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      實(shí)用型變頻恒壓供水系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)
      
        
       時(shí)間：2019-05-13 04:03:16下載本文作者：會(huì)員上傳
      
      
      
      
      
簡(jiǎn)介：寫(xiě)寫(xiě)幫文庫(kù)小編為你整理了多篇相關(guān)的《實(shí)用型變頻恒壓供水系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)》，但愿對(duì)你工作學(xué)習(xí)有幫助，當(dāng)然你在寫(xiě)寫(xiě)幫文庫(kù)還可以找到更多《實(shí)用型變頻恒壓供水系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)》。

      
	
      

      第一篇：實(shí)用型變頻恒壓供水系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)
      

      實(shí)用型變頻恒壓供水系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)
      實(shí)用型的變頻恒壓供水系統(tǒng)是經(jīng)得起考驗(yàn)的供水系統(tǒng)，湖南智康科技為此付出了很多，也得到了用戶的認(rèn)可，特此來(lái)分享下：
      一、引言 在水源地內(nèi)，多眼井星羅棋布在水庫(kù)上。為了確保供水生產(chǎn)的安全、可靠、連續(xù)。針對(duì)水廠制水過(guò)程的特點(diǎn)和控制系統(tǒng)的功能要求，我們采用基于西門(mén)子PLC的恒壓力供水系統(tǒng)。
      二、編程控制器概述
      例如湖南供水設(shè)備廠家智康科技使用的PLC即可編程控制器，是一種以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)PLC曾作了如下定義：“PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體。易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！边@段話完全道出TPLC的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。其主要有以下特點(diǎn)：
      1.可靠性高。為了滿足工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制設(shè)備安全可靠性的要求，PLC采用了微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成。
      2.環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。PLC具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，可應(yīng)用于十分惡劣的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作，具有很好的抗宅間電磁干擾的能力，它一般對(duì)環(huán)境溫度要求也不高。在環(huán)境溫度-20至65度、相對(duì)濕度為35%至85%情況下仍可正常工作。
      3.靈活通用。在完成一個(gè)控制任務(wù)時(shí)，PLC具有很高的靈活性。首先，PLC產(chǎn)品L三經(jīng)系列化，結(jié)構(gòu)形式多種多樣，在機(jī)型上又很大的選擇余地。其次同一機(jī)型的PLC其硬件構(gòu)成具有很大的靈活性，用戶可以根據(jù)不同任務(wù)的要求，選擇不同類型的輸入輸出模塊或特殊功能模塊組成不同硬件結(jié)構(gòu)的控制裝置。
      4.使用方便、維護(hù)簡(jiǎn)單。PLC控制的輸入輸出模塊。特殊功能模塊都具有即插即卸功能，連接十分容易。對(duì)于邏輯信號(hào)，輸入輸出均采用開(kāi)關(guān)方式，不需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動(dòng)放大;對(duì)于模擬信號(hào)，輸入輸出均采用傳感器儀表和驅(qū)動(dòng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。各個(gè)輸入和輸出模塊與外部設(shè)備的連接十分簡(jiǎn)單。整個(gè)連接過(guò)程僅需要一把螺釘旋具即可完成。
      三、變頻恒壓供水系統(tǒng)控翻方案的設(shè)計(jì)與選擇
      變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有壓力傳感器、壓力變送器、變頻器、恒壓控制單元、水泵機(jī)組以及低壓電器組成。系統(tǒng)主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是利用恒壓控制單元饅變頻器控制一臺(tái)水泵或循環(huán)控制多臺(tái)水泵，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定和水泵電機(jī)的軟起動(dòng)以及變頻水泵與J：頻水泵的切換，同時(shí)還要能對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求，結(jié)合系統(tǒng)的使用場(chǎng)所，有以下方案可供選擇：
      1.有供水專用的變頻器+水泵機(jī)組+壓力傳感器。這種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，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供水基板上，通過(guò)設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn)PLC和PID等電控系統(tǒng)的功能。它雖然簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu).降低了設(shè)備成本，但對(duì)壓力設(shè)定和壓力反饋值的顯示比較麻煩，無(wú)法自動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同時(shí)段的不同恒壓要求，在調(diào)試時(shí)，PID調(diào)節(jié)參數(shù)的系統(tǒng)優(yōu)化比較困難。調(diào)節(jié)范圍小，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)，動(dòng)態(tài)性能不易保證。其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏靈活性，數(shù)據(jù)通信困難，并且限制了帶負(fù)載的容量，因此僅適用于要求不高的小容量場(chǎng)合。
      2.通用變頻器+單片機(jī)(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制)+人機(jī)界面+壓力傳感器。這種方式控制精度高、控制算法靈活、參數(shù)調(diào)整方便，具有較高的性能價(jià)格比，但開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，程序一旦固化，修改較為麻煩，因此現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的靈活性差，同時(shí)變頻器在運(yùn)行時(shí)，將產(chǎn)生干擾。變頻器的功率越大，產(chǎn)生的干擾越大，所以必須采取相應(yīng)的抗干擾措施來(lái)保證系統(tǒng)的可靠性。該系統(tǒng)適用F某一特定領(lǐng)域的小容量的變頻恒壓供水。
      3.通用變頻器+PLC(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制)+組態(tài)軟件十壓力傳感器。這種控制方式靈活方便，具有良好的通信接口，町以方便地與其他的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換：通用性強(qiáng)，由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可靈活組成各種規(guī)模和要求不同的控制系統(tǒng)。在硬件設(shè)計(jì)上，只需確定PLC的硬件配置和UO的外部接線，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，可以方便地通過(guò)Pc機(jī)來(lái)改變存儲(chǔ)器中的控制程序，所以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方便。通過(guò)對(duì)以上這幾種方案的比較和分析，可以看出“變頻器主電路++PLC(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制)十組態(tài)軟件十壓力傳感器”的控制方式更適合于本系統(tǒng)。這種控制方案既有擴(kuò)展功能靈活方便、便于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，又能達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定性及控制精度的要求。
      四、變頦恒壓供水控制器性能特點(diǎn)
      1.高效節(jié)能。優(yōu)化的節(jié)能控制軟件，使水泵實(shí)現(xiàn)最大限度地節(jié)能運(yùn)行。由電機(jī)學(xué)公式可知。系統(tǒng)電機(jī)功耗與電機(jī)轉(zhuǎn)速成立方關(guān)系，在壓力不變時(shí)。水泵出水量與電機(jī)轉(zhuǎn)速成上E比。本設(shè)備采用恒壓量：r作方式。當(dāng)用水量減小時(shí)，系統(tǒng)保持管嗍恒壓，通過(guò)降低水泵轉(zhuǎn)
      速來(lái)減少供水量，耗電量按立方特性降低。根據(jù)實(shí)際用水情況設(shè)定管網(wǎng)壓力，自動(dòng)控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現(xiàn)象。
      2.設(shè)備投資省、占地面積小。本系統(tǒng)與其它供水方式比較，由于主要設(shè)備只是控制柜及水泵，省去了大量的設(shè)備占地面積，從而大幅度節(jié)省了上建投資，而且就設(shè)備本身而言，供水量越大，采用變頻恒壓供水設(shè)備的價(jià)格優(yōu)勢(shì)就越顯著。
      3.設(shè)備運(yùn)行合理、可靠性高、配置靈活。采用閉環(huán)調(diào)節(jié)控制技術(shù)，達(dá)到了恒壓供水，避免了由于超壓供水造成的電能浪費(fèi)。變頻器采用軟起動(dòng)工作方式，消除了直接起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊和干擾，徹底避免了水泵啟動(dòng)時(shí)大電流和水壓突增的情況，減少對(duì)供電電網(wǎng)的沖擊，降低了電機(jī)及電氣元件的故障率。
      4.聯(lián)網(wǎng)功能。采用全中文工控組態(tài)軟件一Kingview，實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)站點(diǎn)，如電機(jī)的電壓、電流、工作頻率、管網(wǎng)壓力及流量等。并且能夠累積每個(gè)站點(diǎn)的用電量，累積每臺(tái)泵的出水量，同時(shí)提供各種形式的打印報(bào)表，以便分析統(tǒng)計(jì)。
      5.減少污染。由于變頻恒壓調(diào)速宜接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污染，防止了很多傳染疾病的傳染源頭。
      五、恒壓供水設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)合1.居民區(qū)、住宅樓、村鎮(zhèn)的集中生活供水系統(tǒng);
      2.高層建筑、賓館、飯店等生活供水系統(tǒng);
      3.綜合市場(chǎng)、寫(xiě)字樓、商務(wù)樓宇的生活供水系統(tǒng)：
      4.自來(lái)水廠、供水加壓泵站;
      5.工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活供水、恒壓流量供水工藝流程等。
      湖南智康環(huán)保節(jié)能科技有限公司，聯(lián)系：0731-84458533，李經(jīng)理
      第二篇：THBAHY-1型 變頻恒壓供水實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      目錄
      第一章
      系統(tǒng)概述與軟件使用說(shuō)明....................................................................................................1
      第一節(jié)
      系統(tǒng)概述.........................................................................................................................1 第二節(jié)
      GX DeveloPer 7.0軟件使用說(shuō)明與下位機(jī)通訊..........................................................5 第三節(jié)
      上位機(jī)工程軟件安裝與使用.........................................................................................7 第二章
      基本實(shí)驗(yàn)................................................................................................................................8
      實(shí)驗(yàn)一
      控制屏結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)與調(diào)試實(shí)驗(yàn).........................................................................................8 實(shí)驗(yàn)二
      單泵控制變頻恒壓供水實(shí)驗(yàn).......................................................................................11 實(shí)驗(yàn)三
      雙泵切換變頻恒壓供水實(shí)驗(yàn).......................................................................................13 實(shí)驗(yàn)四
      生活水系統(tǒng)靜態(tài)壓力控制實(shí)驗(yàn)...................................................................................15 實(shí)驗(yàn)五
      生活水系統(tǒng)動(dòng)態(tài)壓力控制實(shí)驗(yàn)...................................................................................17 實(shí)驗(yàn)六
      生活水系統(tǒng)的分時(shí)控制實(shí)驗(yàn).......................................................................................19 實(shí)驗(yàn)七
      夜間休眠模式下的供水實(shí)驗(yàn).......................................................................................21 實(shí)驗(yàn)八
      消防狀態(tài)控制實(shí)驗(yàn).......................................................................................................24 實(shí)驗(yàn)九
      綜合控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn).......................................................................................................26 天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      第一章
      系統(tǒng)概述與軟件使用說(shuō)明
      第一節(jié)
      系統(tǒng)概述
      變頻恒壓供水系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑中普遍采用的一種水處理系統(tǒng)，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng)，變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能特性被廣泛地應(yīng)用于住宅小區(qū)、高層建筑的生活及消防供水系統(tǒng)。在智能建筑教學(xué)領(lǐng)域，恒壓供水系統(tǒng)已成為一個(gè)研究的重要課題，其典型結(jié)構(gòu)是由壓力傳感器、可編程控制器（PLC）、變頻器、供水泵組等組成。然而，實(shí)際應(yīng)用的變頻恒壓供水系統(tǒng)因其結(jié)構(gòu)龐大、分布廣、不形象直觀，故不適宜直接作為教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。為滿足科研和教學(xué)要求，目前市場(chǎng)上也出現(xiàn)不少恒壓供水的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，但其性能大多參差不齊，缺乏系統(tǒng)的全面性、集成性。有些廠家生產(chǎn)的恒壓供水系統(tǒng)采用繼電器接觸器控制電路，通過(guò)控制水泵的起停和調(diào)節(jié)泵出水閥的開(kāi)度來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，這樣不但線路復(fù)雜，操作麻煩、維護(hù)困難，而且由于驅(qū)動(dòng)電機(jī)是恒速運(yùn)轉(zhuǎn)，而水量是靠水泵出水閥開(kāi)度的控制，這樣浪費(fèi)了大量能源。許多廠家雖然也生產(chǎn)出了變頻恒壓供水系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置，但僅模擬了一路管道和一臺(tái)或幾臺(tái)水泵機(jī)組，采用PLC進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯控制。這種過(guò)于簡(jiǎn)化的系統(tǒng)，完全忽略了工程的概念，只是一種簡(jiǎn)單的單回路控制實(shí)驗(yàn)裝置，失去了樓層供水的意義；有些廠家雖然也設(shè)計(jì)出了樓層模型，但其水網(wǎng)僅有一路系統(tǒng)，無(wú)法模擬真實(shí)的樓層供水系統(tǒng)（包含消防水系統(tǒng)、生活水系統(tǒng)、生產(chǎn)水系統(tǒng)）；在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，僅靠PLC等控制設(shè)備獨(dú)立完成自動(dòng)控制過(guò)程，缺乏牢靠的手動(dòng)措施，從而使系統(tǒng)投運(yùn)前的不確定因素?zé)o法排除。
      “THBAHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置”滿足了變頻恒壓供水系統(tǒng)中的基本要求，它是一種模擬樓層現(xiàn)場(chǎng)恒壓供水系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置，是由儲(chǔ)水系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)，輸送系統(tǒng)、回水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)（手動(dòng)控制、自動(dòng)控制）組成。它利用流量與轉(zhuǎn)速成正比，而電機(jī)的消耗功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比的關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能，即當(dāng)需求的壓力降低時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，泵出口流量減少，電動(dòng)機(jī)的消耗功率大幅度下降，從而達(dá)到節(jié)能的目的。
      對(duì)象系統(tǒng)由四臺(tái)不同功率的水泵機(jī)組組成，功能上劃分為常規(guī)變頻循環(huán)泵（2臺(tái)）、消防增壓泵（1臺(tái)）、休眠小泵（1臺(tái)），分別用于模擬正常模式下的生活供水動(dòng)力系統(tǒng)和夜間小流量的生活供水動(dòng)力系統(tǒng)以及消防水動(dòng)力系統(tǒng)；輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上劃分為生活水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng)，生活水和消防水兩路水系統(tǒng)之間采用特殊的單向影響結(jié)構(gòu)，保證了消防管道在非火災(zāi)模式下的內(nèi)部水壓，而消防模式下的消防水壓不影響正常的生活供水壓力；回水系統(tǒng)采用有機(jī)玻璃材料結(jié)構(gòu)，以使實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有可觀察性。
      控制系統(tǒng)采用手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式，在自動(dòng)控制器失效的狀態(tài)下，用手動(dòng)控制系統(tǒng)也能保證系統(tǒng)地可靠運(yùn)行。在系統(tǒng)投入自動(dòng)運(yùn)行前，手動(dòng)控制還可用于檢驗(yàn)動(dòng)力線路和動(dòng)力設(shè)備的工況。在有變頻和工頻兩種運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備間，采用機(jī)械互鎖和邏輯互鎖的雙重保護(hù)設(shè)計(jì)，以保障設(shè)備的安全運(yùn)行；該系統(tǒng)同時(shí)采用過(guò)載保護(hù)、漏電保護(hù)、接地保護(hù)等多重保護(hù)機(jī)制，充分保障了操作者的人身安全和設(shè)備的運(yùn)行安全。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
      “THBAHY-1變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置”采用“PLC+變頻器+手動(dòng)控制器”的控制模式?？刂平Y(jié)構(gòu)如圖一：
      圖一
      變頻恒壓供水系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)
      二、對(duì)象模型
      其對(duì)象模型系統(tǒng)主要有4臺(tái)水泵構(gòu)成，其中兩臺(tái)為常規(guī)變頻循環(huán)泵，一臺(tái)為休眠小泵，一臺(tái)為消防泵。該系統(tǒng)能夠模擬供水現(xiàn)場(chǎng)的各種復(fù)雜狀況，使實(shí)驗(yàn)設(shè)備更加貼近于實(shí)際工程。本實(shí)驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)的功能有：
      1)生活供水管網(wǎng)的恒壓供水；
      2)特定時(shí)日供水壓力控制。每日可設(shè)定四段壓力運(yùn)行，以適應(yīng)供水壓力變化的需求； 3)夜間可啟動(dòng)休眠小泵運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)最大限度的節(jié)能； 4)火警狀態(tài)，可自動(dòng)啟動(dòng)消防泵； 5)可實(shí)現(xiàn)上位機(jī)控制。對(duì)象模型如圖二。
      對(duì)象主要設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)如下： 1．對(duì)象高度：2米； 2．輸水管道口徑12mm； 3．生活水系統(tǒng)
      3.1生活水系統(tǒng)支路出水口（水龍頭）數(shù)量12個(gè)（每層2個(gè)），口徑12mm 3.2按照每個(gè)水龍頭出水100ml/s=6L/min=6kg/min計(jì)算，需求工作流量1000ml/s=60L/min，額定工作揚(yáng)程>3m。
      3.3生活水動(dòng)力系統(tǒng)由2臺(tái)水泵（變頻運(yùn)行）構(gòu)成，每臺(tái)功率為370W，揚(yáng)程12m，流量50L/min，進(jìn)水口徑20mm，出水口徑12mm（另有一臺(tái)小功率工頻水泵功率為180W，揚(yáng)程8m，流量30L/min，進(jìn)水口徑16mm，出水口徑12mm，它用于在夜間小流量時(shí)對(duì)生活管網(wǎng)的供水）。
      4．消防水系統(tǒng)
      4.1消防供水支路出水口數(shù)量6個(gè)（每層1個(gè)），口徑12mm，4.2按照每個(gè)消防栓出水100ml/s=6L/min=6kg/min計(jì)算，額定工作流量600ml/s=36L/min，需求工作揚(yáng)程>3m。
      4.3消防供水支路水泵功率為370W，揚(yáng)程12m，流量50L/min，進(jìn)水口徑20mm，出水口徑12mm（技術(shù)參數(shù)與恒壓供水支路的2臺(tái)變頻水泵一樣）。
      注釋：以上管徑指內(nèi)徑。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      圖二
      變頻恒壓供水對(duì)象模型結(jié)構(gòu) 天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      三、控制屏操作說(shuō)明
      1．“三相電源總開(kāi)關(guān)”帶有漏電保護(hù)器，用于控制整個(gè)系統(tǒng)的電源通斷狀態(tài)。2．“啟動(dòng)”、“停止”按鈕用于控制“工頻輸出”端的電源輸出和手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)。3．八只紅色運(yùn)行狀態(tài)指示燈用于指示系統(tǒng)手、自動(dòng)狀態(tài)和水泵的6種工作狀態(tài)。4．“手動(dòng)/自動(dòng)”開(kāi)關(guān)用于系統(tǒng)在手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種狀態(tài)下的切換。
      5．八只手動(dòng)控制按鈕在手動(dòng)狀態(tài)下有效（在自動(dòng)狀態(tài)下無(wú)效），分別用于在手動(dòng)狀態(tài)下控制四臺(tái)水泵。天煌科技 天煌教儀
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      第二節(jié)
      GX DeveloPer7.0軟件使用說(shuō)明與下位機(jī)通訊
      本控制系統(tǒng)下位機(jī)編程軟件采用三菱公司的GX DeveloPer7.0。
      一、GX DeveloPer 軟件安裝
      GX DeveloPer安裝盤(pán)已經(jīng)被刻錄到“THBAHY-1變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置”的發(fā)貨光盤(pán)資料內(nèi)，它作為“THBAHY-1變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置”配套附件。將“THBAHY-1變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置”的發(fā)貨光盤(pán)放入光驅(qū)內(nèi)打開(kāi)，可以通過(guò)光盤(pán)直接安裝，也可以將“GX DeveloPer安裝盤(pán)”拷貝到電腦后，再安裝。打開(kāi)“GX DeveloPer安裝盤(pán)”，雙擊里面的“SETUP”安裝圖標(biāo)，根據(jù)提示完成安裝。安裝完成后，桌面上會(huì)顯示“GX DeveloPer” 圖標(biāo)。
      注意：通常安裝時(shí)，需要先點(diǎn)擊“GX-DeveloP7中文版EnvMELSET UP”進(jìn)行環(huán)境安裝，然后點(diǎn)擊“GX-DeveloP7中文版SET UP”進(jìn)行軟件安裝。
      二、PLC程序下載
      1．給 PLC 提供 220V 交流電源，打開(kāi)實(shí)訓(xùn)裝置上的船形開(kāi)關(guān)，將 PLC 打到 STOP 的狀態(tài)。
      2．打開(kāi) PC 機(jī)(事先裝好了GX DeveloPer 和力控組態(tài)軟件)，通過(guò) WINDOWS 菜單打開(kāi)三菱 PLC 編程軟件環(huán)境 GX DeveloPer，如圖 2-1 所示。
      圖2-1 3．打開(kāi)配套光盤(pán)，將下位機(jī)工程復(fù)制到C盤(pán)的根目錄，用GX DeveloPer打開(kāi)C盤(pán)下的工天煌科技 天煌教儀
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      程，點(diǎn)擊菜單在線->PLC寫(xiě)入,進(jìn)入下載畫(huà)面，如圖 2-2 所示。
      圖2-2 4．選擇參數(shù)加程序，在圖2-2窗口中,點(diǎn)擊執(zhí)行，程序被下裝到PLC。程序下載完成后，將PLC置為運(yùn)行狀態(tài)。在圖2-1所示窗口中，單擊菜單診斷，在下拉菜單中，點(diǎn)擊PLC診斷項(xiàng)，出現(xiàn)圖2-3所示的畫(huà)面。通過(guò)這個(gè)畫(huà)面，可以查看PLC的運(yùn)行狀態(tài)。診斷完成后，點(diǎn)擊關(guān)閉按鈕。
      圖2-3 5．關(guān)閉編程環(huán)境，程序下載完成。天煌科技 天煌教儀
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      第三節(jié)
      上位機(jī)工程軟件安裝與使用
      本系統(tǒng)的上位機(jī)基于力控組態(tài)軟件（PCAauto5.0）設(shè)計(jì)，使用方法如下：
      1．打開(kāi)資料光盤(pán)中的“THBAHY-1上位機(jī)工程”文件夾，鼠標(biāo)雙擊“SETUP”圖標(biāo)，選擇桌面快捷方式，根據(jù)提示完成工程安裝該軟件。當(dāng)軟件與PLC通訊時(shí)，會(huì)占用計(jì)算機(jī)的串口（COM1、波特率9600，7位數(shù)據(jù)位，1位停止位，偶校驗(yàn)）。
      2．鼠標(biāo)雙擊桌面上的快捷方式“THBAHY-1”圖標(biāo)，運(yùn)行上位機(jī)工程，進(jìn)入如下界面。
      3．使用說(shuō)明
      ⑴ 工程正常運(yùn)行后，會(huì)自動(dòng)與下位機(jī)建立連接，連接成功后，自動(dòng)讀取當(dāng)前下位機(jī)內(nèi)部的參數(shù)如上圖（日期、時(shí)間、PID參數(shù)等）。
      ⑵ “啟動(dòng)”、“停止”按鈕用于控制下位機(jī)程序的運(yùn)行。
      ⑶ “常規(guī)控制”、“時(shí)段控制”用于控制供水系統(tǒng)的兩種運(yùn)行方式，每次在“啟動(dòng)”前要選擇好是哪一種控制方式，具體使用可以參考實(shí)驗(yàn)六 生活水系統(tǒng)的分段定時(shí)控制。
      ⑷“歷史曲線”按鈕用于打開(kāi)歷史畫(huà)面，查看歷史曲線。
      ⑸“退出” 按鈕用于退出工程，退出之前要先“停止”P(pán)LC運(yùn)行。⑹ 每次“啟動(dòng)”之前要先在調(diào)節(jié)板里設(shè)定好PID參數(shù)和休眠參數(shù)。
      ⑺ PID控制器和休眠狀態(tài)參數(shù)（比例增益、積分時(shí)間、（微分時(shí)間權(quán)限保留））可以在線實(shí)時(shí)修改。天煌科技 天煌教儀
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      第二章
      基本實(shí)驗(yàn)
      實(shí)驗(yàn)一
      控制屏結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)與調(diào)試實(shí)驗(yàn)
      一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
      1．熟悉內(nèi)部的控制結(jié)構(gòu)
      2．掌握實(shí)訓(xùn)裝置的基本操作和正確使用方法 3．調(diào)試并檢驗(yàn)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
      二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
      1．THBAHY-1 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置
      一臺(tái) 2．THPHY-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)象裝置
      一套 3．PC機(jī)一臺(tái)(配力控組態(tài)軟件一套)
      三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
      1.控制屏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
      圖一
      變頻恒壓供水對(duì)象系統(tǒng)主要由四臺(tái)不同功能的水泵、一只壓力變送器和輸水系統(tǒng)組成。從上面的結(jié)構(gòu)圖上可以看出：PLC控制器實(shí)時(shí)檢測(cè)恒壓供水對(duì)象總管的壓力值，然后經(jīng)過(guò)一系列的數(shù)據(jù)處理和PID運(yùn)算，控制變頻器的輸出，從而實(shí)現(xiàn)壓力的回路控制和狀態(tài)切換。同時(shí)，PLC通過(guò)檢測(cè)外部的火災(zāi)信號(hào)，完成對(duì)消防水泵的啟停控制。PLC和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)通訊，監(jiān)控系統(tǒng)提供直觀、形象的人機(jī)界面，監(jiān)視和控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，“手動(dòng)控制”可以完成對(duì)水泵的緊急起停，也可以用于對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試、檢修。
      2．控制屏啟動(dòng)說(shuō)明
      2.1“三相電源總開(kāi)關(guān)”帶有漏電保護(hù)器，用于控制整個(gè)系統(tǒng)的電源通斷。
      2.2“啟動(dòng)”、“停止”按鈕用于控制“工頻輸出”端的電源輸出和“手動(dòng)/自動(dòng)開(kāi)關(guān)”。2.3八只紅色運(yùn)行狀態(tài)指示燈用于指示系統(tǒng)手、自動(dòng)狀態(tài)和水泵的6種工作狀態(tài)。2.4“手動(dòng)/自動(dòng)”開(kāi)關(guān)用于系統(tǒng)在手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種狀態(tài)下的切換。
      2.5八只手動(dòng)控制按鈕在手動(dòng)狀態(tài)下有效（在自動(dòng)狀態(tài)下無(wú)效），分別用于在手動(dòng)狀態(tài)下控制四臺(tái)水泵。
      3．工頻旁路與熱過(guò)載保護(hù)結(jié)構(gòu)
      在THBAHY-1型變頻恒壓供水系統(tǒng)中有四臺(tái)水泵，由于其中兩臺(tái)常規(guī)泵工作在變頻循環(huán)方式，所以它們會(huì)工作在變頻和工頻兩種狀態(tài)，如下圖所示。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      變頻器輸出與工頻旁路之間使用帶機(jī)械連鎖裝置的交流接觸器，以防止變頻器輸出與工頻電源之間引起短路而損壞變頻器及相關(guān)設(shè)備。變頻器輸出U、V、W應(yīng)與工頻旁路電源L1、L2、L3相序一致。否則，在電機(jī)變頻向工頻切換過(guò)程中，會(huì)因切換前后相序的不一致而引起電機(jī)轉(zhuǎn)向的突然反向，容易造成跳閘甚至損壞設(shè)備。
      變頻器內(nèi)部有電子熱保護(hù)開(kāi)關(guān)（用戶亦可單獨(dú)外配過(guò)流保護(hù)裝置），但應(yīng)注意電機(jī)的工頻旁路中應(yīng)有相應(yīng)的過(guò)流保護(hù)裝置，控制柜底部為四只熱過(guò)載保護(hù)器，分別用于對(duì)四臺(tái)水泵的電機(jī)實(shí)施過(guò)流保護(hù)。
      4．系統(tǒng)調(diào)試
      4.1關(guān)閉“THBAHY-1”控制屏的總電源，將主電路電源輸出”（U0、V0、W0）分別與“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置“工頻輸入”接口（U0、V0、W0）對(duì)接，其它線路不接；
      4.2打開(kāi)控制屏上的電源，然后給“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上電，首先將“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上“手自動(dòng)開(kāi)關(guān)”撥到“手動(dòng)”，然后按下“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上的“啟動(dòng)”按鈕，然后依次手動(dòng)啟動(dòng)、停止各臺(tái)水泵，確定各水泵工頻運(yùn)行指示燈的正常與否。
      4.3關(guān)閉“THBAHY-1”控制屏的總電源，然后用19芯航空電纜將“THPHY-2對(duì)象”和控制屏連接起來(lái)。
      4.4打開(kāi)對(duì)象中所有閥門(mén)，依次手動(dòng)啟動(dòng)和停止常規(guī)泵
      1、常規(guī)泵
      2、休眠泵、消防泵，觀察水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。對(duì)于運(yùn)行反轉(zhuǎn)的水泵，斷開(kāi)電源，打開(kāi)接線盒，調(diào)整其中任意兩根線序，確定水泵正方向運(yùn)轉(zhuǎn)（如果四臺(tái)水泵同時(shí)反轉(zhuǎn)，只需調(diào)整控制屏電源輸入端插頭內(nèi)三相線的相序）。
      4.5自動(dòng)控制接線
      4.5.1將變頻器上的“電源輸入”接“THBAHY-1”控制屏上主電源輸出（R、S、T分別接U0、V0、W0），“變頻輸出”接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置的“變頻輸入”（U、V、W分別接U0、V0、W0），變頻器上的控制端口“STF”“RH”分別與“SD”短接，“4”、“5”分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置PLC的模擬量輸出“Iout”、“COM”兩端；
      4.5.2“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上PLC的模擬量輸入“Iin1”、“COM1”端分別接THBAHY-1”控制屏上壓力變送器4～20mA的“+”、“-”端，并將“Iin1”和“Vin1”兩端短接，PLC繼電器輸出“Y00”端接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板上“常規(guī)泵1變頻控制端（Y1）”端，PLC繼天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      電器輸出的“COM1、COM2”端短接起來(lái)后再接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板中的“A”端，其它線路不接；
      4.6最后將“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上“手自動(dòng)開(kāi)關(guān)”撥到“自動(dòng)”，然后按下“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上的“啟動(dòng)”按鈕。（變頻器接受電流輸入控制方式時(shí)，需修改以下參數(shù)：P13=2；P79=0；P160=0，P161=1，P182=4這些參數(shù)出廠時(shí)已經(jīng)設(shè)置好，不需再修改）。
      4.7給PLC上電，PLC根據(jù)預(yù)先設(shè)置的啟動(dòng)方式進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)，運(yùn)行上位機(jī)程序，上位機(jī)會(huì)自動(dòng)搜尋下面的PLC，PLC內(nèi)部的系統(tǒng)時(shí)間和相關(guān)參數(shù)會(huì)自動(dòng)顯示出來(lái)。設(shè)置需求壓力為15kPa，比例增益為30，積分時(shí)間為10。
      4.8按下監(jiān)控界面中的“啟動(dòng)”按鈕，啟動(dòng)PLC自動(dòng)運(yùn)行。
      4.9確定常規(guī)泵1在變頻自動(dòng)控制狀態(tài)下也是正方向運(yùn)轉(zhuǎn)，如果水泵電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向不對(duì)，則需按下“停止”按鈕，然后關(guān)閉控制器、變頻器和控制器總電源，變頻器放電約5分鐘后調(diào)整變頻器輸出端其中任意兩根線序，然后重新啟動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)水泵電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向已被糾正。
      四、注意事項(xiàng)
      1．每次（尤其是第一次）操作請(qǐng)嚴(yán)格按照以上實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，先手動(dòng)運(yùn)行，觀看系統(tǒng)是否異常，然后再投入自動(dòng)運(yùn)行。否則，誤操作可能造成水泵電機(jī)的反轉(zhuǎn)，變頻器輸出端與工頻電源相連等故障。
      2．啟動(dòng)手動(dòng)控制狀態(tài)時(shí)，為了控制器的安全，需斷開(kāi)PLC與THBAHY-1實(shí)訓(xùn)裝置的接線或者將PLC停機(jī)（在上位機(jī)按下“停止”按鈕或重新為PLC上電）或者關(guān)閉PLC電源，否則會(huì)損壞PLC觸點(diǎn)和交流接觸器。
      3．本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中所有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的參數(shù)設(shè)置只是給出一般的參考數(shù)值，實(shí)驗(yàn)者可根據(jù)打開(kāi)的出水閥門(mén)數(shù)量具體設(shè)置相關(guān)的參數(shù)。
      五、安全警告
      1．嚴(yán)禁將變頻器的輸出端接入工頻電源，工頻電源接入變頻輸出后，有爆炸或損壞設(shè)備的危險(xiǎn)，確認(rèn)變頻器電源完全斷開(kāi)的情況下，才能進(jìn)行變頻器的接線操作，否則有觸電的危險(xiǎn)。
      2．嚴(yán)禁變頻器輸出相序與工頻相序不一致的狀態(tài)下運(yùn)行系統(tǒng)。在啟動(dòng)系統(tǒng)前一定要按照上面的方法依次檢查系統(tǒng)的工作狀態(tài)，保證系統(tǒng)啟、停正常，并且變頻輸出的相序和工頻輸入相序相一致，同時(shí)各臺(tái)水泵在該相序下正方向運(yùn)轉(zhuǎn)。
      3．為保證人身安全，請(qǐng)將該裝置和對(duì)象系統(tǒng)的外殼可靠接地。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      實(shí)驗(yàn)二
      單泵控制變頻恒壓供水實(shí)驗(yàn)
      一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
      1．熟悉變頻恒壓供水系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)原理； 2．掌握恒壓供水系統(tǒng)的操作步驟和投運(yùn)方法。
      二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
      1．THBAHY-1 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置
      一臺(tái) 2．THPHY-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)象裝置
      一套 3．PC機(jī)一臺(tái)(配力控組態(tài)軟件一套)
      三、實(shí)驗(yàn)原理
      變頻恒壓供水系統(tǒng)是一個(gè)包含了單回路定值控制和邏輯狀態(tài)切換的綜合控制系統(tǒng)。單泵控制變頻恒壓供水的實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上是一個(gè)單回路壓力定值控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，它是變頻恒壓供水系統(tǒng)中最簡(jiǎn)單也是最基本的一種控制模式；其邏輯狀態(tài)的切換是依靠單回路控制中PID運(yùn)算的結(jié)果、時(shí)間邏輯（休眠控制）和外部信號(hào)（消防控制）輸入3種條件的組合進(jìn)行控制。
      四、實(shí)驗(yàn)接線
      1． 將“THBAHY-1”控制屏上4臺(tái)水泵接口（U1、V1、W1~U4、V4、W4）分別與“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置4臺(tái)水泵的接口（U1、V1、W1~U4、V4、W4）對(duì)接，“主電路電源輸出”（U、V、W、N）分別與“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置“工頻輸入”接口（U0、V0、W0、N）對(duì)接；
      2． 將“PDC-20”變頻器上的“~380V電源輸入”接THBAHY-1”控制屏上主電源輸出（U、V、W分別接U、V、W），“變頻輸出”接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置的“變頻輸入”（A、B、C分別接U、V、W），變頻器上的控制端口“STF”“RH”分別與“SD”短接，“4”、“5”分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置PLC的模擬量輸出“Iout”、“COM”兩端；
      3． “THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上PLC的模擬量輸入“Iin1”、“COM1”端分別接THBAHY-1”控制屏上壓力變送器4～20mA的“+”、“-”端，并將“Iin1”和“Vin1”兩端短接，PLC繼電器輸出“Y00~Y05”端分別接到“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板上的水泵控制端“Y1~Y6”，PLC繼電器輸出的“COM1、COM2”端短接后再接到“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板中的“A”端。
      五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
      參照“實(shí)驗(yàn)一”，做好系統(tǒng)投運(yùn)前的測(cè)試工作，檢查系統(tǒng)的工作狀態(tài)。當(dāng)各泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，按如下步驟進(jìn)行操作。
      1．將總電源和PLC電源打開(kāi)，（PLC上電后進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)），并將手自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)撥到“手動(dòng)”。
      2．打開(kāi)生活水系統(tǒng)的總閥和該水系統(tǒng)的所有的支路閥門(mén)，消防用水閥門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)。3．手動(dòng)啟動(dòng)“常規(guī)泵1”。
      4．運(yùn)行上位機(jī)系統(tǒng)，讀取當(dāng)前的管網(wǎng)壓力，記下該壓力數(shù)值（如18~22kPa）。5．手動(dòng)停止“常規(guī)泵1”后，將手自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)撥到“自動(dòng)”。
      6．在第4步測(cè)得的壓力范圍內(nèi)設(shè)置好需求壓力值（參考數(shù)值為15~20kPa之間），比例增天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      益為80，積分時(shí)間為10，微分時(shí)間的設(shè)置權(quán)限保留，默認(rèn)為0值。
      7．按“啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整變頻器的輸出，常規(guī)泵1在變頻狀態(tài)下運(yùn)行。待當(dāng)前管網(wǎng)壓力達(dá)到需求壓力，且基本穩(wěn)定不變時(shí)，變頻器就穩(wěn)定在一個(gè)固定的頻率值。
      8．系統(tǒng)穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)用水量大小，（如關(guān)閉三、四層的生活用水閥），PLC會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，直到新的平衡點(diǎn)為止。天煌科技 天煌教儀
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      實(shí)驗(yàn)三
      雙泵切換變頻恒壓供水實(shí)驗(yàn)
      一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
      1．熟悉變頻恒壓供水系統(tǒng)中常規(guī)水泵之間的投切原理； 2．了解常規(guī)水泵間的切換過(guò)程。
      二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
      1．THBAHY-1 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置
      一臺(tái) 2．THPHY-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)象裝置
      一套 3．PC機(jī)一臺(tái)(配力控組態(tài)軟件一套)
      三、實(shí)驗(yàn)原理
      雙泵切換變頻恒壓供水實(shí)驗(yàn)是依靠單回路控制（PID）的運(yùn)算結(jié)果和時(shí)間邏輯來(lái)控制兩臺(tái)常規(guī)水泵（常規(guī)泵1和常規(guī)泵2）之間的切換實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)啟動(dòng)后，常規(guī)泵1變頻運(yùn)行一直到50Hz，如果當(dāng)前管網(wǎng)壓力仍達(dá)不到系統(tǒng)需求壓力時(shí)，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一定的判斷時(shí)間后，將常規(guī)泵1投入工頻運(yùn)行，然后常規(guī)泵2變頻啟動(dòng)運(yùn)行（從0Hz上升）直到滿足需求壓力，這是上切過(guò)程。如果當(dāng)前管網(wǎng)壓力大于系統(tǒng)需求壓力值時(shí)，常規(guī)泵2運(yùn)行頻率下降。當(dāng)運(yùn)行頻率下降到0Hz，當(dāng)前管網(wǎng)壓力仍大于系統(tǒng)需求壓力時(shí)，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一定的判斷時(shí)間后，將常規(guī)泵2停止，常規(guī)泵1投入變頻運(yùn)行（從50Hz向下調(diào)整）直到滿足需求壓力，這是下切過(guò)程。
      四、實(shí)驗(yàn)接線
      1． 將“主電路電源輸出”（U0、V0、W0）分別與“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置“工頻輸入”接口（U0、V0、W0）對(duì)接；
      2． 將變頻器上的“電源輸入”接THBAHY-1”控制屏上主電源輸出（R、S、T分別接U0、V0、W0），“變頻輸出”接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置的“變頻輸入”（U、V、W分別接U、V、W），變頻器上的控制端口“STF”“RH”分別與“SD”短接，“4”、“5”分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置PLC的模擬量輸出“Iout”、“COM”兩端；
      3． “THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上PLC的模擬量輸入“Iin1”、“COM1”端分別接THBAHY-1”控制屏上壓力變送器4～20mA的“+”、“-”端，并將“Iin1”和“Vin1”兩端短接，PLC繼電器輸出“Y00~Y05”端分別接到“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板上的水泵控制端“Y1~Y6”，PLC繼電器輸出的“COM1、COM2”端短接后再接到“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板中的“A”端。
      五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
      參照實(shí)驗(yàn)一，做好系統(tǒng)投運(yùn)前的測(cè)試工作，當(dāng)各泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，按如下步驟進(jìn)行操作。1． 將總電源和PLC電源打開(kāi)，（PLC上電后進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)），并將手自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)撥到“手動(dòng)”。
      2． 打開(kāi)生活水系統(tǒng)的總閥和該水系統(tǒng)的所有的支路閥門(mén)，消防用水閥門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)。3． 手動(dòng)啟動(dòng)“常規(guī)泵1”，約10S水泵運(yùn)行穩(wěn)定后再手動(dòng)啟動(dòng)常規(guī)泵2。4． 運(yùn)行上位機(jī)系統(tǒng)，讀取當(dāng)前的管網(wǎng)壓力，記下該壓力數(shù)值（如46~50kPa）。5． 手動(dòng)停止“常規(guī)泵1”和“常規(guī)泵2”后，并將手自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)撥到“自動(dòng)”。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      6． 在第4步測(cè)得的壓力范圍內(nèi)設(shè)置需求壓力，同時(shí)該壓力值還必須大于在實(shí)驗(yàn)二中（1臺(tái)常規(guī)泵狀態(tài)下）測(cè)得的壓力數(shù)值約3kPa以上（經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為25~40kPa之間），以保證滿足上切條件。比例增益為80，積分時(shí)間為10，微分時(shí)間的設(shè)置權(quán)限保留，默認(rèn)為0值。
      7． 點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整變頻器的輸出，“常規(guī)泵1”變頻運(yùn)行到50Hz后，經(jīng)過(guò)大約3S的判斷時(shí)間，“常規(guī)泵1”投入工頻運(yùn)行，再經(jīng)過(guò)3S“常規(guī)泵2”從0Hz變頻啟動(dòng)，待當(dāng)前管網(wǎng)壓力達(dá)到需求壓力，且基本穩(wěn)定不變時(shí)，變頻器將穩(wěn)定在一個(gè)固定的頻率值。
      8． 系統(tǒng)穩(wěn)定后，減小用水量大小，（逐漸關(guān)閉生活用水龍頭），使變頻器運(yùn)行頻率下降為0Hz，觀察水泵下切過(guò)程。
      注意事項(xiàng)：當(dāng)水泵上切過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)：“常規(guī)泵1”切換到工頻，電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但卻沒(méi)有壓力，這是由于磁力驅(qū)動(dòng)泵電壓沖擊過(guò)大，導(dǎo)致連軸器打滑，出現(xiàn)這種狀況時(shí)請(qǐng)及時(shí)停止實(shí)驗(yàn)，并關(guān)閉PLC電源，然后重新給PLC上電，再啟動(dòng)運(yùn)行。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      實(shí)驗(yàn)四
      生活水系統(tǒng)靜態(tài)壓力控制實(shí)驗(yàn)
      一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
      1．測(cè)試控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能；
      2．了解靜態(tài)壓力控制供水系統(tǒng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。
      二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
      1．THBAHY-1 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置
      一臺(tái) 2．THPHY-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)象裝置
      一套 3．PC機(jī)一臺(tái)(配力控組態(tài)軟件一套)
      三、實(shí)驗(yàn)接線
      1． 將“THBAHY-1”主電路電源輸出（U0、V0、W0）分別與“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置“工頻輸入”接口（U0、V0、W0）對(duì)接；
      2． 將變頻器上的“電源輸入”接到THBAHY-1”控制屏上主電源輸出（R、S、T分別接U0、V0、W0），“變頻輸出”接到“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置的“變頻輸入”（A、B、C分別接U、V、W），變頻器上的控制端口“STF”“RH”分別與“SD”短接，“4”、“5”分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置PLC的模擬量輸出“Iout”、“COM”兩端；
      3． “THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上PLC的模擬量輸入“Iin1”、“COM1”端分別接到THBAHY-1”控制屏上壓力變送器4～20mA的“+”、“-”端，并將“Iin1”和“Vin1”兩端短接；PLC繼電器輸出“Y00~Y05”端分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板上的水泵控制端“Y1~Y6”，PLC繼電器輸出的“COM1、COM2”端短接后再接到“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板中的“A”端。
      四、應(yīng)用背景
      在用戶用水量一定的情況下，樓宇供水系統(tǒng)的管網(wǎng)壓力和流量也是一定的，供水系統(tǒng)只要保證一定的輸出功率，就可以滿足系統(tǒng)的供水要求。因此在這種情況下，只要知道了系統(tǒng)的需求壓力，水泵機(jī)組可以工作在開(kāi)環(huán)控制狀態(tài)。
      由于人群數(shù)量和用水時(shí)段的不同，樓層用水量通常是變化的，所以恒壓供水系統(tǒng)一般要工作在閉環(huán)控制狀態(tài)。樓層用水量恒定只是供水時(shí)的一種特殊狀態(tài)，而通過(guò)在閉環(huán)控制狀態(tài)下維持系統(tǒng)的管網(wǎng)靜態(tài)壓力試驗(yàn)，就可以觀測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。從而判別供水閉環(huán)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。管網(wǎng)靜態(tài)壓力實(shí)驗(yàn)就是用來(lái)測(cè)試控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
      五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
      參照實(shí)驗(yàn)一做系統(tǒng)投運(yùn)前的測(cè)試工作，各泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，按如下步驟操作。
      1． 將總電源和PLC電源打開(kāi)，（PLC上電后進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)），并將手自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)撥到“自動(dòng)”。
      2． 打開(kāi)生活水系統(tǒng)總閥，打開(kāi)生活用水系統(tǒng)的所有閥門(mén)，消防用水閥門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)。3． 運(yùn)行上位機(jī)系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)二中測(cè)得的壓力范圍內(nèi)設(shè)置需求壓力（參考數(shù)值為15~20kPa之間）。比例增益為80，積分時(shí)間為10，微分時(shí)間的設(shè)置權(quán)限保留，默認(rèn)為0值。
      4． 點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整變頻器的輸出，待當(dāng)前管網(wǎng)壓力達(dá)到需求壓力，天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      且基本穩(wěn)定不變時(shí)，變頻器將穩(wěn)定在一個(gè)固定的頻率值，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。
      5． 多次調(diào)整比例增益和積分時(shí)間（請(qǐng)?jiān)诮o出的參數(shù)范圍附近調(diào)整，如比例增益可在10~100內(nèi)調(diào)整，積分時(shí)間可在1~20范圍內(nèi)調(diào)整），并重新運(yùn)行系統(tǒng)，比較每次系統(tǒng)壓力基本穩(wěn)定不變后，測(cè)量數(shù)值（當(dāng)前管網(wǎng)壓力）與設(shè)定數(shù)值之間的偏差百分比，偏差較小的幾組參數(shù)（5%以內(nèi)）說(shuō)明控制系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)態(tài)性能。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      實(shí)驗(yàn)五
      生活水系統(tǒng)動(dòng)態(tài)壓力控制實(shí)驗(yàn)
      一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
      1．測(cè)試控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能； 2．分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能。
      二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
      1．THBAHY-1 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置
      一臺(tái) 2．THPHY-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)象裝置
      一套 3．PC機(jī)一臺(tái)(配力控組態(tài)軟件一套)
      三、實(shí)驗(yàn)接線
      1． 將“THBAHY-1”控制屏上“主電路電源輸出”（U0、V0、W0）分別與“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置“工頻輸入”接口（U0、V0、W0）對(duì)接。
      2． 將變頻器上的“電源輸入”接THBAHY-1”控制屏上主電源輸出（R、S、T分別接U0、V0、W0），“變頻輸出”接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置的“變頻輸入”（A、B、C分別接U、V、W），變頻器上的控制端口“STF”“RH”分別與“SD”短接，“4”、“5”分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置PLC的模擬量輸出“Iout”、“COM”兩端。
      3． “THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上PLC的模擬量輸入“Iin1”、“COM1”端分別接THBAHY-1”控制屏上壓力變送器4～20mA的“+”、“-”端，并將“Iin1”和“Vin1”兩端短接，PLC繼電器輸出“Y00~Y05”端分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板上的水泵控制端“Y1~Y6”，PLC繼電器輸出的“COM1、COM2”端短接起來(lái)后再接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板中的“A”端。
      四、應(yīng)用背景
      由于樓層中人群的數(shù)量和用水時(shí)段的不同，樓層用水量一般是變化的，對(duì)應(yīng)的供水壓力也是在不斷的變化過(guò)程中，所以在管網(wǎng)壓力變化過(guò)程中，恒壓供水系統(tǒng)的閉環(huán)控制器一定要能及時(shí)地跟蹤壓力變化過(guò)程，這就要求系統(tǒng)不但要有較好的穩(wěn)態(tài)性，而且還要有較好地動(dòng)態(tài)性。通過(guò)管網(wǎng)動(dòng)態(tài)壓力實(shí)訓(xùn)，可以用來(lái)測(cè)試控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。
      五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
      1． 將總電源和PLC電源打開(kāi)，（PLC上電后進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)），將手自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)撥到“自動(dòng)”。
      2． 打開(kāi)第二、三、四、五、六層的生活用水龍頭，所有消防水龍頭和第一層生活用水龍頭關(guān)閉。
      3． 運(yùn)行上位機(jī)系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)二中測(cè)得的壓力范圍內(nèi)設(shè)置需求壓力（參考數(shù)值為15~20kPa之間）。比例增益為80，積分時(shí)間為10，微分時(shí)間的設(shè)置權(quán)限保留，默認(rèn)為0值。
      4． 點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整變頻器輸出，系統(tǒng)到達(dá)壓力設(shè)定值并穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，同時(shí)打開(kāi)第一層的生活用水龍頭。記錄下從打開(kāi)第一層水龍頭開(kāi)始到系統(tǒng)再次進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)（偏差在5%以內(nèi)）所需要的時(shí)間。
      5． 多次調(diào)整比例增益和積分時(shí)間（請(qǐng)?jiān)诮o出的參數(shù)范圍附近調(diào)整，如比例增益可在10~100天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      內(nèi)調(diào)整，積分時(shí)間可在1~20范圍內(nèi)調(diào)整），仿照上面的操作，記錄每次得到的時(shí)間。在測(cè)出的歷時(shí)（約40S以內(nèi)）較短的幾組參數(shù)下控制系統(tǒng)具有較好的動(dòng)態(tài)性能；
      6． 將此次測(cè)得的數(shù)據(jù)和管網(wǎng)壓力靜態(tài)控制實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)作比較，在兩次實(shí)驗(yàn)中都滿足要求的數(shù)據(jù)，用于控制系統(tǒng)時(shí)具有較好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性。
      注：實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的PID參數(shù)：比例增益為80，積分時(shí)間為10，是多次測(cè)試過(guò)程中比較理想的PID控制器參數(shù)，用該參數(shù)控制“THPHY-2變頻恒壓供水對(duì)象模型”在多種狀態(tài)下都具有較好的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性，該參數(shù)僅供參考。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      實(shí)驗(yàn)六
      生活水系統(tǒng)的分時(shí)控制實(shí)驗(yàn)
      一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
      1．熟悉一天內(nèi)的定時(shí)控制功能。2．了解定時(shí)控制的實(shí)際意義。
      二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
      1．THBAHY-1 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置
      一臺(tái) 2．THPHY-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)象裝置
      一套 3．PC機(jī)一臺(tái)(配力控組態(tài)軟件一套)
      三、實(shí)驗(yàn)接線
      1． 將“THBAHY-1”控制屏上“主電路電源輸出”（U0、V0、W0）分別與“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置“工頻輸入”接口（U0、V0、W0）對(duì)接；
      2． 將變頻器上的“電源輸入”接THBAHY-1”控制屏上主電源輸出（R、S、T分別接U0、V0、W0），“變頻輸出”接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置的“變頻輸入”（A、B、C分別接U、V、W），變頻器上的控制端口“STF”“RH”分別與“SD”短接，“4”、“5”分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置PLC的模擬量輸出“Iout”、“COM”兩端；
      3． “THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上PLC的模擬量輸入“Iin1”、“COM1”端分別接THBAHY-1”控制屏上壓力變送器4～20mA的“+”、“-”端，并將“Iin1”和“Vin1”兩端短接，PLC繼電器輸出“Y00~Y05”端分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板上的水泵控制端“Y1~Y6”，PLC繼電器輸出的“COM1、COM2”端短接起來(lái)后再接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板中的“A”端。
      四、應(yīng)用背景
      生活用水在一天內(nèi)往往存在著若干個(gè)用水高峰和用水低谷區(qū)間，如0：00～5：00為夜間休息期間，一般用水量最少；5：00～8：00，11：00～14：00，17：00～21：00為起床、午飯和天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      晚飯時(shí)間，用水量較大，其余時(shí)間用水量一般。為了適應(yīng)生活供水中的壓力/流量波動(dòng)特性，（如通常白天的3個(gè)用水高峰期流量波動(dòng)，以及其他一些特殊應(yīng)用，）對(duì)此系統(tǒng)提供了最多4段的定時(shí)壓力給定控制，以滿足用戶的需要，并能起到節(jié)水和節(jié)能的作用。一天的流量波動(dòng)和多段壓力控制如上圖所示。
      五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
      1． 將總電源和PLC電源打開(kāi)，（PLC上電后進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)），并將手自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)撥到“自動(dòng)”。
      2． 打開(kāi)生活水系統(tǒng)總閥和該水系統(tǒng)所有支路閥門(mén)，消防用水閥門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)。3． 運(yùn)行上位機(jī)系統(tǒng)，在常規(guī)控制面板上將比例增益為80，積分時(shí)間為10，然后點(diǎn)擊“時(shí)段控制”按鈕，控制面板內(nèi)的參數(shù)顯示“時(shí)段控制”參數(shù)，參數(shù)設(shè)置舉例：依當(dāng)前時(shí)間為8：55為例，參數(shù)設(shè)置為：T1時(shí)刻設(shè)置：9：00，T1壓力設(shè)置：10kPa；T2時(shí)刻設(shè)置：9：05，T2壓力設(shè)置：15kPa；T3時(shí)刻設(shè)置：9：10，T3壓力設(shè)置：18kPa；T4時(shí)刻設(shè)置：9：15，T4壓力設(shè)置：0kPa（要觀察實(shí)驗(yàn)效果，請(qǐng)根據(jù)操作時(shí)的具體時(shí)間設(shè)置時(shí)間段）。
      4． 按下“啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)上面設(shè)置的壓力值運(yùn)行。5． 按下“停止”按鈕，系統(tǒng)停止運(yùn)行。說(shuō)明：
      6． 用戶使用時(shí)，先確定時(shí)間段，分別設(shè)定4個(gè)時(shí)間段。設(shè)定過(guò)程中必須滿足時(shí)間關(guān)系T1≤T2≤T3≤T4。
      7． 設(shè)定實(shí)時(shí)時(shí)間時(shí)，小時(shí)和分鐘同時(shí)設(shè)定，其中前兩位表示小時(shí)，后兩位表示分鐘。例如： 設(shè)置時(shí)間20:08 時(shí)，則輸入：2008，畫(huà)面顯示：20：8。
      注：上面的設(shè)置參數(shù)只是根據(jù)給出的一般參考數(shù)值，實(shí)驗(yàn)者可根據(jù)不同的閥門(mén)數(shù)量具體設(shè)置相關(guān)的參數(shù)。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      實(shí)驗(yàn)七
      夜間休眠模式下的供水實(shí)驗(yàn)
      一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
      1． 熟悉變頻恒壓供水系統(tǒng)中休眠水泵控制過(guò)程； 2． 理解休眠喚醒功能的概念和實(shí)際意義。
      二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
      1．THBAHY-1 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置
      一臺(tái) 2．THPHY-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)象裝置
      一套 3．PC機(jī)一臺(tái)(配力控組態(tài)軟件一套)
      三、實(shí)驗(yàn)接線
      1． 將“THBAHY-1”控制屏上“主電路電源輸出”（U0、V0、W0）分別與“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置“工頻輸入”接口（U0、V0、W0）對(duì)接；
      2． 將變頻器上的“電源輸入”接THBAHY-1”控制屏上主電源輸出（U、V、W分別接U、V、W），“變頻輸出”接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置的“變頻輸入”（A、B、C分別接U、V、W），變頻器上的控制端口“STF”“RH”分別與“SD”短接，“4”、“5”分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置PLC的模擬量輸出“Iout”、“COM”兩端；
      3． “THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上PLC的模擬量輸入“Iin1”、“COM1”端分別接THBAHY-1”控制屏上壓力變送器4～20mA的“+”、“-”端，并將“Iin1”和“Vin1”兩端短接，PLC繼電器輸出“Y00~Y05”端分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板上的水泵控制端“Y1~Y6”，PLC繼電器輸出的“COM1、COM2”端短接起來(lái)后再接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板中的“A”端。
      四、實(shí)驗(yàn)原理
      休眠狀態(tài)控制實(shí)訓(xùn)是依靠時(shí)間邏輯來(lái)控制休眠泵與常規(guī)泵（變頻泵）之間狀態(tài)的切換實(shí)訓(xùn)。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后，常規(guī)泵用于控制供水系統(tǒng)的正常壓力，以滿足白天的正常供水需要；休眠泵則用于滿足夜間小流量供水，它是一套充分節(jié)能的供水系統(tǒng)。休眠泵在設(shè)定的休眠期間范圍內(nèi)工作，休眠期間只監(jiān)測(cè)管網(wǎng)的壓力，根據(jù)壓力的變化只做邏輯狀態(tài)切換，不進(jìn)行定值控制。休眠泵的工作過(guò)程如下：當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)入休眠時(shí)間范圍后，休眠泵啟動(dòng)，常規(guī)泵停止。管網(wǎng)壓力在休眠壓力的偏差范圍內(nèi)時(shí)，只有休眠泵運(yùn)行。當(dāng)管網(wǎng)壓力低于休眠壓力下限時(shí)（特殊情況下的用水量增加），系統(tǒng)進(jìn)入休眠喚醒狀態(tài)，常規(guī)泵投入工作，控制壓力穩(wěn)定在需求壓力值的附近；而當(dāng)管網(wǎng)壓力高于休眠設(shè)定數(shù)值上限時(shí)（用水量開(kāi)始下降），休眠喚醒恢復(fù)，再次進(jìn)入休眠狀態(tài)，即只有休眠泵工作；當(dāng)休眠時(shí)間結(jié)束后，系統(tǒng)進(jìn)入正常的白天供水模式，即常規(guī)泵啟動(dòng)，休眠泵停止，如下圖所示。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      自動(dòng)休眠進(jìn)入和喚醒示意圖
      四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
      參照“實(shí)驗(yàn)一”做系統(tǒng)投運(yùn)前的測(cè)試工作，檢查系統(tǒng)工作狀態(tài)，各泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，按如下步驟操作。
      1． 將總電源和PLC電源打開(kāi)，（PLC上電后進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)），并將手自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)撥到“自動(dòng)”。
      2． 打開(kāi)生活水系統(tǒng)總閥，打開(kāi)生活用水系統(tǒng)第1、6層的閥門(mén)，2、3、4、5層關(guān)閉，消防用水閥門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)。
      3． 打開(kāi)上位機(jī)系統(tǒng)，設(shè)置好需求壓力50kPa，比例增益為100，積分時(shí)間為20，微分時(shí)間的設(shè)置權(quán)限保留，默認(rèn)為0值。
      4． 根據(jù)當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置約5分種后的時(shí)間為休眠開(kāi)始時(shí)間，時(shí)間輸入格式為：#### 表示## ：##（如916表示9：16），時(shí)間周期為24小時(shí)方式，約10分鐘后的時(shí)間為休眠結(jié)束時(shí)間。休眠壓力設(shè)置為45kPa，偏差為10kPa。
      5． 點(diǎn)擊“啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整變頻器的輸出，常規(guī)泵1變頻運(yùn)行，待當(dāng)前管網(wǎng)壓力達(dá)到需求壓力，且基本穩(wěn)定不變時(shí)，變頻器將穩(wěn)定在一個(gè)固定的頻率值，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)進(jìn)入休眠時(shí)間后，休眠泵運(yùn)行，常規(guī)泵停止。
      6． 休眠泵穩(wěn)定運(yùn)行后，增加用水量（打開(kāi)5層生活用水閥），當(dāng)管網(wǎng)壓力低于休眠壓力下限（35kPa）時(shí)，休眠被喚醒，常規(guī)泵1啟動(dòng)。系統(tǒng)壓力被補(bǔ)充到休眠壓力控制范圍內(nèi)（此時(shí)系統(tǒng)按照常規(guī)時(shí)間控制壓力為50kPa）。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      7． 當(dāng)系統(tǒng)壓力穩(wěn)定后，減小用水量（關(guān)閉5層生活用水閥），管網(wǎng)壓力增加，并超過(guò)休眠壓力上限值（55kPa），此時(shí)休眠恢復(fù)，常規(guī)泵停止。系統(tǒng)恢復(fù)到休眠狀態(tài)。
      8． 當(dāng)系統(tǒng)時(shí)間到達(dá)結(jié)束時(shí)間時(shí)，休眠結(jié)束，休眠泵停止，常規(guī)泵啟動(dòng)。
      注：上面的設(shè)置參數(shù)只是給出的一般參考數(shù)值，實(shí)驗(yàn)者請(qǐng)根據(jù)不同的閥門(mén)數(shù)量具體設(shè)置相關(guān)參數(shù)。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      實(shí)驗(yàn)八
      消防狀態(tài)控制實(shí)驗(yàn)
      一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
      1． 熟悉變頻恒壓供水系統(tǒng)中消防泵的控制過(guò)程； 2． 理解消防狀態(tài)最高優(yōu)先級(jí)的實(shí)際意義。
      二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
      1．THBAHY-1 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置
      一臺(tái) 2．THPHY-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)象裝置
      一套 3．PC機(jī)一臺(tái)(配力控組態(tài)軟件一套)
      三、實(shí)驗(yàn)接線
      1． 將“THBAHY-1”控制屏上“主電路電源輸出”（U0、V0、W0）分別與“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置“工頻輸入”接口（U0、V0、W0）對(duì)接；
      2． 將變頻器上的“電源輸入”接THBAHY-1”控制屏上主電源輸出（R、S、T分別接U0、V0、W0），“變頻輸出”接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置的“變頻輸入”（A、B、C分別接U、V、W），變頻器上的控制端口“STF”“RH”分別與“SD”短接，“4”、“5”分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置PLC的模擬量輸出“Iout”、“COM”兩端；
      3． “THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上PLC的模擬量輸入“Iin1”、“COM1”端分別接THBAHY-1”控制屏上壓力變送器4～20mA的“+”、“-”端，并將“Iin1”和“Vin1”兩端短接，PLC繼電器輸出“Y00~Y05”端分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板上的水泵控制端“Y1~Y6”，PLC繼電器輸出的“COM1、COM2”端短接起來(lái)后再接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板中的“A”端。
      四、實(shí)驗(yàn)原理
      消防狀態(tài)控制實(shí)驗(yàn)是依靠外部中斷信號(hào)來(lái)控制消防泵與常規(guī)泵和休眠之間的狀態(tài)切換。系統(tǒng)的消防狀態(tài)在系統(tǒng)的各種狀態(tài)中具有最高的優(yōu)先級(jí)，當(dāng)消防信號(hào)發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)其他狀態(tài)均停止，即無(wú)論系統(tǒng)是處于正常的白天供水狀態(tài)，還是夜間供水狀態(tài)，系統(tǒng)強(qiáng)制將其切換到消防狀態(tài)，只用于控制消防水泵工作。消防泵以工頻狀態(tài)工作，提供最大的消防水壓力。消防泵啟動(dòng)后，消防信號(hào)消失也不會(huì)停止消防泵的工作，消防狀態(tài)只有當(dāng)控制系統(tǒng)重新運(yùn)行后，才可以復(fù)位。
      五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
      參照實(shí)驗(yàn)一做系統(tǒng)投運(yùn)前的測(cè)試工作，檢查系統(tǒng)工作狀態(tài)，各泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，按如下步驟操作。
      1． 將總電源和PLC電源打開(kāi)，（PLC上電后進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)），并將手自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)撥到“自動(dòng)”。
      2． 打開(kāi)生活水系統(tǒng)總閥和該水系統(tǒng)所有支路閥門(mén)，消防用水閥門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)。3． 運(yùn)行上位機(jī)系統(tǒng)，在實(shí)驗(yàn)二中測(cè)得的壓力范圍內(nèi)設(shè)置需求壓力（參考數(shù)值為15~20kPa之間），比例增益為80，積分時(shí)間為10，微分時(shí)間的設(shè)置權(quán)限保留，默認(rèn)為0值。
      4． 按“啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整變頻器輸出，常規(guī)泵1變頻運(yùn)行。待當(dāng)前管網(wǎng)壓力天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      達(dá)到需求壓力值，且基本穩(wěn)定不變時(shí)，變頻器將穩(wěn)定在一個(gè)固定的頻率值，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。
      5． 系統(tǒng)穩(wěn)定后，將火警信號(hào)開(kāi)關(guān)打開(kāi)（將開(kāi)關(guān)量輸入X00和開(kāi)關(guān)量輸入COM短接）。6． 系統(tǒng)立即啟動(dòng)消防泵，并停止所有的常規(guī)泵，進(jìn)入消防狀態(tài)。7． 消防泵啟動(dòng)后，盡快打開(kāi)消防用水閥，以防止消防泵長(zhǎng)時(shí)間堵轉(zhuǎn)。8． 斷開(kāi)火警信號(hào)后，按“停止”按鈕，停止消防泵停止工作。
      9． 休眠狀態(tài)下的消防泵啟動(dòng)可以參照以上步驟，在進(jìn)入休眠狀態(tài)后打開(kāi)消防信號(hào)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這里不再贅述。
      注：上面的設(shè)置參數(shù)只是給出的一般參考數(shù)值，實(shí)驗(yàn)者請(qǐng)根據(jù)不同的閥門(mén)數(shù)量具體設(shè)置相關(guān)參數(shù)。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      實(shí)驗(yàn)九
      綜合控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)
      一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
      1． 熟悉樓層供水動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則； 2． 熟悉的系統(tǒng)的整個(gè)控制流程。
      二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備
      1．THBAHY-1 變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)裝置
      一臺(tái) 2．THPHY-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)象裝置
      一套 3．PC機(jī)一臺(tái)(配力控組態(tài)軟件一套)
      三、實(shí)驗(yàn)接線
      1． 將“THBAHY-1”控制屏上“主電路電源輸出”（U0、V0、W0）分別與“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置“工頻輸入”接口（U0、V0、W0）對(duì)接；
      2． 將變頻器上的“電源輸入”接THBAHY-1”控制屏上主電源輸出（R、S、T分別接U0、V0、W0），“變頻輸出”接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置的“變頻輸入”（A、B、C分別接U、V、W），變頻器上的控制端口“STF”“RH”分別與“SD”短接，“4”、“5”分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置PLC的模擬量輸出“Iout”、“COM”兩端；
      3． “THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置上PLC的模擬量輸入“Iin1”、“COM1”端分別接THBAHY-1”控制屏上壓力變送器4～20mA的“+”、“-”端，并將“Iin1”和“Vin1”兩端短接，PLC繼電器輸出“Y00~Y05”端分別接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板上的水泵控制端“Y1~Y6”，PLC繼電器輸出的“COM1、COM2”端短接起來(lái)后再接“THBAHY-1”實(shí)訓(xùn)裝置面板中的“A”端。
      四、實(shí)驗(yàn)原理
      動(dòng)力系統(tǒng)的臨界壓力點(diǎn)是系統(tǒng)控制水泵的上切和下切的分界點(diǎn)，它是在一定的管道結(jié)構(gòu)下單臺(tái)水泵能夠提供的最大壓力點(diǎn)。最大壓力點(diǎn)是動(dòng)力系統(tǒng)中用于維持壓力恒定的所有水泵在一定的管道結(jié)構(gòu)下同時(shí)工作在工頻狀態(tài)下所能夠提供的最大壓力。動(dòng)力系統(tǒng)臨界壓力點(diǎn)和最大壓力點(diǎn)是設(shè)計(jì)樓層供水系統(tǒng)的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，根據(jù)樓層高度和用水流量，準(zhǔn)確估算系統(tǒng)的需求壓力。在選擇動(dòng)力系統(tǒng)的功率和揚(yáng)程時(shí)，將常規(guī)狀態(tài)下的需求壓力設(shè)計(jì)在臨界點(diǎn)與最高壓力之間，系統(tǒng)就能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。若將需求壓力設(shè)置在臨界點(diǎn)以下時(shí)，另一臺(tái)常規(guī)水泵就可以作為備用泵使用；應(yīng)避免需求壓力太接近臨界點(diǎn)，這樣系統(tǒng)容易反復(fù)切換水泵，造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定；同樣如果設(shè)置的需求壓力超過(guò)最高壓力點(diǎn)，系統(tǒng)就達(dá)不到控制要求。
      五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟
      在每次實(shí)驗(yàn)前都要根據(jù)自己要準(zhǔn)備打開(kāi)和關(guān)閉閥門(mén)的數(shù)量來(lái)準(zhǔn)確找出臨界點(diǎn)和最大壓力點(diǎn)然后設(shè)置合適的需求壓力和休眠壓力及休眠偏差容限，這樣才可夠成功地完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)樣例如下：
      1． 將總電源和PLC電源打開(kāi)，（PLC上電后進(jìn)入監(jiān)視狀態(tài)），并將手自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)撥到“手動(dòng)”。
      2． 打開(kāi)生活水系統(tǒng)總閥和該水系統(tǒng)所有支路的閥門(mén)，消防用水閥門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)。天煌科技 天煌教儀
      THBBHY-1型 變頻恒壓供水系統(tǒng)
      3． 手動(dòng)啟動(dòng)常規(guī)泵1。
      4． 運(yùn)行上位機(jī)系統(tǒng)，讀取當(dāng)前的管網(wǎng)壓力，記下該壓力數(shù)值，即臨界壓力點(diǎn)（如18~22kPa），然后再手動(dòng)啟動(dòng)常規(guī)泵2；記下此時(shí)的壓力，即為最大壓力點(diǎn)（如46~50kPa）。
      5． 假設(shè)在休眠狀態(tài)時(shí)：2、3、4、5層的生活用水閥關(guān)閉，1、6層開(kāi)。在此狀態(tài)下手動(dòng)啟動(dòng)休眠泵（其它泵關(guān)閉），測(cè)出休眠壓力（如41~45kPa）。
      6． 將手自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)撥到“自動(dòng)”。
      7． 將對(duì)象上的生活用水閥全部打開(kāi)，消防用水閥門(mén)保持關(guān)閉狀態(tài)；并根據(jù)上面測(cè)量的數(shù)據(jù)，設(shè)置系統(tǒng)的需求壓力為50kPa，系統(tǒng)的休眠壓力為45kPa休眠偏差為10kPa，比例增益為80，積分時(shí)間為15，微分時(shí)間的設(shè)置權(quán)限保留，默認(rèn)為0值。
      8． 設(shè)置好以后按下“啟動(dòng)”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)整變頻器輸出，常規(guī)泵1變頻運(yùn)行到50Hz后，經(jīng)過(guò)大約3S的判斷時(shí)間，常規(guī)泵1投入工頻運(yùn)行，在經(jīng)過(guò)2S常規(guī)泵2從0Hz變頻啟動(dòng)，待當(dāng)前管網(wǎng)壓力達(dá)到需求壓力，且基本穩(wěn)定不變時(shí)，變頻器將穩(wěn)定在一個(gè)固定的頻率值。
      9． 根據(jù)當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置約10分種后的時(shí)間為休眠開(kāi)始時(shí)間，約20分鐘后的時(shí)間為休眠結(jié)束時(shí)間。
      10． 系統(tǒng)穩(wěn)定后，逐漸減小用水量（關(guān)閉2、3、4、5層生活用水閥），使變頻器運(yùn)行頻率下降為0Hz，觀察水泵下切過(guò)程。
      11． 進(jìn)入休眠時(shí)間后，休眠泵啟動(dòng)，系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)。
      12． 進(jìn)入休眠狀態(tài)后，增加用水量（打開(kāi)5層生活用水閥）休眠喚醒。13． 待系統(tǒng)穩(wěn)定后，再關(guān)閉5層生活用水閥，恢復(fù)狀態(tài)。
      14． 打開(kāi)消防信號(hào)，（將開(kāi)關(guān)量輸入“X00”與“COM”短接，模擬消防信號(hào)），系統(tǒng)將進(jìn)入消防狀態(tài)，啟動(dòng)消防水泵。此時(shí)打開(kāi)消防用水閥排水。
      15． 斷開(kāi)消防信號(hào)后，按“停止”按鈕，停止消防泵。16． 關(guān)閉控制器電源后，再重新上電，系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。
      注：上面的設(shè)置參數(shù)只是給出的一般參考數(shù)值，實(shí)驗(yàn)者請(qǐng)根據(jù)不同的閥門(mén)數(shù)量具體設(shè)置相關(guān)參數(shù)。天煌科技 天煌教儀
      第三篇：節(jié)能水泵新技術(shù)泵-變頻恒壓型水泵控制器節(jié)能
      節(jié)能水泵新技術(shù)泵-變頻恒壓型水泵控制器節(jié)能
      ---湖南利圣德節(jié)能科技有限公司
      “LPC-泵控技術(shù)”采用先進(jìn)的節(jié)能控制技術(shù),使用V/F變頻節(jié)能控制方式，可實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)的高效率運(yùn)行、根據(jù)負(fù)載情況，自動(dòng)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。“LPC-泵控技術(shù)”變頻恒壓型水泵控制器能快速穩(wěn)定的自動(dòng)觀測(cè)用水使用情況，根據(jù)用戶用水情況自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行方式和輸出頻率，水泵運(yùn)行在變頻控制方式，電機(jī)沖擊電流幾乎為零。高效節(jié)能,節(jié)能達(dá)到30%以上。
      “LPC-泵控技術(shù)”變頻恒壓型水泵智能控制器變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系：n =60 f(1-s)/p，(式中 n、f、s、p 分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對(duì)數(shù))由流體力學(xué)可知，水泵流量 Q 與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，壓力 H 與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率 P 與轉(zhuǎn)速的立方成正比，即 Q∝n，H∝n2，P∝n3 當(dāng)流量減少，水泵轉(zhuǎn)速下降時(shí)，其功率下降很多。例如水泵流量下降到 80%，轉(zhuǎn)速也下降到 80%時(shí)，則軸功率下降到額定功率的 51%;如流量量下降到 50%，功率 P 可下降到額定功率的 13%，當(dāng)然由于實(shí)際工況的影響，節(jié)能的實(shí)際值不會(huì)有這么明顯，即使這樣，水泵節(jié)能的效果也是十分明顯的。因此在水泵的機(jī)械設(shè)備中，采用“LPC-泵控技術(shù)”變頻恒壓型水泵智能控制保護(hù)器來(lái)調(diào)節(jié)流量，在節(jié)能上是一個(gè)最有效的方法。水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速與LPC節(jié)能率的關(guān)系表頻率 f(Hz)轉(zhuǎn)速 N% 流量 Q% 壓力 H% 軸功率 P% 節(jié)電率 根據(jù)“LPC-泵控技術(shù)”變頻恒壓型水泵控制器上述原理可知改變水泵的轉(zhuǎn)速就可改變水泵的功率。
      目前變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)的一個(gè)主要發(fā)展方向。卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果改善現(xiàn)有設(shè)備的運(yùn)行工況、提高系統(tǒng)的安全可靠性和設(shè)備利用率、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命等優(yōu)點(diǎn)隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大而得到充分的體現(xiàn)。
      第四篇：變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究
      變頻器恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究
      [摘要]本設(shè)計(jì)研究的系統(tǒng)是利用變頻器的PID性能設(shè)計(jì)的一種恒壓供水系統(tǒng)。具體是以管網(wǎng)水壓（或用戶用水流量），利用壓力傳感器傳送的信號(hào)值為設(shè)定參數(shù)，通過(guò)微機(jī)（PLC可編程控制器）控制變頻器的輸出頻率，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)（PID），使供水系統(tǒng)自動(dòng)恒穩(wěn)，即實(shí)現(xiàn)恒壓供水的一套系統(tǒng)。采用該設(shè)備不需要建造高位水箱、水塔，水質(zhì)無(wú)二次污染，是一種理想的現(xiàn)代化建筑供水設(shè)備，既有廣泛的研究與實(shí)用推廣價(jià)值。
      [關(guān)鍵字] 變頻器
      恒壓供水PLC  PID
      前 言
      在社會(huì)的快速發(fā)展下，居民人數(shù)的增多，導(dǎo)致很多的城市居民家庭用水困難，特別是那些老式住房的居民，緊緊依靠高位水塔和壓力罐來(lái)提供水源已不能滿足居民的要求。高位水塔占用空間大，距地面較高，容易氧化，最主要的是儲(chǔ)存的水量有限對(duì)現(xiàn)代居民來(lái)說(shuō)很不方便。壓力罐供水原理是利用密封的罐體，使局部增壓達(dá)到供水目的，具體工作順序是由水泵將水通過(guò)逆變止閥壓入罐體使罐體內(nèi)氣體受到壓縮，壓力逐漸增大，當(dāng)壓力達(dá)到指定上限時(shí)電接點(diǎn)壓力表通過(guò)控制柜使泵機(jī)自動(dòng)停止，設(shè)備中的水壓高于外界壓力，自動(dòng)送至供水管網(wǎng)，當(dāng)罐體內(nèi)水位下降，氣壓減少到指定的下限位置時(shí)，電接點(diǎn)壓力表通過(guò)控制柜使水泵重新啟動(dòng)，如此反復(fù)，使設(shè)備不停地供水，當(dāng)罐內(nèi)氣體不足時(shí)，補(bǔ)氣閥可自動(dòng)補(bǔ)氣。雖然壓力罐供水能夠滿足現(xiàn)代居民的用水量，但在用水高峰時(shí)，水泵啟動(dòng)頻繁，每次啟動(dòng)都會(huì)有較大的電流對(duì)電網(wǎng)沖擊，水泵的損壞較大，每次進(jìn)行維修水泵都要花費(fèi)一筆不小的費(fèi)用。
      隨著電力技術(shù)的發(fā)展，變頻器調(diào)速技術(shù)的日益完善，以變頻器為核心的智能供水控制系統(tǒng)取代了以往的高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備，啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長(zhǎng)泵和閥門(mén)等東西的使用壽命，可以消除啟動(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)水，節(jié)電，節(jié)省人力，最終達(dá)到高效率的運(yùn)行目的。其工作原理是變頻恒壓供水控制系統(tǒng)通過(guò)測(cè)到的管網(wǎng)壓力，經(jīng)變頻器的內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算后，調(diào)節(jié)輸出超限信號(hào)（一般可作為管網(wǎng)壓力極限信號(hào)）可適時(shí)通知PLC進(jìn)行變頻泵的邏輯切換，為防止水錘現(xiàn)象的產(chǎn)生，泵的啟停將聯(lián)動(dòng)其出口閥門(mén)。
      一、方案選定
      變頻恒壓供水系統(tǒng)是指在供水管網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持不變的供水方式。供水管網(wǎng)的出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用水塔、高水位箱、氣壓罐等設(shè)施實(shí)現(xiàn)的。
      近年來(lái)，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟，其顯著的節(jié)能效果和可靠穩(wěn)定的控制方式，在供水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。變頻恒壓供水系統(tǒng)對(duì)水泵電機(jī)實(shí)行無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量及水壓變化通過(guò)微機(jī)檢測(cè)、運(yùn)算，自動(dòng)改變水泵轉(zhuǎn)速保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前最先進(jìn)，合理的節(jié)能供水系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的水塔、高位水箱、氣壓罐等供水方式比較，不論是投資、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有優(yōu)勢(shì)：
      1.高效節(jié)能。與傳統(tǒng)供水方式相比變頻恒壓供水能節(jié)能30%-60%。2.占地面積小，投入少，效率高。
      3.配置靈活，自動(dòng)化程度高，功能齊全，靈活可靠。
      4.運(yùn)行合理，由于一天內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速下降，軸上的平均扭矩和磨損減少，水泵的壽命將大為提高。
      5.由于能對(duì)水泵實(shí)現(xiàn)軟停和軟起，并可消除水錘效應(yīng)（水錘效應(yīng)：直接起動(dòng)和停機(jī)時(shí)，液體動(dòng)能的急劇變大，導(dǎo)致對(duì)管網(wǎng)的極大沖擊，有很大破壞力）。
      6.操作簡(jiǎn)便，省時(shí)省力。
      變頻恒壓供水系統(tǒng)以管網(wǎng)水壓(或用戶用水流量)為設(shè)定參數(shù)，通過(guò)微機(jī)控制變頻器的輸出頻率從而自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)(PID)，使供水系統(tǒng)自動(dòng)恒穩(wěn)于設(shè)定的壓力值：即用水量增加時(shí)，頻率升高，水泵轉(zhuǎn)速加快，供水量相應(yīng)增大；用水量減少時(shí)，頻率降低，水泵轉(zhuǎn)速減慢，供水量亦相應(yīng)減小，這樣就保證了供水效率用戶對(duì)水壓和水量的要求，同時(shí)達(dá)到了提高供水品質(zhì)和供水效率的目的，“用多少水，供多少水”；采用該設(shè)備不需建造高位水箱，水塔，水質(zhì)無(wú)二次污染，是一種理想的現(xiàn)代化建筑供水設(shè)備。
      二、系統(tǒng)元器件的選擇(一)變頻器的選擇 1.變頻器型號(hào)
      根據(jù)不同負(fù)載對(duì)機(jī)械特性的不同要求選擇變頻器型號(hào)有所不同。
      （1）風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載，由于低速時(shí)轉(zhuǎn)矩較小，對(duì)過(guò)載能力和轉(zhuǎn)速精度要求低可選用簡(jiǎn)易型的變頻器或風(fēng)機(jī)，泵類專用變頻器，這類專用變頻器具有工頻，變頻的切換功能，多泵切換功能和PID功能?？赏ㄟ^(guò)參數(shù)設(shè)定完成一些控制任務(wù)，易于實(shí)現(xiàn)。
      （2）恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，多數(shù)負(fù)載具有恒轉(zhuǎn)矩特性，但在轉(zhuǎn)速精度及動(dòng)態(tài)性能等方面一般要求不高。
      （3）要求響應(yīng)快的系統(tǒng)，所謂響應(yīng)快是指實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)于轉(zhuǎn)速指令的變化跟蹤的快，從負(fù)載變動(dòng)等急劇外界干擾引起的過(guò)渡性速度變化中恢復(fù)得快，（4）被控對(duì)象具有一定的動(dòng)態(tài)，靜態(tài)指標(biāo)要求，這類負(fù)載一般要求低速時(shí)有較硬的機(jī)械特性，并且有一定的調(diào)速精度，在動(dòng)態(tài)性能方面無(wú)較高的要求就能滿足生產(chǎn)工藝對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)，靜態(tài)指標(biāo)要求，如果控制系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)控制，可選用具有無(wú)速度反饋的矢量控制功能的變頻器。
      （5）被控制對(duì)象具有較高的動(dòng)態(tài)，靜態(tài)指標(biāo)要求，對(duì)于調(diào)速精度和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)都有較高的要求，以及要求精度同步運(yùn)行等場(chǎng)合，可選用帶速度反饋的矢量控制方式變頻器。
      變頻器容量的選擇是一項(xiàng)重要而復(fù)雜的問(wèn)題，要考慮變頻器容量和電機(jī)容量的匹配，容量偏小會(huì)影響電動(dòng)機(jī)有效轉(zhuǎn)矩的輸出，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至損壞裝置，而容量偏大則電流的諧波分量會(huì)增大，也增加了設(shè)備的投資，選擇變頻器容量時(shí)，變頻器的電流是一個(gè)關(guān)鍵量。變頻器的容量應(yīng)按運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)的最大工作電流來(lái)選擇。
      選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機(jī)的額定功率只能作為參考。另外應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有高次諧波，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率都會(huì)變壞。因此，用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動(dòng)機(jī)的電流增加10％而溫升增加約20％。所以在選擇電動(dòng)機(jī)和變頻器時(shí)，應(yīng)考慮到這中情況，適當(dāng)留有裕量，以防止溫升過(guò)高，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。
      變頻器的選擇依據(jù)是水泵電機(jī)的負(fù)載特性和電機(jī)的額定參數(shù)。2．變頻器ACS510及其特點(diǎn)
      根據(jù)以上選擇參考分析，本設(shè)計(jì)選用ACS510系列變頻器。ACS510是ABB又一款杰出的低壓交流傳動(dòng)產(chǎn)品，它可以簡(jiǎn)單地購(gòu)買(mǎi)，安裝，配置和使用，可節(jié)省 4
      相當(dāng)多的時(shí)間。ACS510傳動(dòng)應(yīng)用于廣泛的工業(yè)領(lǐng)域，適用各種類型負(fù)載。ACS510還針對(duì)風(fēng)機(jī)水泵應(yīng)用作了特別的優(yōu)化，典型的應(yīng)用包括恒壓供水，冷卻風(fēng)機(jī)，地鐵和隧道通風(fēng)等。該設(shè)備具有以下主要特點(diǎn)：
      （1）完美匹配風(fēng)機(jī)和水泵：增強(qiáng)的PFC應(yīng)用，最多可控制7臺(tái)泵；SPFC循環(huán)軟啟功能可依次調(diào)節(jié)每個(gè)泵；超越模式應(yīng)用于隧道風(fēng)機(jī)的火災(zāi)模式；兩個(gè)獨(dú)立的內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器PID1和PID2，PID1可設(shè)置兩套參數(shù)，通過(guò)PID2可控制一個(gè)獨(dú)立的外部閥門(mén)。
      （2）更經(jīng)濟(jì)：噪音最優(yōu)化，當(dāng)傳動(dòng)溫度降低時(shí)增加開(kāi)關(guān)頻率，負(fù)載降低時(shí)自動(dòng)降低電機(jī)磁通，簡(jiǎn)單安裝，容易連接電纜，多種I/O和即插式可選件方便地連接到現(xiàn)場(chǎng)總線上。
      （3）更環(huán)保：EMC適用于第一及第二環(huán)境的RFI濾波器作為標(biāo)配，變感量電抗器可根據(jù)不同負(fù)載匹配電感量，抑制和減少諧波。
      該系列變頻器針對(duì)水泵，風(fēng)機(jī)負(fù)載設(shè)計(jì)了多種應(yīng)用宏，根據(jù)不同的控制宏要求，選擇相應(yīng)的宏，變頻器有不同的默認(rèn)設(shè)置，可實(shí)現(xiàn)接線最少，參數(shù)設(shè)置最簡(jiǎn)化的特點(diǎn)。針對(duì)該類負(fù)載，該系列變頻器增設(shè)了睡眠控制功能。3.ABB產(chǎn)品信息
      ACS400變頻器在2.2-37KW的功率范圍內(nèi)，節(jié)約能源，控制準(zhǔn)確,安全可靠,鑄鋁件和塑料件的使用,保證了足夠的加工精度,ACS400預(yù)置了九種應(yīng)用宏.主電源：230—500V50/60HZ控制電源：115—230V.在勵(lì)磁部分中采用了最新的IGBT控制技術(shù)，不再需要磁場(chǎng)電壓匹配變壓器，磁場(chǎng)進(jìn)線熔斷器和電抗器也已集成在DCS400模塊中。由于磁場(chǎng)部分采用了三相進(jìn)線供電方式，且直接取自為電樞供電的三相電源，因而DCS400不再需要單獨(dú)的磁場(chǎng)電源進(jìn)線。DCS400擁有多種調(diào)試工具。在調(diào)試向?qū)У囊龑?dǎo)下進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，加上全部的自優(yōu)化調(diào)試過(guò)程，DCS400的典型調(diào)試時(shí)間為15分鐘。
      （二）PLC的的特點(diǎn)及選型 1.PLC特點(diǎn)及應(yīng)用
      可編程控制器（ProgrammableLogicController）是計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合而開(kāi)發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動(dòng)控制裝置，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏 5
      輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。
      隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計(jì)算機(jī)的功能，不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制、順序(步進(jìn))控制，還具有了模擬量控制、閉環(huán)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)等功能。
      由于可編程控制器可通過(guò)軟件來(lái)改變控制過(guò)程，并且編程簡(jiǎn)單，同時(shí)采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，易于擴(kuò)展和拆裝，因而具有體積小，功耗低，可靠性高，組裝維護(hù)方便，控制功能完善和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，成為當(dāng)今自動(dòng)化電氣控制的主流。2.可編程控制器的選型
      （1）本設(shè)計(jì)的主要控制過(guò)程是利用可編程控制器的A/D,D/A模塊和可編程控制器內(nèi)置的控制模塊來(lái)控制水泵電機(jī)的切換從而調(diào)節(jié)供水管中水的壓力。整個(gè)控制系統(tǒng)除了用到PLC邏輯控制、定時(shí)控制和計(jì)數(shù)控制等基本控制功能外，關(guān)鍵是要用到PLC的高級(jí)控制單元，主要包括A/D、D/A單元等。
      現(xiàn)代大中型的PLC一般都配備了專門(mén)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，可以將現(xiàn)場(chǎng)需要控制的模擬量通過(guò)A/D模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，經(jīng)微處理器運(yùn)算處理后，再通過(guò)D/A模塊轉(zhuǎn)換，變成模擬量去控制被控對(duì)象。但現(xiàn)在考慮到系統(tǒng)的安裝以及成本問(wèn)題，故本系統(tǒng)供水泵的自動(dòng)控制采用的是日本歐姆龍公司的PLC，機(jī)器型號(hào)為CPM2A-30CDR-A和模擬量控制模塊CPM1A-MAD02。其特性簡(jiǎn)介如下：
      （2）CPM2A為系統(tǒng)提供了眾多的功能 ①高速計(jì)數(shù)器能方便地測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)的加工件。②同步脈沖控制可方便地調(diào)整時(shí)間。③帶高速掃描和高速中斷的高速處理。
      ④可方便地與OMRON的PT相連接，為機(jī)器操作提供一個(gè)可視化界面。
      小機(jī)殼內(nèi)匯集了先進(jìn)的功能和優(yōu)異的表現(xiàn)。為食品包裝行業(yè)，傳送設(shè)備和緊湊型設(shè)備的制造商提供更優(yōu)越的性能和更高的附加值。⑤通過(guò)脈沖輸出可實(shí)現(xiàn)許多基本的位置控制。⑥可進(jìn)行分散控制和模擬量控制。
      三、變頻器恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
      變頻器恒壓供水系統(tǒng)的主電路及控制電路設(shè)計(jì)如圖3-1及3-2所示
      圖3-1變頻器恒壓供水系統(tǒng)主電路圖
      系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)首先閉合空氣開(kāi)關(guān)，把轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)達(dá)到變頻位置，三相交流電通過(guò)開(kāi)關(guān)送到交流接觸器和熱繼電器加載到變頻器上，變頻器輸出驅(qū)動(dòng)變頻電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行，如果檢測(cè)得管網(wǎng)壓力大于設(shè)定值，則系統(tǒng)不啟動(dòng)，當(dāng)管網(wǎng)壓力小于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)。（在恒壓供水系統(tǒng)中可根據(jù)用戶用水量的大小實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓供水的目的．水泵電機(jī)是系統(tǒng)的輸出環(huán)節(jié)，它的轉(zhuǎn)速由變頻器控制，實(shí)現(xiàn)變水壓的恒壓控制．變頻器接受PID控制器的信號(hào)對(duì)水泵進(jìn)行速度控制，PID控制器它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，工作可靠，挑戰(zhàn)方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控制對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型，控制理論的其他技術(shù)難以采用時(shí)，即當(dāng)不完全了解一個(gè)系統(tǒng)和被控制對(duì)象，或不能通過(guò)有效的手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)，PID控制，實(shí)際中也有PI和PD控制，PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例，積分，微分計(jì)算出量進(jìn)行控制的。
      圖3-2變頻器恒壓供水系統(tǒng)控制電路圖
      PID控制屬于閉環(huán)控制，是指將被控制量的檢測(cè)信號(hào)反饋到變頻器，與被控制量的目標(biāo)信號(hào)相比較，以判斷是否已經(jīng)到達(dá)預(yù)定的控制目標(biāo)。如尚未達(dá)到，則根據(jù)兩者的差值進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到預(yù)定的控制目標(biāo)為止。其特點(diǎn)：PID應(yīng)用范圍廣。雖然很多工業(yè)過(guò)程是非線性或時(shí)變的，但通過(guò)對(duì)其簡(jiǎn)化可以變成基本線性和動(dòng)態(tài)特性不隨時(shí)間變化的系統(tǒng)，這樣PID就可以控制了。PID參數(shù)較易整定。也就是說(shuō)，PID的參數(shù)K,T,T可以根據(jù)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性及時(shí)整定，如果過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性變化，如可能由于負(fù)載的變化引起系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的變化，則PID參數(shù)就可以重新整定。PID控制器在實(shí)踐中也不斷地得到改進(jìn)，如結(jié)合人工智能系統(tǒng)，模糊控制。采用遠(yuǎn)傳壓力表作為壓力檢測(cè)與變送元件，它將管道內(nèi)的壓力值(0-0.4MP)轉(zhuǎn)換為0-10V（0-20MA）的直流電壓（電流）信號(hào)，經(jīng)AI2接線端輸入變頻器。遠(yuǎn)傳壓力表在工作原理上相當(dāng)于一個(gè)可變的電阻，將24V直流電壓加在兩固定端，壓力表的指針帶到可變電阻的可動(dòng)端，壓力表的滿偏量程為1MP,所以當(dāng)壓力在0-0。4MP范圍內(nèi)變化時(shí)，壓力反饋為0-10V(或0-20MA)。壓力傳
      感器檢測(cè)管網(wǎng)出水壓力，把信號(hào)傳給PID控制器，通過(guò)PID控制器調(diào)節(jié)變頻器的頻率來(lái)控制水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，壓力檢測(cè)值與壓力給定值差距越大，該輸出信號(hào)變化就越大．一旦管網(wǎng)壓力達(dá)到了設(shè)定值，該輸出控制信號(hào)就恒定下來(lái)，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。）
      當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，為了不影響居民用水，我們就要進(jìn)行臨時(shí)手動(dòng)工頻供水。首先要切斷加在變頻器上的三相電源，將電源連接在工頻中，由于水泵電機(jī)的容量一般較大，直接啟動(dòng)時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)很大的起動(dòng)電流，這樣對(duì)電機(jī)的使用壽命有一定的影響，為減小起動(dòng)電源常采用補(bǔ)償降壓起動(dòng)，補(bǔ)償電壓起動(dòng)是大容量三相異步電動(dòng)機(jī)常用的起動(dòng)方法之一，按下啟動(dòng)按鈕后，降壓動(dòng)作，即接觸器KM1,KM2和時(shí)間繼電器得電，主電路上的接觸點(diǎn)KM1,KM2閉合電機(jī)從自藕變壓器中間抽頭霍德?tīng)?0%或60%額定電壓降壓起動(dòng)，以達(dá)到減小起動(dòng)電流的目的，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到一定值時(shí)，時(shí)間繼電器KT動(dòng)作，KM1,KM2主觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM3 接觸器得電，KM3 主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)加額定電壓進(jìn)入全壓運(yùn)行狀態(tài)，即達(dá)到臨時(shí)手動(dòng)供水目的。
      四、變頻器恒壓供水系統(tǒng)分析
      （一）變頻恒壓供水系統(tǒng)
      變頻調(diào)速技術(shù)原理是把工頻50HZ的交流電轉(zhuǎn)換成頻率和電壓可調(diào)的交流電，通過(guò)改變交流電動(dòng)機(jī)定子繞組的供電頻率，在改變變頻率的同時(shí)也改變電壓，從而達(dá)到調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。此處變頻調(diào)速是根據(jù)用戶在單位時(shí)間內(nèi)用水量的的多少來(lái)調(diào)速。在水流量小的時(shí)候變頻控制水泵的轉(zhuǎn)速緩慢，或變頻器處于睡眠狀態(tài)。一旦水流量大時(shí)，變頻器則控制水泵快速運(yùn)行，以達(dá)到管網(wǎng)壓力一直處于穩(wěn)定狀態(tài)。始終保持供求關(guān)系為：供水=用水。
      （二）供水系統(tǒng)工作原理
      1.變頻器恒壓恒壓供水采用變頻器的PID控制功能實(shí)現(xiàn)恒壓控制。2.變頻恒壓供水原理是指變頻器接受PID控制器的信號(hào)對(duì)水泵進(jìn)行速度控制，壓力傳感器檢測(cè)管網(wǎng)出水壓力，把信號(hào)傳給PID控制器，通過(guò)PID控制器調(diào)節(jié)變頻器的頻率來(lái)控制水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)恒壓供水。
      變頻器與外部設(shè)備有九根接線除去與電動(dòng)機(jī)相連的三根導(dǎo)線外其余分別是：模擬是接地端AGND、24V直流電源、壓力反饋輸入端AI2，變頻器起動(dòng)與停止控 9
      制端AI6（得電啟動(dòng)、失電停止）、用于故障保護(hù)的繼電器RO3的一對(duì)觸點(diǎn)B-C端。
      轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1置手動(dòng)操作位置，即工頻接電源，變頻為斷開(kāi)狀態(tài)，按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1,KM2和時(shí)間繼電器KT線圈通電，主電路中KM1，KM2的主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)開(kāi)始降壓起動(dòng)，控制電路常開(kāi)出點(diǎn)KM1斷開(kāi)實(shí)現(xiàn)互鎖，KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合實(shí)現(xiàn)自鎖，同時(shí)時(shí)間繼電器KT開(kāi)始延時(shí)，一段時(shí)間后，其常開(kāi)觸點(diǎn)KT閉合，中間繼電器KA線圈通電，KA的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，使KM1，KM2，KT線圈斷電，觸點(diǎn)KM1恢復(fù)閉合，KA的兩個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，上面一個(gè)實(shí)現(xiàn)自鎖，下面的常開(kāi)觸點(diǎn)接通KM3線圈，KM3線圈得電KM3的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，工頻停止指示燈熄滅，KM3的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，工頻運(yùn)行指示燈點(diǎn)亮。同時(shí)其主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)切斷降壓運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全壓運(yùn)行。
      電機(jī)在工作狀態(tài)下，按一下停止按鈕SB1,可使KM3線圈斷電電機(jī)停止工作。轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1置自動(dòng)操作位置，即變頻運(yùn)行，水泵的起動(dòng)與停止，即可通過(guò)變頻器面板控制，也可以通過(guò)外部開(kāi)關(guān)控制。
      通過(guò)變頻器的面板控制起動(dòng)，是指用用水量來(lái)通過(guò)定時(shí)器DS決定線路是斷開(kāi)還是閉合，在用水量較大時(shí)用定時(shí)器DS設(shè)定時(shí)間控制開(kāi)關(guān)閉合，而在用水量小或不用水時(shí)定時(shí)器DS控制開(kāi)關(guān)為斷開(kāi)狀態(tài)，水泵停止運(yùn)行。一般設(shè)定的時(shí)間為五點(diǎn)至二十三點(diǎn)是閉合狀態(tài)，電機(jī)正常工作。其余時(shí)間是斷開(kāi)狀態(tài)，水泵停止工作。也就是說(shuō)變頻器進(jìn)入睡眠功能。變頻器的睡眠功能是指在無(wú)人用水或用水流量很小時(shí)的情況下，所有工頻泵均已停止運(yùn)行，只有變頻泵運(yùn)行在下限頻率，且用戶管網(wǎng)壓力仍然偏高則變頻泵停止運(yùn)行，輔助泵投入運(yùn)行，沒(méi)有輔助泵的系統(tǒng)則變頻泵進(jìn)入休眠狀態(tài)，所有水泵均停止運(yùn)行，由氣壓罐或自來(lái)水管網(wǎng)維持壓力。睡眠功能更有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。
      通過(guò)外部開(kāi)關(guān)控制起動(dòng)，是指直接將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA2轉(zhuǎn)換為閉合，變頻線路得電。這樣起動(dòng)電機(jī)會(huì)浪費(fèi)電能，減少電機(jī)的使用壽命，因?yàn)樵谏钜褂盟啃r(shí)或不用水時(shí)，電機(jī)還是在運(yùn)行。開(kāi)關(guān)閉合后，線圈KM4通電，KM4的常閉點(diǎn)斷開(kāi)變頻停止指示燈熄滅，KM4的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合變頻運(yùn)行指示燈點(diǎn)亮，同時(shí)主電路中的KM4主觸點(diǎn)閉合，變頻器得電并運(yùn)行。
      五、變頻恒壓供水系統(tǒng)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)及適用范圍
      （一）變頻恒壓供水特點(diǎn)
      1.采用可編程控制器，程序靈活多變，精度高，可靠性強(qiáng)，功能多，反映速度塊。
      2.均配有穩(wěn)壓泵或穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓，在用水量小到一定值時(shí)，主泵可停止運(yùn)轉(zhuǎn)，減少水泵電機(jī)的機(jī)械磨損并且節(jié)約電能。
      3.對(duì)水泵均為軟啟動(dòng)，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，消除了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊。4.根據(jù)用水量的變化，水泵循環(huán)變頻運(yùn)行，先啟的先停，使水泵均衡工作。當(dāng)一臺(tái)泵運(yùn)轉(zhuǎn)六小時(shí)或二十四小時(shí)，自動(dòng)切換到另一臺(tái)。
      5.最大的特點(diǎn)為雙恒壓控制，生活消防可公用的一套設(shè)備，為用戶節(jié)約投資。而且一機(jī)兩用，大大的提高了使用效率。
      6.結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，安裝塊，投資省，運(yùn)行穩(wěn)定。無(wú)污染。
      （二）變頻恒壓供水優(yōu)點(diǎn)
      1.啟動(dòng)平衡，啟動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊．
      2.由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長(zhǎng)泵和閥門(mén)等的使用壽命． 3.可以消除啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)．在主要功能預(yù)置方面，最高頻率應(yīng)以電動(dòng)機(jī)的額定頻率為變頻器的最高工作頻率．
      4.節(jié)約電能。水泵的負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，輸出功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比．根據(jù)所需流量變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，這樣就可以大量節(jié)約電能．
      5.節(jié)約用水．采用變頻器進(jìn)行變頻恒壓供水，管道保持恒壓，可杜絕崩管現(xiàn)象，減少跑、冒、滴、漏等情況，從而節(jié)約用水．
      6.延長(zhǎng)系統(tǒng)的使用壽命．利用供水專用變頻器進(jìn)行變頻恒壓供水，可保持系統(tǒng)水壓恒定，不會(huì)出現(xiàn)水壓過(guò)高的現(xiàn)象，管道的壓力一直可維持在合理的范圍內(nèi)，延長(zhǎng)了設(shè)備更換周期，減少了維修的投入，并且避免了管道崩裂事故． 7.無(wú)需儲(chǔ)水箱，避免了水箱內(nèi)長(zhǎng)期沉積污垢及滋生微生物對(duì)水體質(zhì)量的污染。
      （三）適用范圍
      1.各種類型的自來(lái)水廠，供水站。
      2.工業(yè)與民用建筑的生活、生產(chǎn)、消防用水系統(tǒng)。
      3.公共設(shè)施賓館，飯店的生活熱水，空調(diào)供水系統(tǒng)。
      4.油田的輸油管道，油泵站恒壓輸送系統(tǒng)和工廠、礦山通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。5.熱水鍋爐定壓及熱水管道的定壓系統(tǒng)。
      結(jié) 論
      經(jīng)過(guò)這一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)和對(duì)相關(guān)資料的收集，使我更加了解了變頻器的結(jié)構(gòu)和功能，同時(shí)也明白了變頻器在恒壓供水方面的作用，可以這樣說(shuō)變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中充當(dāng)著整個(gè)系統(tǒng)的靈魂，它是該系統(tǒng)的核心。變頻器在恒壓供水系統(tǒng)方面為人們的生活水平作出了巨大的貢獻(xiàn)，不僅僅為人們解決了用水的困難，保證水隨時(shí)都能用上水，而且還為人們節(jié)省了很多的金錢(qián)比如水泵的經(jīng)常性維修費(fèi)用等。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)環(huán)境要求的條件低，在變頻器出現(xiàn)故障點(diǎn)的時(shí)候還可以臨時(shí)啟用補(bǔ)償降壓系統(tǒng)供水保證居民有足夠的水源。該系統(tǒng)是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。在設(shè)計(jì)該過(guò)程中我遇到很多的困難，特別是對(duì)變頻器參數(shù)的設(shè)定，變頻器生產(chǎn)廠家的不同，也就決定變頻器的參數(shù)也是不同的，在我們所學(xué)的課程中變頻器一直為三菱的FR-510，現(xiàn)在突然要用ABB-ACS510變頻器多少有點(diǎn)不適應(yīng)，在陳老師所給的ACS510變頻器說(shuō)明書(shū)中經(jīng)過(guò)慢慢的學(xué)習(xí)，總算是把其參數(shù)設(shè)定好，由于個(gè)人水平限制的原因，在編寫(xiě)設(shè)計(jì)過(guò)程中陳老師給了很多的幫助，真的很感謝。
      這次設(shè)計(jì)讓我了解到變頻器在生活中的重要性，它與社會(huì)的發(fā)展是緊密結(jié)合的，變頻器在恒壓供水方面只是它用處的冰山一角?，F(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)是離不開(kāi)變頻器的，為了能夠讓變頻器更好的為人類服務(wù)，我們應(yīng)該要進(jìn)一步對(duì)變頻器學(xué)習(xí)。
      致 謝
      本論文在劉靜老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體構(gòu)思和內(nèi)容，無(wú)不凝聚著老師的心血和汗水，在三年的大學(xué)學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意！
      這次做論文的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過(guò)程和研究的過(guò)程，沒(méi)有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒(méi)有自己的研究，就不會(huì)有所突破，那也就不叫論文了。這也使我認(rèn)識(shí)到?jīng)]有一件事是真正容易的，每一件事，不論它簡(jiǎn)單還是復(fù)雜？做好都是要付出艱辛的，都是要認(rèn)真對(duì)待的，不能眼高手低，否則一個(gè)小小的浪花也能顛覆大帆船。我希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。并且感謝他們?cè)诎倜χ谐槌鰧氋F的時(shí)間，對(duì)我予以幫助。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，在此向煙臺(tái)技師學(xué)院，機(jī)電系的全體老師表示由衷的謝意。感謝他們?nèi)陙?lái)的辛勤栽培。他們不但教會(huì)我各科知識(shí)，也教會(huì)我做人和為人處事的道理，這將伴隨我一生，也必將使我受用一生
      參考文獻(xiàn)：
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      第五篇：基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)
      畢  業(yè) 設(shè)  計(jì)  任  務(wù)  書(shū)
      指導(dǎo)老師 ；
      張繼濤
      基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)  引言
      在供水系統(tǒng)中，恒壓供水是指在供水網(wǎng)系中用水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持不變的供水方式。本文采用計(jì)算機(jī)(PC)、可編程控制器(PLC)、變頻器組成變頻恒壓供水監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)恒壓供水、滿足節(jié)能降耗的要求，而且有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。用水量變化具有隨機(jī)性，用水高峰時(shí)水壓不足，低谷時(shí)又造成能量浪費(fèi)。變頻恒壓供水系統(tǒng)根據(jù)公共管網(wǎng)的壓力變化，通過(guò)PLC和變頻器自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的增減、水泵電機(jī)的運(yùn)行方式及電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，既防止了能量空耗，又避免出現(xiàn)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)沖擊電流對(duì)設(shè)備的影響。工作原理
      變頻恒壓供水系統(tǒng)采用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)兩臺(tái)大功率電動(dòng)機(jī)，可在變頻和工頻兩種方式下運(yùn)行;一臺(tái)低功率的電機(jī)，作為輔助泵電機(jī)
      啟動(dòng)方式:為避免啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流，電機(jī)采用變頻啟動(dòng)方式，從變頻器的輸出端得到逐漸上升的頻率和電壓。啟動(dòng)前變頻器要復(fù)位。
      變頻調(diào)速:根據(jù)供水管網(wǎng)流量、壓力變化自動(dòng)控制變頻器輸出頻率，從而調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)和水泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。如設(shè)備的輸出電壓和頻率上升到工頻仍不能滿足供水要求時(shí)，PLC發(fā)出指令1號(hào)泵自動(dòng)切換到工頻電源運(yùn)行，待1號(hào)泵完全退出變頻運(yùn)行，對(duì)變頻器復(fù)位后，2號(hào)泵投入變頻運(yùn)行。
      多泵切換:根據(jù)恒壓的需要，采取無(wú)主次切換，即“先開(kāi)先?！钡脑瓌t接入和退出。在PLC的程序中，通過(guò)設(shè)置變頻泵的工作號(hào)和工頻泵的臺(tái)數(shù)，由給定頻率是否達(dá)到上限頻率或下限頻率來(lái)判斷增泵或減泵。在用水量較小的情況下，采用輔助泵工作。為了避免一臺(tái)泵長(zhǎng)期工作，任一泵不能連續(xù)變頻運(yùn)行超過(guò)3小時(shí)。當(dāng)工頻泵臺(tái)數(shù)為零，有一臺(tái)運(yùn)行于變頻狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，當(dāng)達(dá)到3小時(shí)時(shí)，變頻泵的泵號(hào)改變，即切換到另一臺(tái)泵上。當(dāng)有泵運(yùn)行于工頻狀態(tài)，或輔助泵啟動(dòng)時(shí)，計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)并清零。
      故障處理:能對(duì)水位下限，變頻器、PLC故障等報(bào)警。PLC故障，系統(tǒng)從自動(dòng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)方式。PLC控制電路
      系統(tǒng)采用S7-200PLC作下位機(jī)。S7-200PLC硬件系統(tǒng)包含一定數(shù)量的輸入/輸出(I/O)點(diǎn)，同時(shí)還可以擴(kuò)展I/O模塊和各種功能模塊。輸入點(diǎn)為6個(gè)，其中水位上、下限信號(hào)分別為I0.0、I0.1。輸出點(diǎn)為10個(gè)，O0.0-O1.0對(duì)應(yīng)PLC的輸出端子。對(duì)變頻器的復(fù)位是由輸出點(diǎn)O1.0通過(guò)一個(gè)中間繼電器KA的觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)及地址分配可知，系統(tǒng)共有5個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)，9個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn);1個(gè)模擬量輸入點(diǎn)和1個(gè)模擬量輸出點(diǎn)?？梢赃x用CPU224PLC(14DI/10DO)，再擴(kuò)展一個(gè)模擬量模塊EM235(4AI/1AO)。PLC通信程序
      S7-200PLC硬件功能完善，指令系統(tǒng)豐富?？蔀橛脩籼峁┒喾N通訊方式:PPI方式，MPI方式，自由通訊口方式等。應(yīng)用自由通訊口方式，使S7-200PLC可以與任何通信協(xié)議已知，具有串口通訊的智能設(shè)備和控制器(如打印機(jī)、變頻器、上位PC機(jī)等)進(jìn)行通信，也可以用于兩個(gè)CPU之間簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)交換。該通信方式使可通信的范圍大大增大，使控制系統(tǒng)配置更加靈活、方便。
      采用PLC自由通訊口方案，PLC工作于從站，PC處于主站模式，PLC從站只響應(yīng)來(lái)自主站的申請(qǐng)。主站向PLC從站發(fā)送指令格式的報(bào)文，讀指令00為向從站PLC申請(qǐng)產(chǎn)生于PLC的數(shù)據(jù)，讀取水壓，頻率，變頻泵號(hào)，工頻臺(tái)數(shù)，輔助泵狀態(tài)等數(shù)據(jù);寫(xiě)指令01為向PLC傳送產(chǎn)生于主站的數(shù)據(jù)，包括壓力設(shè)定值和控制器輸出值。在自由口通信模式下，通信協(xié)議完全由用戶程序控制。通過(guò)設(shè)定特殊存儲(chǔ)字節(jié)SMB30(端口0)或SMB130(端口1)允許自由口模式，用戶程序可以通過(guò)使用發(fā)送中斷、接收中斷、發(fā)送指令(XMT)和接收指令(RCV)對(duì)通信口操作。
      馬勇 2010-4-27
      第1章 緒論
      目錄
      1.1 PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的目的和意義 1.2 恒壓供水的特點(diǎn)
      1.2.1 恒壓供水方式討論 1.2.2 恒壓供水的實(shí)現(xiàn)
      1.3 變頻恒壓供水的現(xiàn)況
      1.3.1 國(guó)內(nèi)外變頻供水系統(tǒng)現(xiàn)狀 1.3.2 變頻供水系統(tǒng)應(yīng)用范圍 1.3.3 變頻供水系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
      第2章 變頻調(diào)速恒壓供水分析
      2.1 變頻恒壓供水的工藝調(diào)節(jié)過(guò)程介紹
      2.2 調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)建 2.2.1 調(diào)速原理
      2.2.2 調(diào)節(jié)系統(tǒng)的計(jì)算方法
      2.2.3 變頻恒壓供水頻率變化分析
      2.3 節(jié)能分析
      2.3.1 水泵的基本參數(shù)和特性 2.3.2 水泵調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能原理
      第3章 恒壓供水系統(tǒng)
      3.1 系統(tǒng)概述
      3.2 控制系統(tǒng)的組成
      3.2.1 供水系統(tǒng)的組成 3.2.2 系統(tǒng)功能說(shuō)明
      3.3 恒壓供水系統(tǒng)的機(jī)理及調(diào)速泵的調(diào)速原理 3.3.1 恒壓供水系統(tǒng)的工作原理 3.3.2 調(diào)速泵系統(tǒng)構(gòu)成
      3.4 變頻器
      3.4.1 變頻器輸入輸出接口 3.4.2 變頻器外圍設(shè)備的選擇及保養(yǎng)
      3.5 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn)
      第4章 可編程控制器PLC
      4.1 的定義
      4.2 的發(fā)展階段及發(fā)展方向 4.3 的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域
      4.3.1 可編程序控制器的特點(diǎn)
      4.3.2 可編程序控制器與繼電器控制系統(tǒng)的比較 4.3.3 可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域
      4.3.4 在現(xiàn)代自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用中所面臨的問(wèn)題
      4.4 我國(guó)常用 的性能比較研究
      4.4.1 的一般結(jié)構(gòu) 4.4.2 基本工作原理
      4.5 我國(guó)常用 的性能特點(diǎn)
      4.5.1 SIMATIC S7系列
      4.5.2 S7-200系列可編程序控制器 4.5.3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容 4.5.4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 4.5.5 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
      4.6 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
      4.6.1 軟件設(shè)計(jì)概述 4.6.2 軟件設(shè)計(jì)
      4.6.3 程序設(shè)計(jì)的常用方法 4.6.4 程序設(shè)計(jì)步驟
      第5章 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
      5.1 概述
      5.2 輸入輸出 分配
      5.2.1 輸入口 5.2.2 輸出口 5.2.3 輔助觸點(diǎn)
      5.3 控制系統(tǒng)功能介紹
      5.4 恒壓供水系統(tǒng)的流程圖 5.5 控制系統(tǒng)的可靠性及應(yīng)用程序設(shè)計(jì)
      5.5.1 程序的優(yōu)化設(shè)計(jì) 5.5.2 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)
      5.5.3 故障檢測(cè)程序的設(shè)計(jì)
      第6章 系統(tǒng)調(diào)試
      6.1 變頻器關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)定
      6.2 PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試
      參考文獻(xiàn)··········································
      附錄··········································
      第一章
      緒論
      水是生命之源，人類生存和發(fā)展都離不開(kāi)水。在通常的城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水中，基本上都是靠供水站的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)離心水泵，產(chǎn)生壓力使管網(wǎng)中的自來(lái)水流動(dòng)，把供水管網(wǎng)中的自來(lái)水送給用戶。但供水機(jī)泵供水的同時(shí)，也消耗大量的能量，如果能在提高供水機(jī)泵的效率、確保供水機(jī)泵的可靠穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，降低能 耗，將具有重要經(jīng)濟(jì)意義。
      我國(guó)供水機(jī)泵的特點(diǎn)是數(shù)量大、范圍廣、類型多，在工程規(guī)模上也有一定水平，但在技術(shù)水平、工程標(biāo)準(zhǔn)以及經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)等方面與國(guó)外先進(jìn)水平相比，有一定的差距。
      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)的可靠性要求不斷提 高。衡量供水質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一是供水壓力是否恒定，因?yàn)樗畨汉愣ㄓ谀承┕?業(yè)或特殊用戶是非常重要的，如當(dāng)發(fā)生火警時(shí)，若供水壓力不足或無(wú)水供應(yīng)，不 能迅速滅火，會(huì)造成更大的經(jīng)濟(jì)損失或人員傷亡.但是用戶用水量是經(jīng)常變動(dòng)的，因此用水和供水之間的不平衡的現(xiàn)象時(shí)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(jī)運(yùn)行的安全可靠性。
      對(duì)于大多數(shù)采用供水企業(yè)來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)供水機(jī)泵存在日常運(yùn)行費(fèi)用太高，供水 成本居高不下，單位供水的能耗偏大的問(wèn)題，尋求供水與能耗之間的最佳性價(jià)比，是困擾企業(yè)的一個(gè)長(zhǎng)期問(wèn)題。目前各供水廠的供水機(jī)泵設(shè)計(jì)按最大揚(yáng)程與最大流 量這一最不利條件設(shè)計(jì)，水泵大多數(shù)時(shí)間在設(shè)計(jì)效率以下運(yùn)行。導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)與水 泵之間常常出現(xiàn)大馬拉小車(chē)問(wèn)題(如圖 1.1)。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，是各供水解水企業(yè)關(guān)心的焦點(diǎn)問(wèn)題 之一。
      變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，在風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)、制冷壓縮機(jī)等高能耗設(shè)備上廣泛應(yīng)用。利用變頻技術(shù)與自動(dòng)控制技 術(shù)相結(jié)合，在中小型供水企業(yè)實(shí)現(xiàn)恒壓供水，不僅能達(dá)到比較明顯的節(jié)能效果，提高供水企業(yè)的效率，更能有效保證從水系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行.變頻恒水壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣傳動(dòng)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。采 用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，方便地實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的 集中管理與監(jiān)控;同時(shí)可達(dá)到良好的節(jié)能性，提高供水效率。所以研究設(shè)計(jì)基于PLC變頻調(diào)速的恒定水壓供水系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱變頻恒壓供水，如圖1.2)，對(duì)于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平，同時(shí)降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
      1.1PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的目的和意義
      我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一 直比較落后，工業(yè)自動(dòng)化程度低。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于 需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應(yīng)求的現(xiàn)象;而在用水低峰期，水的供給量常常高于 需求量，出現(xiàn)水壓升高供過(guò)于求的情況，此時(shí)會(huì)造成能量的浪費(fèi)，同時(shí)還有可能 造成水管爆裂和用水設(shè)備的損壞。傳統(tǒng)調(diào)節(jié)供水壓力的方式，多采用頻繁啟/停電。
      機(jī)控制和水塔二次供水調(diào)節(jié)的方式，前者產(chǎn)生大量能耗的，而且對(duì)電網(wǎng)中其他負(fù)荷造成影響，設(shè)備不斷啟停會(huì)影響設(shè)備壽命;后者則需要大量的占地與投資。且由于是二次供水，不能保證供水質(zhì)的安全與可靠性。而變頻調(diào)速式的運(yùn)行十分穩(wěn)定可靠，沒(méi)有頻繁的啟動(dòng)現(xiàn)象，啟動(dòng)方式為軟啟動(dòng)，設(shè)備運(yùn)行十分平穩(wěn)，避免了電氣、機(jī)械沖擊，也沒(méi)有水塔供水所帶來(lái)的二次污染的危險(xiǎn)。由此可見(jiàn)，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)具有供水安全、節(jié)約能源、節(jié)省鋼材、節(jié)省占地、節(jié)省投資、調(diào)節(jié)能力大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景和明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
      1.2恒壓供水的特點(diǎn)
      恒壓供水是指用戶段不管用水量大小，總保持管網(wǎng)水壓基本恒定，這樣，既可滿足各部位的用戶對(duì)水的需求，又不使電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，造成電能的浪費(fèi)。而變頻恒壓供水的工藝調(diào)節(jié)過(guò)程特點(diǎn)； 1.2.1 恒壓供水方式討論
      泵組的切換開(kāi)始時(shí)，若硬件、軟件皆無(wú)備用（兩者同時(shí)有效時(shí)硬件優(yōu)先），1＃泵變頻啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速?gòu)?開(kāi)始隨頻率上升，如變頻器頻率到達(dá)，而此時(shí)水壓還在下限值，延時(shí)一段時(shí)間（由 內(nèi)部時(shí)間繼電器控制，目的是避免由于干擾而引起誤動(dòng)作）后，1＃泵切換至工頻運(yùn)行，同時(shí)變頻器頻率由 滑停至，2＃泵變頻啟動(dòng)，如水壓仍不滿足，則依次啟動(dòng)3＃、4＃泵；若開(kāi)始時(shí)1＃泵備用，則直接啟2＃變頻，轉(zhuǎn)速?gòu)模伴_(kāi)始隨頻率上升，如變頻器頻率到達(dá)，而此時(shí)水壓還在下限值，延時(shí)一段時(shí)間后，2＃泵切換至工頻運(yùn)行，同時(shí)變頻器頻率由 滑停至，3＃泵變頻啟動(dòng)，如水壓仍不滿足，則啟動(dòng)4＃泵；若1＃、2＃泵都備用，則直接啟3＃變頻，具體泵的切換過(guò)程與上述類同。1.2.2 恒壓供水的實(shí)現(xiàn)
      同樣，如水壓在上限值，若３臺(tái)泵（假設(shè)為1＃、2＃和3＃）運(yùn)行時(shí)，3＃泵變頻運(yùn)行降到，此時(shí)水壓仍處于上限值，則延時(shí)一段時(shí)間后使1＃泵停止，3＃泵變頻器頻率從 迅速上升，若此后水壓仍處于上限值，則延時(shí)一段時(shí)間后使2＃泵停止。這樣的切換過(guò)程，有效地減少泵的頻繁啟停，同時(shí)在實(shí)際管網(wǎng)對(duì)水壓波動(dòng)做出反應(yīng)之前，由變頻器迅速調(diào)節(jié)，使水壓平穩(wěn)過(guò)渡。以往的變頻恒壓供水系統(tǒng)在水壓高時(shí)，通常是采用停變頻泵，再將變頻器以工頻運(yùn)行方式切換到正在以工頻運(yùn)行的泵上進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種切換的方式，理論上要比直接切工頻的方式先進(jìn)，但其容易引起泵組的頻繁啟停，從而減少設(shè)備的使用壽命。而我們這次的設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中，要求直接停工頻泵，同時(shí)由變頻器迅速調(diào)節(jié)，只要參數(shù)設(shè)置合適，即可實(shí)現(xiàn)泵組的無(wú)沖擊切換，使水壓過(guò)渡平穩(wěn)，有效的防止水壓的大范圍波動(dòng)及水壓太低時(shí)的短時(shí)缺水現(xiàn)象，提高供水品質(zhì)。
      1.3 變頻恒壓供水的現(xiàn)況
      1.3.1
      國(guó)內(nèi)外變頻供水系統(tǒng)現(xiàn)狀
      變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來(lái)的。目前國(guó)外的恒 壓供水系統(tǒng)變頻器成熟可靠，恒壓控制技術(shù)先進(jìn)。國(guó)外變頻供水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)主 要采用一臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式。這種方式運(yùn)行安全可靠，變壓方式 更靈活。此方式的缺點(diǎn)必是電機(jī)數(shù)量和變頻的數(shù)量一樣多，因而投資成本高。國(guó)外生產(chǎn)的變頻器，特別是供水廠用變頻器，相對(duì)于國(guó)產(chǎn)變頻器而言，價(jià)格明顯偏高，維護(hù)成本也高于國(guó)內(nèi)產(chǎn)品。
      1.3.2
      變頻供水系統(tǒng)應(yīng)用范圍
      變頻恒壓供水系統(tǒng)在供水行業(yè)中的應(yīng)用，按所使用的范圍大致分為三類:(1)小區(qū)供水(加壓泵站)變頻恒壓供水系統(tǒng)
      這類變頻供水系統(tǒng)主要用于包括工廠、小區(qū)供水、高層建筑供水、鄉(xiāng)村加壓 站，特點(diǎn)是變頻控制的電機(jī)功率小，一般在135kw以下，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單。由于這
      一范圍的用戶群十分龐大，所以是目前國(guó)內(nèi)研究和推廣最多的方式.如希望集團(tuán)(森蘭變頻器)推出的恒壓供水專用變頻器(5.sk認(rèn)嘆22kw)。(2)國(guó)內(nèi)中小型供水廠變頻恒壓供水系統(tǒng)
      這類變頻供水系統(tǒng)主要用于中小供水廠或大中城市的輔助供水廠。這類變頻 器電機(jī)功率在135kV沐320kw之間，電網(wǎng)電壓通常為ZOOV或380V。受中小水廠
      規(guī)模和經(jīng)濟(jì)條件限制，目前主要采用國(guó)產(chǎn)通用的變頻恒壓供水變頻器。(3)大型供水廠的變頻恒壓供水系統(tǒng)
      這類變頻供水系統(tǒng)用于大中城市的主力供水廠，特點(diǎn)是功率大(一般都大于
      犯OKW)、機(jī)組多、多數(shù)采用高壓變頻系統(tǒng)。這類系統(tǒng)一般變頻器和控制器要求較
      高，多數(shù)采用了國(guó)外進(jìn)口變頻器和控制系統(tǒng)。如利德福華的一些高壓供水變頻器 在本文中，研究和設(shè)計(jì)的變頻器是以第二種應(yīng)用范圍為基礎(chǔ)。
      目前國(guó)內(nèi)，除了高壓變頻供水系統(tǒng)，多數(shù)恒壓供水變頻系統(tǒng)均聲稱只要改變 容量就可以通用于各種供水范圍，但在實(shí)際運(yùn)用中，不同供水環(huán)境對(duì)變頻器的要 求和控制方式是不一致的，大多數(shù)變頻器并不能真正實(shí)現(xiàn)通用。以中小水廠供水 環(huán)境來(lái)說(shuō)，由于其包括了自來(lái)水生產(chǎn)系統(tǒng)，其溫濕度及腐蝕程度都大于常見(jiàn)小區(qū) 和加壓泵站，在水泵組搭配上、需要處理的信號(hào)(如水質(zhì)信號(hào)停機(jī)管理)也多于小 區(qū)供水系統(tǒng)，所以在部分條件復(fù)雜的中小水廠，采用通用的恒壓供水變頻系統(tǒng)并 不能完全滿足實(shí)踐要求，現(xiàn)部分中小水廠已認(rèn)識(shí)到這一情況，并針對(duì)實(shí)際情況對(duì) 變頻恒壓供水系統(tǒng)加以改進(jìn)和完善.1.3.3變頻供水系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)
      變頻供水系統(tǒng)目前正在向集成化、維護(hù)操作簡(jiǎn)單化方向發(fā)展
      目前國(guó)內(nèi)有不少公司在從事進(jìn)行變頻恒壓供水的研制推廣，國(guó)產(chǎn)變頻器主要 采用進(jìn)口元件組裝或直接進(jìn)口國(guó)外變頻器，結(jié)合PLC或PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)恒壓供水，在小容量、控制要求的變頻供水領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)變頻器發(fā)展較快，并以其成本低廉的 優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)了相當(dāng)部分小容量變頻恒壓供水市場(chǎng)。但在大功率大容量變頻器上，國(guó) 產(chǎn)變頻器有待于進(jìn)一步改進(jìn)和完善r仆網(wǎng)
      第二章
      變頻調(diào)速恒壓供水分析
      2.1變頻恒壓供水的工藝調(diào)節(jié)過(guò)程介紹
      變頻恒壓供水所用水泵主要是離心泵，而普通離心泵如圖2.1所示:葉輪安裝在泵殼2內(nèi)，并緊固在泵軸3上，泵軸由電機(jī)直接帶動(dòng)，泵殼中央有一液體吸入口4與吸入管5連接，液體經(jīng)底閥6和吸入管進(jìn)入泵內(nèi)，泵殼上的液體排出口8排出管9連接。
      在泵啟動(dòng)前，泵殼內(nèi)灌滿被輸送的液體:啟動(dòng)后，葉輪由軸帶動(dòng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片間的液體也必須隨著轉(zhuǎn)動(dòng)。在離心力的作用下，液體從葉輪中心被拋向外緣 并獲得能量，以高速離開(kāi)葉輪外緣進(jìn)入蝸形泵殼。在蝸殼中，液體由于流道的逐 漸擴(kuò)大而減速，又將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場(chǎng)所。液體由葉輪中心流向外緣時(shí)，在葉輪中心形成了一定的真空，由 于貯槽液面上方的壓力大于泵入口處的壓力，液體便被連續(xù)壓入葉輪中?？梢?jiàn)，只要葉輪不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)，液體便會(huì)不斷地被吸入和排出。
      2.2 調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)建
      水泵的調(diào)速運(yùn)行構(gòu)建，是指水泵在運(yùn)行中根據(jù)運(yùn)行環(huán)境的需要，人為的改變運(yùn)行工作狀況點(diǎn)(簡(jiǎn)稱工況點(diǎn))的位置，使流量、揚(yáng)程、軸功率等運(yùn)行參數(shù)適應(yīng)新的工作狀況的需要。水泵的工況點(diǎn)是由水泵的性能曲線和管網(wǎng)的特性曲線的交點(diǎn)確定的。因此，只要這兩條曲線之一的形狀或位置有了改變，工況點(diǎn)的位置也就隨之改變。所以，水泵的調(diào)節(jié)從原理上講是通過(guò)改變水泵的性能曲線或管網(wǎng)特性曲線或二者同時(shí)改變來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
      水泵的調(diào)節(jié)方式與節(jié)能的關(guān)系非常密切，過(guò)去普遍采用改變閥門(mén)或擋板開(kāi)度 的節(jié)流調(diào)節(jié)方式，即改變裝置管網(wǎng)的特性曲線進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)方式雖然簡(jiǎn)便 易行，但往往造成很大的能量損失。大量的統(tǒng)計(jì)調(diào)查表明，一些在運(yùn)行中需要進(jìn) 行調(diào)節(jié)的水泵，其能量浪費(fèi)的主要原因，往往是由于采用不合適的調(diào)節(jié)方式。因 此，研究并改進(jìn)它們的調(diào)節(jié)方式，是節(jié)能最有效的途徑和關(guān)鍵所在[l0]41氣
      水泵的調(diào)節(jié)方式可分為恒速調(diào)節(jié)與變速調(diào)節(jié)系統(tǒng)。詳細(xì)劃分如下:
      目前常見(jiàn)的調(diào)節(jié)方法有節(jié)流調(diào)節(jié)、動(dòng)葉調(diào)節(jié)、改變泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)、液力 禍合器調(diào)節(jié)、繞線式異步電動(dòng)機(jī)的串極調(diào)速、變極調(diào)速、變頻調(diào)速等
      2.2.1 調(diào)速原理
      水泵的恒速調(diào)節(jié)主要有節(jié)流調(diào)節(jié)、動(dòng)葉調(diào)節(jié)、改變泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)三種.(1)節(jié)流調(diào)節(jié)
      節(jié)流調(diào)節(jié)是在水泵的出口或進(jìn)口管路上裝設(shè)閥門(mén)或擋板，通過(guò)改變閥門(mén)或擋板的開(kāi)度，使裝置需要揚(yáng)程曲線發(fā)生變化，從而導(dǎo)致水泵工作點(diǎn)位置的變化。
      節(jié)流調(diào)節(jié)優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單、可靠、方便，且調(diào)節(jié)裝置的初投資很少，故以前各種離心泵多采用這種調(diào)節(jié)方式。缺點(diǎn)是能量損失很大，目前正逐漸被其它調(diào)節(jié)方式所取代。
      (2)動(dòng)葉調(diào)節(jié)
      采用動(dòng)葉調(diào)節(jié)的水泵，在泵的輪毅內(nèi)部安裝動(dòng)葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，從而使動(dòng)葉調(diào)節(jié)得以實(shí)現(xiàn)。對(duì)于大型的泵，可以采用液壓傳動(dòng)調(diào)節(jié).動(dòng)葉調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)是:在調(diào)節(jié)過(guò)程中其效率變化很小，能在較大范圍保持高效率。缺點(diǎn)是:動(dòng)葉調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，控制自動(dòng)化程度低;成本高，通常適用大容量水泵，對(duì)中小供水廠的水泵通常不適用。
      (3)改變機(jī)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)
      改變機(jī)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)是根據(jù)不同的流量要求，采用不同數(shù)量和型號(hào)的機(jī)泵進(jìn)行并聯(lián)運(yùn)行，來(lái)滿足供水量要求.優(yōu)點(diǎn)是:它不改變電機(jī)和水泵的電氣及機(jī)械結(jié)構(gòu)，在水泵臺(tái)數(shù)眾多、搭配合理的情況下，可以達(dá)到較好的調(diào)節(jié)效果。缺點(diǎn)是:不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)、需要大量的機(jī)泵進(jìn)行合理搭配、隨著供水量的變化要不斷啟停電機(jī);電能損失較大。因此，目前此種方法雖大量使用，但正逐步被新的流量調(diào)節(jié)方式取代。
      從恒速調(diào)節(jié)的分析可以看出，由于恒速調(diào)節(jié)要不結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要不能量損失很大，因此，正逐步被變速調(diào)節(jié)所取代.這里所指的速度是水泵的轉(zhuǎn)速.水泵的變速調(diào)節(jié)可分為變速傳動(dòng)裝置調(diào)節(jié)和變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
      (1)變速傳動(dòng)裝置
      定速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的水泵可以通過(guò)傳動(dòng)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)變速調(diào)節(jié)。變速傳動(dòng)裝置按其工作特性可分為兩類。一類是有級(jí)變速裝置，如齒輪變速等;另一類是無(wú)級(jí)變速裝置，主要有液力禍合器、油膜轉(zhuǎn)差離合器、電磁轉(zhuǎn)差離合器等。液力禍合器、油膜轉(zhuǎn)差離合器及電磁轉(zhuǎn)差離合器在傳動(dòng)變速時(shí)具有一個(gè)共同的特點(diǎn):傳動(dòng)裝置產(chǎn)生的傳動(dòng)損失在其所傳遞功率中所占的比例與水泵的轉(zhuǎn)速變化的大小成正比，轉(zhuǎn)速變化越大，傳動(dòng)損失所占的比例也越大，因此，這類變速調(diào)節(jié)方式也被稱為低效變速調(diào)節(jié)方式。
      1)液力禍合器
      水泵通過(guò)液力禍合器實(shí)現(xiàn)變速調(diào)節(jié)，從液力藕合器的特性來(lái)看，其調(diào)節(jié)效率等于轉(zhuǎn)速比，故當(dāng)調(diào)節(jié)量越大，其轉(zhuǎn)速比越低，傳動(dòng)效率也越低。
      調(diào)速型液力禍合器用于葉片式水泵的變速調(diào)節(jié)時(shí)，主要具有以下優(yōu)點(diǎn):可以輸出連續(xù)的、無(wú)級(jí)的、變化的轉(zhuǎn)速;可以平穩(wěn)的啟動(dòng)、加速;電動(dòng)機(jī)能空載或輕載啟動(dòng)，降低啟動(dòng)電流，節(jié)約電能;液力禍合器是無(wú)級(jí)調(diào)速，故便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，適用于各伺服系統(tǒng)控制:與閥門(mén)節(jié)流調(diào)節(jié)相比較，節(jié)能效果顯著。
      液力禍合器的缺點(diǎn):在電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速較低的場(chǎng)合，要求同樣的轉(zhuǎn)矩而采用較小的轉(zhuǎn)速時(shí)，液力禍合器的工作腔直徑將加大，這不但增加了造價(jià)，而且還會(huì)使禍合器調(diào)速的延遲時(shí)間增加;大功率的液力禍合器設(shè)備復(fù)雜;在運(yùn)轉(zhuǎn)中隨著負(fù)載的變化，轉(zhuǎn)速比也相應(yīng)變化，因此不可能有精確的轉(zhuǎn)速比:液力禍合器一旦產(chǎn)生故障，水泵也不能繼續(xù)工作。
      2)電磁轉(zhuǎn)差離合器
      電磁轉(zhuǎn)差離合器又稱電磁離合器、渦流聯(lián)軸器等。電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:可靠性高，只要把絕緣處理好，就能長(zhǎng)期無(wú)檢修運(yùn)行;控制裝置的容量小;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易，價(jià)格便宜。
      電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)的缺點(diǎn)是:存在轉(zhuǎn)差損失，尤其是對(duì)凡較低的電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較低;調(diào)速時(shí)響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng):噪聲較大。
      (2)變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
      由電機(jī)學(xué)得知，交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速n，與電源頻率fl、極對(duì)數(shù)p之間的關(guān)系式為:  由式2.4可以看出，要實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，可以通過(guò)改變磁極對(duì)數(shù)p和改變電源頻率fl實(shí)現(xiàn)，下面就兩種變速調(diào)節(jié)方式進(jìn)行比較1161一即氣1)異步電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速
      變極調(diào)速原理:異步電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，通常其轉(zhuǎn)差率5很小，則由式2.4知，在電源頻率fl不變的情況下，改變電動(dòng)機(jī)繞組的極對(duì)數(shù)，就可改變同步轉(zhuǎn)速n: 從而改變異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速no 變極調(diào)速的主要優(yōu)點(diǎn)是:調(diào)速效率高，僅是因在設(shè)計(jì)變極電動(dòng)機(jī)時(shí)要兼顧不同轉(zhuǎn)速時(shí)的性能指標(biāo)，與普通的全速電動(dòng)機(jī)相比較，其效率和功率因數(shù)要稍低一些:調(diào)速控制設(shè)備簡(jiǎn)單，僅用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)或接觸器;初投資低，特別是中小型變極電動(dòng)機(jī)價(jià)錢(qián)和定速電動(dòng)機(jī)相差不是很大:維護(hù)方便，除軸承外，不需要特別的維修，可靠性較高，在相當(dāng)惡劣的環(huán)境下可使用。
      變極調(diào)速的主要缺點(diǎn)是:有級(jí)調(diào)速，不能進(jìn)行連續(xù)調(diào)速。此外，變極電動(dòng)機(jī)在變速時(shí)電力必須瞬間中斷，不能進(jìn)行熱態(tài)變換，因此在變速時(shí)電動(dòng)機(jī)有電流沖擊現(xiàn)象發(fā)生.高壓電動(dòng)機(jī)若需進(jìn)行頻繁地切換變速時(shí)，則其切換裝置的安全可靠性尚需進(jìn)一步完善提高。因此，變極調(diào)速目前應(yīng)用較少。
      2)異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速
      由式2.4可知，極對(duì)數(shù)p一定的異步電動(dòng)機(jī)，在轉(zhuǎn)差率變化不大時(shí)，轉(zhuǎn)速基本上與電源頻率成正比。因此，只要能設(shè)法改變fl.即可改變n?；谶@個(gè)原理，變頻調(diào)速就是用晶閘管等變流元件組成的變頻器作為變頻電源，通過(guò)改變電源頻率的辦法，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。圖2.2為變頻調(diào)速系統(tǒng)的示意圖。
      在對(duì)變速傳動(dòng)裝置和變電動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行比較時(shí)，我們以兩者的代表，也是目前運(yùn)用最廣的兩種變速方式:液力禍合器調(diào)速和變頻器調(diào)速進(jìn)行對(duì)比，如表21，從中可以看出，采用變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，具有較大的優(yōu)勢(shì)。
      2.2.3調(diào)節(jié)系統(tǒng)的計(jì)算方法 在供水系統(tǒng)中，最根本的控制對(duì)象是流量。因此，要討論節(jié)能問(wèn)題，必須從 考察調(diào)節(jié)流量的方法入手。常見(jiàn)的方法有閥門(mén)控制法和轉(zhuǎn)速控制法兩種。供水系統(tǒng)中對(duì)水壓流量的控制，傳統(tǒng)上采用閥門(mén)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)。由于水泵的軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，因此水泵用變頻器來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速能實(shí)現(xiàn)壓力或流量的自動(dòng)控制，同時(shí)可獲得大量節(jié)能。閉環(huán)恒壓供水系統(tǒng)正越來(lái)越多地取代高位水箱、水塔等設(shè)施及閥門(mén)調(diào)節(jié)。(l)閥門(mén)控制法:即通過(guò)關(guān)小或開(kāi)大閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)流量，而轉(zhuǎn)速保持不變(通常為額定轉(zhuǎn)速)。閥門(mén)控制法的實(shí)質(zhì)是:水泵本身的供水能力不變，而是通過(guò)改變水路中的阻力大小來(lái)強(qiáng)行改變流量，以適應(yīng)用戶對(duì)流量的要求。這時(shí)，管阻特性將隨閥門(mén)開(kāi)度的改變而改變，但是揚(yáng)程特性不變。
      如圖24所示，設(shè)用戶所需流量為Ox為額定流量的印喊即Ox=60%QN)，當(dāng)通過(guò)關(guān)小閥門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)時(shí)，管阻特性將改變?yōu)榍€③，而揚(yáng)程特性則仍為曲線①，故供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)移至E點(diǎn)，這時(shí): 流量減小為Q以=Ox);揚(yáng)程增加為H。;由式(26)知，供水功率Pa與面積。DEJ成正比，其中Cp為比例常數(shù)，Q為流量。
      恰到好處地滿足了用戶所需的用水流量，這就是恒壓供水所要達(dá)到的目的。據(jù)有關(guān)資料介紹，水泵工作效率相對(duì)值
      (1)水泵工作效率的近似計(jì)算公式 丫的近似計(jì)算公式如(2.17): 流量和轉(zhuǎn)速的相對(duì)值:
      (2)不同控制方式時(shí)的工作效率 由式(2.1刀可知，當(dāng)通過(guò)關(guān)小閥門(mén)來(lái)減小流量時(shí)，由于轉(zhuǎn)速不變，n’=1，比值，可見(jiàn)，隨著流量的減小，水泵工作的效率降低十分明顯。
      在轉(zhuǎn)速控制方式時(shí)，由于在閥門(mén)開(kāi)度不變的情況下，流量Q*和轉(zhuǎn)速n’是成正比的，比值Q’/n’不變。就是說(shuō)，采用轉(zhuǎn)速控制方式時(shí)，水泵的工作效率總是處于最佳狀態(tài)。
      所以，轉(zhuǎn)速控制方式與閥門(mén)控制方式相比，水泵的工作效率要大得多.這是變頻調(diào)速供水系統(tǒng)具有節(jié)能效果的方面之一121沖3].從電動(dòng)機(jī)的效率看節(jié)能
      在設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)時(shí)，由于:(1)對(duì)用戶的管路情況無(wú)法預(yù)測(cè):(2)管阻特性難 以精確計(jì)算:(3)必須對(duì)用戶的需求留有足夠的余地。因此，在決定額定揚(yáng)程和額定流量時(shí)，通常裕量較大。
      所以，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，即使在用水流量的高峰期，電動(dòng)機(jī)也常常處于輕載狀態(tài)，其效率和功率因數(shù)都較低。采用了轉(zhuǎn)速控制方式后，可將排水閥完全打開(kāi)而適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速。由于電動(dòng)機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)，變頻器具有能夠根據(jù)負(fù)載輕重調(diào)整輸入電壓的功能，從而提高了電動(dòng)機(jī)的工作效率。這是變頻調(diào)速供水系統(tǒng)具有節(jié)能效果的另外一個(gè)方面1川4311.圖 2.5“兩種常見(jiàn)調(diào)速方式效率曲線”為典型的液力偶合器和常見(jiàn)變頻器的效率一轉(zhuǎn)速曲線，隨著輸出轉(zhuǎn)速的降低，液力偶合器的效率基本上正比降低(例如: 額定轉(zhuǎn)速時(shí)效率0.95，75%轉(zhuǎn)速時(shí)效率約0.72，20%轉(zhuǎn)速時(shí)效率約019)，而變頻器在輸出轉(zhuǎn)速下降時(shí)效率仍然較高(例如:額定轉(zhuǎn)速時(shí)效率住97，了5%以上轉(zhuǎn)速時(shí)效率大于0.95，20%以上轉(zhuǎn)速時(shí)效率大于0.9)。
      從曲線數(shù)據(jù)看，當(dāng)輸出轉(zhuǎn)速降低時(shí)，液力偶合器的效率比變頻調(diào)速的效率下降快得多，因此變頻調(diào)速的低速特性比液力禍合器要好。當(dāng)然，有一點(diǎn)我們應(yīng)該看到，就是用于水泵(風(fēng)機(jī))類負(fù)載時(shí)，由于其軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，雖然液力偶合器效率正比下降，但電動(dòng)機(jī)綜合軸功率還是隨著轉(zhuǎn)速的下降成二次方比例下降，因此也能起到節(jié)能作用。
      2.2.3 變頻恒壓供水頻率變化分析
      由于變頻恒壓供水基本上都采用了變頻啟動(dòng)，啟動(dòng)頻率低，啟動(dòng)電流小，因 此，除了對(duì)供水機(jī)泵和供水管網(wǎng)有保護(hù)作用，對(duì)供水電機(jī)和電網(wǎng)也有良好的保護(hù)作用。供水系統(tǒng)電機(jī)直接啟動(dòng)與變頻啟動(dòng)的對(duì)比表如表2.2所示。
      2.3 節(jié)能分析
      恒壓供水系統(tǒng)的基本特性。根據(jù)揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線可以看 出用水流量和供水流量處于平衡狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。在供水系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速是由于水泵的功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，所以調(diào)速控制方式要比閥門(mén)控制方式節(jié)能效果顯著.最后從理論上分析了采取變頻恒壓供水方式對(duì)供水安全積極作用:可以消除水錘效應(yīng)，減少電機(jī)電網(wǎng)沖擊，延長(zhǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行壽命。
      2.3.1 水泵的基本參數(shù)和特性
      在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，供水壓力是通過(guò)對(duì)變頻器輸出頻率的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
      確定供水壓力和輸出頻率的關(guān)系是設(shè)計(jì)控制環(huán)節(jié)控制策略的基礎(chǔ)，是確定控制算法的依據(jù)。送水泵站所采用的水泵是離心泵，它是通過(guò)裝有葉片的葉輪高速旋轉(zhuǎn)來(lái)完成對(duì)水流的輸送，也就是通過(guò)葉輪高速旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)水流高速旋轉(zhuǎn)，靠水流產(chǎn)生的離心力將水流甩出去。離心泵也因此而得名。在給水排水工程中，從使用水泵的角度來(lái)看，水泵的工作必然要和管路系統(tǒng)以及許多外界條件聯(lián)系在一起.在給水排水工程中，把水泵配上管路以及一切附件后的系統(tǒng)稱為 “裝置”，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，真正對(duì)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)有價(jià)值的也是這種成為系統(tǒng)的裝置，而不是單單的孤立水泵。在水泵結(jié)構(gòu)和理論中，有一些評(píng)價(jià)水泵性能的參數(shù)，供水系統(tǒng)的主要參數(shù)如下:流量(Q):單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道內(nèi)某一截面的水流量，在管道截面不變的情況下，其大小決定于水流的速度。常用單位是時(shí)/m訪。
      供水系統(tǒng)把水從一個(gè)位置上揚(yáng)到另一位置時(shí)水位的變化量，數(shù)值上等于對(duì)應(yīng)的水位差。其常用單位是m。軸功率(幾):水泵軸上的輸入功率(電動(dòng)機(jī)的輸出功率)，或者說(shuō)是水泵取用的功率。
      供水功率(幾):供水系統(tǒng)向用戶供水時(shí)所消耗的功率幾你叨，供水功率與流量和揚(yáng)程的乘積成正比:
      式中Cp一 比例常數(shù)。
      工作效率為，):水泵的供水功率Pc和軸功率界之比，如式2.6所示。這里所說(shuō)的水泵工作效率，實(shí)際上包含了水泵本身的效率和供水系統(tǒng)的效率。其根據(jù)實(shí)際供水的揚(yáng)程和流量算得的功率，是供水系統(tǒng)的輸出功率。
      其中有效功率是指單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)水泵的液體從水泵那里得到的能量叫做有效功率。轉(zhuǎn)速(n卜水泵葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
      根據(jù)水泵理論，如圖2.3所示.2.3.2 水泵調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能原理
      由于水泵在送水過(guò)程中，清水池水位一般高于水泵的測(cè)量點(diǎn)，所以不存在進(jìn)水口抽真空，所以在進(jìn)水口的真空值為0.水泵進(jìn)水口與出水口都沿水平方向放置，位置差為0。水泵在正常工作時(shí)，動(dòng)能的變化相對(duì)較小?？紤]這些具體情況，上式可以改寫(xiě)為:
      由于水泵是由一臺(tái)交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)運(yùn)行的，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與水泵的轉(zhuǎn)速相同。電機(jī)的輸出有效功率與水泵的軸功率相等。在電機(jī)理論中，感應(yīng)電機(jī)的機(jī)械
      功率為:
      在變頻調(diào)速時(shí)，由于磁通中m不變，從電機(jī)公式(212)可以看出，要使主磁 通中m保持不變，則UI/fl必須保持不變。
      因此在變頻調(diào)速過(guò)程中.電壓應(yīng)該與頻率成正比例變化，設(shè) 代入式(2.n)得
      根據(jù)能量守恒定律，有
      水泵裝置在變頻調(diào)速的工作狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，有: 其中杯為電機(jī)的效率。所以，從上式可以看出，當(dāng)變頻器的輸出頻率一定的情況下，當(dāng)用戶用水量增大，從而Q增大時(shí)，壓力表的讀數(shù)將會(huì)變小，即管網(wǎng)供水壓力將會(huì)降低。為了保持供水壓力，就必須增大變頻器的輸出頻率以提高水泵機(jī)組的轉(zhuǎn)速;當(dāng)用戶的用水量減小時(shí)，Q減小，在變頻器輸出頻率不變的情況下，管網(wǎng)的供水壓力將會(huì)增大，為了減小供水的壓力，就必須降低變頻器的輸出頻率.由于用戶的用水量是始終在變化的，雖然在時(shí)段上具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，但對(duì)精度要求很高的恒壓控制來(lái)講，在每個(gè)時(shí)刻它都是一個(gè)隨機(jī)變化的值。這就要求變頻器的輸出頻率也要在一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化之中，依靠對(duì)頻率的調(diào)節(jié)來(lái)動(dòng)態(tài)地控制管網(wǎng)的供水壓力，從而使管網(wǎng)中的壓力恒定。
      第3章
      恒壓供水系統(tǒng)
      3.1 系統(tǒng)概述
      從變頻恒壓供水的原理分析可知，該系統(tǒng)主要有壓力傳感器、壓力變送器、變頻器、恒壓控制單元、水泵機(jī)組以及低壓電器組成.系統(tǒng)主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是利 用恒壓控制單元使變頻器控制一臺(tái)水泵或循環(huán)控制多臺(tái)水泵，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定和水泵電機(jī)的軟啟動(dòng)以及變頻水泵與工頻水泵的切換，同時(shí)還要能對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求，結(jié)合系統(tǒng)的使用場(chǎng)所，有以下幾種方案可供選擇。
      (1)有供水基板的變頻器+水泵機(jī)組+壓力傳感器
      這種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它將Pm調(diào)節(jié)器和P比 可編程控制器等硬件集成在變頻器供水基板上，通過(guò)設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn)PLC 和PID等電控系統(tǒng)的功能。它雖然簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但在壓力設(shè)定和壓力反饋值的顯示方面比較麻煩，無(wú)法自動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同時(shí)段的不同恒壓要求，在調(diào)試時(shí)，PID調(diào)節(jié)參數(shù)尋優(yōu)困難，調(diào)節(jié)范圍小，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)性能不易保證。其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏靈活性，數(shù)據(jù)通信困難，并且限制了帶負(fù)載的容量，因此僅適用于要求不高的小容量場(chǎng)合。
      (2)通用變頻器十單片機(jī)(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制)十人機(jī)界面+壓力傳感器;這種方式控制精度高、控制算法靈活、參數(shù)調(diào)整方便，具有較高的性能價(jià)格比，但開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，程序一旦固化，修改較為麻煩，因此現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的靈活性差，同時(shí)變頻器在運(yùn)行時(shí)，將產(chǎn)生干擾，變頻器的功率越大，產(chǎn)生的干擾越大，所以必須采取相應(yīng)的抗干擾措施來(lái)保證系統(tǒng)的可靠性。該系統(tǒng)適用于某一特定領(lǐng)域的小容量的變頻恒壓供水中。
      (3)通用變頻器+PLC(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制卜人機(jī)界面+壓力傳感器這種控制方式靈活方便。具有良好的通信接口，可以方便地與其他的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;通用性強(qiáng)，由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可靈活組成各種規(guī)模和要求不同控制系統(tǒng)。在硬件設(shè)計(jì)上，只需確定P比 的硬件配置和拍 的外部接線，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，可以方便地通過(guò)PC機(jī)來(lái)改變存貯器中的控制程序，所以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方便。同時(shí)由于P比 的抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高，因此系統(tǒng)的可靠性大大提高。因此該系統(tǒng)能適用于各類不同要求的恒壓供水場(chǎng)合，并且與供水機(jī)組的容量大小無(wú)關(guān)。3.2 控制系統(tǒng)的組成
      供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器(P比 系統(tǒng))、變頻 器和電控設(shè)備三個(gè)部分:(1)供水控制器:它是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接 對(duì)系統(tǒng)中的壓力、液位、報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集，對(duì)來(lái)自人機(jī)接口和通訊接口的數(shù)據(jù) 信息進(jìn)行分析、實(shí)施控制算法，得出對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案，通過(guò)變頻調(diào)速器和 接觸器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(即水泵成行控制.(2)變頻器:它是對(duì)水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元.變頻器跟蹤供水控制器送來(lái) 的控制信號(hào)改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率，完成對(duì)調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。根據(jù)水泵機(jī)組中 水泵被變頻器拖動(dòng)的情況不同，變頻器有如下兩種工作方式: 1)變頻循環(huán)式:變頻器拖動(dòng)某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行在50Hz 時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)先將變頻器從該 水泵電機(jī)中脫出，將該泵切換為工頻的同時(shí)用變頻去拖動(dòng)另一臺(tái)水泵電機(jī)。
      2)變頻固定式:變頻器拖動(dòng)某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行50Hz 時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)直接啟動(dòng)另一臺(tái)恒速水泵，變頻器不做切換，變頻器固定拖動(dòng)的水泵在系統(tǒng)運(yùn)行前可以選擇。
      3.2.1 供水系統(tǒng)的組成
      供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器(P比 系統(tǒng))、變頻 器和電控設(shè)備三個(gè)部分組成。
      3.3 恒壓供水系統(tǒng)的機(jī)理及調(diào)速泵的調(diào)速原理
      恒壓供水系統(tǒng)的控制方案有多種，有1臺(tái)變頻器控制1臺(tái)水泵的簡(jiǎn)單控 制方案，也有1臺(tái)變頻器控制幾臺(tái)水泵的方案，下面將分別加以敘述.(l)單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵
      單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵的控制方案在國(guó)內(nèi)通常是指是一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)水泵。由于全部變頻系統(tǒng)中，變頻器、控制器、電機(jī)均無(wú)備份設(shè)備，出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)法切換，故目前多適用于用水量不大，對(duì)供水的可靠性要求不高的場(chǎng)合。該控制方案的控制原理框圖見(jiàn)圖3.2，電路見(jiàn)圖3.3。
      值得一提的是，在國(guó)外或國(guó)內(nèi)少數(shù)大企業(yè)，也有一種每臺(tái)變頻器只帶一 臺(tái)水泵的運(yùn)行方式，但它的控制方式與上面是不同的，這些泵站往往是同時(shí)配備了多臺(tái)變頻器配多臺(tái)水泵，采用集中控制的辦法，這種變頻系統(tǒng)與國(guó)內(nèi)水泵站常用的一臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵的工作方式是完全不一樣的。在這種系統(tǒng)中，由于有多臺(tái)變頻器，各水泵既可以同時(shí)變頻運(yùn)行，也可以分別工頻運(yùn)行，使其可靠性、安全性、可調(diào)節(jié)性大大優(yōu)于國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的各種控制方式，不過(guò)在成本上，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于目前國(guó)內(nèi)的常用的變頻恒壓供水系統(tǒng)。(2)單臺(tái)變頻器控制多臺(tái)水泵
      利用單臺(tái)變頻器控制多臺(tái)水泵的控制方案適用于大多數(shù)供水系統(tǒng)，是目前應(yīng)用中比較先進(jìn)的一種方案。下面以單臺(tái)變頻器控制2臺(tái)水泵的方案來(lái)說(shuō)明。該控制方案的控制原理見(jiàn)圖3.4。
      3.2.2 系統(tǒng)功能說(shuō)明
      控制系統(tǒng)的工作原理如下:根據(jù)系統(tǒng)用水量的變化，控制系統(tǒng)控制2臺(tái)水泵按1一2一3一4一1的順序運(yùn)行，以保證正常供水。開(kāi)始工作時(shí)，系統(tǒng)用水量不多，只有 1號(hào)泵在變頻器控制下運(yùn)行，2號(hào)泵處于停止?fàn)顟B(tài)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài) 1。當(dāng)用水量增加，變頻器輸出頻率增加，則1號(hào)泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速也增加，當(dāng)變頻器增加到最高輸出頻率時(shí)，表示只有1臺(tái)水泵工作己不能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)，1號(hào)泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動(dòng)
      3.3.1 恒壓供水系統(tǒng)的工作原理
      根據(jù)系統(tǒng)用水量的變化，控制系統(tǒng)控制2臺(tái)水泵按1一2一3一4一1的順序運(yùn)行，以保證正常供水。開(kāi)始工作時(shí)，系統(tǒng)用水量不多，只有 1號(hào)泵在變頻器控制下運(yùn)行，2號(hào)泵處于停止?fàn)顟B(tài)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài) 1。當(dāng)用水量增加，變頻器輸出頻率增加，則1號(hào)泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速也增加，當(dāng)變頻器增加到最高輸出頻率時(shí)，表示只有1臺(tái)水泵工作己不能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)，1號(hào)泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動(dòng)。2號(hào)泵電機(jī)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)2.當(dāng)系統(tǒng)用水高峰過(guò)后，用水量減少時(shí)，變頻器輸出頻率減少，若減至設(shè)定頻
      率時(shí)，表示只有 1臺(tái)水泵工作已能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)，可將 1號(hào)泵電機(jī)停運(yùn)，2號(hào)泵電機(jī)仍由變頻器電源供電，這時(shí)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)3。
      當(dāng)用水量再次增加，變頻器輸出頻率增加，則2號(hào)泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速也增加，當(dāng)變頻器增加到最高輸出頻率時(shí)，表示只有1臺(tái)水泵工作已不能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)的控制，2號(hào)泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動(dòng)1號(hào)泵電機(jī)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)4.當(dāng)控制系統(tǒng)處于狀態(tài)4時(shí)，用水量又減少，變頻器輸出頻率減少，若減至設(shè)定頻率時(shí)，表示只有1臺(tái)水泵工作已能滿足系統(tǒng)供水的要求，此時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)的控制，2號(hào)泵從變頻器電源轉(zhuǎn)換到普通的交流電源，而變頻器電源啟動(dòng)1號(hào)泵電機(jī)，控制系統(tǒng)處于狀態(tài)4。
      當(dāng)控制系統(tǒng)處于狀態(tài)4時(shí)，用水量又減少，變頻器輸出頻率減少，若減至設(shè)定頻率時(shí)，表示只有1臺(tái)水泵工作已能滿足系統(tǒng)用水的要求，此時(shí)，通過(guò)控制系統(tǒng)的控制，可將2號(hào)泵電機(jī)停運(yùn)，1號(hào)泵電機(jī)仍由變頻器供電，這時(shí)，控制系統(tǒng)又回到了狀態(tài)1。如此循環(huán)往復(fù)的工作，以滿足系統(tǒng)用水的需要。(3)單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵以及其他水泵
      單臺(tái)變頻器控制單臺(tái)水泵以及其他水泵啟停的控制方案與控制方案2有許多相同之處，只是方案2中，變頻器可在水泵電機(jī)間輪換工作，而控制方案3則不同，變頻器只控制某1臺(tái)泵，不能去控制其它泵，其它泵工作在普通電源的控制下.下面以2臺(tái)泵中的1臺(tái)由變頻器供電，另外1臺(tái)由普通交流電源供電的恒壓供水系統(tǒng)來(lái)加以說(shuō)明。
      2臺(tái)水泵中，1臺(tái)是由變頻器供電的變速泵，另外 1臺(tái)為普通交流電壓供電的定速泵。當(dāng)系統(tǒng)用水量較小時(shí)，可以只用變頻器供電的變速泵，當(dāng)變頻器供電的頻率達(dá)到最大時(shí)，表明1臺(tái)水泵己不能滿足系統(tǒng)用水要求，此時(shí)需要啟動(dòng)1臺(tái)定速泵，由1臺(tái)變速泵與1臺(tái)定速泵同時(shí)工作。當(dāng)系統(tǒng)用水量減小到使變頻器的輸出頻率低于某一設(shè)定值時(shí)，此時(shí)控制系統(tǒng)就將定速泵停運(yùn)，只應(yīng)用變速泵工作。當(dāng)變頻器供電的頻率再次達(dá)到最大時(shí)，又表明1臺(tái)水泵已不能滿足系統(tǒng)用水要求。
      此時(shí)又需要啟動(dòng)1臺(tái)定速泵，由1臺(tái)變速泵與1臺(tái)定速泵同時(shí)工作，循環(huán)往復(fù)。這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝調(diào)試方便.但在整個(gè)供水過(guò)程中由變頻器供電的變速水泵總在工作，該水泵一旦出現(xiàn)故障將會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的供水。
      采用變頻恒壓供水，如果變頻器出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)報(bào)替，并使整個(gè)供水過(guò)程中由變頻器供電的水泵改又普通交流電壓供電，使水泵全速運(yùn)行。為了應(yīng)付這種事情的發(fā)生，在選用水泵時(shí)就應(yīng)考慮到用水系統(tǒng)管網(wǎng)的承受壓力，選用流量揚(yáng)程曲線平緩型的水泵，使管網(wǎng)能夠承受水泵全速運(yùn)行時(shí)的全揚(yáng)程水壓.當(dāng)由多臺(tái)水泵組成恒壓供水系統(tǒng)時(shí)，對(duì)于控制系統(tǒng)也有一定的要求，應(yīng)選用功能強(qiáng)大的控制器如Pm調(diào)節(jié)器及用可編程序控制器進(jìn)行控制。按照先啟動(dòng)先停止，后啟動(dòng)后停止的原則運(yùn)行，使水泵能循環(huán)運(yùn)行，通過(guò)可編程序控制器的編程，使各臺(tái)水泵的運(yùn)行概率相同，避免出現(xiàn)某臺(tái)水泵經(jīng)常工作，而其他水泵經(jīng)常停歇，甚至受潮和生銹的情況I32H3slo
      3.3.2 調(diào)速泵系統(tǒng)構(gòu)成
      從變頻恒壓供水的原理分析可知，該系統(tǒng)主要有壓力傳感器、壓力變送器、變頻器、恒壓控制單元、水泵機(jī)組以及低壓電器組成.系統(tǒng)主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是利用恒壓控制單元使變頻器控制一臺(tái)水泵或循環(huán)控制多臺(tái)水泵，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定和水泵電機(jī)的軟啟動(dòng)以及變頻水泵與工頻水泵的切換，同時(shí)還要能對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。
      (2)通用變頻器十單片機(jī)(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制)十人機(jī)界面+壓力傳感器;通過(guò)變頻恒壓供水系統(tǒng)我們可以看出變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)信 號(hào)檢測(cè)、控制系統(tǒng)、人機(jī)界面、通訊接口以及報(bào)警裝置等部分組成。如圖3.1.3.1供水泵系統(tǒng)組成
      3.4 變頻器
      變頻器是一種改變交流頻率的儀器。變頻器的電控設(shè)備它是由一組接觸器、保護(hù)繼電器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等電氣元件組成.用于在供水控制器的控制下完成對(duì)水泵的切換、手/自動(dòng)切換及就地集中等工作。3.4.1 變頻器輸入輸出接口
      (1)有供水基板的變頻器+水泵機(jī)組+壓力傳感器(2)通用變頻器十單片機(jī)(3)通用變頻器+PLC 3.4.2 變頻器外圍設(shè)備的選擇及保養(yǎng)
      在停機(jī)過(guò)程中，同樣可以通過(guò)對(duì)降速時(shí)間的預(yù)置來(lái)延長(zhǎng)停機(jī)過(guò)程，使動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn) 矩大為減小，從而徹底消除了水錘效應(yīng)。
      此外，由于水泵平均轉(zhuǎn)速下降、工作過(guò)程中平均轉(zhuǎn)矩減小的原因是(1)葉片承受的應(yīng)力大為減小。(2)軸承的磨損也大為減小。
      (3)克服電動(dòng)機(jī)的慣性而使系統(tǒng)急劇地停止。
      3.5 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn)
      這種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，它將Pm調(diào)節(jié)器和P比 可編程控制器等硬件集成在變頻器供水基板上，通過(guò)設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn)PLC 和PID等電控系統(tǒng)的功能。它雖然簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但在壓力設(shè)定和壓力反饋值的顯示方面比較麻煩，無(wú)法自動(dòng)實(shí)現(xiàn)不同時(shí)段的不同恒壓要求，在調(diào)試時(shí)，PID調(diào)節(jié)參數(shù)尋優(yōu)困難，調(diào)節(jié)范圍小，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)性能不易保證。其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏靈活性，數(shù)據(jù)通信困難，并且限制了帶負(fù)載的容量，因此僅適用于要求不高的小容量場(chǎng)合。
      (包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制)十人機(jī)界面+壓力傳感器;這種方式控制精度高、控制算法靈活、參數(shù)調(diào)整方便，具有較高的性能價(jià)格比，但開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，程序一旦固化，修改較為麻煩，因此現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的靈活性差，同時(shí)變頻器在運(yùn)行時(shí)，將產(chǎn)生干擾，變頻器的功率越大，產(chǎn)生的干擾越大，所以必須采取相應(yīng)的抗干擾措施來(lái)保證系統(tǒng)的可靠性。該系統(tǒng)適用于某一特定領(lǐng)域的小容量的變頻恒壓供水中。
      具有良好的通信接口，可以方便地與其他的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;通用性強(qiáng)，由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶可靈活組成各種規(guī)模和要求不同控制系統(tǒng)。在硬件設(shè)計(jì)上，只需確定P比 的硬件配置和拍 的外部接線，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，可以方便地通過(guò)PC機(jī)來(lái)改變存貯器中的控制程序，所以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方便。同時(shí)由于P比 的抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高，因此系統(tǒng)的可靠性大大提高。因此該系統(tǒng)能適用于各類不同要求的恒壓供水場(chǎng)合，并且與供水機(jī)組的容量大小無(wú)關(guān)。
      第四章
      可編程控制器PLC
      4.1 的定義
      可編程控制器PLC是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它可以采用可以編程的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程，PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于拓展其 功能的原則而設(shè)計(jì)。
      4.2 的發(fā)展階段及發(fā)展方向
      全世界幾乎80%以上不同品牌的PLC是不能通用的。一個(gè)品牌就要使用對(duì)應(yīng)的編程器。有多少種品牌的PLC，就要有多少種編程器。（國(guó)內(nèi)現(xiàn)在出了一些國(guó)產(chǎn)PLC，是仿制國(guó)外一些品牌PLC的，這些是可以使用被仿制品牌的編程器的。）
      手提編程器價(jià)格昂貴，而且編程使用指令操作（不能用梯形圖），可讀性不高，非常不方便。
      所以，做工程的人大多會(huì)使用電腦來(lái)對(duì)PLC編程。需要說(shuō)明的是，使用電腦編程還需要有配套的程序下載連線。也是每個(gè)品牌都有專門(mén)線的（互不通用）。但是這種連線比起手持編程器來(lái)說(shuō)，不知道便宜多少。
      任何一款手提電腦都可以用來(lái)做PLC編程，前提是 1 支持串行通訊安裝相應(yīng)品牌PLC的編程軟件。
      4.3 的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域
      最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。
      4.3.1
      可編程序控制器的特點(diǎn) PLC是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。它具有高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)大、靈活，易學(xué)易用、體積小，重量輕，價(jià)格便宜的特點(diǎn)。
      4.3.2
      可編程序控制器與繼電器控制系統(tǒng)的比較
      維修方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；維修方便，最好是插件式；可靠性高于繼電器控制柜；體積小于繼電器控制柜；可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；在成本上可與繼電器控制競(jìng)賽；輸入可以是交流115V；輸出為交流115V/2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只要很小變更；用戶程序存儲(chǔ)容量至少能擴(kuò)展到4K字節(jié)。
      4.3.3
      可編程序控制器的應(yīng)用領(lǐng)域
      PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)。例如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。
      4.3.4
      在現(xiàn)代自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用中所面臨的問(wèn)題
      全世界幾乎80%以上不同品牌的PLC是不能通用的。一個(gè)品牌就要使用對(duì)應(yīng)的編程器。有多少種品牌的PLC，就要有多少種編程器。（國(guó)內(nèi)現(xiàn)在出了一些國(guó)產(chǎn)PLC，是仿制國(guó)外一些品牌PLC的，這些是可以使用被仿制品牌的編程器的。）
      手提編程器價(jià)格昂貴，而且編程使用指令操作（不能用梯形圖），可讀性不高，非常不方便。
      所以，做工程的人大多會(huì)使用電腦來(lái)對(duì)PLC編程。需要說(shuō)明的是，使用電腦編程還需要有配套的程序下載連線。也是每個(gè)品牌都有專門(mén)線的（互不通用）。但是這種連線比起手持編程器來(lái)說(shuō)，不知道便宜多少。
      4.4
      我國(guó)常用的性能比較研究
      目前我國(guó)主要使用和研究用松下，西門(mén)子，三菱，歐姆龍，臺(tái)達(dá)，富士等。各個(gè)應(yīng)用PLC的廠家都會(huì)保護(hù)自己的程序不被別人抄寫(xiě)，和設(shè)備廠家為了能控制使用和回收貨款.在程序內(nèi)設(shè)定一些參數(shù)進(jìn)行控制。各廠家都有各自的加密方式：三菱PLC的解密最簡(jiǎn)單，其中以西門(mén)子S7-200CN的加密最復(fù)雜，只有拆機(jī)從芯片破解。
      4.4.1 的一般結(jié)構(gòu)
      從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。
      CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。
      CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。
      在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。
      CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。
      I/O模塊
      PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。
      常用的I/O分類如下：
      開(kāi)關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。
      模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
      除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。
      按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。
      電源模塊
      PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。
      底板或機(jī)架
      大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。
      PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備
      編程設(shè)備：編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。
      人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。
      PLC的通信聯(lián)網(wǎng)
      依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人提出“網(wǎng)絡(luò)就是控制器”的觀點(diǎn)說(shuō)法。
      PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過(guò)多點(diǎn)接口（MPI）的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。
      4.4.2
      基本工作原理
      最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。它采用可以編制的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。
      4.5
      我國(guó)常用的性能特點(diǎn)
      具有高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)大、靈活，易學(xué)易用、體積小，重量輕，價(jià)格便宜的特點(diǎn)。
      4.5.1
      SIMATIC S7系列
      SIMATIC S7系列主要有S7—200、S7—300、S7--400、m7等。
      4.5.2
      S7-300系列可編程序控制器
      S7--300周而復(fù)始地執(zhí)行應(yīng)用程序，控制一個(gè)任務(wù)或過(guò)程。利用STEP 7--Micro/WIN可以創(chuàng)建一個(gè)用戶程序并將它下載到S7--300中。STEP 7--Micro/WIN軟件中提供了多種工具和特性用于完成和調(diào)試應(yīng)用程序。
      4.5.3
      控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容
      ? EN/ENO的定義 EN（使能輸入）是LAD和FBD中盒的布爾輸入。要使盒指令執(zhí)行，必須使能流到達(dá)這個(gè)輸入。在STL中，指令沒(méi)有EN輸入，但是要想使STL指令執(zhí)行，堆棧頂部的邏輯值必須是“1”。
      ENO（使能輸出）是LAD和FBD中盒的布爾輸出。如果盒的EN輸入有能流并且指令正確執(zhí)行，則ENO輸出會(huì)將能流傳遞給下一元素。如果指令的執(zhí)行出錯(cuò)，則能流在出錯(cuò)的盒指令處被中斷。
      在STL中沒(méi)有使能輸出，但是STL指令象相關(guān)的有ENO輸出的LAD和FBD指令一樣，置位一個(gè)特殊的ENO位。這個(gè)位可以用AND ENO（AENO）指令訪問(wèn)，并且可以產(chǎn)生與盒的ENO位相同的作用。
      4.5.4
      控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟
      1．熟悉被控對(duì)象，制定控制方案 分析被控對(duì)象的工藝過(guò)程及工作特點(diǎn)，了解被控對(duì)象機(jī)、電、液之間的配合，確定被控對(duì)象對(duì) PLC控制系統(tǒng)的控制要求。
      2．確定I／O設(shè)備 根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定用戶所需的輸入(如按鈕、行程開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)等)和輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等)由此確定PLC的I／O點(diǎn)數(shù)。
      3．選擇PLC 選擇時(shí)主要包括PLC機(jī)型、容量、I／O模塊、電源的選擇。
      4．分配PLC的I／O地址
      根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)需要，確定控制按鈕，選擇開(kāi)關(guān)、接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號(hào)列出輸入／輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對(duì)照表，以便繪制PLC外部I／O接線圖和編制程序。
      5．設(shè)計(jì)軟件及硬件進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，進(jìn)行控制柜（臺(tái)）等硬件的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工。由于程序與硬件設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行，因此，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期可大大縮短，而對(duì)于繼電器系統(tǒng)必須先設(shè)計(jì)出全部的電氣控制線路后才能進(jìn)行施工設(shè)計(jì)。
      6．聯(lián)機(jī)調(diào)試 聯(lián)機(jī)調(diào)試是指將模擬調(diào)試通過(guò)的程序進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。開(kāi)始時(shí)，先不帶上輸出設(shè)備（接觸器線圈、信號(hào)指示燈等負(fù)載）進(jìn)行調(diào)試。利用編程器的監(jiān)控功能，采分段調(diào)試的方法進(jìn)行。各部分都調(diào)試正常后，再帶上實(shí)際負(fù)載運(yùn)行。如不符合要求，則對(duì)硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部分程序即可，全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行，如果工作正常、程序不需要修改則應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。
      7．整理技術(shù)文件 包括設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、電氣安裝圖、電氣元件明細(xì)表及使用說(shuō)明書(shū)等。4.5.5
      控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
      本系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示，它由6臺(tái)水泵、17個(gè)遠(yuǎn)程I／O分站、1個(gè)控制柜(包括變頻器、PLC、4個(gè)16點(diǎn)DI模塊、2個(gè)16點(diǎn)DO模塊、3個(gè)8點(diǎn)AI模塊、1個(gè)8點(diǎn)AO模塊和1個(gè)以太網(wǎng)模塊等)、1套壓力傳感器、各種保護(hù)裝置以及供電主回路等構(gòu)成。其中，PI。C模塊和變頻器模塊是系統(tǒng)的控制核心。
      4.6
      控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
      根據(jù)功能要求, PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案主要采用順序控制繼電器指令,軟件設(shè)計(jì)主要包括加速、恒速、減速三段梯形圖。其中主程序流程圖如圖6所示,加速部分流程圖如圖7所示;恒速部分采用P ID算法,減速部分與加速部分類似。
      4.6.1 軟件設(shè)計(jì)概述
      網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用環(huán)型拓?fù)湫褪?，總體結(jié)構(gòu)采用三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式，分別為調(diào)度指揮控制中心以太網(wǎng)、1 000 M工業(yè)以太網(wǎng)及接入系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)由主干千兆光纖工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)、調(diào)度指揮控制中心骨干路由網(wǎng)關(guān)、工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)以及連接用光纖、光配等組成。
      4.6.2
      軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)和下位機(jī)PI。C控制軟件設(shè)計(jì)。上位機(jī)與下位機(jī)之間通過(guò)以太網(wǎng)方式通信，共同完成整個(gè)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)流程控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理功能。上位機(jī)控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和管理功能，利用組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)，通過(guò)具體運(yùn)行工況動(dòng)態(tài)顯示、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)獲取及顯示、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與打印、故障報(bào)警等功能，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的集中監(jiān)測(cè)和控制。由于供水系統(tǒng)是一個(gè)慣性較大的系統(tǒng)，不需要過(guò)高的響應(yīng)速度，因而在PI。C程序的設(shè)計(jì)思想上查詢方式為主，中斷方式為輔。其具體程序流程如圖3所示。核心技術(shù)
      該恒壓系統(tǒng)采用PID控制，具體結(jié)構(gòu)如圖4所示。其流程如下所述：當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始工作時(shí)，首先接通變頻器，然后通過(guò)接觸器把水泵電機(jī)接入變頻輸出電路，實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)；同時(shí)，安裝在供水管網(wǎng)出水I：1的壓力傳感器將水壓轉(zhuǎn)換為4～20 mA的電信號(hào)，PLC根據(jù)給定值與測(cè)量值的偏差大小，按照
      PID控制器的控制策略選擇原則，在壓力允許范圍內(nèi)，由變頻器調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到調(diào)節(jié)壓力的目的。在超出壓力允許的范圍內(nèi)，通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)整，再結(jié)合變頻達(dá)到調(diào)節(jié)壓力的目的。
      當(dāng)用戶用水量增加時(shí)，使得水管壓力下降，此時(shí)PLC輸出相應(yīng)控制信號(hào)，使變頻器帶動(dòng)水泵電機(jī)升速，直至變頻器輸出至工頻，把更多的水送往出水管網(wǎng)。電機(jī)由變頻到工頻的轉(zhuǎn)換時(shí)間應(yīng)盡可能短。而電機(jī)脫離變頻后，在水壓的作用下，電機(jī)轉(zhuǎn)速下降很快，轉(zhuǎn)換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)啟動(dòng)電流增加。因此，應(yīng)在電路設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)中，考慮變頻與工頻接觸器的互鎖。通常，PID連續(xù)控制算法表達(dá)式為
      具體到本例中，K。一0．18，K．=o．08，Kd=1，壓強(qiáng)設(shè)定值為0．32 MPa，則其控制效果曲線如圖5所示。
      此外，根據(jù)日用水量變化情況，用水高峰集中在早、中、晚3個(gè)時(shí)段，而在深夜用水量處于低谷。因此，如果改變不同時(shí)段的壓力給定值，就能更進(jìn)一步地起到節(jié)能的作用。
      4.6.3
      程序設(shè)計(jì)的常用方法
      主干網(wǎng)絡(luò)的布置以調(diào)度室和水廠的交換機(jī)為核心，其它子系統(tǒng)交換機(jī)為系統(tǒng)以后的改造、信號(hào)的上傳預(yù)留接口，所有交換機(jī)形成環(huán)網(wǎng)，并通過(guò)光纖彼此相連，從而使得各個(gè)子系統(tǒng)的信號(hào)可以匯總傳送到調(diào)度室交換機(jī)上，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
      圖1
      4.6.4  程序設(shè)計(jì)步驟
      初始化程序: LD SM0.0  // 開(kāi)機(jī)始終為ON MOVB
      16#9,SMB30
      file://自由口通信，選擇9600波特，8位數(shù)據(jù)位，無(wú)校驗(yàn) MOVB
      16#2, VB0 file://預(yù)設(shè)PLC地址 MOVD
      &VB1000, VD20
      file://設(shè)置接收緩沖區(qū)，將其首地址傳給指針VD20 MOVD
      &VB1200, VD30
      file://設(shè)置發(fā)送緩沖區(qū)，將首地址傳給VD30 MOVD
      VD20, VD24 file://指針值保存 MOVD
      VD30, VD34 MOVB
      8, SMB34
      file://設(shè)置8ms的定時(shí)器0時(shí)基中斷
      ATCH
      0,8
      file://接收字符連接到中斷0，連接靜止線定時(shí)器和接收器 ATCH
      1,10   file://定時(shí)中斷0，連接到中斷1 ENI
      file://開(kāi)中斷
      為了保證通訊接收的可靠性，程序采用前導(dǎo)符，PLC地址，靜止線接收，結(jié)束字符。首字符的確認(rèn)可通過(guò)設(shè)置前導(dǎo)符來(lái)完成，并且通過(guò)比較還可以剔除部分干擾字符。首字符確認(rèn): Network 1
      file://判斷前導(dǎo)符 LD
      SM0.0 AB<>
      SMB2, 16#40
      file://不是前導(dǎo)符則跳出中斷 RETI Network 2
      file://終止定時(shí)中斷 LD
      SM0.0 DTCH
      file://斷開(kāi)時(shí)基中斷 Network 3
      file://是前導(dǎo)符則連接中斷3 LD
      SM0.0 AB=
      SMB2, 16#40 ATCH
      3, 8 靜止線是通訊過(guò)程中的一個(gè)檢測(cè)用時(shí)間，即設(shè)定的數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中無(wú)任何數(shù)據(jù)的任意2點(diǎn)的間隔時(shí)間。靜止線的設(shè)計(jì)和處理包括長(zhǎng)度的確定及定時(shí)器和接收器的設(shè)計(jì)。INT_
      // 靜止線定時(shí)器 LD
      SM0.0 ATCH 1, 10
      file://靜止線定時(shí)器采用8ms的時(shí)基中斷。INT_1
      // 靜止線接收器 LD
      SM0.0 ATCH 2, 8  file://開(kāi)始接收字符 尾字符的確認(rèn)和校驗(yàn)處理: Network 1  // 接收及計(jì)算校驗(yàn)碼 LDN M0.0 LDB<>
      SMB2, 16#2A
      // 判斷是否為第一個(gè)結(jié)束符 MOVB
      SMB2，*VD24
      file://不是則保存數(shù)據(jù)并計(jì)算異或值 XORW
      SMW1, AC0 INCD
      VD24 INCD
      VB40 Network 2
      file://如果是第一個(gè)結(jié)束符，則對(duì)M0.0置位，并跳出中斷，file://接收下一個(gè)字符，看是否為第二個(gè)結(jié)束符 LDN
      M0.0 AB＝
      SMB2,16#2A S  M0.0, 1 MOVB
      SMB2, AC1 RETI Network3 LD M0.0 AB<> SMB2, 16#0A
      file://判斷第二個(gè)結(jié)束符，如不是則繼續(xù)執(zhí)行
      AB<> SMB2,16#2A
      file://判斷又是第一個(gè)結(jié)束符？不是則執(zhí)行保存數(shù)據(jù)，file://異或運(yùn)算，并對(duì)M0.0復(fù)位。XORW
      AC1, AC0 MOVB
      VB300, *VD24 INCD
      VD24 MOVB
      SMB2, *VD24 XORW
      SMW1, AC0 INCD
      VD24 INCD
      VB40 INCD
      VB40 R  M0.0, 1 RETI Network 4
      file://如果又是第一個(gè)結(jié)束符，則上一個(gè)是有用的數(shù)據(jù)，需要保存 LD M0.0 AB= SMB2, 16#2A XORW AC1, AC0 MOVB VB1300, *VD24 INCD VD24 MOVB SMB2, AC1 RETI Network 5
      file://如前一個(gè)為2A，現(xiàn)在接收到0A，則接收完畢，啟動(dòng)延時(shí)中斷 LD
      M0.0  AB= SMB2, 16#0A DTCH
      file://斷開(kāi)接收狀態(tài)，準(zhǔn)備組織發(fā)送 MOVB
      20, SMB34 ATCH
      5, 10
      第5章 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
      5.1 概述
      與傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性，控制柔性，維修方便性，隨著PLC的普及和推廣，其應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。特別是在許多新建項(xiàng)目和設(shè)備的技術(shù)改造中，常常采用PLC作為控制裝置。
      5.2 輸入輸出分配
      PLC輸入端子板是將機(jī)床外部開(kāi)關(guān)的端子連接轉(zhuǎn)換成I/O模塊所需的針形插座連接，從而使外部控制信號(hào)輸入至PLC中。同樣，PLC輸出端子板是將PLC的輸出信號(hào)經(jīng)針形插座轉(zhuǎn)換外部執(zhí)行原件的端子連接。
      5.2.1 輸入口
      其輸入口I模塊組的的輸入元件組成是由;控制按鈕、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)、玩控開(kāi)關(guān)組成。輸入又分為如圖5-15；
      5.2.2 輸出口
      其輸入口O模塊組的的輸入元件組成是由；接觸器、繼電器、來(lái)組成的。而輸出方式又分為如圖；
      5.2.3 輔助觸點(diǎn)
      主要用于二次回路中，容量小，分常開(kāi)觸電和常閉觸電兩種，主要用于控制、測(cè)量、儀表、信號(hào)、保護(hù)等回路。我們?cè)谶M(jìn)行操作時(shí)，就是利用小小的輔助觸電去接通和斷開(kāi)主觸點(diǎn)去接通和斷開(kāi)主觸點(diǎn)的線圈，從而控制主回路。
      5.3 控制系統(tǒng)功能介紹 最大限度的滿足被控對(duì)象的控制要求。
      在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。
      保證控制系統(tǒng)安全可靠?？紤]到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。
      5.4 恒壓供水系統(tǒng)的流程圖
      5.5 控制系統(tǒng)的可靠性及應(yīng)用程序設(shè)計(jì)
      該系統(tǒng)邏輯控制采用PLC控制變頻器實(shí)現(xiàn)恒壓調(diào)速供水，使用方便，工作可靠，系統(tǒng)壓力恒定，具有較好的控制效果。
      5.5.1 程序的優(yōu)化設(shè)計(jì)
      增加主泵是將當(dāng)前主泵由變頻轉(zhuǎn)工頻，同時(shí)變頻起動(dòng)一臺(tái)新水泵的切換過(guò)程。當(dāng)變頻器輸出上限頻率，水壓達(dá)到壓力下限時(shí)，PLC 給出控制信號(hào)，PLC 的Y0 失電，變頻器的FWD端子對(duì)CM 短接，變頻器的自由制動(dòng)停車(chē)，切斷變頻器輸出，延時(shí)500ms 后，將主水泵與變頻器斷開(kāi)，延時(shí)300ms(防止變頻器輸出對(duì)工頻短路)，將其轉(zhuǎn)為工頻恒速運(yùn)行，再延時(shí)200～300ms PLC 的Y0 得電，變頻器以起始頻率啟動(dòng)一臺(tái)新的主水泵。這段程序設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮動(dòng)作的先后關(guān)系及互鎖保護(hù)。
      5.5.2 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)
      在系統(tǒng)開(kāi)始工作的時(shí)候，先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，即在開(kāi)始啟動(dòng)的時(shí) 候，先對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部分的當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，如出錯(cuò)則報(bào)警，接著對(duì)模擬量(管網(wǎng)壓力、液位等)數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)表進(jìn)行初始化處理，賦予一定的初值。
      5.5.3 故障檢測(cè)程序的設(shè)計(jì)
      對(duì)水位過(guò)低、水壓上下限報(bào)警、變頻器故障等故障給出報(bào)警，并做出相應(yīng)的故障處理。
      (1)欠水位故障：進(jìn)入P0 處理模塊，停止全部的電機(jī)運(yùn)行，防止水泵空轉(zhuǎn)。當(dāng)欠水位信號(hào)解除后，延時(shí)一段時(shí)間，自動(dòng)執(zhí)行以下程序。
      (2)壓力上下限報(bào)警：輸出報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)30s 內(nèi)未解除，則進(jìn)入P0 處理模塊，停止全部的電機(jī)運(yùn)行。信號(hào)解除則自動(dòng)運(yùn)行以下程序。
      (3)變頻器故障：變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)應(yīng)PLC 輸入繼電器X5 動(dòng)作，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入自動(dòng)工頻運(yùn)行模塊。此時(shí)變頻器退出運(yùn)行，三臺(tái)主泵電機(jī)均工作于工頻狀態(tài)。該方式下的水泵的投入和切除順序和自動(dòng)變頻恒壓運(yùn)行方式時(shí)的大致相同，只是原來(lái)運(yùn)行在變頻狀態(tài)下的電機(jī)改為了工頻運(yùn)行。由于沒(méi)有了變頻器的調(diào)速和PID 調(diào)節(jié)，水壓無(wú)法恒定。為防止出現(xiàn)停開(kāi)一臺(tái)水泵水壓不足而增開(kāi)一臺(tái)水泵又超壓造成系統(tǒng)的頻繁切換，通過(guò)增加延時(shí)的方法來(lái)解決。設(shè)定延時(shí)時(shí)間為20 分鐘。
      第6章 系統(tǒng)調(diào)試
      6.1 變頻器關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)定
      運(yùn)用變頻器加減速時(shí)間—加速時(shí)間就是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時(shí)間，減速時(shí)間是從最大頻率下降到0所需時(shí)間。通常頻率下降到0所需時(shí)間。通常用頻率設(shè)定信號(hào)上升、下降來(lái)確定加減速時(shí)間。在電動(dòng)機(jī)加速時(shí)須限制頻率設(shè)定的上升率以防止過(guò)電流，減速時(shí)則限制下降率以防止過(guò)電壓。
      加速時(shí)間設(shè)定要求；將加速電流限制在變頻器過(guò)電流容量以下，不使過(guò)流失速而引起變頻器跳閘；減速時(shí)間設(shè)定要點(diǎn)是；防止平滑電路電壓過(guò)大，不使再生過(guò)壓失速而使變頻器跳閘。減速時(shí)間設(shè)定要點(diǎn)是；防止平滑電路電壓過(guò)大，不使再生過(guò)壓失速而使變頻器跳閘。加減速時(shí)間可根據(jù)負(fù)載計(jì)算出來(lái)，但在調(diào)試中常采取按負(fù)載和經(jīng)驗(yàn)先預(yù)定較長(zhǎng)加減速時(shí)間，通過(guò)起、停電動(dòng)機(jī)觀察有無(wú)過(guò)電流、過(guò)電壓報(bào)警；然后將加減速設(shè)定時(shí)間逐漸縮短，以運(yùn)轉(zhuǎn)中不發(fā)生報(bào)警為原則，重復(fù)操作幾次，便可確定出最佳的加減速時(shí)間。
      6.2 PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)調(diào)試
      (1)對(duì)五臺(tái)供水系統(tǒng)進(jìn)行PLC自動(dòng)控制改造，實(shí)現(xiàn)供水的遠(yuǎn)程控制和生產(chǎn)設(shè)備的集中控制。
      (2)在改造原有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將供水系統(tǒng)電機(jī)的直接啟動(dòng)控制方式改為變頻控制，減小對(duì)系統(tǒng)電網(wǎng)的沖擊和節(jié)約能源。
      (3)制定具體實(shí)施的控制方式、設(shè)備啟停步驟、軟件功能、通訊方式、功能擴(kuò)充、報(bào)警系統(tǒng)（故障診斷、顯示、排除）。
      (4)采用相應(yīng)的控制算法，實(shí)現(xiàn)供氣的恒定，提高供氣質(zhì)量和效率，保證供水系統(tǒng)的安全供水。
      （二）系統(tǒng)控制功能要求如下：
      (1)實(shí)現(xiàn)調(diào)度指揮操作生產(chǎn)自動(dòng)化；
      (2)實(shí)現(xiàn)設(shè)備順序控制，減少供水起、停時(shí)間，并對(duì)各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的故障自動(dòng)診斷和保護(hù)，從而提高生產(chǎn)效率；(3)實(shí)現(xiàn)供水組的自動(dòng)控制，這主要包括：?jiǎn)闻_(tái)供水系統(tǒng)的自動(dòng)啟停，電機(jī)組的順序啟停控制，空壓機(jī)組的集中控制和保護(hù)，提高生產(chǎn)效率；
      (4)增強(qiáng)軟、硬件功能，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全性和可靠性，并具有一定的先進(jìn)性和代表性。
      （三）集控系統(tǒng)要求如下：
      1、集控系統(tǒng)的基本功能
      1)系統(tǒng)的控制方式
      為方便靈活地對(duì)所有設(shè)備進(jìn)行控制，主要工藝流程設(shè)備的運(yùn)行采用五種控制方式：
      遠(yuǎn)程自動(dòng)控制：由集控室開(kāi)啟設(shè)備起、關(guān)閉命令，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)設(shè)備的按流程變頻恒壓供水控制；
      遠(yuǎn)程單遙控：由集控室發(fā)出單臺(tái)設(shè)備起、關(guān)閉命令，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間單個(gè)切換運(yùn)行，用于特殊設(shè)備的單個(gè)起、關(guān)閉控制；
      緊急關(guān)閉：當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)或集控室出現(xiàn)故障，需要立即對(duì)分系統(tǒng)停車(chē)關(guān)閉時(shí)，由程序或現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)緊急停車(chē)控制，在現(xiàn)場(chǎng)操作與在集控室操作PLC的執(zhí)行是等價(jià)的。需在集控室進(jìn)行復(fù)位后才能重新開(kāi)啟。
      2)集控系統(tǒng)的順序啟、?？刂撇襟E
      開(kāi)啟前的操作
      a、控制方式選擇：集控方式下，PLC執(zhí)行用戶程序的全部控制功能。單個(gè)方式下，PLC僅執(zhí)行模擬顯示功能。
      b、流程選擇：當(dāng)選定自動(dòng)控制流程后，PLC將檢測(cè)有關(guān)輸入狀態(tài)，判斷參與該流程控制的恒壓供水系統(tǒng)，設(shè)備工作方式，以及保護(hù)點(diǎn)狀態(tài)等是否滿足開(kāi)啟條件，若條件具備，則先發(fā)出信號(hào)“系統(tǒng)準(zhǔn)備開(kāi)啟”。否則將對(duì)所檢測(cè)出的故障點(diǎn)，作出多方位報(bào)警。
      c、遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備：對(duì)不需參予時(shí)序起動(dòng)，或難以進(jìn)入順序開(kāi)啟過(guò)程的設(shè)備，可以在開(kāi)啟前按閉鎖關(guān)系遠(yuǎn)動(dòng)控制起動(dòng)該設(shè)備。開(kāi)啟過(guò)程控制
      a、當(dāng)前述指令操作完畢，系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，發(fā)出開(kāi)啟指令，所選PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)在指定的開(kāi)啟方式下進(jìn)入供水控制過(guò)程。
      b、在供水過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，供水指令自動(dòng)撤除并報(bào)警，已起設(shè)備保持運(yùn)行，在短時(shí)間排除故障后，可從故障設(shè)備繼續(xù)起車(chē)；否則可全部停車(chē)。c、對(duì)供水過(guò)程的時(shí)間累計(jì)并顯示。
      系統(tǒng)運(yùn)行的閉鎖控制
      a、在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)閉鎖保護(hù)、報(bào)警。b、對(duì)系統(tǒng)有效工作時(shí)間自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，顯示。c、對(duì)各種保護(hù)、運(yùn)行參數(shù)實(shí)時(shí)檢測(cè)。
      供水過(guò)程控制
      a、當(dāng)系統(tǒng)對(duì)任一流程供水停車(chē)指令后，PLC將按用戶程序完成停車(chē)功能控制。b、對(duì)供水過(guò)程累計(jì)時(shí)間及總停車(chē)時(shí)間顯示。
      3)故障報(bào)警系統(tǒng)
      a.當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障或運(yùn)行條件不滿足時(shí)，能根據(jù)閉瑣關(guān)系控制設(shè)備供水，并在監(jiān)控操作站上顯示故障原因。b.報(bào)警方式：現(xiàn)場(chǎng)使用電笛報(bào)警、集控室內(nèi)使用語(yǔ)音報(bào)警，并能夠即時(shí)顯示報(bào)警清單。如圖;
      結(jié)束語(yǔ)
      傳統(tǒng)恒壓控制系統(tǒng)的供水管網(wǎng)能耗大、設(shè)備損耗快、對(duì)電網(wǎng)要求高，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用及PLC技術(shù)的應(yīng)用普及，PLC控制的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)已成為供水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的主流，恒壓供水系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)高壓供水系統(tǒng)與水塔式供水系統(tǒng)的不足。
      采用變頻調(diào)速和可編程控制器控制的恒壓供水系統(tǒng)可以根據(jù)根據(jù)系統(tǒng)設(shè)定壓力自動(dòng)調(diào)整水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)水泵流量，利用其控制系統(tǒng)可以優(yōu)化泵組的調(diào)速運(yùn)行，自動(dòng)調(diào)整供水水泵的臺(tái)數(shù)，完成供水系統(tǒng)的自動(dòng)控制。致謝；
      感謝老師對(duì)我們的指導(dǎo)以及對(duì)變頻恒壓供水系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑中普遍采用的一種水處理系統(tǒng)的了解和認(rèn)識(shí)。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng)，變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能特性使得其越來(lái)越廣泛用于工廠、住宅、高層建筑的生活及消防供水系統(tǒng)。恒壓供水是指用戶端在任何時(shí)候，不管用水量的大小，總能保持網(wǎng)管中水壓的基本恒定。變頻恒壓供水系統(tǒng)利用PLC、傳感器、變頻器及水泵機(jī)組組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，使管網(wǎng)壓力保持恒定，代替了傳統(tǒng)的水塔供水控制方案，具有自動(dòng)化程度高，高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，在高速科技發(fā)展的今天使得小區(qū)供水和工廠供水控制中得到廣泛應(yīng)用，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
      此致
      敬禮
      參考文獻(xiàn)··········································
      《變頻調(diào)速技術(shù)與應(yīng)用》
      編著丁斗章
      機(jī)械工業(yè)出版社
      《變頻器調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用》
      編著 王樹(shù)
      機(jī)械工業(yè)出版社
      《典型自動(dòng)化設(shè)備及生產(chǎn)線應(yīng)用與維護(hù)》
      編著鮑風(fēng)雨
      機(jī)械工業(yè)出版社 《可編程控制器原理于應(yīng)用》
      編著 史增芳
      中國(guó)林業(yè)出版社
       
      
    
      

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