恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文要點(diǎn)

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1、 麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電信息分院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng) 學(xué)生學(xué)號(hào)： 080XXXXX 學(xué)生姓名： XXXX 導(dǎo)師姓名： 葉 XX 班 級(jí) 機(jī)電 0XXX 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng) 機(jī)電一體化技術(shù) 提交日期 201X 年 X 月 XX日 答辯日期 201X 年 X 月 XX日

2、201X年 5 月 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘要 隨著經(jīng)濟(jì)的發(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， 現(xiàn)今能源的緊缺， 利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、 可編程控制技術(shù)、 通訊技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)， 設(shè)計(jì)出高性能、 高效率、 能適應(yīng)不同領(lǐng)域的可靠性高的恒壓供水系統(tǒng)成為必然的趨勢(shì)。 本論文從節(jié)約能源的角度出發(fā)， 提出多種不同的控制方案， 最后通過(guò)方案間的比較和針 對(duì)現(xiàn)今社會(huì)的調(diào)查確定選用變頻器與 PLC 實(shí)現(xiàn)恒壓供水系統(tǒng)控制的方案。論文具體介紹恒 壓供水系統(tǒng)的控制原理及 PLC 控制系統(tǒng)，給出了 PLC 控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)

3、。系統(tǒng)主 要控制目標(biāo)是泵站總管出水壓力， 在用戶(hù)端的檢測(cè)機(jī)構(gòu)反饋數(shù)值與系統(tǒng)給定值進(jìn)行比較， 其 差值經(jīng) PID 運(yùn)算處理后發(fā)出控制指令，使變頻器變頻，調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)電機(jī)數(shù)量或或改變電機(jī)運(yùn) 轉(zhuǎn)速度，從而達(dá)到總管供水壓力在給定的范圍內(nèi)。 關(guān)鍵字： 變頻調(diào)速、恒壓供水、 PLC 、 MCGS

4、 1 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目錄 第一章 緒論 3 1.1 城市供水的需求 3 1.2 恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的和意義 3 1.3 設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求 3 第二章 系統(tǒng)的方案選擇 4 2.1 系統(tǒng)控制方案選擇 4 2.2 恒壓供水系統(tǒng) 4 2.3 變頻調(diào)速節(jié)能原理 5 第三章 系統(tǒng)控制回路設(shè)計(jì) 5 3.1 主電路設(shè)計(jì) 5 3.2 控制電路設(shè)計(jì) 5 3.3 其他回路設(shè)計(jì) 6 第四章 元器件的選型 6 4.1.PLC 選型 6 4.2 變頻器的選型 6

5、 4.3 模擬量模塊的選擇 6 4.4 壓力變送器的選型 6 4.5 觸摸屏的選型 7 4.7 原件表 7 第五章 元?dú)饧慕泳€圖 8 5.1 PLC 接線圖 8 5.2 變頻器接線圖 8 5.3 模擬量模塊接線圖 8 第六章 PLC 控制及編程 9 6.1 PLC 控制流程圖 9 6.2 I/O 地址分配表 9 6.3 編程及程序介紹 11 第七章 組態(tài) 14 7.1 MCGS 組態(tài) 14 第八章 總結(jié) 16 致謝 17 參考文獻(xiàn)： 18 附錄 1 恒壓供水系統(tǒng)程序 19 附錄 2 電

6、氣原理圖 29 2 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 緒論 1.1 城市供水的需求 隨著我國(guó)城市和工業(yè)化進(jìn)程的加快， 城市供水面臨著缺水與水環(huán)境惡化雙重壓力， 還存 在著浪費(fèi)、 低效用水及管理落后現(xiàn)象。 長(zhǎng)期以來(lái)區(qū)域供水都是有市政管網(wǎng)經(jīng)過(guò)二次加壓和水 塔、高位水池等設(shè)施來(lái)實(shí)現(xiàn)。 由于用戶(hù)用水有著季節(jié)和時(shí)間段的明顯變化。 普通的供水方式 就不能滿(mǎn)足供水需求，從而造成各種資源的浪費(fèi)。 1.2 恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的和意義 隨著電力技術(shù)的發(fā)展， 以變頻調(diào)速為核心的智能供水

7、控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓 力罐等供水設(shè)備。 智能供水有三方面的特點(diǎn)： 一起動(dòng)平穩(wěn)， 起動(dòng)電流可限制在額定電流以?xún)?nèi)， 從而避免了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊； 二由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了， 從而可延長(zhǎng)泵和閥門(mén)等元件 的使用壽命；三可以消除起動(dòng)和停機(jī)時(shí)的“水錘效應(yīng)” 。其穩(wěn)定安全的運(yùn)行性能、簡(jiǎn)單方便 的操作方式、 以及齊全周到的功能， 將使供水實(shí)現(xiàn)節(jié)能和節(jié)省人力， 最終達(dá)到高效率的供水 的目的。 1.3 設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求 本設(shè)計(jì)的任務(wù)是在原有供水不變的基礎(chǔ)上配備 PLC 和變頻器等現(xiàn)今運(yùn)用最為廣泛的先 進(jìn)技術(shù)，在用水需求量改變時(shí)，變送器根據(jù)

8、管網(wǎng)壓力，把數(shù)值傳送給 PLC ， PLC 經(jīng)過(guò) PID 運(yùn)算與設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比，來(lái)增減或調(diào)整電機(jī)投運(yùn)臺(tái)數(shù)和轉(zhuǎn)速，從而能達(dá)到智能供水的目的。 設(shè)計(jì)中給出詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案，及方案設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)、 PLC 程序、外部線路連接圖和硬件的選 型。 系統(tǒng)控制要求： 1、對(duì)三臺(tái)變頻泵根據(jù)反饋值進(jìn)行控制，及加減泵或改變單臺(tái)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。 2、在用水量相對(duì)較少的時(shí)間段采用輔佐泵供水，停止其他水泵工作。 3、可手動(dòng) /自動(dòng)兩個(gè)檔位相互切換，相互間互不干擾。 3 旭日小區(qū)恒壓供水系

9、統(tǒng)設(shè)計(jì) 第二章 系統(tǒng)的方案選擇 2.1 系統(tǒng)控制方案選擇 目前普遍而言小區(qū)供水主要采用水泵、 水塔、高位水箱等， 這些供水方式存在著嚴(yán)重的浪費(fèi)現(xiàn)象。比如水泵，就是直接用水泵把水源輸送到用戶(hù)單元，此方法操作簡(jiǎn)單，但是非常繁瑣。每次用水都必須去開(kāi)啟水泵。 水塔，就是先用水泵把水抽到高處， 然后利用水的壓力供水， 和直接用水泵供水有了進(jìn) 一步提高。 但是這種方法把水經(jīng)過(guò)兩次輸送。 輸送過(guò)程中不可避免的造成二次污染， 影響居 民健康。所以這種方法不可取。 高位水箱——采取這種方法不但達(dá)到了高層樓房用戶(hù)不因城市水管壓力減小而用

10、不到 水的目標(biāo)，也盡量避免了水源的二次污染。可它的投資成本價(jià)高。居民負(fù)擔(dān)加重，所以不可 取。 綜合上述方案， 恒壓供水系統(tǒng)就凸現(xiàn)而出。 結(jié)合小區(qū)用水特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益， 恒壓供水就 是不二的選擇。下面就具體介紹一下此系統(tǒng)。 2.2 恒壓供水系統(tǒng) 系統(tǒng)的控制方式如圖 2-1 恒壓供水控制系統(tǒng)總圖。系統(tǒng)由 PLC 作為主站，變頻器、觸 摸屏作從站組成。 觸摸屏上可顯示系統(tǒng)當(dāng)前的工作情況和各項(xiàng)數(shù)值， 也可進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)字量 操作，如手動(dòng)控制時(shí)進(jìn)行各泵的手動(dòng)開(kāi)關(guān)控制 (詳細(xì)信息見(jiàn)第七章 ) 。變頻器只作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)， 它與 PLC 進(jìn)行數(shù)據(jù)

11、傳輸，以及反饋信息給 PLC 。在控制系統(tǒng)中還有變送器，它只進(jìn)行模擬 量傳輸，反饋各管路壓力當(dāng)前值。 圖 2-1 恒壓供水控制系統(tǒng)總圖 4 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2.3 變頻調(diào)速節(jié)能原理 1、從水泵的工作效率 不是變頻供水的水泵功率不隨供水需求變化而變化。我們來(lái)做個(gè)計(jì)算：以一臺(tái) 1KW 的 水泵電機(jī)工作 12 小時(shí)。不變頻時(shí)需用電 12KWh 。變頻調(diào)速供水除 12

12、 小時(shí)都是需求量大則 為 12KWh ，但 12 小時(shí)不可能全是用水高峰期，所以在一些用水相對(duì)較少的時(shí)候， 變頻調(diào)速 就體現(xiàn)出來(lái)了。 2、從電機(jī)的使用壽命看 水泵電機(jī)如果都是在沒(méi)有保護(hù)的狀態(tài)下啟動(dòng)停機(jī)， 在啟動(dòng)過(guò)程中由于電機(jī)加速過(guò)程十分急劇，這樣很容易產(chǎn)生“水錘”效應(yīng)。 “水錘效應(yīng)”極具破壞性，壓強(qiáng)過(guò)高，將引起管子爆 裂；反之，壓強(qiáng)過(guò)低有會(huì)導(dǎo)致管子的癟塌。此外， “水錘效應(yīng)”還可能損壞閥門(mén)或其他元部件。這對(duì)電機(jī)的使用壽命有嚴(yán)重的影響。 而采用變頻器調(diào)速后， 可以通過(guò)對(duì)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)間上控制來(lái)延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間， 使電機(jī)加速時(shí)間延長(zhǎng)。 在停機(jī)過(guò)程中， 同樣可以對(duì)電機(jī)降速時(shí)間延

13、長(zhǎng)，從而徹底消除“水錘效應(yīng)” 。在停機(jī)過(guò)程中，由于采用延長(zhǎng)加速減速時(shí)間，使得水泵葉片承受壓力減?。惠S承磨損減小。所以，采用了變頻調(diào)速以后，水泵電機(jī)的壽命將大大延長(zhǎng)。 第三章 系統(tǒng)控制回路設(shè)計(jì) 3.1 主電路設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)主電路時(shí)，采取電機(jī)啟動(dòng)保護(hù)器 QM 來(lái)保護(hù)電機(jī)。電機(jī)啟停均有 PLC 控制，在 電機(jī)變頻調(diào)速時(shí)， 同時(shí)接通變頻器和變頻電機(jī)， 根據(jù)水壓進(jìn)行變頻調(diào)速或增泵減泵處理。 系 統(tǒng)詳細(xì)控制見(jiàn)附錄 2《電氣原理圖》 。 3.2 控制電路設(shè)計(jì) 控制電路是控制系統(tǒng)的大腦， 它操控著控制系

14、統(tǒng)的所有動(dòng)作機(jī)信號(hào)處理。 在設(shè)計(jì)上因?qū)? 某些不能同時(shí)接通的電路部分進(jìn)行雙重互鎖 (即機(jī)械與電氣互鎖 )，以保證電路的正常運(yùn)行。 在模擬量處理中，為此加上了 A/A1 安全隔離柵，以保證模擬信號(hào)的準(zhǔn)確安全傳輸。具體接 線圖見(jiàn)附錄 2《電氣原理圖》 。 5 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.3 其他回路設(shè)計(jì) 在電路設(shè)計(jì)中，常常一個(gè)主電路很難完成系統(tǒng)的控制，所以在設(shè)計(jì)中添加了輔助回路。 輔助回路在系統(tǒng)中作輔助用， 但又不能缺少。 輔助回路包括一個(gè)控制變壓器和兩個(gè)電源開(kāi)關(guān)。

15、 變壓器輸出的電壓為 220V ，供控制電路使用； 兩個(gè)開(kāi)關(guān)電源分別供給 PLC 輸入輸出和模擬 量回路。詳細(xì)的分配見(jiàn)附錄 2《電氣原理圖》 。 第四章 元器件的選型 4.1.PLC 選型 PLC 具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)、配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)、易學(xué)易用、系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造、體積小，重量輕，能耗低等特點(diǎn)。 在本設(shè)計(jì)中，需 13 點(diǎn)輸入， 15 點(diǎn)輸出。西門(mén)子 PLCcpu224(14DI/10DO) ，輸入點(diǎn)滿(mǎn)足 要求，輸出點(diǎn)不滿(mǎn)足； cpu226(24DI/16

16、DO) 輸入輸出都能滿(mǎn)足要求。故此次設(shè)計(jì)選擇西門(mén)子 PLCcpu226(24DI/16DO) 。 4.2 變頻器的選型 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， 能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電機(jī)的軟起動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因素、過(guò)流 /過(guò)壓 /過(guò) 載保護(hù)等功能。 本次設(shè)計(jì)中選選用斯耐德 ATV21 風(fēng)機(jī)泵用變頻器。此系列有可變轉(zhuǎn)矩泵和風(fēng)機(jī)應(yīng)用鎖 必需的所有功能： PI 調(diào)節(jié)器，預(yù)置 PI；自動(dòng)重啟動(dòng)，可在運(yùn)行時(shí)恢復(fù)；變頻跳躍；過(guò)載檢 測(cè)與欠載檢測(cè)等功能（具體說(shuō)明及參數(shù)設(shè)置可見(jiàn) ATV21

17、 用戶(hù)手冊(cè)） 。 4.3 模擬量模塊的選擇 設(shè)計(jì)中有壓力模擬量的運(yùn)算，按要求有四個(gè)模擬量輸入，而對(duì)變頻器要進(jìn)行輸出控制， 所以需要一位輸出。故選擇西門(mén)子 EM235 模擬量模塊。 4.4 壓力變送器的選型 為了使供水系統(tǒng)更加準(zhǔn)確的完成供水任務(wù)， 在選擇壓力變送器就變的十分重要。 經(jīng)過(guò)各 6 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 品牌之間的對(duì)比，這里選擇羅斯蒙特壓力變送器。 4.5 觸摸屏的選型 因?yàn)楦鞣N品牌的觸摸屏一般都有自己的軟件， 在選擇上有一定的限制。 本

18、次設(shè)計(jì)選擇昆 侖通態(tài)研發(fā)的人機(jī)界面 TPC7062K 。本次軟件為組態(tài)軟件。 4.7 原件表 電氣元件表根據(jù)電氣原理圖進(jìn)行選擇，詳細(xì)資料見(jiàn)表 4-1 硬件明細(xì)表： 序號(hào) 名 稱(chēng) 1 主斷路器 2 控制變壓器斷路器 3 一號(hào)泵電機(jī)保護(hù)啟動(dòng)器 4 二號(hào)泵電機(jī)保護(hù)啟動(dòng)器 5 三號(hào)泵電機(jī)保護(hù)啟動(dòng)器 6 輔佐泵電機(jī)保護(hù)啟動(dòng)器 7 一號(hào)電機(jī)接觸器 8 二號(hào)電機(jī)接觸器 9 三號(hào)電機(jī)接觸器 10 輔佐電機(jī)接觸器 11 中間繼電器 12 熔斷器 13 熔斷器 14 急停按鈕 15

19、普通按鈕 16 指示燈 17 聲光蜂鳴器 18 電流互器 19 開(kāi)關(guān)電源 20 進(jìn)線電抗器 21 控制變壓器 22 變頻器  代 號(hào) QF1 QF2 QM1 QM2 QM3 QM4 KM1 KM2 KM3 KM4 KA1-KA15 FU1--FU7 FD1--FD2 SJ1 SB1~SB6 HL1-HL2 HA TB1-TB3 A/D1-A/D2 TC TK V/F 7

20、 23 24 25 26 27  旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 可編程控制器（ CPU） PLC-CPU 模擬量輸入模塊 PLC-2 解摸屏 TPC7062K 信號(hào)隔離安全柵 A/A1-A/A4 通訊電纜 MPI 表 4-1 硬件明細(xì)表 第五章 元?dú)饧慕泳€圖 5.1 PLC 接線圖 在 PLC的輸出端，本設(shè)計(jì)采用了中間繼電器，為防止回路因回流電壓而損壞 PLC。 PLC 供電采用 220V 交流點(diǎn)，電源輸入均采用熔斷器保護(hù)。具體接線圖見(jiàn)附錄 2《電氣原理圖》

21、 。 5.2 變頻器接線圖 因變頻器不能對(duì)電機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)，所以每臺(tái)電機(jī)都接入熱繼電器。 見(jiàn)附錄 2《電氣 原理圖》。 5.3 模擬量模塊接線圖 模擬量的準(zhǔn)確輸入是這個(gè)系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)組成部分， 所以在模擬量這塊加了安全隔離柵 A/A1 。起模擬量保護(hù)及 PLC 保護(hù)作用。實(shí)際接線見(jiàn)附錄 2《電氣原理圖》 。 8 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì)

22、 第六章 PLC 控制及編程 6.1 PLC 控制流程圖 控制順序流程圖如圖 6-1 所示， 圖 6-1 順序控制流程圖 6.2 I/O 地址分配表 在編寫(xiě)程序之前，先規(guī)定程序中需要的軟件地址表，在以下表格中羅列出本次設(shè)計(jì)的 I

23、/O 地址分配表如表 6-1。 9 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 功能 外部原 內(nèi)部地址 功能 內(nèi)部地址 件 急停 SJ1 I0.0 儲(chǔ)水罐液位上限 VD500 系統(tǒng)開(kāi)機(jī) SB1 I0.1 儲(chǔ)水罐液位下限 VD510 系統(tǒng)停機(jī) SB2 I0.2 總管壓力上限 VD520 報(bào)警消音 BJ I0.3 總管壓力下限 VD530 變頻器故障信號(hào) I0.4 總管壓力高報(bào) VD540 變頻器過(guò)流信號(hào) I0.5 總管壓力過(guò)高報(bào)警停機(jī) VD55

24、0 輔助回路報(bào)警 I0.6 總管壓力低報(bào) VD560 _1 手動(dòng) /_0 自動(dòng) I0.7 總管壓力過(guò)低報(bào)警停機(jī) VD570 手動(dòng)控制輔佐泵 I1.0 變頻器故障報(bào)警停機(jī) VD580 手動(dòng)減泵 I1.1 總管壓力 VD300 手動(dòng)增泵 I1.2 一號(hào)變送器壓力 VD310 液位上限 I1.3 二號(hào)變送器壓力 VD320 液位下限 I1.4 三號(hào)變送器壓力 VD330 手動(dòng)給定功率功率 VD1600 變頻器運(yùn)行 / 停止 Q0.0 總管 AIW0

25、 變頻器故障復(fù)位 Q0.1 一號(hào)變送器 AIW2 1#變頻 Q0.2 三號(hào)變送器 AIW4 2#變頻 Q0.3 PID 開(kāi)始 VB100 3#變頻 Q0.4 變頻頻率 VW114 1#工頻 Q0.5 輸出控制值 AQW0 2#工頻 Q0.6 手動(dòng)增減泵 VB10 3#工頻 Q0.7 順序控制 VB11 輔佐泵 Q1.0 功率給定 VD1000 總管電磁閥 Q1.1 輸出速度 VD1100 總管流量開(kāi)關(guān) Q1.2 輸出頻率 VD1200

26、報(bào)警輸出 Q1.3 輸出力矩 VD1300 備用 Q1.4 輸出電流 VD1400 報(bào)警指示燈 ( 紅) Q1.5 輸出功率 VD1500 工作指示燈 Q1.6 PID 手動(dòng)自動(dòng) M0.3 開(kāi)機(jī)條件 M0.5 增泵延時(shí) 60s T37 自動(dòng)運(yùn)行標(biāo)志 M10.0 減泵延時(shí) 60s T38 開(kāi)機(jī)脈沖 SM0.1 表 6-1 軟件地址分配表 10 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6.3 編程及程序介紹 恒壓供水程序分為：主程序、檔位控

27、制子程序 (DWKZ_K)、手動(dòng)檔子程序 (SD_KZ)、自動(dòng) 檔子程序 (ZD_KZ)、自動(dòng)檔運(yùn)行泵增減控制子程序 (VB11_K) 、報(bào)警子程序、變頻器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 子程序以及模擬量處理子程序。其中還有庫(kù)和向?qū)?。詳?xì)程序見(jiàn)附錄 1。以下就針對(duì)本次程 序作簡(jiǎn)單的說(shuō)明 ( 以下程序說(shuō)明時(shí)均用程序縮寫(xiě) ) 。 1、 主程序中有 指令為 PID 運(yùn)算指令。 還有網(wǎng)絡(luò) 2、 3、 4、5 為 MODBUS指令，此指令主要作用就是于變頻器通訊用的。 2、 以下為報(bào)警程序， 在儲(chǔ)水罐液位不足、 總管壓力超標(biāo)等信號(hào)發(fā)

28、生時(shí)， 觸發(fā)報(bào)警程序。 3、 網(wǎng)絡(luò) 13 為泵變頻運(yùn)行程序，當(dāng)泵變頻運(yùn)行時(shí)自動(dòng)接通變頻器。 4、 當(dāng)系統(tǒng)切換到手動(dòng)檔時(shí)，復(fù)位自動(dòng)運(yùn)行標(biāo)志，意為切斷所有自動(dòng)運(yùn)行的程序。并復(fù) 位順序控制。 11 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 此程序?yàn)槭?/p>

29、動(dòng)擋開(kāi)機(jī)初始化，復(fù)位手動(dòng)擋各單元。 當(dāng)然自動(dòng)檔時(shí)，只要置位自動(dòng)運(yùn)行標(biāo)志可以了。 5、 手動(dòng)檔時(shí)，可以手動(dòng)控制輔助泵的開(kāi)關(guān)。此時(shí)，有兩個(gè)按鈕進(jìn)行增泵和減泵。 增減泵都是字節(jié)增減指令， 根據(jù)字節(jié)增減改變 VB10(手動(dòng)增減泵 ) 的數(shù)值， 然后根據(jù)步進(jìn)階梯指令進(jìn)行順序控制。 6、 當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)， 主程序調(diào)用 SD_KZ和 VB11_K。自動(dòng)運(yùn)行時(shí)， 根據(jù)變送器讀取數(shù) 值進(jìn)行系統(tǒng)控制。當(dāng)單臺(tái)泵變頻運(yùn)行在最大頻率超過(guò) 3 分鐘時(shí)

30、，進(jìn)行增泵程序 反之，當(dāng)單臺(tái)泵變頻運(yùn)行在最小頻率超過(guò) 3 分鐘時(shí)，進(jìn)行減泵程序 增減泵都有相對(duì)的延時(shí)，這在程序中都有定時(shí)器進(jìn)行延時(shí)控制。 7、 在自動(dòng)檔時(shí)， 泵的增減主要靠 VB11(順序控制 ) 執(zhí)行，當(dāng)每次增泵或減泵時(shí)， VB11(順 序控制 ) 均加“ 1”或減“ 1”。然后在 SD_KZ程序中根據(jù)比較指令讀取 VB11(順序控 12 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì)

31、 制 ) 的值進(jìn)行相應(yīng)的泵切換。 。如： 為變頻運(yùn)行三號(hào)泵， 工頻 運(yùn)行一、二號(hào)泵。圖中 2#1110000 對(duì)應(yīng) Q0.4( 三 #變頻 ) 、Q0.5( 一 #工頻 ) 、Q0.6( 二 # 工頻 ) 。 8、 變頻器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序只為觸摸屏服務(wù)，在觸摸屏上顯示相應(yīng)的數(shù)值，可以更直觀的看到變頻器數(shù)值。如下圖為輸出速度： 9、 模擬量處理程序只是將變送器出送回來(lái)的值轉(zhuǎn)換成 PLC能讀取的信號(hào)。

32、 10、程序中還有其他子程序?yàn)橄驅(qū)Ш蛶?kù)的使用而自動(dòng)生成。這里就不做介紹。 13 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第七章 組態(tài) 7.1 MCGS組態(tài) 1、人機(jī)界面選用昆侖通泰研發(fā)的人機(jī)界面 TPC7062K ，組態(tài)畫(huà)面的生成這里就不做具 體介紹。以下就介紹生成之后的總畫(huà)面。如圖 7-1 供水系統(tǒng)總圖所示。

33、 圖 7-1 供水系統(tǒng)總圖 畫(huà)面主要顯示各級(jí)壓力， 系統(tǒng)是處于手動(dòng)還是自動(dòng)狀態(tài)。 泵變頻還是工頻運(yùn)行或是否在 運(yùn)行。 2、手動(dòng)檔控制畫(huà)面，可手動(dòng)控制泵的開(kāi)與停。如圖 7-2 手動(dòng)檔操作圖所示。 圖 7-2 手動(dòng)檔操作圖 14 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3、變頻器數(shù)據(jù)顯示畫(huà)面主要顯示變頻器數(shù)據(jù)，如圖 7-3 變頻器數(shù)據(jù)監(jiān)控圖所示。

34、 圖 7-3 變頻器數(shù)據(jù)監(jiān)控圖 4、報(bào)警畫(huà)面如圖 7-4 所示。 圖 7-4 報(bào)警畫(huà)面 15 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第八章 總結(jié) 此設(shè)計(jì)恒壓

35、供水為設(shè)計(jì)主題，包括：恒壓供水系統(tǒng)原理、電氣原理圖、系統(tǒng)硬件選型、 電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)等，本次設(shè)計(jì)主要包括三部分：主控制單元、顯示單元、執(zhí)行單元。 首先，普通的二次加壓方式只是單純的泵啟動(dòng)和切換， 這樣電機(jī)啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的啟 動(dòng)電流， 長(zhǎng)久如此對(duì)電機(jī)的壽命有很大的損害， 而且在供水時(shí)一直采用工頻供水效率低、 能 耗大。 而本設(shè)計(jì)可根據(jù)供水壓力多水泵進(jìn)行調(diào)速或增減泵， 從而改變電機(jī)轉(zhuǎn)速， 減少了能量 的消耗。 其次，普通的恒壓供水在用量變化相對(duì)比較頻繁時(shí)，有高效、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。如在白天用 水量打時(shí)采用多臺(tái)泵工頻供水；而晚上用水量少時(shí)，采用單臺(tái)泵或只開(kāi)啟輔

36、助泵進(jìn)行供水。 采用此設(shè)計(jì)在這方面尤其凸顯節(jié)能效果。 還有本設(shè)計(jì)運(yùn)行維護(hù)方便， 對(duì)于操作人員不要求具備專(zhuān)業(yè)人員， 從而也減少了人員的浪 費(fèi)，還可提供一些相對(duì)文化水平較低的人一個(gè)工作的機(jī)會(huì)。 人員在操作時(shí)， 只要根據(jù)說(shuō)明一 步步操作就可。因此，此時(shí)設(shè)計(jì)的推廣性非常強(qiáng)，在現(xiàn)階段很受客戶(hù)的歡迎。 1

37、6 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 致謝 經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的奮戰(zhàn)， 終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中我要感謝我的指導(dǎo)老師葉宏偉 老師。葉老師有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和淵博的知識(shí)。也是我大一一學(xué)期《機(jī)械加工》的老師，大 一我就對(duì)老師有深刻的影響。 本論文是在葉老師的親自指導(dǎo)下完成的， 從論文的框架， 到論文的具體內(nèi)容，再到論文的修改，都得到了葉老師的教導(dǎo)。 其次，要感謝 XXXXXXXX 。薛主任在自動(dòng)化這方面有過(guò)硬的技術(shù)， 他敏銳的思維方式。積極樂(lè)觀的工作態(tài)度都讓我深有感觸， 也是我的學(xué)習(xí)楷模， 此設(shè)計(jì)也在他的幫助下完成 PLC 編程和變頻器方面

38、的設(shè)計(jì)，其中與變頻器的通訊這塊也是薛主任教我的。 再次，感謝我的父母，感謝他們生育我、把我養(yǎng)大成人，并教育我。正是他們的關(guān)心、 理解、鼓勵(lì)和支持讓我能全身心的學(xué)習(xí)、工作。 最后，感謝所有教育過(guò)我、關(guān)心過(guò)我的老師、朋友、同學(xué)和親人，感謝你們?yōu)槲宜龅? 一切！ 17 旭日小區(qū)

39、恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn)： ［ 1］斯耐德公司． 《ATV21 異步電機(jī)變頻器用戶(hù)手冊(cè)》 ， 2009． 03． 01 ［ 2］斯耐德公司． 《ATV21 modbus user manual-EN 》， 2009． 07． 29 ［ 3］西門(mén)子公司． 《SIMATIC S7-200 可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)》 ， 2008． 8 ［ 4］龍章眷． PLC 與變頻器在自動(dòng)恒壓供水設(shè)備中的應(yīng)用．科技信息， 2007(3)179,202 ［ 5］趙小惠，趙小娥．基于可編程控制器的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)， 2007(2)： 18-20 ［

40、 6］張斌． PLC 和變頻調(diào)速技術(shù)在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用．電力學(xué)報(bào)， 2006 21-(4) ［ 7］丁芳等．智能 PID 算法在也為控制系統(tǒng)中的應(yīng)用．微計(jì)算機(jī)信息， 2006(1) ：103—105 ［ 8］張國(guó)強(qiáng)．全自動(dòng)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與探討．學(xué)術(shù)論壇， 2006 ［ 9］王仁詳．《常用低壓電器原理及控制技術(shù)》 ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2006

41、 18 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 附錄 1 恒壓供水系統(tǒng)程序 恒壓供水主程序

42、 19 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì)

43、 21 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

44、 22 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 檔位控制子程序

45、 23 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 手動(dòng)檔子程序

46、 24 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì)

47、 25 旭日小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 自動(dòng)控制子程序

48、 26 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 旭日小

49、區(qū)恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 自動(dòng)檔 ---- 泵的增減控制 28 麗職院機(jī)電信息分院畢業(yè)設(shè)計(jì) 附錄 2 電氣原理圖 29