消防水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)

消防水泵變頻調(diào)速系統(tǒng)摘要隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)主義現(xiàn)代化的進(jìn)程的推進(jìn)，城市規(guī)模越來越大，高層建筑越來越多，大工業(yè)區(qū)不斷增加，石油化工產(chǎn)業(yè)方興未艾，豪華商場(chǎng)，賓館拔地而起，人員和物質(zhì)財(cái)富不斷向城市集中，一旦失火，就可能對(duì)公共安全造成很大的威脅，所以消防工作越來越受到社會(huì)的重視。本論文根據(jù)據(jù)消防供供水的供供水要求求，設(shè)計(jì)計(jì)了一套套基于PPLC的的變頻調(diào)調(diào)速恒壓壓供水系系統(tǒng),并利用用組態(tài)軟軟件開發(fā)發(fā)良好的的運(yùn)行管管理界面面。變頻頻恒壓供供水系統(tǒng)統(tǒng)由可編編程控制制器、變變頻器、水水泵機(jī)組組、壓力力傳感器器、工控控機(jī)等構(gòu)構(gòu)成。本本系統(tǒng)包包含兩臺(tái)水泵泵電機(jī)，它它們組成成變頻循循環(huán)運(yùn)行行方式。采采用變頻頻器實(shí)現(xiàn)現(xiàn)對(duì)三相相水泵電電機(jī)的變變頻調(diào)速速，運(yùn)行行切換采采用“先先啟先停?！钡脑瓌t。壓壓力傳感感器檢測(cè)測(cè)當(dāng)前水水壓信號(hào)號(hào)，送入入PLCC與設(shè)定定值比較較后進(jìn)行行PIDD運(yùn)算，從從而控制制變頻器器的輸出出電壓和和頻率，進(jìn)進(jìn)而改變變水泵電電機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速來改改變供水水量，最最終保持持管網(wǎng)壓壓力穩(wěn)定定在設(shè)定定值附近近。關(guān)鍵詞：消消防水泵泵；變頻頻調(diào)速；；PLCCFirepummpffreqquenncyconnverrsioonsspeeedrreguulattionnsyysteemAbstrracttWiththeedeevellopmmenttoffecconoomyanddthheaadvaanceemenntoofssociialiistmoddernnizaatioon,theeciityscaaleismorreaandmorrebbig,,mooreanddmoorehiggh-rriseebuuilddinggs,larrgeinddusttriaalzzoneeinncreeasiing,,peetrooleuumcchemmicaaliinduustrryiisfflouurisshinng,luxxuryyshhopppinggmaallss,hhoteels,,peersoonneelaandmatteriialweaalthhtoourrbanncoonceentrratiion,,onncetheefiire,,maaypposeesaagrreattthhreaatttoppubllicsaffetyy,ssotthefirrecconttrollwoorkisbeccomiingmorreaandmorrebbrouughtttoothheaatteentiionoftheesoocieety..Accorrdinngttotthereqquirremeentssoffthheffireewaaterrsuupplly,thiisppapeerddesiigneedaaseetoofvvariiablleffreqquenncyspeeedreggulaatiooncconsstanntppresssurrewwateerssuppplysysstemmbaaseddonnPLLC,anddbyyussinggcoonfiigurratiionsofftwaaretodevveloopggooddopperaatioonmmanaagemmenttinnterrfacce.Varriabblefreequeencyycoonsttanttprresssureewaaterrsuuppllyssysttembyproograammaableecoontrrolller,,innverrterr,ppumpp,ppresssurressenssorss,iinduustrriallcoontrrol,,ettc.Thiisssystteminccluddestwoowaaterrpuumpmottorss,ttheiirooperratiionmoddeoofffreqquenncyconnverrsioonccyclle.Forrthhreee-phhaseepuumpmottorfreequeencyycoontrrolofmottorspeeedisreaalizzedbyusiingfreequeencyycoonveerteer,swiitchhinggopperaatioonbbaseedoontthepriinciipleeoff"iinceeptiiontostoop"..Cuurreenthyddrauuliccprresssureeseensoorssignnal,,inntoPLCCPIIDaaritthmeeticcissaffterrcoompaareddwiiththeeseetvvaluue,soastoconntroolttheouttputtvooltaageanddfrrequuenccyoofttheinvvertter,,anndcchanngetheewaaterrpuumpmottorspeeedtochaangeewaaterrsuupplly,eveentuualllymmainntaiinsstabbiliityoftheepiipenettworrkppresssurrennearrthhessetpoiint..Keywwordds:firreppumpp;FFreqquenncyconntrooloofmmotoorsspeeed;PLCC目錄摘要IAbstrracttII目錄IIII第一章緒論論11.1消防防的重要要性11.2消消防水泵泵變頻調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)的介紹紹11.3消防防泵變頻頻調(diào)速控控制效果果及經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益分分析21.4變頻頻調(diào)速系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展21.5變頻頻調(diào)速系系統(tǒng)的意意義31.6本章章小結(jié)44第二章工藝藝介紹與與方案設(shè)設(shè)計(jì)原理理52.1消消防水泵泵變頻調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)工藝選選擇52.2消防防水泵變變頻調(diào)速速系統(tǒng)工工藝要求求52.3總總體方案案設(shè)計(jì)662.3.11變頻調(diào)調(diào)速恒壓壓供水系系統(tǒng)62.3.22變頻器器睡眠功功能的實(shí)實(shí)現(xiàn)82.3.33消防水水泵的自自動(dòng)巡檢檢82.4本章章小結(jié)110第三章硬件件設(shè)計(jì)1113.1PPLC的的選型1113.1.11PLCC的簡(jiǎn)介介113.1.22S77-3000系列列PLCC及其擴(kuò)擴(kuò)展模塊塊的選型型143.2電動(dòng)動(dòng)機(jī)的選選型2003.3變頻頻器的選選型2003.4壓力力傳感器器的選型型233.5自動(dòng)動(dòng)巡檢裝裝置的選選型2443.6觸摸摸屏的選選型2443.7繼電電器的選選型2553.8接觸觸器的選選型2663.9空氣氣斷路器器的選擇擇273.10本章小小結(jié)288第四章軟件件設(shè)計(jì)2294.1PPLC程程序的設(shè)設(shè)計(jì)2994.2控控制系統(tǒng)統(tǒng)程序設(shè)設(shè)計(jì)3004.3本章章小結(jié)333第五章結(jié)結(jié)束語334參考文獻(xiàn)335附錄A366附錄B399致謝41第一章緒緒論1.1消防防的重要要性消防工作作是國(guó)民民經(jīng)濟(jì)和和社會(huì)發(fā)發(fā)展的重重要組成成部分，是是發(fā)展社社會(huì)主義義市場(chǎng)經(jīng)經(jīng)濟(jì)不可可缺少的的保障條條件。消消防工作作直接關(guān)關(guān)系人民民生命財(cái)財(cái)產(chǎn)的安安全和社社會(huì)的穩(wěn)穩(wěn)定。近近年來我我國(guó)發(fā)生生的一些些重特大大火災(zāi)，一一把火就就造成幾幾十人甚甚至數(shù)百百人的傷傷亡，造造成百萬萬、上千千萬甚至至幾億元元的經(jīng)濟(jì)濟(jì)損失，這這不僅給給許多家家庭帶來來了不幸幸，而且且還使大大量的的的社會(huì)財(cái)財(cái)富化為為灰燼。不不僅如此此，而且且事故的的善后處處理往往往也牽扯扯了政府府很多精精力，嚴(yán)嚴(yán)重影響響了經(jīng)濟(jì)濟(jì)建設(shè)的的發(fā)展和和社會(huì)的的穩(wěn)定，有有些火災(zāi)災(zāi)事故還還成為國(guó)國(guó)內(nèi)為輿輿論的焦焦點(diǎn)，造造成了不不良的社社會(huì)影響響，教訓(xùn)訓(xùn)是十分分沉重和和深刻的的。因此此做好消消防工作作、預(yù)防防和減少少火災(zāi)事事故特別別是群死死群傷的的惡性火火災(zāi)事故故發(fā)生，具具有十分分重要的的意義。消防工作是是一項(xiàng)社社會(huì)性很很強(qiáng)的工工作，它它涉及到到社會(huì)的的各個(gè)領(lǐng)領(lǐng)域，于于各個(gè)行行業(yè)和人人們的生生活都有有著十分分密切的的關(guān)系。隨隨著社會(huì)會(huì)的發(fā)展展，僅就就用火、用用電、用用氣的廣廣泛而言言，消防防安全問問題所涉涉及的范范圍幾乎乎無處不不在。全全社會(huì)每每個(gè)行業(yè)業(yè)、每個(gè)個(gè)部門、每每個(gè)單位位、甚至至每個(gè)家家庭，都都有隨時(shí)時(shí)預(yù)防火火災(zāi)、確確保消防防安全的的問題。總總結(jié)以往往的火災(zāi)災(zāi)教訓(xùn)，絕絕大多數(shù)數(shù)火災(zāi)都都是由于于一些領(lǐng)領(lǐng)導(dǎo)、管管理者和和職工群群眾思想想麻痹、行行為放縱縱、不懂懂消防規(guī)規(guī)章或者者有章不不循、管管理不嚴(yán)嚴(yán)、明知知故犯、冒冒險(xiǎn)工作作造成的的?；馂?zāi)災(zāi)發(fā)生后后，有不不少人缺缺乏起碼碼的消防防科學(xué)知知識(shí)，遇遇到火情情束手無無策，不不知如何何報(bào)警，甚甚至不會(huì)會(huì)逃生自自救，導(dǎo)導(dǎo)致嚴(yán)重重后果?！半[患險(xiǎn)于明火、防患勝于救災(zāi)、責(zé)任重于泰山”的科學(xué)論斷，用辯證唯物主義觀點(diǎn)，科學(xué)的闡述了消防安全工作的重要意義，深刻地揭示了消防安全工作的內(nèi)在規(guī)律，突出強(qiáng)調(diào)火災(zāi)預(yù)防是做好消防安全工作的關(guān)鍵性問題，對(duì)指導(dǎo)和加強(qiáng)消防安全工作具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。因此，全社會(huì)、各部門、各行業(yè)、各單位以及每個(gè)社會(huì)成員都要高度重視并認(rèn)真做好消防工作，認(rèn)真學(xué)習(xí)并掌握基本的消防安全知識(shí)，共同維護(hù)公共消防安全。只有這樣，才能從根本上提高一個(gè)城市、一個(gè)地區(qū)乃至全社會(huì)預(yù)防和抗御火災(zāi)的整體能力。1.2消消防水泵泵變頻調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)的介紹紹近年來，隨隨著電力力電子技技術(shù)、計(jì)計(jì)算機(jī)技技術(shù)、自自動(dòng)控制制技術(shù)的的迅速發(fā)發(fā)展，交交流傳動(dòng)動(dòng)與控制制技術(shù)成成為目前前發(fā)展最最為迅速速的技術(shù)術(shù)之一，電電氣傳動(dòng)動(dòng)技術(shù)面面臨著一一場(chǎng)歷史史革命，即即交流調(diào)調(diào)速取代代直流調(diào)調(diào)速和計(jì)計(jì)算機(jī)數(shù)數(shù)字控制制技術(shù)取取代模擬擬控制技技術(shù)已成成為發(fā)展展趨勢(shì)。電電機(jī)交流流變頻調(diào)調(diào)速技術(shù)術(shù)是當(dāng)今今節(jié)電、改改善工藝藝流程以以提高產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量和改善善環(huán)境、推推動(dòng)技術(shù)術(shù)進(jìn)步的的一種主主要手段段。變頻頻調(diào)速以以其優(yōu)異異的調(diào)速速和起制制動(dòng)性能能，高效效率、高高功率因因數(shù)和節(jié)節(jié)電效果果，廣泛泛的適用用范圍及及其它許許多優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)而被國(guó)國(guó)內(nèi)外公公認(rèn)為最最有發(fā)展展前途的的調(diào)速方方式。深深入了解解交流傳傳動(dòng)與控控制技術(shù)術(shù)的走向向，具有十分積積極的意意義。1.3消防防泵變頻頻調(diào)速控控制效果果及經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益分分析采用變頻調(diào)調(diào)速控制制的消防防泵恒壓壓供水控控制系統(tǒng)統(tǒng),克克服了原原系統(tǒng)的的缺點(diǎn),,主要要優(yōu)點(diǎn)如如下:(1)手手動(dòng)、自自動(dòng)可以以來回切切換,確保供供水系統(tǒng)統(tǒng)的安全全使用。系系統(tǒng)自動(dòng)動(dòng)化程度度高,安全可可靠,避免了了由于人人為因素素而造成成的失誤誤。PLLC的的定期巡巡檢功能能消除了了泵體本本身的故故障對(duì)系系統(tǒng)的影影響,更增加加了系統(tǒng)統(tǒng)的可靠靠性。(2)PPLC和變頻頻器的控控制下始始終維持持管道內(nèi)內(nèi)的壓力力恒定,,有效效地保證證了火情情發(fā)生時(shí)時(shí)的及時(shí)時(shí)供水,,并且且由于在在大部分分時(shí)間內(nèi)內(nèi)電動(dòng)機(jī)機(jī)是在低低于額定定轉(zhuǎn)速的的狀態(tài)下下運(yùn)行,,故節(jié)節(jié)能降耗耗效果顯顯著。(3)由由于電機(jī)機(jī)實(shí)現(xiàn)了了軟啟動(dòng)動(dòng),延延長(zhǎng)了電電機(jī)的壽壽命,同時(shí)由由于無沖沖擊電流流,因因此減少少了對(duì)管管網(wǎng)的沖沖擊,也延長(zhǎng)長(zhǎng)了管網(wǎng)網(wǎng)的壽命命。使用用變頻器器后,電機(jī)運(yùn)運(yùn)行溫度度明顯下下降,同時(shí)減減少了機(jī)機(jī)械磨損損,機(jī)機(jī)械檢修修工作量量也大大大減少。(4)節(jié)能效效果顯著著。電機(jī)機(jī)功率明明顯下降降43%%(原工頻頻電源有有功功率率為644.99kW,,變頻頻電源有有功功率率為366.77kW)),電源頻頻率下降降18%%,流流量減少少12%%,功功率因數(shù)數(shù)提高00.003,轉(zhuǎn)速下下降155%。1.4變頻頻調(diào)速系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展20世紀(jì)紀(jì)60年代以以后,半導(dǎo)體體功率器器件從普普通晶閘閘管(SCRR)、門門極可關(guān)關(guān)斷晶閘閘管(GTOO)、雙雙極型晶晶體管((BJJT)、金屬屬氧化硅硅場(chǎng)效應(yīng)應(yīng)管(MOSSFETT)、靜靜電感應(yīng)應(yīng)晶體管管(SSIT))、靜靜電感應(yīng)應(yīng)晶閘管管(SSITHH)、MMOS控控制晶體體管(MGTT)、MOOS控控制晶閘閘管(MCTT)逐步發(fā)發(fā)展到今今天的絕絕緣柵雙雙極型晶晶體管((IGGBT)和和耐高壓壓絕緣柵柵雙極型型晶體管管(HHVIIGBTT)。器器件的每每一次更更新都為為調(diào)速技技術(shù)的發(fā)發(fā)展注入入了新的的活力。電電動(dòng)機(jī)的的調(diào)速?gòu)膹闹绷靼l(fā)發(fā)電機(jī)電電動(dòng)機(jī)組組調(diào)速、靜靜止晶閘閘管整流流直流調(diào)調(diào)壓調(diào)速速逐步發(fā)發(fā)展到交交流感應(yīng)應(yīng)電動(dòng)機(jī)機(jī)變頻調(diào)調(diào)速,而且隨隨著控制制技術(shù)和和控制手手段的不不斷提高高,變頻頻調(diào)速又又由變壓壓變頻控控制的變變頻調(diào)速速發(fā)展到到了矢量量控制變變頻調(diào)速速,通通過控制制交流電電動(dòng)機(jī)里里相當(dāng)于于并勵(lì)直直流電動(dòng)動(dòng)機(jī)勵(lì)磁磁繞組的的磁通變變化,提高變變頻器的的恒轉(zhuǎn)矩矩輸出范范圍和動(dòng)動(dòng)靜態(tài)特特性,使得交交流電動(dòng)動(dòng)機(jī)變頻頻調(diào)速系系統(tǒng)的性性能超過過了直流流電動(dòng)機(jī)機(jī)調(diào)壓調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)的性能能。為了了簡(jiǎn)化控控制系統(tǒng)統(tǒng),減減少設(shè)備備故障率率,在在矢量控控制變頻頻調(diào)速的的基礎(chǔ)上上又發(fā)展展了無速速度傳感感器的矢矢量控制制變頻調(diào)調(diào)速。在在一些對(duì)對(duì)動(dòng)靜態(tài)態(tài)特性要要求不太太高的應(yīng)應(yīng)用中,,無速速度傳感感器的矢矢量控制制變頻調(diào)調(diào)速已完完全可以以和有速速度傳感感器的矢矢量控制制變頻調(diào)調(diào)速相媲媲美。矢矢量控制制對(duì)交流流電機(jī)調(diào)調(diào)速具有有劃時(shí)代代的意義義。交流電機(jī)采采用變頻頻調(diào)速技技術(shù)是當(dāng)當(dāng)代電機(jī)機(jī)調(diào)速的的潮流,,它以以體積小小、重量量輕、精精度高、通通用性強(qiáng)強(qiáng)、工藝藝先進(jìn)、功功能豐富富、保護(hù)護(hù)齊全、可可靠性高高、操作作簡(jiǎn)便等等優(yōu)點(diǎn)超超過以往往的任何何調(diào)速方方式,深受鋼鋼鐵、有有色、石石油、化化工、紡紡織、機(jī)機(jī)械、電電力、建建材、煤煤炭、醫(yī)醫(yī)藥、造造紙、卷卷煙、航航海、電電力機(jī)車車、自來來水、養(yǎng)養(yǎng)殖等行行業(yè)的歡歡迎。隨隨著電力力電子技技術(shù)和數(shù)數(shù)字控制制技術(shù)的的發(fā)展,,交流流電機(jī)變變頻調(diào)速速系統(tǒng)的的實(shí)際應(yīng)應(yīng)用比重重會(huì)逐步步增高,,直到到最后完完全取代代直流調(diào)調(diào)速和其其它調(diào)速速方式。1.5變頻頻調(diào)速系系統(tǒng)的意意義由于變頻調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)以上特特點(diǎn),使交流流調(diào)速的的性能全全面優(yōu)于于其它調(diào)調(diào)速方式式。19990年以后后國(guó)內(nèi)企企業(yè)已開開始使用用變頻調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)。變頻頻調(diào)速的的重要作作用主要要體現(xiàn)在在:（1）節(jié)節(jié)省電能能。茂名名石化公公司從119900年先先后在糖糖醛、蒸蒸溜、催催化、酮酮苯等220多多條生產(chǎn)產(chǎn)線使用用變頻裝裝置1661臺(tái)臺(tái),119900年110月月至19992年2月對(duì)其其中300臺(tái)泵泵進(jìn)行測(cè)測(cè)試,在同樣樣工藝條條件下,,采用用調(diào)節(jié)閥閥控制的的電能損損耗為9999..9kW,,采用用變頻控控制的電電耗為3396..7kWW,節(jié)節(jié)電6003.2kWW,節(jié)節(jié)電率660.3%。19994年以后后,該廠廠又用了了6kVV大容容量變頻頻裝置,,節(jié)電電率達(dá)到到40~~70%%。我我國(guó)現(xiàn)有有風(fēng)機(jī)、泵泵和空氣氣壓縮機(jī)機(jī)約15500萬臺(tái),,耗電電量占全全國(guó)總發(fā)發(fā)電量440~50%%。風(fēng)風(fēng)機(jī)平均均運(yùn)行效效率500%,,泵平平均運(yùn)行行效率441%,,如采采用變頻頻調(diào)速將將電能利利用率提提高200~330%,年年節(jié)電5500億kWWh以上上,節(jié)節(jié)能潛力力巨大。（2）提提高產(chǎn)量量和質(zhì)量量。承德德鋼鐵公公司煉鋼鋼廠三套套20噸轉(zhuǎn)爐爐傾動(dòng)和和氧槍升升降采用用交流變變頻控制制取代直直流控制制,119944年55月投投產(chǎn)至今今年增產(chǎn)產(chǎn)鋼1..5萬噸。株株洲冶煉煉廠鋅浸浸出渣揮揮發(fā)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)窯19991年6月完成成變頻調(diào)調(diào)速改造造,每每年超產(chǎn)產(chǎn)1177.882萬萬元。寧寧夏中衛(wèi)衛(wèi)造紙廠廠17660/3300紙機(jī)機(jī)原采用用晶閘管管直流電電動(dòng)機(jī)調(diào)調(diào)速方式式,只只能生產(chǎn)產(chǎn)60~~1000g銅板原原紙和660~70gg的靜靜電復(fù)印印紙,采用交交流變頻頻調(diào)速改改造后,,還能能生產(chǎn)440~50gg無碳碳復(fù)寫原原紙,年產(chǎn)量量由原來來的60000噸提高高至1000000噸以以上。由由此可見見,變變頻調(diào)速速為企業(yè)業(yè)帶來的的經(jīng)濟(jì)效效益十分分明顯。（3）提高高設(shè)備的的可靠性性,減減輕工人人的勞動(dòng)動(dòng)強(qiáng)度,,減少少故障停停機(jī)和檢檢修維護(hù)護(hù)時(shí)間,,延長(zhǎng)長(zhǎng)易損件件的使用用壽命,,降低低原材料料及備品品備件的的消耗。1.6本章章小結(jié)本章首先介介紹了消消防的重重要性，又又結(jié)合消消防水泵泵的變頻頻調(diào)速介介紹了變變頻調(diào)速速系統(tǒng)的的控制效效果及經(jīng)經(jīng)濟(jì)效益益，發(fā)展展趨勢(shì)及及重要意意義。第二章工工藝介紹紹與方案案設(shè)計(jì)原原理2.1消消防水泵泵變頻調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng)工藝選選擇目前交流異異步電機(jī)機(jī)的節(jié)電電措施是是采用不不同方式式的調(diào)速速節(jié)能,,一般般較為常常用的調(diào)調(diào)速方法法有液力力耦合器器調(diào)速、串串級(jí)調(diào)速速、電磁磁調(diào)速和和變頻調(diào)調(diào)速四種種。相比比之下變變頻調(diào)速速節(jié)能效效果較顯顯著,近年來來應(yīng)用較較為廣泛泛,尤尤其適用用于風(fēng)機(jī)機(jī)、水泵泵類負(fù)載載。變頻調(diào)速基基本原理理是根據(jù)據(jù)交流電電機(jī)工作作原理中中的轉(zhuǎn)速速關(guān)系::n==600f((1--s))/pp,從公式式中可以以看出::均勻勻改變電電動(dòng)機(jī)定定子繞組組的電源源頻率ff,就可以以平滑地地改變電電動(dòng)機(jī)的的同步轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。電電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速變慢慢,軸軸功率就就相應(yīng)減減少,電動(dòng)機(jī)機(jī)輸入功功率也隨隨之減少少,這這就是水水泵變頻頻調(diào)速的的節(jié)能作作用。為為了保持持調(diào)速時(shí)時(shí)電動(dòng)機(jī)機(jī)的最大大轉(zhuǎn)矩不不變,需要維維持電動(dòng)動(dòng)機(jī)的磁磁通恒定定,因因此,要求定定子繞組組電壓也也要作相相應(yīng)的調(diào)調(diào)節(jié),變頻調(diào)調(diào)速器因因此具有有調(diào)頻、調(diào)調(diào)壓的兩兩種功能能,變變頻調(diào)速速器就是是基于此此原理實(shí)實(shí)現(xiàn)調(diào)速速的。原消防泵供供水系統(tǒng)統(tǒng)由兩臺(tái)臺(tái)75kkw電動(dòng)動(dòng)機(jī)組成成,系系統(tǒng)完全全由手動(dòng)動(dòng)控制、人人工管理理,當(dāng)當(dāng)火情發(fā)發(fā)生時(shí)消消防泵不不能自動(dòng)動(dòng)投入供供水,自動(dòng)化化程度低低,可可靠性差差,另另外,人為因因素的失失誤也會(huì)會(huì)造成供供水延誤誤,無無法滿足足實(shí)際消消防用水水的要求求。消防防泵電機(jī)機(jī)為直接接啟動(dòng),,對(duì)所所在電網(wǎng)網(wǎng)、機(jī)械械和電氣氣設(shè)備沖沖擊大,,并且且嚴(yán)重影影響電動(dòng)動(dòng)機(jī)的使使用壽命命。消防防泵電機(jī)機(jī)一經(jīng)啟啟動(dòng)即為為全速運(yùn)運(yùn)行,不能根根據(jù)供水水要求進(jìn)進(jìn)行調(diào)速速,無無法滿足足節(jié)能降降耗的要要求。為此,我我們提出出設(shè)計(jì)安安裝一套套變頻調(diào)調(diào)速系統(tǒng)統(tǒng),以以改善現(xiàn)現(xiàn)有狀況況，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)消防泵泵恒壓供供水控制制。2.2消防防水泵變變頻調(diào)速速系統(tǒng)工工藝要求求消防供水設(shè)設(shè)備一般般有兩臺(tái)臺(tái)供水泵泵，向建建筑物的的消火栓栓或水幕幕供水，控控制要求求如下：：沒有火火情時(shí)，靠靠變頻器器控制使使管網(wǎng)內(nèi)內(nèi)水壓保保持在一一較低值值，保證證網(wǎng)內(nèi)充充滿水，有有火情時(shí)時(shí)，靠變變頻器控控制使管管網(wǎng)內(nèi)水水壓保持持在一較較高值，保保證管網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)水壓壓足夠高高。變頻器要有有睡眠功功能，即即用水量量很小，管管網(wǎng)壓力力滿足要要求時(shí)，變變頻器頻頻率自動(dòng)動(dòng)降為00，管網(wǎng)網(wǎng)壓力下下降到一一定值時(shí)時(shí)，變頻頻器自動(dòng)動(dòng)運(yùn)行，維維持管網(wǎng)網(wǎng)壓力?？刂乒駥?duì)水水泵可實(shí)實(shí)現(xiàn)定期期巡檢，即即每隔數(shù)數(shù)天每臺(tái)臺(tái)水泵自自動(dòng)運(yùn)行行1分鐘鐘，巡檢檢時(shí)既可可無壓巡巡檢（以以最低頻頻率200到300Hz）也也可帶壓壓巡檢（按按設(shè)定壓壓力巡檢檢，管路路裝有電電磁閥，巡巡檢時(shí)電電磁閥打打開）?？乜刂乒裨O(shè)設(shè)有巡檢檢試驗(yàn)按按鈕，在在按下試試驗(yàn)按鈕鈕后，立立即進(jìn)入入巡檢狀狀態(tài)。變頻器故障障或者報(bào)報(bào)警時(shí)，能能自動(dòng)切切換到另另一臺(tái)水水泵工頻頻運(yùn)行；；水泵工頻運(yùn)運(yùn)行時(shí)，采采用自耦耦變壓器器降壓?jiǎn)?dòng)；變頻柜可接接受來自自消防中中心的控控制信號(hào)號(hào)，同時(shí)時(shí)可把運(yùn)運(yùn)行信號(hào)號(hào)返回到到消防中中心。變頻柜可進(jìn)進(jìn)行異地地控制，控制電壓在36V以下的安全電壓。2.3總總體方案案設(shè)計(jì)2.3.11變頻調(diào)調(diào)速恒壓壓供水系系統(tǒng)PLC控制制變頻恒恒壓供水水系統(tǒng)主主要有變變頻器、可可編程控控制器、壓壓力變送送器和現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的水水泵機(jī)組組一起組組成一個(gè)個(gè)完整的的閉環(huán)調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)統(tǒng)，該系系統(tǒng)的控控制流程程圖如圖圖2.11所示：：管道水泵機(jī)組變頻器壓力設(shè)定值值管道水泵機(jī)組變頻器壓力傳感器壓力傳感器圖2.1變頻恒恒壓供水水系統(tǒng)閉閉環(huán)控制制回路從圖中可看看出，系系統(tǒng)可分分為：執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)、信號(hào)號(hào)檢測(cè)機(jī)機(jī)構(gòu)、控控制機(jī)構(gòu)構(gòu)三大部部分，具具體為：：(l)執(zhí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)構(gòu)：執(zhí)行行機(jī)構(gòu)是是由一組組水泵組組成，它它們用于于將水供供入現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)管網(wǎng)，其其中由兩兩臺(tái)水泵泵泵構(gòu)成成（一臺(tái)臺(tái)備用），變變頻泵是是由變頻頻調(diào)速器器控制、可可以進(jìn)行行變頻調(diào)調(diào)整的水水泵，用用以根據(jù)據(jù)用水量量的變化化改變電電機(jī)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速，以以維持管管網(wǎng)的水水壓恒定定；一臺(tái)臺(tái)水泵工工作，出出現(xiàn)故障障時(shí)啟用用另一臺(tái)臺(tái)。信號(hào)檢測(cè)機(jī)機(jī)構(gòu)：在在系統(tǒng)控控制過程程中，需需要檢測(cè)測(cè)的信號(hào)號(hào)包括管管網(wǎng)水壓壓信號(hào)。管管網(wǎng)水壓壓信號(hào)反反映的是是現(xiàn)場(chǎng)供供水管網(wǎng)網(wǎng)的水壓壓值，它它是恒壓壓供水控控制的主主要反饋饋信號(hào)。(33)控控制機(jī)構(gòu)構(gòu)：供水水控制系系統(tǒng)一般般安裝在在供水控控制柜中中，變頻頻器是對(duì)對(duì)水泵進(jìn)進(jìn)行轉(zhuǎn)速速控制的的單元，其其跟蹤供供水控制制器送來來的控制制信號(hào)改改變調(diào)速速泵的運(yùn)運(yùn)行頻率率，完成成對(duì)調(diào)速速泵的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速控制制。根據(jù)水泵機(jī)機(jī)組中水水泵被變變頻器拖拖動(dòng)的情情況不同同，變頻頻器有兩兩種工作作方式即即變頻循循環(huán)式和和變頻固固定式，變變頻循環(huán)環(huán)式即變變頻器拖拖動(dòng)某一一臺(tái)水泵泵作為調(diào)調(diào)速泵，當(dāng)當(dāng)這臺(tái)水水泵運(yùn)行行在500Hz時(shí)時(shí)，其供供水量仍仍不能達(dá)達(dá)到用水水要求，需需要增加加水泵機(jī)機(jī)組時(shí)，系系統(tǒng)先將將變頻器器從該水水泵電機(jī)機(jī)中脫出出，將該該泵切換換為工頻頻的同時(shí)時(shí)用變頻頻去拖動(dòng)動(dòng)另一臺(tái)臺(tái)水泵電電機(jī)；變變頻固定定式是變變頻器拖拖動(dòng)某一一臺(tái)水泵泵作為調(diào)調(diào)速泵，當(dāng)當(dāng)這臺(tái)水水泵運(yùn)行行在500Hz時(shí)時(shí)，其供供水量仍仍不能達(dá)達(dá)到用水水要求，需需要增加加水泵機(jī)機(jī)組時(shí)，系系統(tǒng)直接接啟動(dòng)另另一臺(tái)恒恒速水泵泵，變頻頻器不做做切換，變變頻器固固定拖動(dòng)動(dòng)的水泵泵在系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行前前可以選選擇，本本設(shè)計(jì)中中采用前前者。變頻恒壓供供水系統(tǒng)統(tǒng)以供水水出口管管網(wǎng)水壓壓為控制制目標(biāo)，在在控制上上實(shí)現(xiàn)出出口總管管網(wǎng)的實(shí)實(shí)際供水水壓力跟跟隨設(shè)定定的供水水壓力。設(shè)設(shè)定的供供水壓力力可以是是一個(gè)常常數(shù)，也也可以是是一個(gè)時(shí)時(shí)間分段段函數(shù)，在在每一個(gè)個(gè)時(shí)段內(nèi)內(nèi)是一個(gè)個(gè)常數(shù)。所所以，在在某個(gè)特特定時(shí)段段內(nèi)，恒恒壓控制制。恒壓供水系系統(tǒng)通過過安裝在在用戶供供水管道道上的壓壓力變送送器實(shí)時(shí)時(shí)地測(cè)量量參考點(diǎn)點(diǎn)的水壓壓，檢測(cè)測(cè)管網(wǎng)出出水壓力力，并將將其轉(zhuǎn)換換為4——20mmA的電電信號(hào)，此此檢測(cè)信信號(hào)進(jìn)入入變頻器器，控制制變頻器器的輸出出頻率，從從而控制制電動(dòng)機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)速速，進(jìn)而而控制水水泵的供供水流量量，最終終使用戶戶供水管管道上的的壓力恒恒定，實(shí)實(shí)現(xiàn)變頻頻恒壓供供水。變頻恒壓供供水系統(tǒng)統(tǒng)控制流流程如下下:(l)系系統(tǒng)通電電，按照照接收到到有效的的自控系系統(tǒng)啟動(dòng)動(dòng)信號(hào)后后，首先先啟動(dòng)變變頻器拖拖動(dòng)變頻頻泵M11工作，根根據(jù)壓力力變送器器測(cè)得的的用戶管管網(wǎng)實(shí)際際壓力和和設(shè)定壓壓力的偏偏差調(diào)節(jié)節(jié)變頻器器的輸出出頻率，控控制Mll的轉(zhuǎn)速速，當(dāng)輸輸出壓力力達(dá)到設(shè)設(shè)定值，其其供水量量與用水水量相平平衡時(shí)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速才穩(wěn)穩(wěn)定到某某一定值值，這期期間Mll工作在在調(diào)速運(yùn)運(yùn)行狀態(tài)態(tài)。(2)當(dāng)當(dāng)用水量量增加水水壓減小小時(shí)，壓壓力變送送器反饋饋的水壓壓信號(hào)減減小，偏偏差變大大，PLLC的輸輸出信號(hào)號(hào)變大，變變頻器的的輸出頻頻率變大大，所以以水泵的的轉(zhuǎn)速增增大，供供水量增增大，最最終水泵泵的轉(zhuǎn)速速達(dá)到另另一個(gè)新新的穩(wěn)定定值，使使水壓回回到原來來設(shè)定的的穩(wěn)定值值。反之之，當(dāng)用用水量減減少水壓壓增加時(shí)時(shí)，通過過壓力閉閉環(huán)，減減小水泵泵的轉(zhuǎn)速速到另一一個(gè)新的的穩(wěn)定值值，同樣樣使水壓壓回到原原來設(shè)定定的穩(wěn)定定值。(3)當(dāng)當(dāng)用水量量繼續(xù)增增加，變變頻器的的輸出頻頻率達(dá)到到上限頻頻率500Hz時(shí)時(shí)，若此此時(shí)用戶戶管網(wǎng)的的實(shí)際壓壓力還未未達(dá)到設(shè)設(shè)定壓力力，并且且滿足增增加水泵泵的條件件(在下下節(jié)有詳詳細(xì)闡述述)時(shí)，在在變頻循循環(huán)式的的控制方方式下，系系統(tǒng)將在在PLCC的控制制下自動(dòng)動(dòng)投入水水泵M22(變速速運(yùn)行))，同時(shí)時(shí)變頻泵泵M1做做工頻運(yùn)運(yùn)行，系系統(tǒng)恢復(fù)復(fù)對(duì)水壓壓的閉環(huán)環(huán)調(diào)節(jié)，直直到水壓壓達(dá)到設(shè)設(shè)定值為為止。(4))當(dāng)用用水量下下降水壓壓升高，變變頻器的的輸出頻頻率降至至下限頻頻率，用用戶管網(wǎng)網(wǎng)的實(shí)際際水壓仍仍高于設(shè)設(shè)定壓力力值，并并且滿足足減少水水泵的條條件時(shí)，系系統(tǒng)將工工頻泵MM2關(guān)掉掉，恢復(fù)復(fù)對(duì)水壓壓的閉環(huán)環(huán)調(diào)節(jié)，使使壓力重重新達(dá)到到設(shè)定值值。2.3.22變頻器器睡眠功功能的實(shí)實(shí)現(xiàn)當(dāng)沒有災(zāi)情情無需供供水時(shí)，電電機(jī)停止止轉(zhuǎn)動(dòng)，變變頻器也也可啟用用睡眠功功能，變變頻器的的頻率自自動(dòng)降為為0，達(dá)達(dá)到節(jié)能能。但是是控制和和監(jiān)控功功能在睡睡眠期間間仍要執(zhí)執(zhí)行，如如果實(shí)際際值下降降到低于于喚醒等等級(jí)時(shí)喚喚醒功能能開始，變變頻器自自動(dòng)運(yùn)行行，維持持網(wǎng)管壓壓力。其其有關(guān)參參數(shù)設(shè)定定要求如如表1：：表1變頻頻器睡眠眠功能參參數(shù)表F5.133睡眠頻率F0.133(下限限頻率))～FF0.005(設(shè)設(shè)置為00HZ時(shí)時(shí)睡眠功功能無效效)HZ000.000F5.144睡眠延時(shí)10～300.0SSS030.00SF5.155喚醒值5.0～110.00%(反反饋值相相對(duì)于滿滿量程的的百分比比)010.00%2.3.33消防水水泵的自自動(dòng)巡檢檢消防水泵自自動(dòng)巡檢檢的3種種方式：：消防泵泵轉(zhuǎn)速的的自動(dòng)巡巡檢方式式可分為為常速自自動(dòng)巡檢檢方式和和低速自自動(dòng)巡檢檢方式,,其中低低速自動(dòng)動(dòng)巡檢方方式中又又有軟啟啟動(dòng)器方方法和變變頻方法法。通過過對(duì)消防防泵的這這兩種自自動(dòng)巡檢檢方式的的比較和和分析,,指出了了消防泵泵自動(dòng)巡巡檢的技技術(shù)要求求,為消消防泵自自動(dòng)巡檢檢方式的的應(yīng)用提提供了一一定的技技術(shù)依據(jù)據(jù)和保障障。消防給給水設(shè)備備是水滅滅火系統(tǒng)統(tǒng)中的一一個(gè)重要要組成部部分,而而消防泵泵又是消消防給水水中的關(guān)關(guān)鍵設(shè)備備。在消消防給水水系統(tǒng)中中,消防防泵給水水的可靠靠性直接接決定了了滅火的的成功與與否。建建筑消防防給水設(shè)設(shè)備在運(yùn)運(yùn)行上具具有一個(gè)個(gè)普遍的的特點(diǎn),,即這些些設(shè)備平平時(shí)很少少運(yùn)行,,一旦滅滅火時(shí)卻卻需要可可靠地投投入使用用。但是是,這些些設(shè)備由由于長(zhǎng)期期不用,,滅火時(shí)時(shí)卻不一一定能保保證設(shè)備備的正常常運(yùn)行。其其中,消消防泵也也不例外外。為加加強(qiáng)消防防泵給水水的可靠靠性,上上海市工工程建設(shè)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《民民用建筑筑水滅火火系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)程程》(DDGJ008-994-220011)在在國(guó)內(nèi)首首次提出出了消防防泵的自自動(dòng)巡檢檢問題。該該規(guī)程規(guī)規(guī)定,超超高層建建筑、一一類高層層公共建建筑的消消防泵宜宜設(shè)定時(shí)時(shí)自動(dòng)巡巡檢裝置置。另在在修訂中中的《建建筑設(shè)計(jì)計(jì)防火規(guī)規(guī)范》也也提出::消防給給水設(shè)備備必須具具有自動(dòng)動(dòng)巡檢功功能。消防泵泵的自檢檢即自動(dòng)動(dòng)巡檢,,它是在在設(shè)定的的時(shí)間周周期內(nèi)自自動(dòng)地啟啟動(dòng)消防防泵,對(duì)對(duì)消防泵泵的運(yùn)行行進(jìn)行檢檢查。消消防泵自自動(dòng)巡檢檢的目的的在于增增加消防防泵的可可靠性,,保證消消防給水水系統(tǒng)整整體的可可靠。采采用消防防泵的定定時(shí)自動(dòng)動(dòng)巡檢裝裝置,有有利于及及時(shí)了解解消防泵泵的實(shí)際際性能,,解決消消防泵的的銹蝕卡卡死問題題、保持持消防泵泵良好的的工況,,也有利利于消防防系統(tǒng)管管理的智智能化。它它對(duì)提高高消防給給水系統(tǒng)統(tǒng)的安全全可靠性性有一定定的意義義。一、消消防泵自自動(dòng)巡檢檢方式1、常常速自動(dòng)動(dòng)巡檢方方式常速自自動(dòng)巡檢檢方式又又稱工頻頻自動(dòng)巡巡檢方式式。它是是定期將將消防泵泵以額定定轉(zhuǎn)速運(yùn)運(yùn)行一段段時(shí)間后后自動(dòng)停停泵。為為保證自自動(dòng)巡檢檢時(shí)消防防泵運(yùn)行行的壓力力對(duì)系統(tǒng)統(tǒng)不造成成破壞,,必須對(duì)對(duì)消防泵泵原有的的進(jìn)出水水管路進(jìn)進(jìn)行調(diào)整整完善。在消防防泵從消消防水池池吸水的的方式中中,應(yīng)在在出水管管上設(shè)旁旁通管。自自動(dòng)巡檢檢時(shí)打開開旁通管管上的電電磁閥,,消防泵泵自動(dòng)巡巡檢運(yùn)行行的出水水從旁通通管排至至消防水水池,自自動(dòng)巡檢檢完成后后關(guān)閉電電磁閥,,恢復(fù)原原正常工工作狀態(tài)態(tài)。在消消防泵從從市政給給水管網(wǎng)網(wǎng)吸水的的方式中中,也應(yīng)應(yīng)考慮自自動(dòng)巡檢檢運(yùn)行時(shí)時(shí)的超壓壓。此時(shí)時(shí),在消消防泵的的進(jìn)出水水管上設(shè)設(shè)旁通,,自動(dòng)巡巡檢時(shí)打打開電磁磁閥,使使出水又又回到進(jìn)進(jìn)水管路路。運(yùn)行行超壓后后,從系系統(tǒng)的泄泄壓閥排排至室外外明溝。同同時(shí),為為防止對(duì)對(duì)市政給給水的二二次污染染,在消消防泵的的吸水管管路上須須設(shè)置倒倒流防止止器。2、低速自自檢方式式低速自自檢方式式也是消消防泵定定期巡檢檢的方式式之一。消消防泵在在自檢時(shí)時(shí)是以獨(dú)獨(dú)特的低低速方式式運(yùn)行,,它對(duì)消消防給水水管網(wǎng)不不必作較較大的改改動(dòng)(見見圖3))。在在低速自自檢方式式中,消消防泵的的轉(zhuǎn)速較較低,其其出水壓壓力較小小。根據(jù)據(jù)控制方方法的不不同,可可分為軟軟啟動(dòng)器器方法和和變頻方方法。二、軟啟動(dòng)動(dòng)器方法法它利用用軟啟動(dòng)動(dòng)器來控控制消防防泵的自自動(dòng)巡檢檢,不考考慮降壓壓?jiǎn)?dòng)。在在預(yù)先設(shè)設(shè)定的周周期內(nèi),,按預(yù)先先設(shè)定的的軟啟動(dòng)動(dòng)器運(yùn)行行方式進(jìn)進(jìn)行消防防泵的自自動(dòng)巡檢檢。這種種運(yùn)行方方式是由由軟啟動(dòng)動(dòng)器來控控制消防防泵的啟啟動(dòng)階段段,即消消防泵的的定時(shí)軟軟啟動(dòng)技技術(shù)(SSSD))。它它時(shí)間較較短,一一般在110ss左右。整整個(gè)過程程運(yùn)用可可編程控控制技術(shù)術(shù)(PPLC))來實(shí)實(shí)現(xiàn),以以達(dá)到消消防泵始始終保持持良好的的準(zhǔn)備狀狀態(tài)。三、變變頻方法法這種方方法是由由微機(jī)控控制器((PCCL)中的巡巡檢周期期時(shí)鐘啟啟動(dòng)巡檢檢子程序序,從變變頻調(diào)速速器中輸輸出一個(gè)個(gè)較低的的頻率去去驅(qū)動(dòng)消消防泵。通通常,控控制消防防泵的頻頻率所產(chǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速在3300r/minn左右右。因其其轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于消消防泵的的額定轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速,故故系統(tǒng)中中不會(huì)出出現(xiàn)較大大的增壓壓,消防防給水系系統(tǒng)可采采用原有有的管路路。在巡巡檢過程程中,變變頻器是是從零HHz開開始饋電電,消防防泵的啟啟動(dòng)也就就較平緩緩,消防防泵無機(jī)機(jī)械沖擊擊,消防防泵的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速使葉葉輪保持持轉(zhuǎn)動(dòng)但但不出水水的臨界界狀態(tài),,不致造造成系統(tǒng)統(tǒng)管網(wǎng)的的超壓。消防水泵自自動(dòng)巡檢檢控制設(shè)設(shè)備是消消防系統(tǒng)統(tǒng)的重要要組成部部分，消消防聯(lián)動(dòng)動(dòng)報(bào)警系系統(tǒng)等種種自動(dòng)消消防設(shè)備備對(duì)災(zāi)情情的判斷斷直至給給出報(bào)警警，最終終還是要要以啟動(dòng)動(dòng)消防給給水設(shè)備備為根本本目的。消消防水泵泵的巡檢檢功能很很好的解解決了消消防泵因因長(zhǎng)期閑閑置不用用而帶來來的生銹銹等原因因造成不不能啟動(dòng)動(dòng)的難題題。消防水泵自自動(dòng)巡檢檢控制柜柜可采用用可編程程控制器器，變頻頻調(diào)速器器，應(yīng)用用人機(jī)等等控制技技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)消防水水泵的自自動(dòng)巡檢檢。通過過自動(dòng)巡巡檢，使使消防水水泵長(zhǎng)期期保持在在可靠的的運(yùn)行狀狀態(tài)?；馂?zāi)信息由由消防控控制中心心發(fā)出，當(dāng)當(dāng)消防控控制系統(tǒng)統(tǒng)檢測(cè)到到建筑物物內(nèi)發(fā)生生火災(zāi)時(shí)時(shí)，消防防控制中中心立即即發(fā)出啟啟動(dòng)消防防泵的接接點(diǎn)信號(hào)號(hào)到水泵泵控制系系統(tǒng)PLLC，PPLC收收到信息息立即退退出目前前的任務(wù)務(wù)。啟動(dòng)動(dòng)消防泵泵，當(dāng)沒沒有火災(zāi)災(zāi)的時(shí)候候，PLLC控制制消防泵泵定期巡巡檢。系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)運(yùn)行時(shí)，每每隔2天天每臺(tái)水水泵自動(dòng)動(dòng)巡檢11分鐘。巡巡檢時(shí)PPLC控控制變頻頻器以較較低的頻頻率逐一一的驅(qū)動(dòng)動(dòng)水泵。由由于驅(qū)動(dòng)動(dòng)功率較較小，節(jié)節(jié)能比較較顯著。同同時(shí)由于于水泵低低速運(yùn)行行，達(dá)不不到水泵泵的出水水速度，不不會(huì)對(duì)管管網(wǎng)壓力力產(chǎn)生影影響。巡巡檢時(shí)間間到時(shí)，PPLC巡巡檢程序序，控制制變頻器器切換到到第一臺(tái)臺(tái)水泵。然然后接觸觸器KMM1閉合合，將消消防泵接接到變頻頻器的負(fù)負(fù)載端，KKM1閉閉合以后后啟動(dòng)變變頻器低低頻運(yùn)行行并開始始計(jì)時(shí)，則則消防泵泵在變頻頻器低頻頻運(yùn)行，定定時(shí)時(shí)間間到，變變頻器則則停止。變變頻器停停止后，分分開接觸觸器KMM1，控控制KMM2吸合合，將消消防泵接接到變頻頻器的負(fù)負(fù)載端，KKM2閉閉合以后后啟動(dòng)變變頻器低低頻運(yùn)行行并開始始計(jì)時(shí)，則則消防泵泵在變頻頻器低頻頻運(yùn)行，定定時(shí)時(shí)間間到，變變頻器則則停止。2.4本章章小結(jié)本章主要針針對(duì)消防防水泵變變頻調(diào)速速系統(tǒng)的的工藝方方案做了了介紹，并并對(duì)各環(huán)環(huán)節(jié)的工工作原理理做了介介紹。第三章硬硬件設(shè)計(jì)計(jì)3.1PPLC的的選型3.1.11PLCC的簡(jiǎn)介介（一）PLLC技術(shù)術(shù)的概念念PLC即即可編程程控制器器（PrrogrrammmabllellogiicCConttrolllerr），是是指以計(jì)計(jì)算機(jī)技技術(shù)為基基礎(chǔ)的新新型工業(yè)業(yè)控制裝裝置。PPLC是是一種專專門為在在工業(yè)環(huán)環(huán)境下應(yīng)應(yīng)用而設(shè)設(shè)計(jì)的數(shù)數(shù)字運(yùn)算算操作的的電子裝裝置。它它采用可可以編制制程序的的存儲(chǔ)器器，用來來在其內(nèi)內(nèi)部存儲(chǔ)儲(chǔ)執(zhí)行邏邏輯運(yùn)算算、順序序運(yùn)算、計(jì)計(jì)時(shí)、計(jì)計(jì)數(shù)和算算術(shù)運(yùn)算算等操作作的指令令，并能能通過數(shù)數(shù)字式或或模擬式式的輸入入和輸出出，控制制各種類類型的機(jī)機(jī)械或生生產(chǎn)過程程。（二）PLLC技術(shù)術(shù)的發(fā)展展歷史長(zhǎng)期以來來，計(jì)算算機(jī)控制制和傳統(tǒng)統(tǒng)PLCC控制一一直是工工業(yè)控制制領(lǐng)域的的兩種主主要控制制方法，PPLC自自19669年問問世以來來，以其其功能強(qiáng)強(qiáng)、可靠靠性高、使使用方便便、體積積小等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)在工工業(yè)自動(dòng)動(dòng)化領(lǐng)域域得到迅迅速推廣廣，成為為工業(yè)自自動(dòng)化領(lǐng)領(lǐng)域中極極具競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)力的控控制工具具。但傳傳統(tǒng)的PPLC體體系結(jié)構(gòu)構(gòu)是封閉閉的，各各個(gè)PLLC廠家家的硬件件體系互互不兼容容，編程程語言及及指令系系統(tǒng)各異異，用戶戶選擇了了一種PPLC產(chǎn)產(chǎn)品后，必必須選擇擇與其相相應(yīng)的控控制規(guī)程程，學(xué)習(xí)習(xí)特定的的編程語語言，不不利于終終端用戶戶功能的的擴(kuò)展。近近年來，工工業(yè)自動(dòng)動(dòng)化控制制系統(tǒng)的的規(guī)模不不斷擴(kuò)大大，控制制結(jié)構(gòu)更更趨于分分散化和和復(fù)雜化化，需要要更多的的用戶接接口。同同時(shí)，企企業(yè)整合合和開放放式體系系的發(fā)展展要求自自動(dòng)控制制系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)具有強(qiáng)強(qiáng)大的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通訊訊能力，使使企業(yè)能能及時(shí)地地了解生生產(chǎn)過程程中的諸諸多信息息，靈活活選擇解解決方案案，配置置硬件和和軟件。此此外為了了擴(kuò)大控控制系統(tǒng)統(tǒng)的功能能，許多多新型傳傳感器被被加裝到到控制單單元上。我我國(guó)工業(yè)業(yè)控制自自動(dòng)化的的發(fā)展道道路，大大多是在在引進(jìn)成成套設(shè)備備的同時(shí)時(shí)進(jìn)行消消化吸收收，然后后進(jìn)行二二次開發(fā)發(fā)和應(yīng)用用。目前前我國(guó)工工業(yè)控制制自動(dòng)化化技術(shù)、產(chǎn)產(chǎn)業(yè)和應(yīng)應(yīng)用都有有了很大大的發(fā)展展，我國(guó)國(guó)工業(yè)計(jì)計(jì)算機(jī)系系統(tǒng)行業(yè)業(yè)已經(jīng)形形成。工工業(yè)控制制自動(dòng)化化技術(shù)正正在向智智能化、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化和和集成化化方向發(fā)發(fā)展。（三）PPLC的的發(fā)展趨趨勢(shì)1、功能向向增強(qiáng)化化和專業(yè)業(yè)化的方方向發(fā)展展，針對(duì)對(duì)不同行行業(yè)的應(yīng)應(yīng)用特點(diǎn)點(diǎn)，開發(fā)發(fā)出專業(yè)業(yè)化控制制單元或或模塊，對(duì)對(duì)控制過過程中某某一變量量（如速速度、溫溫度、電電流、電電壓等）進(jìn)進(jìn)行PIID控制制。4、定定時(shí)、定定位、計(jì)計(jì)數(shù)控制制PLCC具有定定時(shí)控制制的功能能，它為為用戶提提供了若若干個(gè)定定時(shí)器，定定時(shí)器的的時(shí)間可可以由用用戶在編編寫程序序時(shí)設(shè)定定，也可可以用撥撥盤開關(guān)關(guān)在外部部設(shè)定，實(shí)實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)或延時(shí)時(shí)控制。定定位控制制是PLLC不可可缺少的的控制功功能之一一。PLLC提供供了定位位模塊、脈脈沖輸出出模塊等等智能模模塊，以以實(shí)現(xiàn)各各種需求求的定位位控制。PPLC具具有計(jì)數(shù)數(shù)控制的的功能，它它為用戶戶提供了了若干個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)器器或高速速計(jì)數(shù)模模塊。計(jì)計(jì)數(shù)器的的計(jì)數(shù)值值可以由由用戶在在編寫程程序時(shí)設(shè)設(shè)定，也也可以用用撥盤開開關(guān)在外外部設(shè)定定，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)計(jì)數(shù)控控制。5、順順序（步步進(jìn)）控控制在工工業(yè)控制制中，選選用PLLC實(shí)現(xiàn)現(xiàn)順序控控制，可可以采用用IECC規(guī)定的的用于順順序控制制的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化語言言——順序序功能圖圖進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)，可可以用移移位寄存存器和順順序控制制指令編編寫程序序。6、網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信信現(xiàn)代PPLC具具有網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信的的功能，它它既可以以對(duì)遠(yuǎn)程程I/OO進(jìn)行控控制，又又能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)PLCC與計(jì)算算機(jī)之間間的通信信，從而而構(gòu)成“集中管管理，分分散控制制”的分布布式控制制系統(tǒng)，實(shí)實(shí)現(xiàn)工廠廠自動(dòng)化化。PLLC通過過RS2232接接口可與與各種RRS2332設(shè)備備進(jìn)行通通信。PPLC還還可與其其它智能能控制設(shè)設(shè)備（如如變頻器器、數(shù)控控裝置）實(shí)實(shí)現(xiàn)通信信。PLLC與變變頻器組組成聯(lián)合合控制系系統(tǒng)，可可提高交交流電動(dòng)動(dòng)機(jī)的自自動(dòng)化控控制水平平。7、數(shù)數(shù)據(jù)處理理現(xiàn)代PPLC具具有數(shù)學(xué)學(xué)運(yùn)算（含含矩陣運(yùn)運(yùn)算、函函數(shù)運(yùn)算算、邏輯輯運(yùn)算）、數(shù)數(shù)據(jù)傳送送、數(shù)據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排排序、查查表、位位操作等等功能，可可以完成成數(shù)據(jù)的的采集、分分析及處處理。這這些數(shù)據(jù)據(jù)可以與與存儲(chǔ)在在存儲(chǔ)器器中的參參考值比比較，完完成一定定的控制制操作，也也可以利利用通信信功能傳傳送到別別的智能能裝置，或或?qū)⑺鼈儌兇蛴≈浦票怼＃ㄋ乃模㏄PLC的的功能隨著自動(dòng)化化技術(shù)、計(jì)計(jì)算機(jī)技技術(shù)及網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信信技術(shù)的的迅速發(fā)發(fā)展，PPLC的的功能日日益增多多。它不不僅能實(shí)實(shí)現(xiàn)單機(jī)機(jī)控制，而而且能實(shí)實(shí)現(xiàn)多機(jī)機(jī)群控制制；不僅僅能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)邏輯控控制，還還能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)過程控控制、運(yùn)運(yùn)動(dòng)控制制和數(shù)據(jù)據(jù)處理等等，其主主要功能能如下：：（11）開關(guān)關(guān)量邏輯輯控制這是PLCC的最基基本的功功能。PPLC具具有強(qiáng)大大的邏輯輯運(yùn)算能能力，它它提供了了與、或或、非等等各種邏邏輯指令令，可實(shí)實(shí)現(xiàn)繼電電器觸點(diǎn)點(diǎn)的串聯(lián)聯(lián)、并聯(lián)聯(lián)和串并并聯(lián)等各各種連接接的開關(guān)關(guān)控制，常常用于取取代傳統(tǒng)統(tǒng)的繼電電器控制制系統(tǒng)。使使用PLLC提供供的定時(shí)時(shí)、計(jì)數(shù)數(shù)指令，可可實(shí)現(xiàn)定定時(shí)、計(jì)計(jì)數(shù)功能能，其定定時(shí)值和和計(jì)數(shù)值值既可由由用戶在在編程時(shí)時(shí)設(shè)定，也也可用數(shù)數(shù)字撥碼碼開關(guān)來來設(shè)定，其其值可進(jìn)進(jìn)行在線線修改，操操作十分分靈活方方便。（2）模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)過程中中，有許許多連續(xù)續(xù)變化的的量，如如溫度、壓壓力、流流量、液液位和速速度等都都是模擬擬量。PPLC提提供了各各種智能能模塊，如如模擬量量輸入模模塊、模模擬量輸輸出模塊塊、模擬擬量輸入入輸出模模塊、熱熱電阻用用模擬量量輸入模模塊、熱熱電阻用用模擬量量輸出模模塊等，通通過使用用這些模模塊，把把現(xiàn)場(chǎng)輸輸入的模模擬量經(jīng)經(jīng)A/DD轉(zhuǎn)換后后送CPPU處理理；而CCPU處處理的數(shù)數(shù)字結(jié)果果，經(jīng)DD/A轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成模模擬量去去控制被被控設(shè)備備，以完完成對(duì)連連續(xù)量的的控制。（33）閉環(huán)環(huán)過程控控制使用PLCC不僅可可以對(duì)模模擬量進(jìn)進(jìn)行開環(huán)環(huán)控制，而而且還可可以進(jìn)行行閉環(huán)控控制。配配置PIID控制制單元或或模塊，對(duì)對(duì)控制過過程中某某一變量量（如速速度、溫溫度、電電流、電電壓等）進(jìn)進(jìn)行PIID控制制。（44）定時(shí)時(shí)、定位位、計(jì)數(shù)數(shù)控制PLC具有有定時(shí)控控制的功功能，它它為用戶戶提供了了若干個(gè)個(gè)定時(shí)器器，定時(shí)時(shí)器的時(shí)時(shí)間可以以由用戶戶在編寫寫程序時(shí)時(shí)設(shè)定，也也可以用用撥盤開開關(guān)在外外部設(shè)定定，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)定時(shí)或或延時(shí)控控制。定定位控制制是PLLC不可可缺少的的控制功功能之一一。PLLC提供供了定位位模塊、脈脈沖輸出出模塊等等智能模模塊，以以實(shí)現(xiàn)各各種需求求的定位位控制。PPLC具具有計(jì)數(shù)數(shù)控制的的功能，它它為用戶戶提供了了若干個(gè)個(gè)計(jì)數(shù)器器或高速速計(jì)數(shù)模模塊。計(jì)計(jì)數(shù)器的的計(jì)數(shù)值值可以由由用戶在在編寫程程序時(shí)設(shè)設(shè)定，也也可以用用撥盤開開關(guān)在外外部設(shè)定定，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)計(jì)數(shù)控控制。（55）順序序（步進(jìn)進(jìn)）控制制在工業(yè)控制制中，選選用PLLC實(shí)現(xiàn)現(xiàn)順序控控制，可可以采用用IECC規(guī)定的的用于順順序控制制的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化語言言——順序序功能圖圖進(jìn)行設(shè)設(shè)計(jì)，可可以用移移位寄存存器和順順序控制制指令編編寫程序序。（66）網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信現(xiàn)代PLCC具有網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信信的功能能，它既既可以對(duì)對(duì)遠(yuǎn)程II/O進(jìn)進(jìn)行控制制，又能能實(shí)現(xiàn)PPLC與與計(jì)算機(jī)機(jī)之間的的通信，從從而構(gòu)成成“集中管管理，分分散控制制”的分布布式控制制系統(tǒng)，實(shí)實(shí)現(xiàn)工廠廠自動(dòng)化化。PLLC通過過RS2232接接口可與與各種RRS2332設(shè)備備進(jìn)行通通信。PPLC還還可與其其它智能能控制設(shè)設(shè)備（如如變頻器器、數(shù)控控裝置）實(shí)實(shí)現(xiàn)通信信。PLLC與變變頻器組組成聯(lián)合合控制系系統(tǒng)，可可提高交交流電動(dòng)動(dòng)機(jī)的自自動(dòng)化控控制水平平。（77）數(shù)據(jù)據(jù)處理現(xiàn)代PLCC具有數(shù)數(shù)學(xué)運(yùn)算算（含矩矩陣運(yùn)算算、函數(shù)數(shù)運(yùn)算、邏邏輯運(yùn)算算）、數(shù)數(shù)據(jù)傳送送、數(shù)據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排排序、查查表、位位操作等等功能，可可以完成成數(shù)據(jù)的的采集、分分析及處處理。這些數(shù)數(shù)據(jù)可以以與存儲(chǔ)儲(chǔ)在存儲(chǔ)儲(chǔ)器中的的參考值值比較，完完成一定定的控制制操作，也也可以利利用通信信功能傳傳送到別別的智能能裝置，或或?qū)⑺鼈儌兇蛴≈浦票?。（五）PPLC的的特點(diǎn)（11）通用用性強(qiáng)、靈靈活性好好、功能能齊全PLC是專專為在工工業(yè)環(huán)境境下應(yīng)用用而設(shè)計(jì)計(jì)的，具具有面向向工業(yè)控控制的鮮鮮明特點(diǎn)點(diǎn)。通過過選配相相應(yīng)的控控制模塊塊便可適適用于各各種不同同的工業(yè)業(yè)控制系系統(tǒng)。同同時(shí)，由由于PLLC采用用存儲(chǔ)邏邏輯，其其控制邏邏輯以程程序方式式存儲(chǔ)在在內(nèi)存中中，當(dāng)生生產(chǎn)工藝藝改變或或生產(chǎn)設(shè)設(shè)備更新新時(shí)，不不必改變變PLCC的硬件件，只需需改變程程序，改改變控制制邏輯，其其連線少少，體積積小，加加之PLLC中每每只軟繼繼電器的的觸點(diǎn)數(shù)數(shù)理論上上無限制制，因此此，靈活活性和擴(kuò)擴(kuò)展性都都很好。（22）可靠靠性高、抗抗干擾能能力強(qiáng)為了確保PPLC在在惡劣的的工業(yè)環(huán)環(huán)境下能能可靠的的工作。在在設(shè)計(jì)中中強(qiáng)化了了PLCC的抗干干擾能力力，使之之能抗諸諸如電噪噪聲、電電源波動(dòng)動(dòng)、振動(dòng)動(dòng)、電磁磁干擾等等的干擾擾。PLLC能承承受電網(wǎng)網(wǎng)電壓的的變化，可可直接由由交流市市電供電電，直接接取自電電控箱電電源。即即使在電電源瞬間間斷電的的情況下下，仍可可正常工工作。PPLC在在設(shè)計(jì)、生生產(chǎn)過程程中除了了對(duì)元器器件嚴(yán)格格篩選外外，硬件件和軟件件還采用用屏蔽、濾濾波。光光電隔離離和故障障診斷、自自動(dòng)恢復(fù)復(fù)等措施施，有的的PLCC還采用用了冗余余技術(shù)等等，進(jìn)一一步增強(qiáng)強(qiáng)了PLLC的可可靠性。（3）編程程簡(jiǎn)單、使使用方便便PLC在基基本控制制方面采采用梯形形圖語言言進(jìn)行編編程，這這種梯形形圖是與與繼電器器控制電電路圖相相呼應(yīng)的的，形式式簡(jiǎn)單、直直觀性強(qiáng)強(qiáng)，廣大大電氣人人員容易易接受。用用梯形圖圖編程出出錯(cuò)率比比匯編語語言低得得多。梯梯形圖、流流程圖、語語句表之之間可以以有條件件的相互互轉(zhuǎn)換，使使用極其其方便。(4)模塊塊化結(jié)構(gòu)構(gòu)、安裝裝簡(jiǎn)單、調(diào)調(diào)試方便便PLC的各各個(gè)部件件，包括括CPUU、電源源、I//O等均均采用模模塊化結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)，由機(jī)機(jī)架和電電纜將各各模塊連連接起來來，由于于配置靈靈活，使使擴(kuò)展、維維護(hù)更加加方便。另另外，PPLC的的接線十十分方便便，只需需將輸入入信號(hào)的的設(shè)備（如如按鈕、開開關(guān)等）與與PLCC的輸入入端子相相連，將將接受控控制的執(zhí)執(zhí)行元件件（接觸觸器、電電磁閥等等）與輸輸出端子子相連即即可。調(diào)調(diào)試工作作大部分分是室內(nèi)內(nèi)調(diào)試，用用模擬開開關(guān)模擬擬輸入信信號(hào)，其其輸入狀狀態(tài)和輸輸出狀態(tài)態(tài)可以觀觀察PLLC上相相應(yīng)的發(fā)發(fā)光二極極管，可以根根據(jù)它進(jìn)進(jìn)行測(cè)試試、排錯(cuò)錯(cuò)和修改改。3.1.22S77-3000系列列PLCC及其擴(kuò)擴(kuò)展模塊塊的選型型（一）S77-3000系列列PLCC的概述述本設(shè)計(jì)選擇擇西門子子S7--3000系列PPLC，SS7-3300適適用于靈靈活度更更高和復(fù)復(fù)雜邏輯輯的情況況。它采采用的是是插槽板板卡模塊塊式設(shè)計(jì)計(jì)，有完完備的模模擬量和和開關(guān)量量組合搭搭配，程程序可以以直接存存在存儲(chǔ)儲(chǔ)卡中，在在生產(chǎn)制制造工程程中應(yīng)用用非常廣廣泛。SS7-3300是由各各種模塊塊部件所所組成，各各模塊能能以各種種不同方方式組合合在一起起，可將將控制系系統(tǒng)根據(jù)據(jù)需要設(shè)設(shè)計(jì)成不不同的應(yīng)應(yīng)用，有有各種不不同性能能檔次的的CPUU可供供控制器器使用，以以滿足不不同的需需求。S7-3000的大大量功能能能夠支支持和幫幫助用戶戶進(jìn)行編編程、啟啟動(dòng)和維維護(hù)，其其主要功功能如下下：(1)高高速的指指令處理理。0..1～00.6us的的指令處處理時(shí)間間在中等等到較低低的性能能要求范范圍內(nèi)開開辟了全全新的應(yīng)應(yīng)用領(lǐng)域域。人機(jī)界面((HMII)。方方便的人人機(jī)界面面服務(wù)已已經(jīng)集成成在S77-3000操作作系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)，因此此人機(jī)對(duì)對(duì)話的編編程要求求大大減減少。(3)診診斷功能能。CPPU的智智能化的的診斷系系統(tǒng)可連連續(xù)監(jiān)控控系統(tǒng)的的功能是是否正常常，記錄錄錯(cuò)誤和和特殊系系統(tǒng)事件件。(4)口口令保護(hù)護(hù)。多級(jí)級(jí)口令保保護(hù)可以以使用戶戶高度、有有效地保保護(hù)其技技術(shù)機(jī)密密，防止止未經(jīng)允允許的復(fù)復(fù)制和修修改。（二）S77-3000系列列PLCC的組成成S7-3000系列列PLCC是模塊塊化結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計(jì)，各各種單獨(dú)獨(dú)模塊之之間可進(jìn)進(jìn)行廣泛泛組合和和擴(kuò)展。其其系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成如圖圖3.11所示。它它的主要要組成部部分有導(dǎo)導(dǎo)軌(RRACKK)、電電源模塊塊(PSS)、中中央處理理單元模模塊(CCPU))、接口口模塊((IM))、信號(hào)號(hào)模塊((SM))、功能能模塊((FM))等。它它通過MMPI網(wǎng)網(wǎng)的接口口直接與與編程器器PG、操操作員面面板O和和其它SS7PPLC相相連。圖3.1S77-3000系列列PLCC系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成框圖圖·S7-3300的的CPUU模塊S7-3000有CCPU3312IFMM、CPPU3113、CCPU3314、CCPU3314IFMM、CPPU3115/3315--2DPP、CPPU3116-22DP、CCPU3318--2DPP等8種種不同的的中央處處理單元元可供選選擇。CCPU3315--2DPP、CPPU3116-22DP、CCPU3318--2DPP都具有有現(xiàn)場(chǎng)總總線擴(kuò)展展功能。CCPU以以梯形圖圖LADD、功能能塊FBBD或語語句表SSTL進(jìn)進(jìn)行編程程。表3.1列列出了部部分中央央處理單單元CPPU的主主要特性性，包括括存儲(chǔ)器器容量、指指令執(zhí)行行時(shí)間、最最大I//O點(diǎn)數(shù)數(shù)、各類類編程元元件(位位存儲(chǔ)器器、計(jì)數(shù)數(shù)器、定定時(shí)器、可可調(diào)用塊塊)數(shù)量量等。表3.1中中央處理理單元CCPU的的主要特特性·S7-3300的的數(shù)字量量輸入模模塊SMM3211數(shù)字量輸入入模塊將將現(xiàn)場(chǎng)過過程送來來的數(shù)字字信號(hào)電電平轉(zhuǎn)換換成S77-3000內(nèi)部部信號(hào)電電平。數(shù)數(shù)字量輸輸入模塊塊有直流流輸入方方式和交交流輸入入方式。對(duì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸輸入元件件，僅要要求提供供開關(guān)觸觸點(diǎn)即可可。輸入入信號(hào)進(jìn)進(jìn)入模塊塊后，一一般都經(jīng)經(jīng)過光電電隔離和和濾波，然然后才送送至輸入入緩沖器器等待CCPU采采樣。采采樣時(shí)，信信號(hào)經(jīng)過過背板總總線進(jìn)入入到輸入入映像區(qū)區(qū)。數(shù)字量輸入入模塊SSM3221有四四種型號(hào)號(hào)模塊可可供選擇擇，即直直流166點(diǎn)輸入入、直流流32點(diǎn)點(diǎn)輸入、交交流166點(diǎn)輸入入、交流流8點(diǎn)輸輸入模塊塊。如圖圖3.22,3..3所示示為直流流32點(diǎn)點(diǎn)輸入和和交流116點(diǎn)輸輸入對(duì)應(yīng)應(yīng)的端子子連接及及電氣原原理圖：：圖3.2數(shù)字量量輸入模模塊端子子連接及及電氣原原理圖（SSM3221166×24VVDC）圖3.33數(shù)字字量輸入入模塊端端子連接接及電氣氣原理圖圖（SMM321116××1200VACC）·S7-3300的的數(shù)字量量輸出模模塊SMM3222數(shù)字量輸出出模塊SSM3222將SS7-3300內(nèi)內(nèi)部信號(hào)號(hào)電平轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成過過程所要要求的外外部信號(hào)號(hào)電平，可可直接用用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)電磁閥閥、接觸觸器、小小型電動(dòng)動(dòng)機(jī)、燈燈和電動(dòng)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)動(dòng)器等。晶體管輸出出模塊只只能帶直直流負(fù)載載，屬于于直流輸輸出模塊塊；可控控硅輸出出方式屬屬于交流流輸出模模塊；繼繼電器觸觸點(diǎn)輸出出方式的的模塊屬屬于交直直流兩用用輸出模模塊。從從響應(yīng)速速度上看看，晶體體管響應(yīng)應(yīng)最快，繼繼電器響響應(yīng)最慢慢；從安安全隔離離效果及及應(yīng)用靈靈活性角角度來，看看以繼電電器觸點(diǎn)點(diǎn)輸出型型最佳。SSM3222的332點(diǎn)數(shù)數(shù)字量晶晶體管輸輸出模塊塊的端子子接線及及電氣原原理圖如如圖3..4所示示：圖3.4SM3322的的32點(diǎn)點(diǎn)數(shù)字量量晶體管管輸出模模塊的端端子接線線及電氣氣原理圖圖··模擬量輸輸入模塊塊SM3331模擬量輸入入(簡(jiǎn)稱稱模入((AI)))模塊塊SM3331目目前有三三種規(guī)格格型號(hào)，即即8AII×l2位位模塊、22AI××l2位位模塊和和8AII×l6位位模塊。SSM3331主要要由A//D轉(zhuǎn)換換部件、模模擬切換換開關(guān)、補(bǔ)補(bǔ)償電路路、·恒流源源、光電電隔離部部件、邏邏輯電路路等組成成。A//D轉(zhuǎn)換換部件是是模塊的的核心，其其轉(zhuǎn)換原原理采用用積分方方法，被被測(cè)模擬擬量的精精度是所所設(shè)定的的積分時(shí)時(shí)間的正正函數(shù)，也也即積分分時(shí)間越越長(zhǎng)，被被測(cè)值的的精度越越高。SSM3331可選選四檔積積分時(shí)間間：2..5mms、116.77mss、200mss和l000mms，相相對(duì)應(yīng)的的以位表表示的精精度為88、122、122和144。SMM3311AII18XX13位位模擬量量輸入模模塊的端端子接線線及電氣氣原理圖圖如圖33.5所所示圖3.5SM3331AI118X113位模模擬量輸輸入模塊塊的端子子接線及及電氣原原理圖·模擬量輸輸出模塊塊SM3332模擬量輸出出(簡(jiǎn)稱稱模出((AO)))模塊塊SM3332目目前有三三種規(guī)格格型號(hào)，即即4AOO×l2位位模塊、22AO××12位位模塊和和4AOO×l6位位模塊，分分別為44通道的的12位位模擬量量輸出模模塊、22通道的的12位位模擬量量輸出模模塊、44通道的的16位位模擬量量輸出模模塊。SSM3332模擬擬量輸出出模塊的的接線圖圖如圖33.6所所示：圖3.6SM3332模模擬量輸輸出模塊塊的接線線圖3.2電動(dòng)動(dòng)機(jī)的選選型（一）選用用電動(dòng)機(jī)機(jī)的原則則及步驟驟為為了適應(yīng)應(yīng)各種不不同用途途，工廠廠生產(chǎn)了了不同種種類、形形式及容容量的電電動(dòng)機(jī)。在在選用電電動(dòng)機(jī)時(shí)時(shí)，要充充分考慮慮它們們的特性性，在仔仔細(xì)研究究了被拖拖動(dòng)機(jī)械械的特性性后，選選擇適合合負(fù)載特特性的電電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī)機(jī)的原則則是：根據(jù)負(fù)載的的啟動(dòng)特特性及運(yùn)運(yùn)行特性性，選出出最適合合于這些些特性的的電動(dòng)機(jī)機(jī)，滿足足生產(chǎn)機(jī)機(jī)械工作作過程中中的各種要求求。（22）選擇擇具有與與使用場(chǎng)場(chǎng)所的環(huán)環(huán)境相適適應(yīng)的防防護(hù)方式式及冷卻卻方式的的電動(dòng)機(jī)機(jī)，在結(jié)結(jié)構(gòu)上應(yīng)應(yīng)能適合合電動(dòng)機(jī)機(jī)所處的環(huán)境境條件。（3）計(jì)算和確定合適的電動(dòng)機(jī)容量。通常設(shè)計(jì)制造的電動(dòng)機(jī)，在75%-100%額定負(fù)載時(shí)，效率最高。因此應(yīng)使設(shè)備需求的容量與被選電動(dòng)機(jī)的容量差值最小，使電動(dòng)機(jī)的功率被充分利用。（4）選擇可靠性高、便于維護(hù)的電動(dòng)機(jī)。（5）考慮到互換性，盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)。（6）為使整個(gè)系統(tǒng)高效率運(yùn)行，要綜合考慮電機(jī)的極數(shù)及電壓等級(jí)。選用電動(dòng)機(jī)的主要步驟是：（1）根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械性的要求，選擇電動(dòng)機(jī)種類。（2）根據(jù)電源情況，選擇電動(dòng)機(jī)額定電壓。（3）根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所要求的轉(zhuǎn)數(shù)及傳動(dòng)設(shè)備的情況，選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。（4）根據(jù)電動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)機(jī)械安裝的位置和場(chǎng)所環(huán)境，選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和防護(hù)形式。（5）根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所需要的功率和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行方式，選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率。但是目前在在國(guó)民經(jīng)經(jīng)濟(jì)各個(gè)個(gè)領(lǐng)域中中，由于于選型不合理理，許多多的電機(jī)機(jī)處于不不合理運(yùn)運(yùn)行狀況況，運(yùn)行行效率低低，浪費(fèi)費(fèi)了大量量能源。還還有的電電機(jī)由于于選型不不合理，根根本不能能使用，或或者使用用維修成成本增加加，經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益低低。由此此可見，合合理選擇擇電機(jī)對(duì)對(duì)節(jié)約能能源同樣樣具有重重要意義義。結(jié)結(jié)合本設(shè)設(shè)計(jì)工藝藝選擇的的電動(dòng)機(jī)機(jī)型號(hào)為為Y2280SS-22755KW電電動(dòng)機(jī)，級(jí)級(jí)數(shù)：22極，電電流：110A，轉(zhuǎn)速速：29970轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，效效率：992.00%功率率因素：：0.889coos，電電壓：3380VV。3.3變頻頻器的選選型首先，要了了解變頻頻調(diào)速的的基本原原理：三三相異步步電動(dòng)機(jī)機(jī)，特別別是鼠籠籠式電動(dòng)動(dòng)機(jī)，由由于結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢牢固，價(jià)價(jià)格便宜宜，運(yùn)行行可靠，維維護(hù)簡(jiǎn)單單等特點(diǎn)點(diǎn)，在交交流傳動(dòng)動(dòng)中得到到了廣泛泛的應(yīng)用用。異步步電動(dòng)機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)速速為:式中—電機(jī)機(jī)定子供供電頻率率；—電動(dòng)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)差率，—交流電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子的的轉(zhuǎn)速((r/mmin))；—交流流電機(jī)的同同步轉(zhuǎn)速速(r//minn),；；—電動(dòng)機(jī)機(jī)極對(duì)數(shù)數(shù)。根據(jù)電機(jī)學(xué)學(xué)的理論論，三相相交流異異步電動(dòng)動(dòng)機(jī)定子子繞組中中的感應(yīng)應(yīng)電動(dòng)勢(shì)勢(shì)表達(dá)式式為式中—定子子繞組感感應(yīng)電勢(shì)勢(shì)；—定子供電電電源頻頻率；—電機(jī)磁通通；—電機(jī)定子子繞組每每相匝數(shù)數(shù)；—電機(jī)電勢(shì)勢(shì)常數(shù)若忽略電動(dòng)動(dòng)機(jī)定子子阻抗壓壓降，則則定子電電壓為::變頻調(diào)速實(shí)實(shí)際上是是變頻變變壓調(diào)速速，即VVVVFF技術(shù)((VarriabbleVolltaggeVVariiablleFFreqquenncy))。異步步電機(jī)變變頻調(diào)速速基本原原則有::保持UU1/ffl((異步電電機(jī)供電電電壓幅幅值與頻頻率比值值)為常常數(shù)的恒恒磁通比比例控制制原則；；保持電電機(jī)最大大電磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Mkk不變的的恒磁通通控制原原則；保保持異步步電機(jī)功功率為常常數(shù)的恒恒功率控控制原則則。保持U1//f1恒恒定控制制是異步步電動(dòng)機(jī)機(jī)變頻調(diào)調(diào)速的最最基本控控制方式式。它在在控制電電動(dòng)機(jī)的的電源頻頻率變化化的同時(shí)時(shí)控制變變頻器的的輸出電電壓，并并使二者者之比UU1/ff1為恒恒定，從從而使電電動(dòng)機(jī)的的磁通基基本保持持恒定。變變頻調(diào)速速電動(dòng)機(jī)機(jī)機(jī)械特特性如圖圖3.77所示。圖3.7變頻調(diào)調(diào)速電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)械械特性圖圖然后，根據(jù)據(jù)系統(tǒng)的的工藝要要求及電電動(dòng)機(jī)容容量選擇擇合適的的變頻器器，在選選擇時(shí)要要考慮變變頻器的的容量和和工作型型式，盡盡可能的的節(jié)省資資金投入入也是重重要的因因素之一一。對(duì)于于風(fēng)機(jī)、\o"泵"泵類等，低速下負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，通?？蛇x擇普通功能型的變頻器。同時(shí)，中水儲(chǔ)池的對(duì)外供給要求為恒壓供水，根據(jù)先前的系統(tǒng)控制原理分析，該變頻器的內(nèi)部需要有PID運(yùn)算模塊。綜合以上考考慮，分分析市場(chǎng)場(chǎng)上不同同變頻器器的性價(jià)價(jià)比，在在滿足功功能要求求的條件件下，采采用型號(hào)號(hào)為SVVF—EV—G755/P993T44的變頻頻器，其其外部接接線圖如如圖3..8所示示。圖3..8變變頻器接接線圖3.4壓力力傳感器器的選型型在系統(tǒng)的供供水環(huán)節(jié)節(jié)，依靠靠變頻器器和遠(yuǎn)程程壓力表表構(gòu)成一一個(gè)閉環(huán)環(huán)控制回回路，采采用變頻頻器提供供10VV的直流流電源給給壓力表表供電，在在不同的的水壓情情況，壓壓力表測(cè)測(cè)量并反反饋回來來的電壓壓信號(hào)不不同，該該模擬量量信號(hào)為為0-110V，作作為變頻頻器的反反饋檢測(cè)測(cè)信號(hào)與與設(shè)定的的值比較較，并完完成PIID運(yùn)算算，從而而調(diào)節(jié)輸輸出的電電壓頻率率值。根據(jù)供水網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的壓壓力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)來選擇擇遠(yuǎn)程壓壓力表，選選擇壓力力表的量量程不能能過大或或是超出出量程，量量程過大大會(huì)使測(cè)測(cè)量不準(zhǔn)準(zhǔn)確，超超出量程程將無法法控制供供給水壓壓的大小小，同時(shí)時(shí)會(huì)損壞壞設(shè)備，為為防止儀儀表損壞壞，壓力力表所測(cè)測(cè)壓力的的最大值值一般不不超過儀儀表測(cè)量量上限的的2/33；為保保證測(cè)量量的準(zhǔn)確確度，被被測(cè)壓力力不得低低于標(biāo)尺尺上限的的1/33。當(dāng)被被測(cè)壓力力波動(dòng)較較大時(shí)，應(yīng)應(yīng)使壓力力變化范范圍處在在標(biāo)尺上上限的11/3～～1/22處。國(guó)國(guó)產(chǎn)YTTZ-1150系系列遠(yuǎn)程程壓力表表可以滿滿足設(shè)計(jì)計(jì)的要求求。3.5自動(dòng)動(dòng)巡檢裝裝置的選選型消防自動(dòng)巡巡檢柜，消消防智能能數(shù)字巡巡檢裝置置的一種種。該裝裝置可以以起到防防止消防防水泵銹銹蝕、受受潮、水水泵動(dòng)作作不正常常等故障障的作用用，確實(shí)實(shí)做到“養(yǎng)兵一一日，用用兵一時(shí)時(shí)”的目的的。本設(shè)設(shè)計(jì)選擇擇型號(hào)為為XFHH-XJJ的自動(dòng)動(dòng)巡檢柜柜該設(shè)設(shè)備具有有主回路路巡檢及及消防設(shè)設(shè)備無壓壓巡檢兩兩部分組組成，可可完成對(duì)對(duì)主控回回路及水水泵的低低頻自動(dòng)動(dòng)巡檢，巡巡檢時(shí)系系統(tǒng)不增增壓。巡巡檢時(shí)智智能巡檢檢控制器器輸出指指令，智智能巡檢檢控制器器輸出巡巡檢指令令逐一對(duì)對(duì)主回路路接觸器器進(jìn)行巡巡檢，巡巡檢返回回信號(hào)取取自于接接觸器的的主輔助助觸點(diǎn)。反反饋信號(hào)號(hào)時(shí)間允允許值不不大于22S。主主回路巡巡檢完成成后，巡巡檢控制制器會(huì)發(fā)發(fā)生下一一個(gè)巡檢檢指令至至無壓巡巡檢裝置置，該裝裝置接到到巡檢指指令后會(huì)會(huì)依次對(duì)對(duì)消防水水泵進(jìn)行行低速無無壓巡檢檢。巡檢檢時(shí)電機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)速較較低，系系統(tǒng)不產(chǎn)產(chǎn)生水壓壓。整個(gè)個(gè)巡檢過過程中如如設(shè)備接接到消防防命令智智能巡檢檢控制器器會(huì)立即即發(fā)出停停止巡檢檢的指令令，瞬時(shí)時(shí)啟動(dòng)消消防泵完完成消防防任務(wù)。如如巡檢過過程中動(dòng)動(dòng)作異常常，控制制器會(huì)記記錄發(fā)生生故障的的支路號(hào)號(hào)及故障障類別，并并發(fā)出聲聲光報(bào)警警。3.6觸摸摸屏的選選型觸摸屏面板板一般包包括兩個(gè)個(gè)部分：：觸摸檢檢測(cè)裝置置和觸摸摸屏控制制器。觸觸摸檢測(cè)測(cè)裝置安裝在顯顯示器屏屏幕前面面，用于于檢測(cè)用用戶觸摸摸位置，把把接收到到信息傳傳送到觸觸摸屏控控制器；；觸摸屏屏控制器器的主要要作用是是從觸摸摸點(diǎn)檢測(cè)測(cè)裝置上上接收觸觸摸信息息，并將將它轉(zhuǎn)換換成觸點(diǎn)點(diǎn)坐標(biāo)，再再送給CCPU，它它同時(shí)能能接收CCPU發(fā)發(fā)來的命命令并加加以執(zhí)行行。隨著科技的的進(jìn)步，觸觸摸屏技技術(shù)也經(jīng)經(jīng)歷了從從低檔向向高檔逐逐步升級(jí)級(jí)和發(fā)展展的過程程。根據(jù)據(jù)其工作作原理，其其目前一一般被分分為四大大類：電電阻式觸觸摸屏、電電容式觸觸摸屏、紅外線式觸觸摸屏和和表面聲聲波觸摸摸屏。電阻式觸摸摸屏工作作在與外外界完全全隔離的的環(huán)境中中，它不不怕灰塵塵、水氣氣和油污污，可以用任何何物體來來觸摸，比比較適合合工業(yè)控控制領(lǐng)域域使用。缺缺點(diǎn)是由由于復(fù)合合薄膜的的外層采采用塑料料，太用用力或使使用銳器器觸摸可可能劃傷傷觸摸屏屏。電容式觸摸摸屏的分分辨率很很高，透透光率也也不錯(cuò)，可可以很好好地滿足足各方面面的要求求，由于iphhonee的面世世，所以以現(xiàn)今最最常見的的就是電電容式觸觸摸屏。不不過，電電容式觸觸摸屏把把人體當(dāng)當(dāng)作電容容器的一一個(gè)電極極使用，當(dāng)當(dāng)有導(dǎo)體體靠近并并與夾層層ITOO工作面面之間耦耦合出足足夠大的的電容時(shí)時(shí)，流走走的電流流就會(huì)引引起電容容式觸摸摸屏的誤誤動(dòng)作；；另外，戴戴著手套套或手持持絕緣物物體觸摸摸時(shí)會(huì)沒沒有反應(yīng)應(yīng)，這是是因?yàn)樵鲈黾恿私^絕緣的介介質(zhì)。紅外線觸摸摸屏是靠靠測(cè)定紅紅外線的的通斷來來確定觸觸摸位置置的，所所以不存存在分辨辨率要求求，可不不使用擋擋板，即即可達(dá)到到觸控效效果，即即分辨率率1000%；而而其分辨辨率影響響在于一一般選用用的透明明擋板的的材料有有關(guān)。因因此，選選用透光光性能好好的擋板板,并并加以抗抗反光處處理，可可以得到到很好的的視覺效效果。但但是，受受到紅外外線發(fā)射射管體積積的限制制，不可可能發(fā)射高密度度的紅外外線，所所以這種種觸摸屏屏的觸控控物體要要偏大，最最小觸控控物體要要大于33MM。另另外，由由于紅外外線觸摸摸屏依靠