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《基于plc的变频恒压供水系统设计.doc》由会员分享，可在线阅读全文，更多相关《基于plc的变频恒压供水系统设计（最终版）》请在www.woc88.com上搜索。 1、用热溶化来实现的短路保护装置。是利用电流超过允许值产生的大量热量使串接于主电路中的熔体熔断而切断电路，防止电气设备短路和严重过载。河南城建学院毕业设计(论文)系统软件设计系统软件设计PLC控制PLC程序流程图PLC在系统中的作用是控制交流接触器组进行工频变频的切换和水泵工作数量的调整。工作流程如图所示：图PLC程序流程图系统起动之后，检测是自动运行模式还是手动运行模式。如果是手动运行模式则进行手动操作，人们根据自己的需要操作相应的按钮，系统根据按钮执行相应操作。如果是自动运行模式，则系统根据程序及相关的输入信号执行相应的操作。手动模式主要是解决系统出错或器件出问题。在自动运行模式中，如果PLC接到频率上限信号，则执行增泵程序，增加水河南城建学院毕业设计(论文)系统软件设计泵的工作数量。如果PLC接到频率下限信号，则执行减泵程序，减少水泵的工作数量。没接到信号就保持现有的运行状态。手动运行当按下SB按钮，用手动方式。按下SB手。 2、信号关闭KM、KM，吸合KM，只剩水泵变频运行。()手动运行部分按下手动起动按钮SB，手动起动变频器。按下SB,断开KM，在个计数脉冲后起动M在变工频电源下运行。按下SB,断开KM，在个计数脉冲后起动M在变频电源下运行。河南城建学院毕业设计(论文)附录按下SB,断开KM，在个计数脉冲后起动M在变频电源下运行。按下SB,断开KM，在个计数脉冲后起动M在工频电源下运行。按下SB,断开KM，在个计数脉冲后起动M在工频电源下运行。按下SB,断开KM，在个计数脉冲后起动M在工频电源下运行。（）公用部分当热继电器断开系统报警。河南城建学院毕业设计(论文)附录电机只能在一种频率下运行，当电机工频变频同时打开时将发出警报且电机停止运行。M工频运行时接通关断电源的控制接触器，KM、KM、KM分别为水泵M、M、M变频运行时接通关断电源的控制接触器。热继电器(FR)是利用电流的热效应原理工作的保护电路，用它们来实现水泵的过载保护。熔断器(FU)是。 3、参数如下表所示：表水泵的参数型号流量(mh)扬程(m)转速(rmin)电机功率(kw)(I)变频器选型及接线变频器选型变频器是把工频电源(Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，它在变频调速恒压供水系统中起着非常重要作用，是水泵电机调速的执行者。变频器可分为交直交变频器和交交变频器两类。交直交变频器是先将工频交流电通过整流器整流成直流；再把直流电经逆变器变成频率可调的交流电。交交变频器将电网的交流电直接变为电压和频率都可调的交流电。由于交交变频器的输出频率一般最高只能达到电源频率的～，所以它适用于低速大功率的传动，在泵与风机的调速节能中迄今很少使用。本文只讨论交直交变频器。其结构如下图所示：河南城建学院毕业设计(论文)变频恒压供水系统的硬件设计中间电路控制电路及指令逆变电路整流电路图变频器的结构图其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电。 4、路将直流电再逆变成交流电。变频器的型号很多，选择合适的变频器对系统的稳定运行有很大的帮助。变频器容量的选择归根到底是选择其额定电流，总的原则是变频器的额定电流一定要大于拖动系统在运行过程中的最大电流。在选择变频器容量时，有以下情况需要考虑：()变频器驱动的是单一电动机，还是驱动多个电动机。()电动机是直接在额定电压、额定频率下直接启动，还是软启动。()驱动多个电动机时，是同时启动，还是分别启动。大多数情况下是使用变频器驱动单一的电动机，并且是软启动，这时候变频器额定电流选择为电动机的额定电流的～倍即可。当一台变频器驱动多台电动机时，多数情况下也是分别单独进行软启动。这时候变频器额定电流的选择为多个电动机中最大电动机额定电流～倍即可。总的来说，变频器的选用应该满足以下原则：变频器的容量应大于负载所需的输出；变频器的电流大于电机的电流。因电机的计算功率小于所选用功率，根据变频器的容量的选择方法进行计算。根据设计的要求，本系统选用。 5、[M]北京:北京机械工业出版社,[]彭小红,刘国东基于PLC的变频调速恒压供水系统的设计[M]北京：人民邮电出版社,[]常斗南可编程程序控制器原理应用及通信[M]北京:北京机械工业出版社,[]许建平,焦建雷PLC在变频调速恒压供水系统中的应用[J]西安科技学院学报,,():[]贺玲芳基于PLC控制的全自动变频恒压供水系统[J]西安科技学院学报,():[]卢建勤PLC及变频器在恒压变频供水系统中的应用[M]北京：电子工业出版社,[]刘美俊PLC控制系统可靠性的软件设计方法[M]上海:上海科学技术出版社,[]马云峰,徐春岭PLC的PID功能在恒压供水系统中的应用[J]西安交通大学报,,():[]杨凌云PID调节器在恒压供水系统中的应用[M]上海:上海科学技术出版社,河南城建学院毕业设计(论文)附录附录A系统硬件总图MMM+~直流电源LLL工频电QSKMKMKMKMKMKMKM号泵号泵号泵LLFRFRFRFUFUFUV压力设定压力。 6、压信号作放大处理，同时进行温度补偿、非线性补偿，使传感器的电性能满足技术指标的要求。该传感器的量程为～MPa，工作温度为℃～℃，供电电源为V（DC）。系统主电路设计图系统主电路接线根据供水的不同需求，水泵会工作在两种模式：即工作于工频或在变频电下河南城建学院毕业设计(论文)变频恒压供水系统的硬件设计运行。KM、KM、KM分别为水泵M、M、才使得我的设计顺利的进行。从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了杨老师很多的宝贵时间和精力，在此向杨老师表示衷心地感谢！河南城建学院毕业设计(论文)参考文献参考文献[]周万珍,高鸿斌(第一版)PLC分析与设计应用[M]北京:北京机械工业出版社,[]韩安荣通用变频器及其应用(第二版)[M]北京:北京机械工业出版社,[]姚厚伟变频器供水系统中的应用与节能[M]北京：航空航天大学出版社,[]厉无咎变频调速恒压供水系统[M]北京：电子工业出版社,[]张燕宾循环水系统的变频调速。 7、)软件型：使用离散形式的PID控制算法在可编程序控制器(或单片机)上做PID控制器。此次使用硬件型控制形式。本系统的PID调节器内置于变频器中。河南城建学院毕业设计(论文)变频恒压供水系统的硬件设计图PID控制接线图压力传感器压力传感器作用是通过安装在出水管网上的压力传感器，把出口压力信号变成～mA变化的电流信号或～V间变化的电压信号的标准信号进行PID调节，经运算与给定压力参数进行比较，得出一个调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力上。根据用水量的大小由PLC控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。当供水负载变化时，输入电机的电压和频率也随之变化，这样就构成了以设定压力为基准的闭环控制系统。压力传感器使用CYYZ型绝对压力传感器。传感器由敏感芯体和信号调理电路组成，当压力作用于传感器时，敏感芯体内硅片上的电桥的输出电压发生变化，信号调理电路将输出的。 8、(论文)变频恒压供水系统的硬件设计图变频器管脚说明变频器的接线管脚STF接PLC的Y管脚，控制电机的正转。X接变频器的FU接口，X接变频器的OL接口。频率检测的上下限信号分别通过FU和OL输出至PLC的X与X河南城建学院毕业设计(论文)变频恒压供水系统的硬件设计输入端作为PLC增泵减泵控制信号。图变频器的接线图PID调节器仅用P动作控制，不能完全消除偏差。为了消除残留偏差，一般采用增加I动作的PI控制。用PI控制时，能消除由改变目标值和经常的外来扰动等引起的偏差。但是，I动作过强时，对快速变化偏差响应迟缓。对有积分元件的负载系统可以单独使用P动作控制。对于PD控制，发生偏差时，很快产生比单独D动作还要大的操作量，以此来抑制偏差的增加。偏差小时，P动作的作用减小。控制对象含有积分元件的负载场合，仅P动作控制，有时由于此积分元件的作用，系统发生振荡。在该场合，为使P动作的振荡衰减和系统稳定，可用PD控制。换言之，该种控制方式适用。 9、感器启动按钮停止按钮M过载检测M过载检测M过载检测M工频M变频M工频M变频M变频M工频自动手动选择手动变频器启动上限增泵下限减泵~VKMKMKMKMKMKMKMKMKMKMKMKMKMM变频M变频M变频M工频M工频M工频故障报警XXXXXXYCOMCOMXXXXXXXXXLNYYYYYYYYCOMFXNMRCOMCOMRSTUVWSTFFUOLCSEFRA河南城建学院毕业设计(论文)附录附录B系统梯形图（）自动运行部分起动泵按下起动按钮，系统检测采用那种运行模式。如果按钮SB没按，则使用自动运行模式。变频起动水泵。起动，泵：接收到变频器上限信号，PLC通过这个上限信号后将水泵由变频运行转为工频运行，KM断开KM吸合，同时KM吸合变频起动第水泵。起动泵：接到下限信号就关闭KM、KM，吸合KM，只剩水泵变频运行。河南城建学院毕业设计(论文)附录起动，泵：输出的下限信号使PLC关闭KM、KM，开启KM，水泵变频起动。起动泵：接到下。 10、启动变频器。当系统压力不够需要增加泵时，按下SBn（n=,,）按钮，此时切断电机变频，同时启动电机工频运行,再起动下一台电机。为了变频向工频切换时保护变频器免于受到工频电压的反向冲击，在切换时，用时间继电器作了时间延迟，当压力过大时，可以手动按下SBn（n=,,）按钮，切断工频运行的电机，同时启动电机变频运行。可根据需要，停按不同电机对应的启停按钮，可以依次实现手动启动和手动停止三台水泵。该方式仅供自动故障时使用。自动运行由PLC分别控制某台电机工频和变频继电器，在条件成立时，进行增泵升压和减泵降压控制。升压控制：系统工作时，每台水泵处于三种状态之一，即工频电网拖动状态、变频器拖动调速状态和停止状态。系统开始工作时，供水管道内水压力为零，在控制系统作用下，变频器开始运行，第一台水泵M，启动且转速逐渐升高，当输出压力达到设定值，其供水量与用水量相平衡时，转速才稳定到某一定值，这期间M处在调速运行状态。当用水量增加水压减小时，通。 11、过程本身没有制动作用的负载。利用I动作消除偏差作用和用D动作抑制振荡作用，在结合P动作就构成了PID控制，本系统就是采用了这种方式。采用PID控制较其它组合控制效果要好，基本上能获得无偏差、精度高和系统稳定的控制过程。这种控制方式用于从产生偏差到出现响应需要一定时间的负载系统(即实时性要求不高，工业上的过程控制系统一般都是此类系统，本系统也比较适合PID调节)效果比较好]。河南城建学院毕业设计(论文)变频恒压供水系统的硬件设计图PID控制框图通过对被控制对象的传感器等检测控制量(反馈量)，将其与目标值(温度、流量、压力等设定值)进行比较。若有偏差，则通过此功能的控制动作使偏差为零。也就是使反馈量与日标值相一致的一种通用控制方式。它比较适用于流量控制、压力控制、温度控制等过程量的控制。在恒压供水中常见的PID控制器的控制形式主要有两种:()硬件型：即通用PID控制器，在使用时只需要进行线路的连接和P、I、D参数及日标值的设定。 。 12、RA系列变频器，根据以上理论，选用三菱FRA系列变频器。该变频器采用先进磁通矢量控制方式，实现在线自动调整功能，调速比可达：（～Hz）；可拆御风扇和接线端子，维护方便；柔性PWM，实现更低噪音运行；内置RS通信口，可插扩展卡符合全世界主要通信标准；PID等各种功能适合各种应用场合。应用三菱FRA系列变频器内置PID功能的PLC控制恒压供水系统，效率高，损耗小，调速供水节能效果突出，运行稳河南城建学院毕业设计(论文)变频恒压供水系统的硬件设计定，可靠性高，抗干扰能力强，精度高，动态响应快，体现了变频调速恒压供水的技术优势，取代了水塔、水箱、气压罐等，实现恒压供水，成为供水网的换代产品。其参数如下表所示：表变频器的参数图变频器适用电机容量（KW）输出额定容量(KVA)输出额定电流（A）过载能力电源额定输入交流电压频率冷却方式FRA系列型（三菱）%s%s(反时限特性)相V~VHzHz强制风冷变频器管脚如下图所示：河南城建学院毕业设 |
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