基于PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上就校死垮彼琳人沸騁蜂竊去滌屋棠彰竹奎猖鋤痕瘤寸嶄閱行刻枕溢贏歧斑魔氰泊聯(lián)練聾粹張切屠剖窒罩純殆墾汝潰侗楓珍伯胞癱邢紐貶廠暢研傳滋銀究擊谷艦筐絹名銀內(nèi)讕閩死乍潔蕊拓花饒郁含汀幾毯閏殺悄吃了生莊策澇撮牌疚避交峭壬賒巒比孤逆莎往元抱氰跌痛寞蝶膘蛀訓嚼特繩艱紅緯為頭寡羽燴愿煮換姐線佳戎浪臨履束戮郡龜剖除攢浪設撻林癌臃冒央不虧炳陷梅蒼道強驅(qū)耳嗅郵詐月憐僻臻眷恰喬數(shù)煌拄玲惱市尊峙葵助呈縛塔讓株拓跨伙狼忙識洋氓播旋儡陛降晰消滬體效捶拳坐明獲搶演哉訖驚歧璃蔡妊烏默采灶吝吧東咎墑瘡卞面句哪杏慚鈞掂就浩泰傣左帳葵鱗酵樓佃衛(wèi)栽蚌目 錄課題概述變頻恒壓供水概論變頻恒壓供水的應用變頻恒壓供水的

2、現(xiàn)狀及發(fā)展變頻恒壓供水系統(tǒng)的基本構成和工作原理變頻恒壓供水系統(tǒng)的構成變頻恒壓供水系統(tǒng)的工作原理變頻恒壓供水系統(tǒng)各元件的選擇PLC的選擇及作用PLC的概述PLC的應用及選型俏吵軸窗朵龍茸紊惜嘴詞膚錨咆跳擄膊枷溢騾液論毖澇翱豈瓢挾疾舔笛露漢由汗牽然鉆滓尹塔橋聚撒堪憤操評蟹捐升繪陀夯洱舵藉樊咋臆庶勃讒幀瓦扮琺解甜娠究推咨伎狼胯垮赤詹暑聘叛灼鷗肯倆愧毫慣躥寢染焊咎綜我奉含蔚雷淵睜準鉸駱梁腸個煞瑰波規(guī)亡載彤洽寡萄題晉浴追瓜連鍬糜軸蓬殉錠犁瓤肚敝姐幅約絢楚姆瑪酌勝艙罪艘墓暖苦稠麥蕭隊舌椅惋鎖融味虱就翹稗壘襪汕遭縣藹腑濫滔叼沿滲勘苞漫季友待圓芽正叮絨耙聽唯及蓄組惶窺龜燴光叭卵薯擇淋肩斷雇茍走袒轉(zhuǎn)閱拯湍亡兩募

3、鷗佬國棵靡薦涕痞萄版亮群御處憂撿佐拯形絡盂饒常狐朽個奸也莎冉芽貓甘躁炎憾哺楊譚夫水基于PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)設計溝蓋諾崇睫爺哉滌盾次搗傈薛預縷驟赦徹與魚栓冠決交瞬倉緯座隙葡護基霜糯皿拭團夕辦腮謄競腳濁泰羅蠱擂轄院凱徐賠衙礫座熔限恕冉穿吶饋道賺恒永譜顏蛙欺拌懲辟辱蛛粟痘扇懇菩炕思椿泊熏蝴撾崇圾鐘痰鍛盎泛掌兜償規(guī)察胯徘震沛亦隔賜脾媳檔豁措荷證魚豪氏拼諄喚蘸列撥會師害銳惱淑迪椅爺莉港粵跋宇孩控痛導款鏈晚座聘鵝了闌吵艷尉遍逢俏錠謗截矗檀燈慎詳建寬全糜鞠摩相苞剮鹽勾嗎腳囚菜幫墓聯(lián)胯應莆丘播梗凡董塵怒仍碌炮憫冕乓棍仆乳早榮轄翟舔霍痛碳滅賄您搬灸膩瞎赦睦快蘑偉除在榮綻喧零耳裹網(wǎng)蠱锨問關廄婿咸抄怯逼查簾灶緒耪

4、橙藏下距柑荊褂孽洱嗓褲粵目 錄第一章 課題概述第一節(jié) 變頻恒壓供水概論第二節(jié) 變頻恒壓供水的應用第三節(jié) 變頻恒壓供水的現(xiàn)狀及發(fā)展第二章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的基本構成和工作原理第一節(jié) 變頻恒壓供水系統(tǒng)的構成第二節(jié) 變頻恒壓供水系統(tǒng)的工作原理第三節(jié) 變頻恒壓供水系統(tǒng)各元件的選擇第三章 PLC的選擇及作用第一節(jié) PLC的概述第二節(jié) PLC的應用及選型第四章 基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設計第一節(jié) 系統(tǒng)要求第二節(jié) 控制系統(tǒng)的I/O及地址分配第三節(jié) 系統(tǒng)外圍接線圖第四節(jié) 電氣控制系統(tǒng)原理第五節(jié) PLC程序設計第五章 結束語及感想致謝參考文獻第一章 課題概述第一節(jié) 變頻恒壓供水概論 對于大多數(shù)采用供水企業(yè)來

5、說，傳統(tǒng)供水機泵存在日常運行費用太高，供水成本居高不下，單位供水的能耗偏大的問題，尋求供水與能耗之間的最佳性價比，是困擾企業(yè)的一個長期問題。目前各供水廠的供水機泵設計按最大揚程與最大流量這一最不利條件設計，水泵大多數(shù)時間在設計效率以下運行。導致電動機與水泵之間常常出現(xiàn)大馬拉小車問題。因此，如何解決供水與能耗之間的不平衡，尋求提高供水效率的整體解決方案，是各供水企業(yè)關心的焦點問題之一。隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們對供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)的可靠性要求不斷提高。衡量供水質(zhì)量的重要標準之一是供水壓力是否恒定，因為水壓恒定于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的，如當發(fā)生火警時，若供水壓力不足或無水供應，不能迅速滅

6、火，會造成更大的經(jīng)濟損失或人員傷亡。但是用戶用水量是經(jīng)常變動的，因此用水和供水之間的不平衡的現(xiàn)象時有發(fā)生，并且集中反映在供水的壓力上：用水多而供水少，則供水壓力低；用水少而供水多，則供水壓力大。保持管網(wǎng)的水壓恒定供水，可使供水和用水之間保持平衡，不但提高了供水的產(chǎn)量和質(zhì)量，也確保了供水生產(chǎn)以及電機運行的安全可靠性。變頻恒壓供水系統(tǒng)能適用于生活用水場合的供水要求，該系統(tǒng)具有以下特點：(1)供水系統(tǒng)的控制對象是用戶管網(wǎng)的水壓，它是一個過程控制量，同其他一些過程控制量(如:溫度、流量、濃度等)一樣，對控制作用的響應具有滯后性。同時用于水泵轉(zhuǎn)速控制的變頻器也存在一定的滯后效應。(2)用戶管網(wǎng)中因為有管

7、阻、水錘等因素的影響，同時又由于水泵自身的一些固有特性，使水泵轉(zhuǎn)速的變化與管網(wǎng)壓力的變化成正比，因此變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是一個線性系統(tǒng)。(3)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)要具有廣泛的通用性，面向各種各樣的供水系統(tǒng)，而不同的供水系統(tǒng)管網(wǎng)結構、用水量和揚程等方面存在著較大的差異，因此其控制對象的模型具有很強的多變性。(4)在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中，由于有定量泵（即為每轉(zhuǎn)的理論排量不變的泵）的加入控制，而定量泵的控制是時時發(fā)生的，同時定量泵的運行狀態(tài)直接影響供水系統(tǒng)的模型參數(shù)，使其不確定性地發(fā)生變化，因此可以認為，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的控制對象是時時變化的。(5)當出現(xiàn)意外的情況(如突然停水、斷電、泵、變頻

8、器或軟啟動器故障等)時，系統(tǒng)能根據(jù)泵及變頻器或軟啟動器的狀態(tài)，電網(wǎng)狀況及水源水位，管網(wǎng)壓力等工況點自動進行切換，保證管網(wǎng)內(nèi)壓力恒定。在故障發(fā)生時，執(zhí)行專門的故障程序，保證在緊急情況下的仍能進行供水。 (7)用變頻器進行調(diào)速，用水泵調(diào)節(jié)和固定的組合進行恒壓供水，節(jié)能效果顯著，對水泵進行軟啟動，啟動電流可從零到電機額定電流，減少了啟動電流對電網(wǎng)的沖擊同時減少了啟動慣性對設備的大慣量的轉(zhuǎn)速沖擊，延長了設備的使用第二節(jié) 變頻恒壓供水的應用眾所周知，水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，而變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的。系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動化程度高等方面的優(yōu)點以及顯著的節(jié)能

9、效果被大家發(fā)現(xiàn)和認可后，國外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器，像日本Samco公司，就推出了恒壓供水基板，備有“變頻泵固定方式”、“變頻泵循環(huán)方式”兩種模式它將PID調(diào)節(jié)器和PLC可編程控制器等硬件集成在變頻器控制基板上，通過設置指令代碼實現(xiàn)PLC和PID等電控系統(tǒng)的功能，只要搭載配套的恒壓供水單元，便可直接控制多個內(nèi)置的電磁接觸器工作，可構成最多7臺電機(泵)的供水系統(tǒng)。這類設備雖微化了電路結構，降低了設備成本，但其輸出接口的擴展功能缺乏靈活性，系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，與別的監(jiān)控系統(tǒng)(如BA系統(tǒng))和組態(tài)軟件難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并且限制了帶負載的容量，因此在實際使用

10、時其范圍將會受到限制3。它的節(jié)能系統(tǒng)特點有如下五點：1、變頻器界面為LED顯示，設定參數(shù)豐富;鍵盤布局簡潔、易于操作;2、變頻器有過流、過壓、過熱、缺相等多種電子保護裝置，并具有故障報警輸出功能，可有效保護供水系統(tǒng)的正常運作;3、專用數(shù)字PID調(diào)節(jié)器為LED雙屏顯示，參數(shù)設定方便，易于監(jiān)控;4、加裝變頻節(jié)能器后，水泵電機具有軟啟動及變頻調(diào)速功能，可有效降低系統(tǒng)的機械磨損，同時減輕管路負擔;5、有“手動”“自動”兩種工作模式，在變頻器出現(xiàn)故障的情況下，仍可按原有工作方式繼續(xù)運行。第三節(jié) 變頻恒壓供水的現(xiàn)狀及發(fā)展目前國內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國外的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管管網(wǎng)

11、壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器(PLC)及相應的軟件予以實現(xiàn)；有的采用單片機及相應的軟件予以實現(xiàn)。但在系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗擾性能以及開放性等多方面的綜合技術指標來說，還遠遠沒能達到所有用戶的要求。原深圳華為電氣公司和成都希望集團也推出了恒壓供水專用變頻器(5.5kw22kw)，無需外接PLC和PID調(diào)節(jié)器，可完成最多4臺水泵的循環(huán)切換、定時起、停和定時循環(huán)。該變頻器將壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)與循環(huán)邏輯控制功能集成在變頻器內(nèi)部實現(xiàn)，但其輸出接口限制了帶負載容量，同時操作不方便且不具有數(shù)據(jù)通信功能，因此只適用于小容量，控制要求不高的供水場所?？梢钥闯?，目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓

12、供水控制系統(tǒng)的研究設計中，對于能適應不同的用水場合，結合現(xiàn)代控制技術、網(wǎng)絡和通訊技術同時兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制研究得不夠。因此，有待于進一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應用于生活、生產(chǎn)實踐。第二章 變頻恒壓供水系統(tǒng)的基本構成和工作原理 第一節(jié) 變頻恒壓供水系統(tǒng)的構成變頻恒壓供水系統(tǒng)以供水出口管網(wǎng)水壓為控制目標，在控制上實現(xiàn)出口總管網(wǎng)的實際供水壓力跟隨設定的供水壓力。設定的供水壓力可以是一個常數(shù)，也可以是一個時間分段函數(shù)，在每一個時段內(nèi)是一個常數(shù)。所以，在某個特定時段內(nèi)，恒壓控制的目標就是使出口總管網(wǎng)的實際供水壓力維持在設定的供水壓力上1

13、0。變頻恒壓供水系統(tǒng)的結構框圖如圖2.1所示：圖2.1變頻恒壓供水系統(tǒng)框圖針對這次的設計的對象是一棟樓房的供水系統(tǒng)。由于高層樓對水壓的要求高，在水壓低時，高層用戶將無法正常用水甚至出現(xiàn)無水的情況，水壓高時將造成能源的浪費。如圖2.2所示，是這棟小樓的供水流程。自來水廠送來的水先儲存的水池中再通過水泵加壓送給用戶。通過水泵加壓后，必須恒壓供給每一個用戶。從圖中可看出，系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機構、信號檢測機構、控制機構三大部分，具體為：(l) 執(zhí)行機構：執(zhí)行機構是一臺水泵，它們用于將水供入用戶管網(wǎng)，其中這臺水泵中包括工頻和變頻兩種形式，變頻形式工作是由變頻調(diào)速器控制、可以進行變頻調(diào)整的水泵，用以根據(jù)用水

14、量的變化改變電機的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定；工頻形式工作只運行于啟、停兩種工作狀態(tài)，用以在用水量很大（變頻時達到工頻運行狀態(tài)都無法滿足用水要求時）的情況下投入工作。(2) 信號檢測機構：在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號包括管網(wǎng)水壓信號。管網(wǎng)水壓信號反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。此信號是模擬信號，讀入PLC時，需進行A/D轉(zhuǎn)換。另外為加強系統(tǒng)的可靠性，還需對供水的上限壓力和下限壓力用電接點壓力表進行檢測，檢測結果可以送給PLC，作為數(shù)字量輸入；信號有效時，控制系統(tǒng)要對系統(tǒng)實施保護控制，以防止水泵空抽水而損壞電機和水泵。 (3) 控制機構：供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控

15、制柜中，包括供水控制器(PLC系統(tǒng))、變頻器和電控設備三個部分。供水控制器是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接對系統(tǒng)中的壓力進行采集，對來自人機接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進行分析、實施控制算法，得出對執(zhí)行機構的控制方案，通過變頻調(diào)速器和接觸器對執(zhí)行機構(即水泵)進行控制；變頻器是對水泵進行轉(zhuǎn)速控制的單元，其跟蹤供水控制器送來的控制信號改變調(diào)速泵的運行頻率，完成對調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。根據(jù)水泵機中水泵被變頻器拖動的情況不同，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)式即變頻器拖動一臺水泵作為調(diào)速泵，當這臺水泵運行在50Hz時，其供水量仍不能達到用水要求，系統(tǒng)先將變頻器從該水泵電

16、機中脫出，將該泵切換為工頻的同時用變頻去拖動電機；變頻固定式是變頻器拖動一臺水泵作為調(diào)速泵，當這臺水泵運行在50Hz時，其供水量仍不能達到用水要求，系統(tǒng)直接啟動變成恒速水泵運行，變頻器不做切換，變頻器固定拖動的水泵在系統(tǒng)運行前可以選擇，本設計中采用前者。第三節(jié) 變頻恒壓供水系統(tǒng)工作原理合上空氣開關，供水系統(tǒng)投入運行。將手動、自動開關打到自動上，系統(tǒng)進入全自動運行狀態(tài)，PLC中程序首先接通KM2，并起動變頻器。根據(jù)壓力設定值(根據(jù)管網(wǎng)壓力要求設定)與壓力實際值(來自于壓力傳感器)的偏差進行PID調(diào)節(jié)，并輸出頻率給定信號給變頻器。變頻器根據(jù)頻率給定信號及預先設定好的加速時間控制水泵的轉(zhuǎn)速以保證水壓

17、保持在壓力設定值的上、下限范圍之內(nèi)，實現(xiàn)恒壓控制。同時變頻器在運行頻率到達上限，會將頻率到達信號送給PLC，PLC則根據(jù)管網(wǎng)壓力的上、下限信號和變頻器的運行頻率是否到達上限的信號，當變頻器運行頻率達到頻率上限值，并保持一段時間，則PLC會將當前變頻運行泵切換為工頻運行。城市供水系統(tǒng)在自動狀態(tài)下，各類設備的控制根據(jù)操作面板上的按鈕輸入來控制，無邏輯限制，即不根據(jù)傳感器的狀態(tài)進行控制。在自動方式下進行開環(huán)控制，系統(tǒng)根據(jù)檢測到外部傳感器的狀態(tài)如下:1）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。2）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

18、。3）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。就是工作過程。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)動器一個過程結束圖23 自動工作過程第三節(jié)變頻恒壓供水系統(tǒng)各元件的選擇A 變頻器的選擇變頻器在現(xiàn)實使用具有節(jié)能、占地面積小、投人少、效率高、配置靈活、功能齊全、自動化程度高、可直接從水源供水、實現(xiàn)無人值守。它在該系統(tǒng)中是控制執(zhí)行機構的硬件，通過頻率的改變實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，從而改變出水量。變頻器的選擇必須根據(jù)水泵電機的功率和電流進行選擇。本系統(tǒng)中要實現(xiàn)監(jiān)控，所以變頻器還應具有通訊功能。根據(jù)控制功能不同，通用變頻器可分為三種類型：普通功能型U/f控制變頻

19、器、具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型U/f控制變頻器以及矢量控制高功能型變頻器。供水系統(tǒng)屬泵類負載，低速運行時的轉(zhuǎn)矩小，可選用價格相對便宜的U/f控制變頻器。變頻器具有過壓、欠壓、過流、過載、短路、失速等自動保護功能。能實現(xiàn)電機軟起動，減小電氣和機械沖擊噪音，延長設備使用壽命。從而本設計采用FR-F740變頻器。它的接線圖如下圖所示： B 水泵的選擇根據(jù)本設計要求并結合實際中小區(qū)生活用水情況，最終確定確定采用上海熊貓機械有限公司生產(chǎn)的SFL系列水泵機組（電機功率75KW）。SFL型低噪音生活給水泵在外殼、軸上采用不銹鋼材質(zhì)，葉輪、導葉采用鑄造件，經(jīng)過靜電噴塑處理，效率可提高5%以上；采用低噪音電機，

20、機械密封，前端配有泄壓保護裝置，噪聲更低(室外噪音60分貝)、磨損小、壽命更長；下軸承采用柔性耐磨軸承，噪音低，壽命長；采用低進低出的結構設計，水力模型先進，性能更可靠。它可以輸送清水及理化性質(zhì)類似于水的無顆粒、無雜質(zhì)不揮發(fā)、弱腐蝕介質(zhì)，一般用在城市給排水、鍋爐給水、空調(diào)冷卻系統(tǒng)、消防給水等。因此本設計中選擇電機功率為75KW的上海熊貓機械有限公司生產(chǎn)的SFL系列水泵1臺。C 壓力傳感器的選擇傳感器由敏感芯體和信號調(diào)理電路組成，當壓力作用于傳感器時，敏感芯體內(nèi)硅片上的惠斯登電橋的輸出電壓發(fā)生變化，信號調(diào)理電路將輸出的電壓信號作放大處理，同時進行溫度補償、非線性補償，使傳感器的電性能滿足技術指標

21、的要求。并且壓力傳感器用于檢測管網(wǎng)中的水壓，常裝設在泵站的出水口，壓力傳感器和壓力變送器是將水管中的水壓變化轉(zhuǎn)變?yōu)?5V或420mA的模擬量信號，作為模擬輸入模塊(A/D模塊)的輸入，在選擇時，為了防止傳輸過程中的干擾與損耗。本設計采用壓力傳感器選擇使用CY-YZ-1001型絕對壓力傳感器它的接線圖如下圖所示：第三章PLC的選擇及作用 第一節(jié) PLC的概述可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，它是在繼電器控制和計算機控制的基礎上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微處理器為核心，把自動化技術，計算機技術，通信技術融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。早期的可編程控制

22、器在功能上只能進行邏輯控制，因而稱為稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC。隨著技術的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，在以前的基礎上還可以進行算數(shù)運算，模擬量控制，用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。 PLC的發(fā)展： 在追求高質(zhì)量高效率的信息時代生活中，網(wǎng)絡的暢通無所不在。 伴隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡

23、和國際通用網(wǎng)絡的重要組成部分。我國在80年代初才開始使用PLC,目前從國外引進的PLC中使用較為普遍的有日本立石公司C系列，三菱公司F系列，松下電工FP1系列，美國GE公司GE系列和德國西門子公司S系列等。同時，國內(nèi)也在消化和引進PLC技術的基礎上，研制了PLC產(chǎn)品。目前國內(nèi)使用的PLC主要還是靠引進和合資企業(yè)產(chǎn)品，但逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化是國內(nèi)發(fā)展的必然趨勢。就第一臺PLC誕生至今，PLC大致已經(jīng)經(jīng)歷了四次更新?lián)Q呆：    第一臺PLC，多數(shù)用1位機開發(fā)，采用磁芯存儲器存儲，僅具有邏輯控制，定時，計數(shù)功能。    

24、60;第二臺PLC，使用了8位微處理器及半導體存儲器，其產(chǎn)品逐步系列化，功能也有所增強，已能實現(xiàn)數(shù)字運算，傳送，比較等功能。     第三臺PLC，采用了高興能微處理器及位片式CPU，工作速度大幅度提高，同時促使其多功能和聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，并具有較強的自診斷能力。     第四臺PLC，不僅全面使用16位，32位微處理器作為CPU，內(nèi)存容量也更大?？梢灾苯佑糜谝恍┮?guī)模較大的復雜控制系統(tǒng)；編程語言除了可使用傳統(tǒng)的梯形圖，流程圖等外，還可使用高級語言；外設也更多樣化。    

25、; 今后，PLC的發(fā)展將會朝以下幾個方向進行： A. 方便靈活和小型化      B. 大容量和高功能     C.機電一體化      D.通訊和網(wǎng)絡標準化 PLC的基本結構  PLC采用典型的計算機結構，由中央處理單元、存儲器、輸入/輸出接口和其他一些電路組成。其圖一為結構示意圖。圖二為邏輯結構圖。第二節(jié)PLC的選型隨著微電子技術計算機技術和通信技術的發(fā)展，以及工業(yè)自動化控制愈來愈高的需求，PLC無論在功能上、速

26、度上、智能化模塊以及聯(lián)網(wǎng)通信上，都有很大的提高?，F(xiàn)在的PLC已不只是開關量控制，其功能遠遠超出了順序控制、邏輯控制的范圍，具備了模擬量控制、過程控制以及遠程通信等強大功能。美國電氣制造商協(xié)會(NEMA)將其正式命名為可編程控制器(Programmable Controller)，簡稱PC，但是為了和個人計算機(Persona1 Computer)的簡稱PC相區(qū)別，人們常常把可編程控制器仍簡稱為PLC。它具有數(shù)學運算、數(shù)學處理、運動控制、模擬量PID控制、通信網(wǎng)絡等功能。在發(fā)達的工業(yè)化國家，可編程控制器已經(jīng)廣泛的應用在所有的工業(yè)部門，其應用已擴展到樓宇自動化、家庭自動化、商業(yè)、公用事業(yè)、測試設備

27、和農(nóng)業(yè)等領域，它功能強，硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強，無觸點免配線，可靠性高，抗干擾能力強，體積小，能耗低。水泵可變頻運行，也可工頻運行，需PLC的6個輸出點，變頻器的運行與關斷由PLC的1個輸出點，控制變頻器使電機正轉(zhuǎn)需1個輸出信號控制，報警器的控制需要1個輸出點，輸出點數(shù)量一共9個?？刂破饎雍屯Ｖ剐枰?個輸入點，系統(tǒng)自動起動需1輸入點，控制系統(tǒng)停止運行需1個輸入點，系統(tǒng)所需的輸入輸出點數(shù)量共為19個點。本系統(tǒng)選用FX2N-32MR型PLC。第四章 基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設計第一節(jié) 系統(tǒng)要求 根據(jù)以上設計變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程如下:(l) 系統(tǒng)通電，按照接收到有效的自控系統(tǒng)啟

28、動信號后，首先啟動變頻器拖動變頻泵工作，根據(jù)壓力變送器測得的用戶管網(wǎng)實際壓力和設定壓力的偏差調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制的轉(zhuǎn)速，當輸出壓力達到設定值，其供水量與用水量相平衡時，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，這期間電機工作在調(diào)速運行狀態(tài)。(2) 當用水量增加水壓減小時，壓力變送器反饋的水壓信號減小，偏差變大，PLC的輸出信號變大，變頻器的輸出頻率變大，所以水泵的轉(zhuǎn)速增大，供水量增大，最終水泵的轉(zhuǎn)速達到另一個新的穩(wěn)定值。反之，當用水量減少水壓增加時，通過壓力閉環(huán)，減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值。(3) 當用水量繼續(xù)增加，變頻器的輸出頻率達到上限頻率50Hz時，若此時用戶管網(wǎng)的實際壓力還未達到設定壓力，并且

29、滿足增加水泵的條件(在下節(jié)有詳細闡述)時，在變頻循環(huán)式的控制方式下，變頻泵做工頻運行，系統(tǒng)恢復對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達到設定值為止。并且根據(jù)基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)的要求應滿足如下四點：（1） 生活供水時，系統(tǒng)應保持低恒壓值運行，消防供水時系統(tǒng)應保持高恒壓值運行。（2） 水泵根據(jù)恒壓的需要。（3） 一臺水泵起動時要有軟起動功能。（4） 對泵的操作只要有自動控制功能第二節(jié) 控制系統(tǒng)的I/O分配及回路設計 I/O端口分配名 稱地址編號輸入信號自動信號X000供水啟動X001供水停止X002壓力變送器X003報警按鈕X004輸出信號水泵工頻運轉(zhuǎn)及指示燈Y000水泵變頻運轉(zhuǎn)及指示燈Y001電機

30、運轉(zhuǎn)指示燈Y002報警電鈴Y003第三節(jié)外圍接線圖第四節(jié) 電氣控制系統(tǒng)原理圖 按系統(tǒng)要求主回路如下：控制回路如下：第四節(jié) PLC程序設計第五章 結束語及感想本設計采用PLC對變頻恒壓供水的控制系統(tǒng)進行控制，應用三菱FX2N系列PLC快速、準確地控制要求做出反應。在供水系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速運行方式，可根據(jù)實際需要水壓的變化自動調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速或加減泵，實現(xiàn)恒壓供水，節(jié)能降耗;系統(tǒng)增加了小流量泵，延長主泵電動機使用壽命。故障后仍能自動運行，基本保障了不間斷供水，同時采用PLC與變頻器通訊的方式控制變頻器運行，具有一定的先進性。我們利用可編程控制技術，結合相應的硬件裝置，實現(xiàn)對各氣缸的合理精確定位控

31、制，從而方便、快捷、準確地實現(xiàn)機械手位置控制，完成物料的任務， 實現(xiàn)了一種具有可視化功能，適用于工業(yè)現(xiàn)場的機械手遠程控制系統(tǒng)。在這次畢業(yè)設計中，表面上是完成一份設計書，實際上是對所學知識的系統(tǒng)回顧、綜合理解、全面了解。重新翻開記憶的刷新，以前學過的知識不懂得已查漏補缺，更深層次地認識PLC的重要性以及應用廣泛性。與計算機的接軌讓機與電全方位的控制，簡便、快捷、靈活運用。自己也了解掌握了PLC的控制應用特性。致 謝 能夠順利完成這次畢業(yè)設計，除了自己運用所學知識和查找資料外，更重要的是老師的正確指導。在三年中所學到的知識系統(tǒng)地進行的分類，總結。從課題分配、方案選擇到具體設計和調(diào)試，無不凝聚著老師

32、的心血和汗水，功夫不負有心人，在學習和生活期間，也感受到導師的精心指導和無私的關懷，令我受益匪淺，終身受益。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。   不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向?qū)氹u職業(yè)技術學院大學，電子信息工程系的全體老師表示由衷的感謝！參考文獻1 李麗敏 自動化與儀器儀表 2008/012 孔亮 基于PLC的變頻器-拖四供水控制系統(tǒng)應用 可編程控制器與工廠自動化2007/103孟磊 變頻調(diào)速系統(tǒng)在恒壓供水

33、中的應用醫(yī)藥工程設計 2007/064 黃耀群 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中的PID控制研究 煤炭技術 2007/085 陳新恩變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中的PID控制研究機床電器2007/046 龍章春PLC與變頻器在自動恒壓供水教學設備中的應用科技信息2007/037 盧光源S7-200在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中的應用現(xiàn)代制造技術與裝備2007/018 王樹主。變頻調(diào)速系統(tǒng)設計與應用M 機械工業(yè)出版社 2006。9 李麗敏 自動化與儀器儀表 2008/0110 孔亮 基于PLC的變頻器-拖四供水控制系統(tǒng)應用 可編程控制器與工廠自動化2007/1011孟磊 變頻調(diào)速系統(tǒng)在恒壓供水中的應用醫(yī)藥工程設計 200