1、本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 精品文档整理2011 年 9 月 21 号本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 项目实训指导书PLC变频器触摸屏综合实训（内部资料） 吴尚庆 编本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 广西工业职业技术学院电子与电气工程系过程自动化教研室2007.
2、9目 录前言2模块一 实训的目的、要求和参考题目3一、实训的目的3二、实训的内容及要求3三、实训的工作量4四、考核方法、考核内容及成绩评定4五、实训的参考题目5模块二 控制系统设计的一般过程9一、系统设计原则9二、系统设计步骤9模块三控制方案确定14一、预备知识14二、确定控制方案17模块四电气原理图绘制19一、预备知识19二、绘制电气原理图23三、选择低压电器23本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 模块五控制程序编写28一、预备知识28二、编写控制程序35三、调试控制程序36模块六控制
3、柜安装37一、安装低压电器37二、控制柜接线37模块七系统调试39一、检查线路39二、排除故障39三、通电调试39附录 电气图常用图形符号41附录常用低压电器技术数据45前 言PLC 作为先进的、应用势头最强的工业控制器已风靡全球；变频器作为交流电动机的驱动器逗号广泛应用于现代的工业生产和民用生活中；而使用触摸屏进行监控操作是现代工业控制的常用手段。 PLC、变频器、触摸屏综合实训体现了技术的综合性、现代性和现场性逗号对于在校学生的专业知识学习和专业技能的锻炼有极其重要的意义。PLC 技术、变频技术、传感器技术、低压电气控制技术和组态控制技术是我校的机电专业、电气专业、电控专业和计控专业的专业
4、核心课程。这些课程在我校已连续开课多届逗号已有广泛的应用基础逗号现在通过项目把多门专业课程有机的结合本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 起来逗号培养学生专业能力和综合素质逗号效果是十分显著的。这在我校的多年实践中得到了证实。PLC、变频器、触摸屏综合实训以学生小组为单位进行逗号实训中能培养学生的交流、分工、合作、计划、组织、协调、检验和评价能力。在教学过程中逗号学生要通过阅读教材和相关技术资料来明确项目内容、项目要求和项目实施方法逗号需要在项目的总体实施计划下逗号确定操作步骤与操作方法。
5、要先确定总控制方案并分工逗号然后绘制电气原理图逗号再安装控制箱逗号同时要设计 PLC 控制程序、设置变频器参数及触摸屏监控画面组态等。在具体的实训中又要进行工具、器材的准备逗号掌握工具使用和器材的安装与检测方法逗号而且还要进行安全操作、要进行问题分析并选择出解决方案等。在实训中逗号除了教师的指导外逗号更强调学生的自学、动手和以讨论的方式解决问题。本书适用于 PLC、变频器、触摸屏的相关实训和实践课程逗号具体可根据教学需要进行选择或改动内容。模块一实训的目的、要求和参考题目一、实训的目的PLC、变频器、触摸屏综合实训是我校的机电专业、电气专业、电控专业和计控专业教学中最后一个实践性教学环节。是在
6、学生学完技术基础课和专业课逗号特别是PLC 技术和变频技术课程之后进行的。是培养学生理论联系实际、解决生产实际问题能力的重要步骤逗号它为后续的毕业设计作必要的准备。本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 PLC、变频器、触摸屏综合实训是以 PLC 和变频器控制系统应用和设计为主线逗号通过对具体控制系统设计总体方案的拟定逗号控制系统硬件电路的设计、安装以及控制程序的编写逗号使学生综合运用 PLC 技术、变频技术、传感器技术、低压电气控制技术和组态控制技术等各方面知识逗号把多门专业课程有机的结合
7、起来逗号进行一次全面的训练。从而培养学生综合技术能力和综合素质。二、实训的内容及要求实训要求学生在全面了解 PLC、变频器、触摸屏的使用和控制系统设计过程的基础上逗号完成以下内容：1、控制系统设计 控制系统方案的确定及框图绘制。PLC、变频器、触摸屏和低压电器元件的选型。设计绘制控制系统电路原理图。设计控制柜的元件布局。编写 PLC 控制流程及控制程序。设置变频器的控制参数。设计触摸屏的控制组态。2、控制系统安装和调试在控制柜进行安装及接线。编写调试流程。调试硬件电路和软件程序。三、实训的工作量1、图纸部分控制系统电路原理图 (A3 或 A4 图纸一张)。制柜的元件布局图(A3 或 A4 图纸
8、一张)。控制流程 (A3 或 A4 图纸一张)。调试流程(A3 或 A4 图纸一张)。2、说明书部分说明书是实训的整个设计过程的叙述说明逗号应包括以下内容：本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 题目和控制要求。控制系统总体方案的分析及控制框图。硬件电路设计说明。PLC 控制程序、变频器参数和触摸屏组态设计说明。系统调试说明。总结。说明书应不少于 2000 字。四、考核方法、考核内容及成绩评定1、考核内容学生接到实训题目以后逗号首先必须仔细阅读本指导书的内容逗号以求对设计的内容和要求有一全面
9、系统的了解逗号并收集相关资料逗号然后再按照指导书的步骤逐项进行逗号应避免在没有消化理解资料的情况下生搬硬抄。2、考核方法学生在完成实训的每一项之后逗号必须由指导教师审核。3、考核评定学生完成全部实训后逗号统一由指导教师对学生完成综合作业的情况逗号以及对下述考核内容掌握情况评定成绩。控制柜中各电器元件的名称、功能及选用。控制电路的互锁和自锁环节。PLC 与变频器的电路连接原理。PLC 程序的控制流程。变频器功能设置的关键参数。触摸屏与 PLC 的通信及变量的连接。软件程序和硬件电路配合情况。系统调试的要点。控制柜的安装及接线情况。4、评分标准实训成绩分优秀、良好、中等、及格和不及格五级分制。各级
10、评分标准如下：本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 优秀：实训内容完整。按期完成任务。控制系统设计方案正确可行逗号论证充分。控制系统硬件线路设计合理逗号选用元器件完全正确。控制柜的安装接线美观可靠。设计说明书整齐通顺、有条理逗号图面整洁逗号质量高。考核时对各部分考核点理解深透逗号能正确全面地回答问题。良好：实训内容完整逗号按期完成任务。控制系统设计方案可行逗号论证较好。硬件电路设计合理逗号选用元器件正确。控制柜的安装接线整齐可靠。说明书较通顺、整齐逗号图面整洁、质量较高。考核时对各部分考核
11、点理解较好逗号回答问题比较正确全面。中等：实训内容完整逗号按期完成任务。控制系统设计方案基本正确逗号论证一般。硬件电路设计基本合理逗号选用元器件基本正确。控制柜的安装接线可靠逗号且较整齐。说明书和图面较整洁、质量尚好。考核时逗号对各部分考核点问题有一定的理解逗号经提示后能正确回答问题。及格：基本完成实训规定的内容。方案选择和硬件电路设计无原则性错误逗号控制柜的安装接线可靠。说明书和图面比较粗糙逗号质量一般逗号存在一些错误逗号但主要部分基本符合要求逗号对考核点列出的问题理解不够逗号经提示后只能回答部分主要问题。不及格：没有按期完成实训规定的内容逗号方案选择有原则性错误逗号硬件电路设计和图纸有重大
12、错误。控制柜的安装接线不可靠。对考核点所列出的主要问题不能回答经提示后回答仍不正确。若发现有别人代作逗号取消参加考核的资格。五、实训的参考题目1、多泵切换恒压供水系统本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 现有 2 台电机 M1、M2 拖动 2 台水泵逗号控制要求如下：用转换开关实现手动、自动的切换。手动时由按钮分别控制 2 台电机的启动、停止。自动时逗号变频器一控二异步切换逗号先用变频器控制 M1 启动调速逗号当变频器达到 50HZ 时延时 1 分钟水压力还在下限逗号把 M1 切换到工频运
13、行逗号而变频器控制 M2 启动调速；压力上升逗号当压力到达上限逗号延时 30 秒钟水压力还在上限逗号电机 M1 停机；当压力降至下限时逗号又使电机 M2 频率为 50HZ 逗号延时 1 分钟水压力还在下限逗号把 M2 切换到工频运行逗号而变频器控制 M1 启动调速。如此反复使水压恒定。停止时逗号 M1 和 M2 同时停机。自动时逗号可用触摸屏来控制启动和停止逗号并能直接设置管道的压力值。2、储水器水位控制系统在锅炉及许多其他的工业设备中逗号常采用部分供水方式。即是：用水泵将水泵人一个位置较高位的储水器中(水塔、水箱等)逗号然后向低水位的用户供水。这时逗号须对储水器中的水位进行控制逗号如图所示。
14、 利用水的导电性能来取得信号的：当两根金属棒都在水中时逗号它们之间是“接通”的；当两根金属棒中只有一根在水中时逗号它们之间便是“断开”的。其中逗号 1 号棒用作为公共接点逗号 2、3、4 号棒分别用于控制不同的水位。MM440PLC触摸屏本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 现在控制要求如下：1）用转换开关实现手动、自动的切换。2）手动时由按钮分别控制电机的启动、停止。3）自动时逗号通过变频调适当降低书泵的转速以达到节能的目的。在正常情况下逗号水泵以较低转速 nL运行逗号水位被控制在 3
15、号棒 LL1和 4 号棒 LH之间。如果在用水高峰期逗号水泵低速 nL运行时的供水量不足以补充用水量逗号则水位将越过 3 号棒 LL1后将继续下降。当水位抵于 2 号棒 LL2时逗号上水泵的转速提高至 nH逗号以增大供水量逗号阻止水位的继续下降。 当水位上升至 3 号棒 LL1以上时逗号经适当延时后又可将转速恢复至低速 nL运行。当水位达到上限水位 LH时逗号则关闭水泵逗号停止供水。4）自动时逗号可用触摸屏来控制启动和停止逗号并能直接显示水位情况和水泵的速度。3、中央空调控制系统下图是中央空调系统框图逗号控制要求如下：启动过程：风机启动 冷却泵启动 冷冻泵启动 s8延 时 s8延 时压缩机启动
16、。s60延 时停机过程：压缩机停止 冷冻泵停止 冷却泵停止s60延 时 s8延 时本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 风机停止。 s8延 时四台电机分手动/自动控制。自动时逗号冷冻泵采用变频调速逗号冷冻水出水温度为 70逗号回水温度为120；当温控器检测出冷冻水回水温度大于 120时逗号表示用户增加逗号此时应提高冷冻泵的转速；当温控器检测出冷冻水回水温度小于 120时逗号用户减少逗号应降低冷冻泵的转速。自动时逗号可用触摸屏来控制启动和停止逗号并能直接显示水泵的速度。模块二 控制系统设计的
17、一般过程本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 一、系统设计原则对于不同的控制对象逗号系统的设计方案和具体的技术指标是不同的逗号但系统设计的基本原则是一致的。满足工艺要求。设计的控制系统所达到的性能指标不应低于生产工艺要求逗号但片面追求过高的性能指标而忽视设计成本和实现上的可能性也是不可取的。可靠性要高。对工业控制的微机系统最基本的要求是可靠性高。首先要选用高性能的工业控制计算机。其次是设计可靠的控制方案逗号并具备各种安全保护措施逗号比如报警、事故预测、事故处理、不间断电源等。为了预防计算机
18、故障逗号还须设计后备装置。操作性要好。系统设计时要尽量考虑用户的方便使用逗号尤其是操作面板的设计逗号既要体现操作的先进性逗号又要兼顾原有的操作习惯逗号控制开关不能太多、太复杂逗号尽量降低对使用人员专业知识的要求逗号使他们能在较短时间内熟悉和掌握操作。其次维护容易逗号一旦发生故障逗号应易于查找和排除。实时性要强。微机控制系统的实时性逗号表现在对内部和外部事件能及时地响应逗号并作出相应的处理逗号不丢失信息逗号不延误操作。通用性要好。硬件设计方面逗号应采用标准总线结构逗号且各设计指标要留有一定余量逗号以便在需要时扩充。软件方面逗号应采用标准模块结构逗号尽量不进行二次开发。当设备和控制对象有所变更时或
19、者再设计另外一个控制系统时逗号只需稍作更改或扩充就可适应。经济效益要高。系统设计的性能价格比要尽可能地高逗号在满足设计要求的情况下逗号尽量采用物美廉价的元器件；投入产出比要尽可能地低逗号应该从提高生产的产品质量与产量、降低能耗、消除污染、改善劳动条件等方面进行综合评估。二、系统设计步骤控制系统的设计过程一般可分为 3 个阶段：准备阶段、设计阶段、仿真及调试阶段。1、准备阶段本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 要认真阅读任务书逗号并逐条进行研究。搜集有关资料逗号查阅参考书籍。初步进行系统总
20、体方案设计逗号并进行方案可行性论证逗号论证的主要内容是技术可行性逗号特别是项目的可测性和可控性。2、设计阶段在此阶段要先进行总体设计逗号再进行硬件和软件的设计。1）总体设计总体设计就是要了解控制对象、熟悉控制要求逗号确定总的技术性能指标逗号确定系统的构成方式及控制装置与现场设备的选择逗号以及控制规律算法和其他特殊功能要求。确定系统任务与控制方案逗号根据系统要求逗号定采用开环还是闭环控制；闭环控制还需进一步确定是单闭环还是多闭环；进而还要确定出整个系统是采用直接数字控制(DDC)、计算机监督控制(SCC)、分散式控制(DCS)或是采用现场总线控制(FCS)。确定系统的构成方式逗号即进行控制装置机
21、型的选择。目前已经生产出许多用于工业控制的微机装置可供选择逗号如可编程控制器、可编程调节器、总线式工控机、单片微型计算机和分散控制系统、现场总线控制系统等。在以模拟量为主的中小规模的过程控制环境下逗号一般应优先选择总线式工控机来构成系统的方式；在以数字量为主的中小规模的运动控制环境下逗号一般应优先选择 PLC 来构成系统的方式。工控机或 PLC 具有系列化、模块化、标准化和开放式系统结构逗号有利于系统设计者在系统设计时根据要求任意选择逗号像搭积木般地组建系统。这种方式可提高系统研制和开发速度逗号提高系统的技术水平和性能逗号增加可靠性。选择现场设备。主要包含传感器、变送器和执行器的选择。测量各种
22、参数的传感器逗号如温度、压力、流量、液位、成分、位移、重量、速度等逗号种类繁多逗号规格各异；而执行器也有模拟量执行器、数字量执行器以及电动、气动、液动等之分。确定控制算法。当系统模型确定之后逗号即可确定控制算法。微机控制系统的主要任务就是按此控制算法进行控制。控制算法的正确与否逗号直接影响控制系统的调节品质。 本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 硬、软件功能的划分。系统设计时逗号硬、软件功能的划分要综合考虑。用硬件来实现一些功能的好处是可以加快处理速度逗号减轻主机的负担；而软件实现可降低
23、成本逗号增加灵活性逗号但要占用主机更多的时间。一般在满足指定功能的前提下逗号应尽量减少硬件器件逗号多用软件来完成相应的功能。如果软件实现很困难逗号而用硬件实现却比较简单逗号则用硬件实现功能比较妥当。其他方面的考虑。还应考虑人机界面、系统的机柜或机箱的结构设计、抗干扰等方面的问题。2）硬件设计尽量选现成的总线式工控机系统或者 PLC 装置逗号以加快设计研制进程逗号使系统硬件设计的工作量减到最小。设计者都要根据系统要求选择合适的模板或模块。选择内容一般包括：根据控制任务的复杂程度、控制精度以及实时性要求等选择主机板(包括总线类型、主机机型等)。根据 AI、AO 点数、分辨率和精度逗号以及采集速度等
24、选 AD、DA 板(包括通道数量、信号类别、量程范围等)。根据 DI、DO 点数和其他要求逗号选择开关量输入输出板(包括通道数量、信号类别、交直流和功率大小等)。根据人机联系方式选择相应的接口板或显示操作面板(包括参数设定、状态显示、手动自动切换和异常报警等)。根据需要选择各种外设接口、通信板块等。根据工艺流程选择测量装置(包括被测参数种类、量程大小、信号类别、型号规格等)。根据工艺流程选择执行装置(包括能源类型、信号类别、型号规格等)。3）软件设计用工控机或 PLC 来组建微机控制系统不仅能减小系统硬性设计工作量逗号而且还能减小系统软件设计工作量。一般它们都配有实时操作系统或实时监控程序以及
25、各种控制、运算软件和组态软件等逗号可使系统设计者在最短的周期内开发出应用软件。 程序编制顺序应是先模块后整体。软件设计应考虑以下几个方面。编程语言的选择。组态语言是一种针对控制系统而设计的面向问题的高级语本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 言逗号它为用户提供了众多的功能模块。系统设计者只需根据控制要求逗号选择所需的模块就能十分方便地生成系统控制软件逗号因而软件设计工作量大为减小。数据类型和数据结构规划。系统的各个模块之间要进行各种信息传递逗号也即各接口参数的数据结构和数据类型必须严格统一
26、规定。数据可分为逻辑型和数值型。资源分配。系统资源包括 ROM、RAM、定时器计数器、中断源、IO 地址等。程序设计的方法。可采用模块化程序设计方法逗号即是把一个较长的程序按功能分成若干个小的程序模块逗号然后分别进行独立设计、编程、测试和查错之后逗号最后把各调试好的程序模块连成一个完整的程序。模块化程序设计的特点是单个小程序模块的编写和调试比较容易；一个模块可以被多个程序调用；检查错误容易逗号且修改时只需改正该模块即可逗号无须牵涉其他模块。但这种设计在对各个模块进行连接时有一定困难。再采用自顶向下程序设计方法逗号先从主程序进行设计逗号从属的程序或子程序用程序符号来代替。主程序编好后逗号再编写从
27、属的程最后完成整个系统的程序设计。3、仿真及调试阶段离线仿真及调试阶段一般在实验室进行。首先编写调试流程逗号再进行硬件调试与软件调试逗号然后进行硬件、软件统调逗号最后考机运行逗号为现场投运做好准备。1）硬件调试对于各种标准功能模板逗号应按照说明书检查主要功能。在调试 AD 和 DA模板之前逗号必须准备好信号源、数字电压表、电流表等标准仪器。对这两种模板首先检查信号的零点和满量程逗号然后再分档检查逗号并且上行和下行来回调试逗号以便检查线性度是否合乎要求。利用开关量输入和输出程序来检查开关量输入(DI)和开关量输出(DO)模板。测试时可在输入端加开关量信号逗号检查读入状态的正确性；可在输出端用万用
28、表检查输出状态的正确。硬件调试还包括现场仪表和执行器逗号这些仪表必须在安装之前按说明书要求本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 校验完毕。如是 DCS 等通信网络系统逗号还要调试通信功能逗号验证数据传输的正确性。2）软件调试软件调试的顺序是子程序、功能模块和主程序。一般与过程输入输出通道无关的程序逗号如运算模块都可用开发装置或仿真器的调试程序进行调试逗号有时为了调试某些程序逗号可能还要编写临时性的辅助程序。一旦所有的子程序和功能模块调试完毕逗号就可以用主程序将它们连接在一起逗号进行整体调试
29、。整体调试的方法是自底向上逐步扩大逗号首先按分支将模块组合起来逗号以形成模块子集逗号调试完各模块子集逗号再将部分模块子集连接起来进行局部调试逗号最后进行全局调试。这样经过子集、局部和全局三步调试逗号完成了整体调试工作。3）系统仿真在硬件和软件分别调试后逗号必须再进行全系统的硬件、软件统调逗号即所谓的系统仿真逗号也称为模拟调试。系统仿真尽量采用全物理或半物理仿真。试验条件或工作状态越接近真实逗号其效果也就越好。控制系统只能做离线半物理仿真逗号被控对象可用实验模型代替。4）考机在系统仿真的基础上逗号还要进行考机运行逗号即进行长时间的运行考验。控制系统的设计一般遵循上述过程逗号设计的步骤有先后逗号但
30、内容没有明确之分。本书只从控制方案确定、电气原理图绘制、控制程序编写、控制柜安装和系统调试这几个方面进行举例说明。本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 模块三 控制方案确定PLC、变频器、触摸屏综合实训这些课程在我校已连续开课多届逗号已有“多泵切换恒压供水” 、 “中央空调控制系统”等多个实训课题。本指导书将以最典型的“多泵切换恒压供水”为例进行讲述。一、预备知识1、变频器恒压供水系统在生产、生活的实际中逗号用户用水的多少是经常变动的逗号因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之
31、间的不平衡集中反映在供水的压力上逗本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 号即用水多而供水少逗号则压力低；用水少而供水多逗号则压力大。保持供水压力的恒定逗号可使供水和用水之间保持平衡逗号即用水多时供水也多逗号用水少时供水也少逗号从而提高了供水的质量。图 3-1 住宅区恒压供水示意图恒压供水是指在供水网中用水量发生变化时逗号出水口压力保持不变的供水方式。供水网系出口压力值是根据用户需求确定的。传统的恒压供水方式是采用水塔、高位水箱、气压罐等设施实现的。随着变频调速技术的日益成熟和广泛的应用逗号
32、利用内部包含用 PID 调节器、单片机、PLC 等器件有机结合的供水专用变频器构成控制系统逗号调节水泵输出流量逗号以实现恒压供水。变频器恒压供水逗号如上图 3-1所示。利用变频器内部的 PID 调节功能逗号如图 3-2 逗号目标信号 SP 是一个与压力的控制目标相对应的值逗号通常用百分数表示。反馈信号 PV 是压力变送器 PS 反馈回来的信号逗号该信号是一个反映实际压力的信号。SP 和 PV 两者是相减的逗号其合成信号 MV（SP-PV)逗号经过 PID 调节处理后得到频率给定信号逗号决定变频器的输出频率 f。当用水流量减小时逗号供水能力 QG用水流量 QU逗号则供水压力上升逗号 PV逗号合成
33、信号（SP-PV)逗号变频器输出频率 f逗号电动机转速 n逗号供水能力 QG直至压力大小回复到目标值逗号供水能力与用水流量重新平衡（Q G=QU)时为止；反之逗号当用水流量增加逗号使 QGQU时逗号则 PVMV（SP-PV)fnQ GQ G=QU逗号又达到新的平衡。图 3-2 变频器 PID 调节功能2、 “一拖多”恒压供水实际应用中逗号单台水泵供水一般不能满足用水要求逗号常用多泵单变频恒压供水。即是“一拖多”控制方案逗号这种多台泵调速的方式逗号系统通过计算判定本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188
34、 刘雨桐 目前是否已达到设定压力逗号决定是否增加（投入）或减少（撤出）水泵。即当一台水泵工作频率达到最高频率时逗号若管网水压仍达不到预设水压逗号则将此台泵切换到工频运行逗号变频器将自动起动第二台水泵逗号控制其变频运行。此后逗号如压力仍然达不到要求逗号则将该泵又切换至工频逗号变频器起动第三台泵逗号直到满足设定压力要求为止（最多可控制 6 台水泵） 。反之逗号若管网水压大于预设水压逗号控制器控制变频器频率降低逗号使变频泵转速降低逗号当频率低于下限时自动切掉一台工频泵或此变频泵逗号始终使管网水压保持恒定。由于“一拖多”变频恒压供水系统需要涉及压力 PID 控制、工频和变频的逻辑切换、轮换控制、巡检控
35、制等功能逗号所以需要由专门的程序控制来实现。目前流行的“一拖多”变频供水系统主要由以下 3 种方式：1）微机控制变频恒压供水系统此系统以多台水泵并联供水逗号系统设定一个恒定的压力值逗号当用水量变化而产生管网压力的变化时逗号通过远传压力表逗号将管网压力反馈给 PI 控制器逗号通过 PI 控制器调整变频器的输出频率逗号调节泵的转速以保持恒压供水；如不能满足供水要求时逗号则变频器将控制多台变频泵和工频泵的起停而达到恒压变量供水。微机控制变频恒压供水系统如图 3-3 所示。图 3-3 微机控制变频恒压供水系统2）PLC 控制变频恒压供水系统PLC 控制的恒压变频供水系统与微机控制器类似逗号所不同的是
36、PLC 除了完成供水控制外逗号还可以完成其他的特殊功能逗号具有更大的灵活性。本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 3）供水专用变频器供水系统采用供水专用的变频器逗号不需另外配置供水系统的控制逗号就可完成对由26 台水泵组成的供水系统的控制逗号使用相当方便；供水专用变频器=普通变频器+PLC 逗号是集供水控制和供水管理一体化的系统逗号其内置供水专用 PID 调节器逗号只需加一只压力传感器逗号即可方便地组成供水闭环控制系统逗号传感器反馈的水压信号直接送入变频器自带的 PID 调节器输入口逗号而
37、压力设定既可以使用变频器的键盘设定逗号也可以采用一只电位器以模拟量的形式送入；这些产品将 PID 调节器及简易的可编程序控制器的功能都综合进变频器内逗号形成了带有各种应用宏的供水专用变频器逗号由于 PID 运算在变频器内部逗号这就省去了对可编程序控制器存储容量的要求和对 PID 算法的编程逗号而且 PID 参数的在线调试非常容易逗号这不仅降低了生产成本逗号而且大大提高了生产效率。西门子的430 变频器供水专用变频器框图如图 3-4 所示。图 3-4 430 变频器供水框图二、确定控制方案由于我院实验室中的变频器为通用型逗号没有多泵切换功能逗号故我们采用 PLC控制变频恒压供水系统。变频器采用
38、MM440 逗号 PLC 采用 S7-200 逗号实现“一拖二”方式。在加泵过程中,变频器驱动电动机达到额定转速时逗号变频器内部输出继电器动作逗号作为一个控制信号将电动机切换到工频电网直接供电运行逗号而变频器再去本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 启动其他的电动机。以达到电动机软启动和节能的目的逗号切换过程由 PLC 控制实现。减泵时逗号则由 PLC 控制直接停止工频运行的电动机。采用“启先停”方式。以电动机 M1 为例逗号首先将 KM2 闭合逗号 M1 由变频器恒流启动逗号当电动机到达
39、 50Hz 同步转速时逗号变频器 MM440 内部输出继电器动作逗号送出一个开关信号给 PLC 逗号由 PLC 控制 KM2 断开逗号 KM1 吸合逗号电动机 M1 转由电网供电。以此类推。变频器继续启动其他电动机。如果某台电动机需要调速逗号则可安排到最后启动逗号不再切换至电网供电逗号而由变频器驱动调速。在本系统的切换中逗号对变频器的保护是切换控制可靠运行的关键。系统中可采用硬件和软件的双重连锁保护。启动过程中逗号必须保证每台电动机由零功率开始升速。为减少电流冲击逗号必须在达到 50Hz 时才可切换至电网。KM2 断开前逗号必须首先保证变频器没有输出逗号 KM2 断开后逗号才能闭合 KM1 逗
40、号 KM1 和 KM2 不可同时闭合。PLC 控制程序必须有软件连锁。MM440 变频器有两个模拟输入端 ADC1 和 ADC2 逗号可让一个模拟输入端用作反馈信号输入逗号另一个模拟输入端用作给定 PID 的目标值逗号这样使得 PID 的目标值能平滑地随意设定逗号操作很方便。模拟输入端 ADC2 接入反馈信号 010V 逗号同时也把反馈信号送给 S7-200 的模拟输入端；给定的 PID 目标值由 ADC1 端通过 S7-200 的模拟输出输给定。因此逗号这里 PLC 采用 S7-200 CPU224RLY+EM231+EM232。触摸屏采用 TP170B 逗号直接与 S7-200 进行点对点
41、连接逗号通过触摸屏能直接给 PLC 启/停控制名令以及给 M440 变频器提供 PID 的目标值逗号同时能直接显示网管的压力值。本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 模块四电气原理图绘制一、预备知识电路图是采用国家规定的图形符号和文字符号并按工作顺序排列逗号详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系逗号而不考虑其实际位置的一种简图。电气控制电路图通常由主电路和辅助电路两部分组成。主电路(也称动力电路)是通过强电流的电路。它包括电源电路、受电的动力装置及其控制、保护电器支路等逗号是
42、由电源开关、电动机、熔断器、接触器主触头、热继电器热元件等组成。辅助电路是通过弱电流的电路。一般生产机械设备的辅助电路逗号包括控制电路、照明电路和信号电路等逗号是由各类接触器、继电器的线圈及其辅助触点逗号接钮、限位开关的触点及照明信号灯等组成。在电路图上逗号主电路、控制电路、照明电路和信号电路应按功能分开绘制。一般将主电路画在图纸的左侧逗号控制电路、照明电路和信号电路画在图纸的右侧。主电路的电源电路画成水平线逗号相序 L1、L2、L3 自上而下排列逗号中性线 N 和保护地 PE 依次画在相线下面。主电路逗号即每个受电的负载(即动力装置逗号如电动本文档由 维维大豆 整理提供 并提供专利代下载 1
43、 元/篇 请提供专利号染料 及 包装机械 请致电 销售电话：0317-7723188 刘雨桐 机)及控制电器(如接触器主触头)、保护电路支路(如熔断器逗号热继电器热元件)等逗号应垂直电源电路画出。控制电路和信号电路应垂直画在一条水平电源线和水平中性线 N 之间、两条或几条水平电源线之间。电器的线圈、信号灯等耗能元件直接连接在下方水平电源线上或 N 水平线上逗号而控制触点连接在上方水平电源线与耗电元件之间。电气控制电路图绘制的一般规则1）元件和连接线在电路图中的表示电气装置主要由电气元件和连接线构成逗号因此逗号无论是说明电气工作的原理电路图逗号表示供电关系的电气系统图逗号还是表明安装位置和接线关
44、系的平面图和接线图等逗号都是以电气元件和连接线作为描述的主要内容。对元件和连接线表示方法的不同逗号便构成了电气图的多样性。连接线在电路图中的三种描述方法：多线表示法、单线表示法和混合表示法。每根连接线或导线各用一条图线表示的方法逗号称为多线表示法；两根或两根以上的连接线只用一条图线表示的方法逗号称为单线表示法；在同一图中逗号单线和多线同时使用的方法称为混合表示法。多线表示法逗号描述电路工作原理比较清楚逗号但图线太多；单线表示法逗号图面简单逗号但对某些部分描述得不够详细；混合表示法逗号兼有二者的优点逗号在许多情况下被采用。表示连接线去向的两种方法：在接线图中逗号以及某些电 路图中逗号通常要表示出连接线的去向逗号即连接线的两端各引向何处。表示连接线去向一般有连续线表示法和中断线表示法。表示两接线端子(或连接点)之间连接线或导线的线条是连续的方法逗号称为连续线表示法；表示两接线端子或连接点之间连接线或导线的线条是中断的方法逗号称为中断线表示法。电路图中逗号对有直接电联系的交叉导线连接点逗号要用小黑圆点表示逗号无直接电联系的交叉导线连接点则不画小黑圆点。电气元件在电路图中的三种表示方法：集中表示法、半集中表示法、分开表示法。集中表示法是把一个元件各组成部分的图形符号绘制成一起的方法。例如逗号交流接触器线圈的主触头和辅助触点逗号热继电器的热元件和触点集中绘制在一起
