第一篇：PLC恒壓供水控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

題 目：

專 業(yè)：

設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師：葉曉燕

畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生：

學(xué) 號(hào)：

P L C 恒 壓 供 水 控 制 系 統(tǒng)

電 氣 自 動(dòng) 化

阿依別克·哈孜木汗 13030205 P L C恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目錄

摘要.............................................1.設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).....................................1.2設(shè)計(jì)目的..................................1.3設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求............................1.4設(shè)計(jì)進(jìn)程安排..............................2.PLC恒壓供水控制系統(tǒng)...........................2.1引言......................................2.2恒壓供水PLC控制系統(tǒng)的基本策略............2.3恒壓供水系統(tǒng)的基本構(gòu)成....................2.4 工作原理.................................3.水泵電機(jī)的選擇................................3.1.概述....................................4、PLC的模擬量擴(kuò)展單元的配置和選型.............4.1 PLC模擬量擴(kuò)展單元的配置及應(yīng)用

.......4.2 PLC系統(tǒng)的選型

......................5、電控系統(tǒng)的原理圖.............................5.1 主電路圖、..............................6、系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)...............................6.1 由“恒壓”要求出發(fā)的工作組數(shù)量的管理

...6.2 臺(tái)組泵站泵組的管理規(guī)范 存入生活/消防頻率下限

..........................................P L C恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6.3 程序的結(jié)構(gòu)及程序功能的實(shí)現(xiàn)............設(shè)計(jì)總結(jié)........................................致謝............................................參考文獻(xiàn)

......................................摘要

利用自動(dòng)控制程序PLC恒壓控制三臺(tái)水泵電機(jī)供水給生活小區(qū)生活用水。采用可編程控制器（PLC）構(gòu)成控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的運(yùn)行，并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成供水壓力的要求，在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的總管壓力實(shí)際值進(jìn)行比較，其差值輸入CPU運(yùn)算處理后，發(fā)出控制指令，控制泵電動(dòng)機(jī)的投運(yùn)臺(tái)數(shù)工作而達(dá)到給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。供水系統(tǒng)選用原則水泵揚(yáng)程應(yīng)大于實(shí)際供水高度，水泵流量總和應(yīng)大于實(shí)際最大供水量。

關(guān)鍵詞：PLC，自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制指

第二篇：基于PLC的恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于PLC的恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(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；再加上目前能源緊缺，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)成為必然趨勢(shì)。

本論文根據(jù)中國(guó)城市小區(qū)的供水要求，設(shè)計(jì)了一套基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。由變頻器、PLC、PID調(diào)節(jié)器和組成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量。電動(dòng)機(jī)泵組由三臺(tái)水泵并聯(lián)而成，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(lái)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。

本文介紹了采用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)。再經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算，通過(guò)PLC控制變頻與工頻切換，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)恒壓變量供水。運(yùn)行結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有壓力穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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 Water Supply Control System of Constant Pressure

Based on PLC

With the rapid development of social economy； it demands the better of water supply' s quality and reliability of water supply system.Meanwhile energy resources are seriously lack.So it is inevitable tendency to design water supply system which has high function and saves on energy well，with help of advanced technique of automation，control and communication.At the same time this system can adapt different water supply fields.According to the requirement of China's urban water supply, this paper designs a set of water supply system of frequecey control of constant voltage based on PLC.It is consist of the variable frequency and speed regulation，PLC，PID control system for the control system.It controls the outcome of the pumps.The generator pumps are consist of parallel three pumps，and the power come from variable frequency and speed regulation or power grid.According to the water supply of constant pressure’s outcome water press and flux，the control system control the variable frequency and speed regulation，parallel pumps’ speed and cut over，cause the system move in the best rational situation，assure according to wants supply water.This design has many merits such as save energy.In this paper，the control principle of VVVF providing-water system is introduced，we use PLC to carry on logic control and use inverter to modulate pressure．Through PID control principle.we realize Closed-loop control in VVVF Providing-water System．The result indicates that the system has the stable pressure，simple structure，and reliable work．

Key words：variable frequency and speed regulation；water supply of constant pressure；PID control system；PLC

目 錄

論文總頁(yè)數(shù)：53頁(yè) 引言 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

1.1 課題背景及意義

錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

1.2 供水技術(shù)及其發(fā)展 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

1.3 恒壓供水系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.4 可編程控制器的發(fā)展及應(yīng)用 2 恒壓供水系統(tǒng)介紹

錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

1.5 本文主要內(nèi)容 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.1 當(dāng)前恒壓供水方案比較 2.2 恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能原理 2.3 變頻器介紹

錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

2.3.1變頻器的基本結(jié)構(gòu).....................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.3.2 變頻器的分類及工作原理........................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.3.3 變頻器的操作方式及使用........................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.3.4 變頻器調(diào)速原理........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.4 可編程控制器 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

2.4.1 可編程控制器的定義................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.4.2 可編程控制器的組成................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.5 供水系統(tǒng)中的水錘效應(yīng) 3.1 變頻恒壓供水系統(tǒng)構(gòu)成

錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3 變頻恒壓供水系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

3.2變頻恒壓供水系統(tǒng)運(yùn)行流程 3.4 泵站的設(shè)置及系統(tǒng)控制要求 3.3 水泵切換條件分析 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.5 控制系統(tǒng)地址分配 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4 變頻恒壓供水系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

4.1 PLC及其擴(kuò)展模塊 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.2 變頻器

錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.3 水泵機(jī)組 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.4 壓力傳感器 4.5 液位變送器

4.6 泵自動(dòng)/手動(dòng)控制設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5 變頻恒壓供水系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)分析 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

5.2.1系統(tǒng)初始化模塊.........................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.2.2 增、減泵判斷和相應(yīng)操作模塊................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.2.3 水泵的軟啟動(dòng)模塊....................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.2.4 各水泵變頻運(yùn)行控制模塊........................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.2.5 各水泵工頻運(yùn)行控制模塊........................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.2.6 報(bào)警及故障處理模塊................................錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。5.3 系統(tǒng)程序編制 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6 系統(tǒng)仿真 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

6.1 數(shù)字PID控制技術(shù) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.2 控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。6.3 PID參數(shù)整定 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。結(jié)

論 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。致

謝 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。聲

明 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。附

錄 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。

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本論文為本人朋友（均為2011屆）的大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)最終版，通過(guò)了指導(dǎo)老師和評(píng)閱老師的審核。格式正確，論文詳實(shí)！上傳了部分的初衷是防止出現(xiàn)雷同，完整版本請(qǐng)聯(lián)系本人：1456427153，若本人不在線，請(qǐng)留言！

第三篇：PLC電梯控制系統(tǒng)畢業(yè)論文

四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院

電氣信息工程系

畢業(yè)論文

題 目 PLC電梯控制系統(tǒng) 班 級(jí) 電氣自動(dòng)化技術(shù)1班 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師

前 言

隨著現(xiàn)代社會(huì)的迅速發(fā)展,微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)也隨之迅速發(fā)展.當(dāng)前數(shù)字電器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正朝著速度快、容量大、體積小、重量輕的方向發(fā)展。其中，有著代表性的是日趨進(jìn)步和完善的PLC設(shè)計(jì)技術(shù)。PLC(即可編程控制器)在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)得到十分廣泛的應(yīng)用。PLC是一種基于數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)、專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的電子控制裝置，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)用戶指令，通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入/輸出，完成一系列邏輯、順序、定時(shí)、記數(shù)、運(yùn)算等確定的功能，來(lái)控制各種類型的機(jī)電一體化設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程。

PLC的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，已經(jīng)有多種類型和款式。傳統(tǒng)的PLC各有特點(diǎn)，它們適合在現(xiàn)場(chǎng)做手工測(cè)量，要完成遠(yuǎn)程測(cè)量并要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析出來(lái)，傳統(tǒng)PLC是無(wú)法完成的。然而基于PC通信的PLC，既可以完成測(cè)量數(shù)據(jù)的傳遞，又可借助PC，做測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。所以這種類型的PLC無(wú)論在功能和世界應(yīng)用上，都具有傳統(tǒng)PLC無(wú)法比擬的特點(diǎn)，這使得它的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用具有良好的前景。

第一章 電梯的簡(jiǎn)介

一、電梯的起源與發(fā)展

1、電梯的起源

現(xiàn)代社會(huì)中，電梯已經(jīng)成為不可短少的運(yùn)輸設(shè)備。電梯是隨著高層建筑的興建而發(fā)展起來(lái)的一種垂直運(yùn)輸工具。多層廠房和多層倉(cāng)庫(kù)需要有貨梯；高層住宅需要有住宅梯；百貨大樓和賓館需要有客梯，自動(dòng)扶梯等。在現(xiàn)代社會(huì)，電梯已像汽車(chē)、輪船一樣，成為人類不可缺少的交通運(yùn)輸工具。

電梯在漢語(yǔ)詞典中的解釋為：建筑物中用電作動(dòng)力的升降機(jī)，代替步行上下的樓梯。

說(shuō)到電梯的起源要從公元2600年埃及人在建造金字塔時(shí)使用了最原始的提升系統(tǒng)說(shuō)起，但這一類起重機(jī)的能源均為人力。到了1203年，法國(guó)的二修道院安裝了一臺(tái)起重機(jī)，有所不同的是該機(jī)器是利用驢作為動(dòng)力，載荷由繞在一個(gè)大滾筒上的繩子進(jìn)行起吊。此種方法一直沿用到近代直到瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，約在1800年，煤礦主才能利用起重機(jī)把礦井中的煤輸送上來(lái)。

數(shù)百年來(lái)人們制造過(guò)各種類型的升降機(jī)，它們都具有一個(gè)共同的缺陷：只要起吊繩突然斷裂，升降機(jī)便急速地墜落到底層。1854年奧迪斯設(shè)計(jì)了一種制動(dòng)器：在升降機(jī)的平臺(tái)頂部安裝一個(gè)貨車(chē)用的彈簧及一個(gè)制動(dòng)桿與升降梯井道兩側(cè)的導(dǎo)軌相連接，起吊繩與貨車(chē)彈簧連接，這樣僅是起重平臺(tái)的重量就足以拉開(kāi)彈簧，避免與制動(dòng)桿接觸。如果繩子斷裂，貨車(chē)彈簧會(huì)將拉力減弱，兩端立刻與制動(dòng)桿咬合，即可將平臺(tái)牢固地原地固定，免了繼續(xù)下墜。這樣，第一臺(tái)“安全”升降梯就產(chǎn)生了，然而真正能夠稱為電梯的產(chǎn)品應(yīng)該是在20世紀(jì)初才出現(xiàn)。

2、電梯技術(shù)的發(fā)展

（1）電梯的速度要求越來(lái)越快，告訴，超高速電梯的數(shù)量越來(lái)越多。（2）電梯的拖動(dòng)技術(shù)有了圈套的發(fā)展，直流電梯由于能耗大、維修量大等缺點(diǎn)。逐步被交流電梯所替代，液壓電梯由于運(yùn)行平穩(wěn)，機(jī)房位置靈活等特點(diǎn)，使得在低樓層場(chǎng)合得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。交流拖動(dòng)電梯更是得到迅速發(fā)展。

（3）電梯的邏輯控制已從過(guò)去簡(jiǎn)單的繼電器-接觸器控制發(fā)展為可編程序控制（PLC）和計(jì)算機(jī)控制，控制方式也從手柄控制、信號(hào)控制發(fā)展為集選控制、并聯(lián)控制、群控等，電梯可靠性得到很大的提高。

（4）電梯的管理功能不斷加強(qiáng)，電梯廣泛采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，不斷滿足用戶的使用功能要求。如停車(chē)操作、消防員專用等。

第二章 PLC的簡(jiǎn)介

一、PLC的定義

可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專業(yè)在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，技術(shù)與算術(shù)操作等方面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。

總之，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。

二、PLC的基本結(jié)構(gòu)和組成

1、PLC的結(jié)構(gòu)圖如下所示：

交流/直流現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備擴(kuò)展單元電源基本I/OI/O擴(kuò)展接CPU存儲(chǔ)器外圍接口數(shù)據(jù)總線外設(shè)編程器通信網(wǎng)絡(luò)

圖2 PLC的結(jié)構(gòu)圖

（1）中央處理單元（CPU）是PLC的控制中樞，在系統(tǒng)監(jiān)控程序的控制下工作，承擔(dān)著將外部輸入信號(hào)的狀態(tài)寫(xiě)入輸入映像寄存器區(qū)域，然后將接過(guò)送到輸

出映像寄存器區(qū)域。

（2）存儲(chǔ)器由只讀存儲(chǔ)器ROM和隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM兩大部分組成，存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序的存儲(chǔ)器ROM，存放應(yīng)用軟件或中間運(yùn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器RAM。

（3）基本I/O接口電路

A.PLC內(nèi)部輸入電路作用是將PLC外部電路提供的、符合PLC輸入電路要求的電壓信號(hào)，通過(guò)光耦電路送到PLC內(nèi)部電路。

B．PLC輸出電路用來(lái)將CPU運(yùn)算的結(jié)果換成一定形式的功率輸出，驅(qū)動(dòng)被控負(fù)載。

（4）接口電路：PLC接口電路分為I/O擴(kuò)展接口電路和外設(shè)通信接口電路兩大類。

A.I/O擴(kuò)展接口電路用于連接I/O擴(kuò)展單元，可以用來(lái)擴(kuò)充開(kāi)關(guān)量I/O點(diǎn)數(shù)和增加模擬量的I/O端子。I/O擴(kuò)展接口電路采用并行接口和串行接口兩種電路形式。

B．外設(shè)通信接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器，并能組成PLC的控制網(wǎng)絡(luò)。

（5）電源：PLC內(nèi)部配有一個(gè)專用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源，將交流/直流供電電源轉(zhuǎn)化為PLC內(nèi)部電路需要的工作電源（5V直流）。

2.PLC控制系統(tǒng)的組成

PLC控制系統(tǒng)像一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一樣，也是由硬件和軟件兩個(gè)部分組成的，硬件是指PLC本身及其外圍設(shè)備，軟件是指管理PLC的系統(tǒng)軟件，PLC的應(yīng)用程序，編程語(yǔ)言和編程支持工具軟件。

圖3 PLC控制系統(tǒng)的組成

PLC控制系統(tǒng)的軟件主要是系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件，編程語(yǔ)言及編程支持工具軟件幾個(gè)部分組成。

PLC系統(tǒng)軟件是PLC工作所必須的軟件。在系統(tǒng)軟件的支持西，PLC對(duì)用戶程序進(jìn)行逐條的解釋，并加以執(zhí)行，直到用戶程序結(jié)束，然后返回到程序的起始又開(kāi)始新的一輪掃描。PLC的這種工作方式就稱之為循環(huán)掃描。

圖4 PLC內(nèi)部工作示意圖

0的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫(xiě)入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨機(jī)關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。

PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫(xiě)入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。

輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的方式輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。

四、PLC的特點(diǎn)

PLC是一種用于工業(yè)自動(dòng)化控制的專用計(jì)算機(jī)，實(shí)質(zhì)上屬于計(jì)算機(jī)控制方式。PLC與普通計(jì)算機(jī)一樣，以通用或?qū)Ｓ肅PU作為處理器，實(shí)現(xiàn)通道的運(yùn)算和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，另外還有位處理器，進(jìn)行點(diǎn)（位）的運(yùn)算與控制。

PLC控制一般具有可靠性高，易操作、維修、編程簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)。

五、PLC系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

PLC當(dāng)初是針對(duì)工業(yè)順序控制發(fā)展而研制的。經(jīng)過(guò)30幾年的迅速發(fā)展，PLC已不僅能進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制，而且還能進(jìn)行模擬量控制，位置控制。特別是PLC的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，使得PLC如虎添翼，由單機(jī)控制向多機(jī)控制，由集中控制向多層次分布式控制系統(tǒng)發(fā)展。現(xiàn)在PLC的足跡已遍布了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，形成了滿足各種需要的PLC應(yīng)用系統(tǒng)。

電梯結(jié)構(gòu)不斷緊湊化，體積不斷輕型化、小巧化隨著新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的發(fā)展，電梯的機(jī)械系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化、體積小型化、材料輕型化、工藝先進(jìn)化、外觀漂亮化。同時(shí)，無(wú)機(jī)房電梯在新世紀(jì)將會(huì)有較大速度發(fā)展。

今后PLC控制系統(tǒng)將朝著兩個(gè)方向發(fā)展：一是向小型化，微型化系統(tǒng)方向發(fā)展。作為控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，PLC將朝著體積更小，速度更快，功能更強(qiáng)，價(jià)格更低的方向發(fā)展。二是向大型化，網(wǎng)絡(luò)化，多功能的方向發(fā)展。

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第四章 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

一、PLC控制系統(tǒng)基本方案

隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展，高層建筑不斷增多，電梯在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。電梯作為高層建筑中垂直運(yùn)行的交通工具已與人們的日常生活密不可分。實(shí)際上電梯是根據(jù)外部呼叫信號(hào)以及自身控制規(guī)律等運(yùn)行的，而呼叫是隨機(jī)的，電梯實(shí)際上是一個(gè)人機(jī)交互式的控制系統(tǒng)，單純用順序控制或邏輯控制是不能滿足控制要求的，因此，電梯控制系統(tǒng)采用隨機(jī)邏輯方式控制。目前電梯的控制普遍采用了兩種方式，一是采用微機(jī)作為信號(hào)控制單元，完成電梯信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)電梯的自動(dòng)調(diào)度和集選運(yùn)行功能，拖動(dòng)控制則由變頻器來(lái)完成；第二種控制方式用可編程控制器（PLC）取代微機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)集選控制。從控制方式和性能上來(lái)說(shuō)，這兩種方法并沒(méi)有太大的區(qū)別。國(guó)內(nèi)廠家大多選擇第二種方式，其原因在于生產(chǎn)規(guī)模較小，自己設(shè)計(jì)和制造微機(jī)控制裝置成本較高；而PLC可靠性高，程序設(shè)計(jì)方便靈活，抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，所以現(xiàn)在的電梯控制系統(tǒng)廣泛采用可編程控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

本文將用四層樓作為背景進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.轎廂樓層位置檢測(cè)方法

主要方法有以下幾種：

（1）用于簧管磁感應(yīng)器或其他位置開(kāi)關(guān)：這種方法直觀、簡(jiǎn)單，但由于每層需使用一個(gè)磁感應(yīng)器，當(dāng)樓層較高時(shí)，會(huì)占用PLC太多的輸入點(diǎn)。

（2）利用穩(wěn)態(tài)磁保開(kāi)關(guān)：這種方法需對(duì)磁保開(kāi)關(guān)的不同狀態(tài)進(jìn)行編碼，在各種編碼方式中適合電梯控制的只有格雷變形碼，但是它是無(wú)權(quán)代碼，進(jìn)行運(yùn)算時(shí)需采用PLC指令譯碼，比較麻煩，軟件譯碼也使程序變的龐大。

（3）利用旋轉(zhuǎn)編碼器：目前，PLC一般都有高速脈沖輸入端或?qū)Ｓ糜?jì)數(shù)單元，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，使用方便，因此在電梯PLC控制系統(tǒng)中，可用編碼器測(cè)取電梯運(yùn)行過(guò)程中的準(zhǔn)確位置，編碼器可直接與PLC高速脈沖輸入端相連，電源可利用PLC內(nèi)置的24V直流電源，硬件連接可謂簡(jiǎn)單方便。

由以上分析可見(jiàn)，用旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)轎廂的位置優(yōu)于其他方法，故本設(shè)計(jì)采用此方法

2.PLC的選型

根據(jù)以上選擇的轎廂樓層位置檢測(cè)方法，要求可編程控制器必須且有高數(shù)計(jì)數(shù)器。又因?yàn)殡娞輹r(shí)雙向運(yùn)行的，所以PLC還需具有可逆計(jì)數(shù)器。綜合考慮后，本設(shè)計(jì)選擇西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7—200系列機(jī)。

S7—200系列機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1.體積極小

2.先進(jìn)美觀的外部結(jié)構(gòu) 3.提供多種子系列供用戶選用 4.靈活多變的系統(tǒng)配置 5.功能強(qiáng)、使用方便

二、PLC電梯控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方向

1.電梯控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成

電梯PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的電梯控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)和拖運(yùn)控制系統(tǒng)兩部分組成。圖7為電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖，主要硬件包括PLC主機(jī)及擴(kuò)展、機(jī)械系統(tǒng)、轎箱操縱盤(pán)、廳外呼梯盤(pán)、指層器、門(mén)機(jī)、調(diào)速裝置與主拖動(dòng)系統(tǒng)等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī)，操縱盤(pán)、呼梯盤(pán)、井道及安全信號(hào)通過(guò)PLC輸入接口送入PLC，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器及召喚指示燈等發(fā)出顯示信號(hào)，向拖動(dòng)和門(mén)機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)。

電梯控制系統(tǒng)可分為電力拖動(dòng)系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)兩個(gè)主要部分。電力拖動(dòng)系統(tǒng)主要包括電梯垂直方向主動(dòng)拖動(dòng)電路和轎廂開(kāi)關(guān)電路。二者均采用易于控制的直流電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)動(dòng)力源。主拖動(dòng)電路采用PWM調(diào)試方式，達(dá)到了無(wú)級(jí)調(diào)速的目的。而開(kāi)關(guān)門(mén)電路上電機(jī)僅需一種速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。電氣控制系統(tǒng)則由眾多呼叫按鈕、傳感器、控制用繼電器、指示燈、LED七段數(shù)碼管和控制部分的核心器件等組成。PLC集信號(hào)采集、信號(hào)輸出及邏輯控制于一體，與電梯電力拖動(dòng)系統(tǒng)一起實(shí)現(xiàn)了電梯控制的所有功能。十層電梯控制系統(tǒng)由呼叫到響應(yīng)形成一次工作循環(huán)，電梯工作過(guò)程又可細(xì)致分為自檢、正常工作、強(qiáng)制工作等三種工作狀態(tài)。電梯在三種工作狀態(tài)之間來(lái)回切換，構(gòu)成了完整的電梯工作過(guò)程。

如下圖：

圖7 電梯PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

2.電梯控制系統(tǒng)原理框圖

電梯控制系統(tǒng)原理框圖如下圖所示，主要由轎廂內(nèi)指令電路、門(mén)廳呼叫電路、主拖動(dòng)電機(jī)電路、開(kāi)關(guān)門(mén)電路、檔層顯示電路、按鈕記憶燈電路、樓層檢測(cè)與平層檢測(cè)傳感器及PLC電路等組成的。

圖8 電梯控制系統(tǒng)原理框圖

到PLC的控制信號(hào)有：運(yùn)行方式選擇、運(yùn)行控制、轎內(nèi)指令、層站召喚、安全保護(hù)信息、旋轉(zhuǎn)編碼器光電脈沖、開(kāi)關(guān)門(mén)及限位信號(hào)、門(mén)區(qū)和平層信號(hào)等。

圖10 電梯信號(hào)控制系統(tǒng)

6．拖動(dòng)控制系統(tǒng)

電梯主要由直流和交流兩種拖動(dòng)方式，PLC控制的拖動(dòng)系統(tǒng)主電路及調(diào)速裝置與繼電器控制系統(tǒng)相比無(wú)需做很多改動(dòng)。拖動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)及部分反饋信號(hào)可直接送入PLC，由PLC向拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出速度切換、起動(dòng)、運(yùn)行、平層等控制信號(hào)。

7.電梯上行

（1）電梯停在1F，2F呼叫時(shí)，則上行，碰到2F的行程開(kāi)關(guān)后停止。（2）電梯停在1F或2F時(shí)，3F呼叫，則上行，碰到3F的行程開(kāi)關(guān)后停止。（3）當(dāng)電梯停在1F或2F、3F時(shí)，4F呼叫，則上行到4F碰到行程開(kāi)關(guān)后停止。

（4）電梯停在1F，2F、3F同時(shí)呼叫時(shí)，則電梯上行到2F后停5s，繼續(xù)上行到3F后停止。

（5）電梯停在1F，2F、3F同時(shí)呼叫時(shí)，電梯上行到2F停5s，繼續(xù)上行到3F停止。

（6）電梯停在1F，3F、4F同時(shí)呼叫時(shí)，電梯上行到3F停止5s，繼續(xù)上行

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系統(tǒng)會(huì)根據(jù)外呼和內(nèi)選信號(hào)及門(mén)鎖信號(hào)綜合判斷電梯的運(yùn)行方向。5.執(zhí)行上行程序

此段程序包括控制電梯上行，檢測(cè)是否應(yīng)該減速或者停止電梯正轉(zhuǎn)并且執(zhí)行。6.執(zhí)行下行程序

此段程序包括控制電梯下行，檢測(cè)是否應(yīng)該減速或者停止電梯正轉(zhuǎn)并且執(zhí)行。

四、I/O點(diǎn)的分配

根據(jù)需要控制的開(kāi)關(guān)、設(shè)備大約有15個(gè)輸入點(diǎn)，11個(gè)輸出點(diǎn)。如圖15：

圖15 I/O點(diǎn)的分配

五、硬件系統(tǒng)調(diào)試

在硬件調(diào)試時(shí)，我們主要調(diào)試的內(nèi)容有： 1.在接線端子上。

2.在PLC擴(kuò)展單元上。3.在電源接線上。

注:特別是在電源接線時(shí)，一定要注意哪些端子接24V，哪些接地。

六、軟件系統(tǒng)調(diào)試

在軟件調(diào)試時(shí)，主要是結(jié)合硬件設(shè)備觀察程序的過(guò)程是否與我們?cè)O(shè)計(jì)的原理一致。如果出現(xiàn)不正常運(yùn)行和不運(yùn)行時(shí)我們得回到程序編制，依次檢查與修改。

七、程序梯形圖

0

圖16 PLC控制程序梯形圖

注：

M0.1 電梯在一層時(shí)停止指令 M0.2 電梯在二層時(shí)停止指令 M0.3 電梯在三層時(shí)停止指令 M0.4 電梯在四層時(shí)停止指令 M1.1 電梯在一層時(shí)向上運(yùn)行指令 M1.2 電梯在二層時(shí)向上運(yùn)行指令 M1.3 電梯在三層時(shí)向上運(yùn)行指令

E2亮，電梯停止。

11.按SB6，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，再按SQ4，E3，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

12.按SB7（SB2），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2滅，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止。

13.按SB6，SB8，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，再按SQ3，E1滅，E2亮，電梯仍上升，在按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯仍下降，按SQ2，E2滅，E2亮，電梯停止。

14.按SB6，SB8，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯仍下降，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

15.按SB6，SB8，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，電梯提高至2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯停止。

16.按SB6，SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯仍下降，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

17.按SB7（SB2），SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止。

18.按SB6，SB7（SB2），SB8，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，再按SQ3，E4滅，E3亮，電梯上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，再按SQ3，E4滅，E3亮，電梯停止2s后下降，再按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

19.按SB6，SB7（SB2），SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯仍下

降，再按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

20.按SB6，SB7（SB2），SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯停止2s后下降，再按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止。

21.按SB8，SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止。

22.按SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止。

23.按SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯仍上升，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯停止。

電梯停留在二層：

1.按SB8或SB9（SB3）或SB8或SB9（SB3），電梯上升，反方向呼叫無(wú)效，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止。

2.按SB10（SB4），電梯上升，反方向呼叫無(wú)效，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止。

3.按SB5(SB1), 電梯上升，反方向呼叫無(wú)效，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止。

4.按SB8，SB10（SB4），電梯上升，反方向呼叫無(wú)效，按SQ3，E2滅，E3滅，E4亮，電梯停止。

5.按SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，反方向呼叫無(wú)效，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止。

6.按SB8，SB9（SB3），SB10（SB4），電梯上升，反方向呼叫無(wú)效，按SQ3，E2滅，E3亮，電梯停止2s后上升，再按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止2s后下降，按SQ3，E4滅，E3亮，電梯停止。

電梯停留在三層：

1.按SB10（SB4），電梯上升，反方向呼叫無(wú)效，按SQ4，E3滅，E4亮，電梯停止。

2.按SB6或SB7（SB2）或SB6，SB7（SB2），電梯下降反方向呼叫無(wú)效，按SQ2，E3亮，電梯停止。

3.按SB5(SB1), 電梯下降，反方向呼叫無(wú)效，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯仍下降，按SQ1，E2滅，E1亮，電梯停止。

4.按SB7，SB5(SB1), 電梯下降，反方向呼叫無(wú)效，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯仍下降，按SQ1，E2滅，E1亮，電梯停止2s后上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止。

5.按SB7，SB6（SB2），SB5（SB1），電梯下降，反方向呼叫無(wú)效，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止2s后下降，按SQ1，E2滅，E1亮，電梯停止。

6.按SB7，SB6（SB2），SB5（SB1），電梯下降，反方向呼叫無(wú)效，按SQ2，E3滅，E2亮，電梯停止2s后下降，再按SQ1，E2滅，E1亮，電梯停止2s后上升，按SQ2，E1滅，E2亮，電梯停止。

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第四篇：城市恒壓供水PLC控制系統(tǒng)-畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)

I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：

城市恒壓供水PLC控制系統(tǒng)

II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求： 1．原始資料：

本控制系統(tǒng)主要對(duì)供水系統(tǒng)水壓進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，保證用戶或用水設(shè)備所需水壓在規(guī)定范圍內(nèi)。恒壓供水系統(tǒng)主要由水泵、壓力傳感器、調(diào)節(jié)器及變頻器構(gòu)成。

恒壓供水控制系統(tǒng)中產(chǎn)生水壓的設(shè)備是水泵，水泵轉(zhuǎn)動(dòng)越快產(chǎn)生的水壓越高；壓力傳感器主要用于檢測(cè)管路中的水壓，常裝設(shè)在泵站的出水口，當(dāng)用水量大時(shí)水壓降低，用水量小時(shí)水壓升高。壓力傳感器將水壓的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷旱淖兓徒o調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器是一種電子裝置，在系統(tǒng)中可以設(shè)定管路壓力，接收傳感器送來(lái)的管路水壓實(shí)測(cè)值（反饋值），并與給定值進(jìn)行比較，輸出調(diào)節(jié)信號(hào)（模擬信號(hào)，4~20mA電流信號(hào)或0~10V電壓信號(hào)），本系統(tǒng)由PLC 控制。① 系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)和手動(dòng)工作方式。② 系統(tǒng)供水壓力范圍為 0.6MPa~0.7 MPa ③ 系統(tǒng)有三臺(tái)水泵，一臺(tái)變頻器，水泵均由75kW的電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。自動(dòng)工作方式下，正常工作時(shí)，變頻器首先變頻啟動(dòng)1#電動(dòng)機(jī)工作；在壓力調(diào)節(jié)過(guò)程中，如果1#電動(dòng)機(jī)已工作在上限頻率，則1#工頻運(yùn)行，2#變頻運(yùn)行；如果2#電動(dòng)機(jī)工作在上限頻率，則1#工頻運(yùn)行，2#工頻運(yùn)行，3#變頻運(yùn)行；如果當(dāng)變頻泵運(yùn)行頻率達(dá)到下限設(shè)定頻率，則減少一臺(tái)工頻泵運(yùn)行。④ 當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行一天時(shí)，泵號(hào)自動(dòng)切換，每臺(tái)水泵工作情況基本相同，達(dá)到輪流工作目的，減少系統(tǒng)維護(hù)工作。⑤ 手動(dòng)工作方式時(shí)，同一臺(tái)電動(dòng)機(jī)不進(jìn)行工頻與變頻的切換里，其壓力只受壓力開(kāi)關(guān)控制。⑥ 采用模擬量輸出（DC0~10V）來(lái)控制變頻器調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，采用PID調(diào)節(jié)指令來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)水壓。⑦

變頻器的頻率上限值設(shè)置為50Hz，頻率下限值設(shè)置為20Hz，數(shù)據(jù)90ms采樣一次。⑧ 系統(tǒng)有電源指示、工作方式指示、電動(dòng)機(jī)運(yùn)行指示。⑨ 系統(tǒng)有電壓表、電流表指示三相電壓、電流值。⑩ 因管路發(fā)生破裂或某臺(tái)電動(dòng)機(jī)損壞不能正常工作等原因?qū)е鹿苈穳毫^低時(shí)，變頻運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)以最大設(shè)定頻率連續(xù)工作1h以上或電動(dòng)機(jī)過(guò)載時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警指示。2．設(shè)計(jì)技術(shù)要求：

① 要求自行查閱資料，獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，鍛煉自己分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。② 根據(jù)系統(tǒng)控制要求、主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的硬件電路及軟件程序。③ 要求完成的設(shè)計(jì)能滿足實(shí)際要求，圖面及文字說(shuō)明表達(dá)簡(jiǎn)潔、清晰、易讀懂，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)范，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，控制系統(tǒng)合理可靠，具有一定使用價(jià)值。④ 要求畢業(yè)設(shè)計(jì)論文敘述條理清楚，設(shè)計(jì)、計(jì)算、程序正確，論文格式規(guī)范。III、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作步驟：

1．收集有關(guān)資料，寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告； 1周 2．分析與研究系統(tǒng)的總體情況；—— 系統(tǒng)工作情況、框圖 1.5周 3．設(shè)備與器件的選擇與計(jì)算；——器件型號(hào)、作用，元器件清單 1.5周 4．硬件電路設(shè)計(jì)； ——硬件電路圖紙 2周

5．軟件程序設(shè)計(jì)；——軟件程序 2周

6．畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 ——修改論文 2周

撰寫(xiě)畢業(yè)論文一份、繪制圖紙一份 貫穿于其中 Ⅳ、主

要參考資料：

基于PLC和變頻器調(diào)速的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第五篇：關(guān)于PLC與變頻器恒壓供水控制系統(tǒng)的論文

基于PLC控制的變頻器恒壓供水系統(tǒng)

論 文

目 錄

一、緒論............................................2

二、變頻器應(yīng)用于恒壓供水控制的目的..................2

三、供水系統(tǒng)組成....................................3 3.1、系統(tǒng)原理圖..................................3 3.2、系統(tǒng)原理描述................................4

四、變頻恒壓供水電氣原理............................4 4.1、主電路電氣原理圖............................5 4.2、控制電路電氣原理圖..........................6 4.3、手動(dòng)工頻控制方式............................6 4.4、自動(dòng)變頻控制方式............................7

五、總結(jié)............................................7

六、參考文獻(xiàn)書(shū)目....................................9

一、緒論

基于PLC控制的變頻調(diào)速恒壓控制是一項(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。利用PLC控制的變頻調(diào)速技術(shù)用于水泵控制系統(tǒng)，它利用PLC、傳感器、電氣控制設(shè)備、變頻器以及水泵組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。使供水管網(wǎng)壓力保持恒定。具有自動(dòng)化程度高、調(diào)速性能好、節(jié)能效果顯著、運(yùn)行工藝安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。在大力提倡節(jié)約能源的今天，推廣使用這種集現(xiàn)代先進(jìn)電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高科技節(jié)能裝置，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低能耗具有重大的現(xiàn)實(shí)意義?？梢哉f(shuō)變頻調(diào)速技術(shù)是一項(xiàng)利國(guó)利民、有廣泛應(yīng)用前景的高新技術(shù)。它取代了傳統(tǒng)的水塔或水泵直接加壓供水方式，提高了供水質(zhì)量。節(jié)能效果明顯。依靠現(xiàn)代化技術(shù)手段對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制和管理，提高設(shè)備運(yùn)行效率和可靠性，節(jié)省寶貴的水、電資源，是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)是一項(xiàng)業(yè)已廣泛應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)。由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC、變頻器的性能有了極大提高，它可以實(shí)現(xiàn)控制設(shè)備軟啟軟停以及內(nèi)置的的PID優(yōu)化算法。不僅可以降低設(shè)備故障率，還可以大幅減少電耗，省去了對(duì)可編程控制器存儲(chǔ)容量的要求和對(duì)PID算法的編程。降低了設(shè)備成本，提高了生產(chǎn)效率，可節(jié)省安裝調(diào)試時(shí)間確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。

二、變頻器應(yīng)用于恒壓供水控制的目的

為了提高大范圍變負(fù)荷恒壓供水的控制精度和可靠性。基于PLC控制的變頻器恒壓供水系統(tǒng)：通過(guò)供水管道上的遠(yuǎn)傳壓力表，輸出0-10V模擬量信號(hào)送入變頻器，來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，從而改變水泵的轉(zhuǎn)速，采用多臺(tái)水泵分級(jí)控制，輪流變頻啟動(dòng)的策略，保持供水管網(wǎng)的壓力恒定。代替?zhèn)鹘y(tǒng)供水方式，達(dá)到供水穩(wěn)定，節(jié)能降 耗的目的。

三、供水系統(tǒng)組成 3.1系統(tǒng)原理圖

3.2系統(tǒng)原理描述

該系統(tǒng)由三臺(tái)水泵、一臺(tái)變頻器、一臺(tái)小型PLC、一塊遠(yuǎn)傳壓力 表（壓力傳感器）一塊浮球液位檢測(cè)器組成。壓力傳感器把用戶管網(wǎng)壓力轉(zhuǎn)換為0-10V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送進(jìn)變頻器模擬量輸入端，變頻器通過(guò)內(nèi)部自帶的采樣程序及PID閉環(huán)程序與用戶設(shè)定壓力構(gòu)成閉環(huán)，對(duì)水泵電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速，當(dāng)變頻器上升至工頻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器運(yùn)算后轉(zhuǎn)換 為數(shù)字量輸出信號(hào)送給PLC，由PLC進(jìn)行協(xié)調(diào)控制調(diào)節(jié)各臺(tái)水泵電 機(jī)之間的切換運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到恒壓供水的目的。

該系統(tǒng)有各個(gè)泵的運(yùn)行時(shí)間循環(huán)功能，通過(guò)PLC的數(shù)據(jù)區(qū)保 持可以斷電記憶。在單個(gè)泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)依次對(duì)各個(gè)泵進(jìn)行定時(shí)變頻運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)換，保證各個(gè)泵之間的磨損平衡。每次起動(dòng)時(shí)先起動(dòng)1#泵，變頻器根據(jù)壓力的升高逐漸抬高頻率輸出。當(dāng)用水量超過(guò)一臺(tái)泵的供 水能力時(shí)，PLC通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)泵的延時(shí)上行切換，切換至2#泵進(jìn)行變頻輸出，1#泵進(jìn)行工頻輸出。隨著壓力的提高依次切換至3#泵變頻輸出，2#和1#泵工頻輸出，依次循環(huán)。當(dāng)壓力降低時(shí)時(shí)，PLC通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)泵的延時(shí)下行切換，原則為當(dāng)前正在運(yùn)行的泵運(yùn)行時(shí)間最多的先撤出。直到滿足設(shè)定壓力為止。追求的最終目標(biāo)為壓力恒定。當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí)，變頻器的輸出電壓與頻率變化自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的 電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。在運(yùn)行過(guò)程中，始終有液位檢測(cè)傳感器進(jìn)行液位檢測(cè)，若檢測(cè)到液位不足，立即停止系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，防止水泵空轉(zhuǎn)。

系統(tǒng)還可通過(guò)PLC的內(nèi)部定時(shí)器進(jìn)行自動(dòng)定時(shí)供水，用戶在PLC程序中提前設(shè)定每天最多段（段數(shù)也可設(shè)定）定時(shí)供水，比如早上6 ：00到9：00，中午11：00到2：00等。系統(tǒng)也可外加顯示設(shè)備，動(dòng)態(tài)顯示各種參數(shù)，如設(shè)定壓力，運(yùn)行壓力，水位高度，運(yùn)行方式，各個(gè)泵的運(yùn)行時(shí)間累計(jì)，運(yùn)行狀態(tài)，故障信息等等。

四、變頻恒壓供水電氣原理

4.1、主電路電氣原理圖

4.2、控制電路電氣原理圖

4.3、手動(dòng)工頻控制方式

當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到手動(dòng)位置時(shí)，此時(shí)為工頻運(yùn)行，按下1#水泵手動(dòng)啟動(dòng)按鈕，控制器通過(guò)編寫(xiě)的PLC程序讓接觸器1KM1閉合，其余的接觸器斷開(kāi)，1#水泵電機(jī)將工頻運(yùn)行，按下停止按鈕，水泵電機(jī)將停止運(yùn)行。需要2#、3#水泵運(yùn)行，依次按下2#、3#時(shí)，相對(duì)應(yīng)的 6 水泵電機(jī)將工頻運(yùn)行。該控制方式一般用于當(dāng)變頻器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)使用。

4.4、自動(dòng)變頻控制方式

當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到自動(dòng)位置時(shí)，此時(shí)將投入自動(dòng)變頻控制方式，控制器通過(guò)編寫(xiě)的PLC程序使接觸器KM和1KM閉合，其余的接觸器斷開(kāi)。變頻器根據(jù)遠(yuǎn)傳壓力表的反饋信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出頻率，從而改變水泵的轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓供水的目的，當(dāng)壓力增大時(shí)，將減小輸出頻率，使電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，減小供水量，當(dāng)壓力減小時(shí)，將增大輸出頻率，使電機(jī)轉(zhuǎn)速增高，增大供水量。當(dāng)遠(yuǎn)傳壓力表傳來(lái)的模擬壓力信號(hào)持續(xù)增高時(shí)，隨著變頻器輸出頻率的不斷提高，當(dāng)增加到工頻狀態(tài)下時(shí)，變頻器多功能輸出端子MO1將輸出一個(gè)到達(dá)設(shè)定頻率信號(hào)給中間繼電器KA2的線圈，使接著PLC輸入端子的KA2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。PLC接收信號(hào)后，根據(jù)編好的程序，使變頻器脫開(kāi)第一個(gè)泵，對(duì)下一個(gè)泵進(jìn)行變頻控制。若壓力持續(xù)增大則依次循環(huán)。反之則亦是由變頻器測(cè)定頻率降至0時(shí)，通過(guò)多功能輸出端MO1將輸出一個(gè)到達(dá)設(shè)定頻率信號(hào)給中間繼電器KA3的線圈，使接著PLC輸入端子的KA3的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合。PLC接收信號(hào)后，根據(jù)編好的程序，控制依次減少泵的工頻使用數(shù)量，以滿足系統(tǒng)壓力需求。

注：水泵不論是手動(dòng)控制還是自動(dòng)控制，當(dāng)水池?zé)o水時(shí)，液位下限開(kāi)關(guān)將動(dòng)作，PLC接收動(dòng)作信號(hào)后，按程序執(zhí)行將使電機(jī)停止運(yùn)行，不至于空轉(zhuǎn)。

五、總結(jié)

隨著科學(xué)的發(fā)展，當(dāng)今的變頻器多是采用全新的空間矢量技術(shù)和 7 特有的軟件死區(qū)補(bǔ)償技術(shù)，結(jié)合諸多先進(jìn)的生產(chǎn)制造工藝推出的高性能通用變頻器。它具有優(yōu)良的速度控制和轉(zhuǎn)矩控制特性,完整的保護(hù)功能以及靈活的編程能力和較高的可靠性

一般都內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)控制對(duì)象的傳感器等檢測(cè)控制量（反饋量）由模擬輸入通道給定，目標(biāo)值（溫度、壓力、流量等）由數(shù)字量設(shè)定最大值（0—9999）給定。由于變頻器內(nèi)部自帶的PID調(diào)節(jié)器采用了優(yōu)化算法，所以使目標(biāo)量的調(diào)節(jié)十分平滑、穩(wěn)定。同時(shí)，為了保證反饋信號(hào)值的準(zhǔn)確、不失真，可對(duì)該信號(hào)設(shè)置濾波系數(shù)，使系統(tǒng)的調(diào)試非常簡(jiǎn)單、方便。由于PID運(yùn)算在變頻器內(nèi)部，這就省去了對(duì)可編程控制器存儲(chǔ)容量的要求和對(duì)PID算法的編程，PLC僅采用一個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入/輸出的即可，而且PID參數(shù)的在線調(diào)試非常容易，這不僅降低了生產(chǎn)成本，而且大大提高了生產(chǎn)效率。所以采用帶有內(nèi)置PID功能的變頻器應(yīng)用于恒壓供水，降低了設(shè)備成本，提高了生產(chǎn)效率，可節(jié)省安裝調(diào)試時(shí)間。

隨著我國(guó)供水行業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們生活水平的日益提高，高層樓宇的興建越來(lái)越多，樓宇恒壓供水工程具有很大的發(fā)展空間。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同行交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)論文寫(xiě)作過(guò)程中也提高了我的專業(yè)工作能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中的探索的艱難和成功的喜悅。相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。

六、參考文獻(xiàn)書(shū)目

? 《SA系列變頻器操作手冊(cè)》

上海復(fù)旦國(guó)家大學(xué)科技園 ? 《MASTER-K120S系列PLC使用手冊(cè)》 趙明 許繆 主編 ? 《電氣控制與PLC》 李振安 主編 ? 《實(shí)用電氣工程師手冊(cè)》

許立莘

主編