圖示。手動模式的設(shè)置主要是為了方便系統(tǒng)的調(diào)試和維修工作，在調(diào)試時，可以對不同的設(shè)備進行調(diào)試，最后整個系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。在維修時，

36、如果系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)問題，也可采用手動方式進行檢查，便于維修。2、自動控制程序在生產(chǎn)中，大多采用自動過程進行控制，系統(tǒng)通過傳感器的反饋信號來控制設(shè)備的啟動和停止，以及調(diào)速控制，如圖3-10。與圖3-10所示的梯形圖程序?qū)?yīng)的語句表程序如下：圖310 自動控制梯形圖程序LD I0.2 自動控制標志O M0.2 AN M0.0 停止標志AN 0.4 水池故障標志= M0.2 自動控制標志LD I0.0 停止按鈕= M0.01、功能程序A T38O M0.3 開啟進水閥門AN T37AN M0.0AN M0.4= M0.3TON T39,200 進水閥門開啟后，定時2sLD M0.3A T39A

37、N I0.4= M0.4 定時到，輸出故障標志水位檢測程序，完成對水池中水位的檢測，控制系統(tǒng)的運行與停止，如圖3-17。LD SM0.1O M0.3AN T37AN M0.0AN M0.4= M0.3LD SM0.0A I0.3 水池高位TON T37,300 超過高位定時LD SM0.0AN I0.4 水池低位TON T38,100 低于低位定時LD SM0.0圖3-17水位檢測梯形圖程序圖311 自動控制梯形圖程序1#泵控制程序，完成對1#的控制，其控制梯形圖如圖3-18，與圖3-18所示的梯形圖程序?qū)?yīng)的語句表程序如下： LD M0.2EU O M1.0CALL SBR0 調(diào)用PID回路

38、子程序CALL SBR1 調(diào)用產(chǎn)生中斷子程序AN M0.0AN M0.4AN M1.3 1#泵變頻到工頻切換標志= M1.0 1#運行標志LD M0.2A M1.0AR< VD102,VD100 管內(nèi)壓力小于設(shè)定值A(chǔ)R= VD20,VD104 變頻器速度達到100%TON T40,50 定時器啟動LD M0.2A M0.1AR< VD102,VD100AR= VD20, VD104A T40 = M1.3 定時到，輸出1#泵切換至工頻運行LD M0.2A M1.3O M0.5AN M0.0AN M0.4AN M0.2= M0.5 1#工頻運行標志圖3-18 1#泵控制梯形圖程序圖3

39、-18 1#泵控制梯形圖程序2#泵控制程序，完成對2#的控制，其控制梯形圖如圖3-19，與圖3-19所示的梯形圖程序所對應(yīng)的語句表程序如下LD M0.2A M0.5EUO M1.1AN M0.0AN M0.4AN M1.4= M1.1 2#變頻器運行標志LD M0.2A M1.1AR< VD102.VD100 管內(nèi)壓力小于設(shè)定值A(chǔ)R= VD30,VD104 變頻器速度達到100%TON T41,50 定時器啟動LD M0.2A T41AR< VD102,VD100 AR= VD30,VD104 A T41 = M1.4 2#泵切換工頻運行標志LD M0.2AM 1.4O M0.6AN M0.0AN M0.4AN M2.1= M0.6 2#泵工頻運行標志LD M0.2A M1.1A M0.5AR> VD102,VD100= M2.0圖3-19 2#泵控制梯形圖程序3#泵控制程序，完成對3#泵的控制，如圖3-20所示。圖3-20 3#泵控制梯形圖程序與圖3-20所示的梯形圖程序所對應(yīng)的語句表程序如下：AN M0.0AN M0.4AN M2.2= M0.7 3#泵工頻運行標志LD M0.2 A M1.2A M0.6AR> VD102,VD100 管內(nèi)壓力大于設(shè)定值= M2.1 切