PLC在恒压给水系统中的应用 .docx

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1、精品名师归纳总结摘 要随着社会主义市场经济的进展，人们对供水质量和供水系统牢靠性的要求不断提高。再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、掌握技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必定的趋势本论文分析恒压给水系统的原理和结构，设计不同方案，综合各方面考虑，本论文采纳变频器和 PLC 实现恒压供水和数据传输，然后用数字PID 对系统中的恒压掌握进行设计.最终对系统的软硬件设计进行了具体的介绍.具体叙述了系统的总体设计与软件的实现，并对系统实行的牢靠性措施进行了说明.关键词变频调速，恒压供水，PLC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结ABSTRACTWi

2、ththe rapid development of socialisticmarketing economy,there is a growingdemand for better qualityofwater supply and higher reliabilityofsupply system. Inaddition,consideringthe current common energy crisis, achieving the scheme of auto matingthe water supply system. So it is an inevitable tendency

3、 to designand create an energy-saving constant-pressure water supplysystem ofexcellent performancewiththehelpofadvanced techniquesofautomation,monitor-controlsystem 。 and communication. Meanwhile, the System can also adapt to various water Supply regions.This paper analyzes the structure of VF speed

4、 regulating constant-pressure water supply,and proposes several control methods.By careful study and comparison, PLC and inverters method fits water supply system and datatrans mission very well. Finallythe paper shows the design of constant pressure supply water controlleraccording to PID data and

5、detailed introductionofits software and hardware.In this paper,the author designs and realizes the remote monitorand control system through MCGS, and then illustrates its general design, software implement and the measures of preventable disturbance in details.Key words VF speed ， constant pressure

6、water supply， PLC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结目 录摘 要错误！未定义书签。ABSTRACT错误！未定义书签。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 绪论11.1 城市供水系统的要求11.2 变频恒压供水的背景和意义31.3 国内外争论简况32 恒压给水系统简介52.1 变频恒压供水系统52.2 课题争论的对象62.3 恒压供水系统掌握方式介绍62.4 变频构成恒压供水系统的及工作原理62.4.1 系统的构成62.4.2 工作原理72.4.3 变频恒压供水系统中增减水泵过程分析82.5 主电路接线图93 恒压供水系统硬件配置103.1 可编程掌握

7、器选型103.1.1 简介 PLC103.1.2 PLC 的选型113.1.3 PLC 的接线123.2 变频器选型133.2.1 变频器简介133.2.2 变频器的选型143.3 压力传感器选型143.4 原件表154 恒压供水系统程序与仿真174.1 恒压供水系统流程图174.2 恒压供水系统程序与仿真194.2.1 手动程序设计与仿真194.2.2 自动程序设计与仿真22结论33参考文献34附 件 A ： 恒 压 供 水 系 统 程 序 语 句表35致 谢40可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 绪论1.1 城市供水系统的要求水是人们生活和生产中不行缺少的重要组成部分，节水

8、节能是当代的主题，我国是一个水资源和电能短缺的国家，所以长期以来在供水方面技术方面投入不够，导致自动化程度与国外有着不小的差距 .主要存在问题为用水高峰期间，供水功率达不到要求，显现水压下降甚至断水的情形，在用水低峰，经常供应过量，不仅会铺张能源，仍有可能因水压过高损坏供水设施 .在此技术进展过程中显现了很多供水系统，以下就逐一分析 .(1) 单台恒速泵供水系统单台恒速泵供水系统就是泵直接将水池的水送到用户，有的甚至是从城市公用水网中直接抽水，可能导致公用管网的水压波动，并且水泵整日额定功率不停运转，在夜间用水低谷期直接停运.此系统结构简洁、价格低廉，但极其耗电耗水，水压不稳，供水质量很差.(

9、2) 恒速泵 +水塔供水这种方式就是通过水泵给水塔注水，再由水塔在高势能作用下供水.水塔的高度要求是水位在 最低点时也能供应供水压力.水泵在水位达到设定高水位时停止运行，低水位时启动运行.水泵就在起停间不断切换 .水泵都是运行在额定功率下，处于高效能区，这种方式比第一种节电.供水压力比较稳固 .但这种供水方式设备投资大，占的面积也大，不能依据实际供水需要调整，而且系统水压不能随系统所需更换，所以仍存在一些能量的缺失和二次污染问题.在使用过程中，假如该系统水塔的水位监控装置损坏，水泵就不能自动运行，这样水泵的起停必需由人操作.(3) 射流泵 +水箱的供水这种方式就是利用射流泵本身的特殊结构工作，

10、利用进出口管径不同工艺来实现供水，但是由于其技术和工艺不完善，加之该方式可能显现有压无流量的现象，无法完全满意高层供水系统的需要.(4) 恒速泵 +高位水箱的供水这种方式原理与水塔是相像的，不同之处在于水箱设在建筑物的顶层.占的面积和设备投资都有所削减，但这对建筑物的造价和设计都有肯定影响，受建筑物面积的限制水箱容积不能过大，供水规模一般较小 .同时可能因外物入侵水箱影响水质.水位监控装置也比较简洁损坏，整个系统的起停完全由人工操作，费时费劲且不稳固.(5) 气压罐 +恒速泵供水这种供水方系统是采纳气压罐蓄水，依据罐内压力起停恒速泵.占的面积相对于水塔水箱较小，价格低廉 .而且由于罐是完全密封

11、的，不存在污染水质问题.(6) 变频调速恒压供水恒压供水系统通过安装在管网中的压力变送器将压力值与设定压力值作比较，PID 调剂后，通过变频器转变电源频率从而转变水泵转速，达到恒压的目的.变频调速水泵调速依据恒压位置不同可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结有三种掌握方式，以下一一介绍.水泵出口恒压这种变频调速方式是在泵的出口管道上安装压力传感器，恒压位置置在水泵出口处.由于管道会造成肯定的阻力损耗，距离较远位置置压力掌握不到位，只有系统较小，管网压力近似肯定时比较适合，假如供水距离较远，由于管管网能耗较大，往往在最不利点达不到恒压供水的目的，供水成效不抱负 .水泵出口变压这种方式压

12、力传感器位置置跟出口恒压一样，不同的是此系统的压力设定值是依据每日用水量变化规律在 24小时内分时段设定不同的压力值，进行全天变压，在一个时间段内恒压掌握.相比恒压供水更加科学更加节能，但也取决于全天24小时分成的时段数及所需水泵出口压力运算的精确程 度.压力值运算越精确，时段分的越细供水成效越好. 最不利点恒压掌握最不利点恒压掌握就是将压力传感器安装在系统压力最不利点，压力恒定位置置为整个系统的最不利点 .节能成效最好，但一般最不利点位置置距离水泵比较远，信号的采集传输成了最大的制约，实际应用相对较少.变频调速在总体上来说比气压罐节能.气压罐方式是依靠压力罐中的空气压力送水，系统运行时运行时

13、水泵都是在额定状态下运行，用户需水量较少时，由于水泵不能调速压力将上升不仅系统不稳固仍会铺张能源 .而且水泵是频繁的工频启动，对水泵损害较大又会造成肯定的额外能耗.变频调速是当用水量下降时转变水泵电源频率，降低转速，达到恒压的目的，这样就可以节约很多电能，同时水泵是变频启动，冲击电流小，能耗比较小.另外气压罐要使用钢材做原材料，这也是它的一个缺点 .而变频调速给水系统的变频器是一台由微型运算机掌握的电气设备，不存在钢材消耗问题 .同时由于气压罐体积大，占的面积大.而变频调速式系统中的调速装置占的面积仅为几平M. 由此可见变频调速供水方式对场所要求较低.最主要的是在运行成效上气压罐方式与调速式相

14、比有着肯定差距 .气压罐方式的运行不太稳固，一般表现在它的频繁启停.由于气压罐的调剂容量只占其总容积的 1/3-1/6 ，因而每个罐的调剂才能较小，只能依靠频繁的启停来保证水压，这样将产生较大的噪声，同时由于启停过于频繁，压力波动较大，加之直接工频启动，对电气和机械设备冲击较大.变频调速系统的运行特别稳固，没有频繁的启停现象，加之启动方式为变频启动，设备运行平稳， 防止了对电气、机械设备的冲击.在生活小区供水中，由于是经水泵加压后直接送往用户的，防止了的水质二次污染，保证了饮用水质量1.综上所述，变频调速供水系统具有节能，稳固牢靠，供水质量较好的优点，在生产生活中具有宽阔的前景和明显的经济效益

15、与社会效益 .随着社会的迅猛进展，水对人们生活与工业生产的影响日益增强，人们对供水的要求不断提高 .结合先进的自动化技术、掌握技术、通讯及网络技术提高供水质量是新时代的要求 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1.2 变频恒压供水的背景和意义泵站主要为工农业和生活供水，供水量大，能耗较高，提高泵站效率对于节能有着重要意义.我国泵站由于设计中对能源的爱护和系统硬件质量不够重视导致进展扭曲，与世界先进供水技术仍 有很大差距 .在目前的实际应用中，水泵风机的能源铺张比较严峻，做了很多无用功，人们生活用水上铺张的能源比重较大，由于我国人口多，用水量大，需要的能源更多，而且由于我国供水设备

16、 比较落后，效率不够高，掌握不到位，造成的能源铺张比较严峻.所以我们急需建立新的供水方案，提高系统的能源利用率，以小的投入换取高的回报，从根本上保证供水的质量.以PLC为核心结合变频器构造的恒压供水系统具有成本低，结构简洁，牢靠性高等优点，变频恒压供水系统结合自动化技术，变频技术，运算机技术，电气技术，对于提高恒压供水系统的稳固牢靠性有很大作用，使系统的监控便利快捷，提高系统的性能，同时咋节能方面有很大的奉献，所以此课题有很大的实际应用意义，对于提高供水质量节能减排的有特殊的奉献.1.3 国内外争论简况在早期，变频调速的显现为变频恒压供水技术供应了基础，最开头变频的对象一般起停掌握， 升降速掌

17、握等，在此变频恒压供水系统中变频器是作为一种执行器，通过压力传感器采集管网压力信号，传输到 PLC模拟量处理模块，PID 运算后输出到变频器，转变水泵电源频率，达到恒压供水的目的 .一些先进的恒压供水系统一般是一台泵配一台变频器，这样虽然系统的牢靠性特别高，但是投入成本太大，不适合广泛推广使用.即1968 年，丹麦的丹佛斯公司创造并首家制造变频器丹佛斯是传动产品全球五大核心供应商之一 后，变频恒压供水系统迅猛进展，系统的牢靠性和稳固性不断提高，随着自动化技术的进展，恒压供水系统的自动化程度也越来越高，它优良的性能快速得到世人的认可，很多变频器厂家开头争论进展恒压供水系统 .，像瑞典、瑞士的 A

18、BB 集团推出了HV AC 变频技术，法国的施耐德公司开发了一种变频恒压供水专用基板，供应固定泵变频和循环泵变频方式，它的核心是将 PLC 与变频器结合起来，通过 PLC程序指令掌握，实现不同的功能，所以此基本只需配备恒压供水系统硬件单元就可以直接投入应用 .但是此系统最多只能掌握七台泵的运行，对规模有肯定的限制 .这样的系统虽然建设便利，成本低，但是系统缺乏敏捷性，与其他系统的兼容性比较低，数据交换比较困难，而且监控起来也不便利，整体来说只适合于比较下且掌握要求不高的场所我 国 的 恒 压 供 水 技 术 比 较 落 后 ， 缺 乏 自 主 研 发 的 品 牌 ， 一 般 都 采 用 国 外

19、 大 公 司 的 变频器，在协作 PLC等掌握器完成系统的配置组态，实现用户所需要求.但在性能节能等方面仍有待提 高.目前市面上显现一种恒压供水专用变频器，自带肯定的数字量模拟量处理模块，无需外接PLC等掌握器就能完成四台泵的循环运行，简洁便利，经济适用，但也只适合规模小，掌握要求低的场所2.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2 恒压给水系统简介2.1 变频恒压供水系统恒压给水系统先后经受不同阶段，从最开头的“储水池水泵高位水箱”结构，来水进入储水池，然后由水泵加压后送至高位水箱，由高位水箱向用户供水，蓄水池起到高峰用水时调剂作用。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结

20、到后来 “储水池水泵压力罐”结构，来水进入储水池，然后由水泵加压后送至压力罐，由压力罐向用户供水，蓄水池起到高峰用水时调剂作用。到现在的“储水池恒压变频供水系统”结构，设定了系统的供水压力后，在掌握的作用下，水泵的转速和投入运行的水泵数量随供水量的变化而改变，真正实现了恒压供水的目标.从第一台 PLC产生到目前可分为 4阶段 .第一阶段为 1969-1972年，特点为功能简洁，主要是规律运算、定时、计数，机种单一，没有形成系列，CPU 由中小规模集成电路组成。其次阶段为1973-1978 年，特点为增加了数字运算、传递、比较功能，能完成模拟量掌握，开头具备自诊断功能。第三阶段为 1979-19

21、84年，特点为处理速度大大增加，具有通信及远程 I/O 功能，增加多种特别功能， 容错技术快速进展。第四阶段为 1984-今，特点为能完成监控及在 CRT 上显示现场画面，代替了外表盘的掌握，可将多台 PLC连接成各种系统，网络资源共享 .西门子 SIMATIC 系列 PLC，产生于 1958年，经受了 C3,S3,S5,S7系列 .S7-200系列 PLC自1994年产生以来以其国际化、高性能、安装空间小、良好的WINDOWS 用户界面等优势在过程掌握领域应用特别广泛 .由最初进展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市场，停止生产，而S7系列PLC进展成为了西门子自动化系统的掌握核心，而TD

22、C 系统沿用 SIMADYND技术内核，是对S7系列产品的进一步升级，它是西门子自动化系统最尖端，功能最强的可编程掌握器.变频恒压供水系统同其它供水方式相比较，除了具有显著的节能成效外，仍有以下显而易见的优势：1 、恒压供水技术因采纳变频器转变电动机电源频率，而达到调剂水泵转速转变水泵出口压力，比靠调剂阀门的掌握水泵出口压力的方式，具有降低管道阻力大大削减截流缺失的效能.2 、由于变量泵工作在变频工况，在其出口流量小于额定流量，泵转速降低，削减了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命.3 、水泵电动机采纳软启动方式，按设定的加速时间加速，防止电动机启动时的电流冲击，对电网电压造成波动的

23、影响，同时也防止了电动机突然加速造成泵系统的喘振.完全排除水锤现象 .4 、 实 现 恒 压 自 动 控 制 ， 不 需 要 操 作 人 员 频 繁 操 作 ， 降 低 了 人 员 的 劳 动 强 度 ， 节 省了人力 3.S7-200 系列小型 PLC 可应用于各种自动化系统.紧凑的结构、低廉的成本以及功能强大的指令集使得 S7-200 PLC成为各种小型掌握任务抱负的解决方案.S7-200产品的多样化以及基于Windows 的编程工具，能够更加敏捷的完成自动化任务.2.2 课题争论的对象此次设计争论的对象是一栋楼房的供水系统.这栋楼有 10 层，由于高层楼对水压的要求高，在水压低时，高层用

24、户将无法正常用水甚至显现无水的情形，水压高时将造成能源的铺张.如图 2.1 所示，是这栋小楼的供水流程.自来水厂送来的水先储存的水池中再通过水泵加压送给用户.通过水泵加压后，必需恒压供应每一个用户.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2.3 恒压供水系统掌握方式介绍本系统采纳 PLC 外加变频器的掌握方式，主要设备有压力传感器，可编程掌握器，变频器已经水泵 .其中传感器主要是检测管网中水压，转化为电信号传送到 PLC 中与压力设定值进行 PID 运算，输出结果到变频器，通过变频器转变泵的电源频率，掌握电机转速，达到恒压供水的目的. 系统方案结构如图 2.2 所示 .变频器PLCM压

25、力变送器P用户用水水泵组水池图 2.1 供水系统方案图变频构成恒压供水系统的及工作原理系统的构成整个恒压供水系统硬件结构如图2.2 所示.变频器M1控 制面板P LCM2用户管网M32.42.4.1可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图2.2 系统结构图如图 2.2所示，系统由三台水泵，一台变频器，一台西门子200可编程掌握器和一个压力传感器组成 .三台泵循环运行，延长水泵使用寿命，系统中的压力传感器一般采纳压力变送器，它将检测到的压力值以 4 20mA 的信号传送给 PLC，整个系统变频器和 PLC是核心不见，通过变频器转变电机的频率实现电机的无极调.从原理框图，我们可以看出变频

26、调速恒压供水系统由信号检测，执行机构，调剂机构，掌握系统组成.(1) 执行机构执行机构包括三台水泵，它们是为用水供水的直接动力部件，三台泵都分变频运行和工频运行，之间的切换有PLC 程序指令掌握，变频运行时PLC中PID 运算结果掌握变频器的输出，使得三台泵变频运行 .(2) 信号检测整个系统中的信号检测主要是管网水压的检测，为系统的运行供应数据.(3) 掌握系统PLC 作为系统的掌握器，是整个系统的核心，数据处理中心，当压力传感器将管网水压信号传输过来以后 PLC的PID 模块进行运算后得出一个输出结果到变频器，完成恒压的掌握，同时，PIC程序指令仍将完成泵之间的循环切换，增泵减泵等功能，是

27、整个系统的大脑，依据收集到的条件，告诉执行机构如何操作 .（ 4）通讯接口在自动化工程中，通信永久是重要的一环，通过通信，能实现与上位机或监控软件之间的数据交换，更加便利的明白系统运行状态及掌握4.2.4.2 工作原理合上空气开关，供水系统投入运行 .将自动开关 SB0闭合，再按下 SB3启动， SB2确认后系统正式开头运行 .PLC第一接通 KM4 ，第一台泵变频运行，并接通 KM7 起动变频器 .通过压力传感器传来的管网水压与设定的值以下 PID 运算，掌握变频器转变水泵电源频率，掌握电机转速，达到恒压供水的目的 .同时PID 模块能供应高低限报警，当PID 掌握变频器的输出达到设定高值（

28、设定为变频器输出频率 50HZ ）， M1.0 接通，表示一台泵不能满意供水功率需要，此时PLC程序会自动执行增泵程序，当 PID 掌握变频器的输出达到设定低值（设定为变频器输出20HZ ）， M1.1 接通表示运行的水泵数量过多，自动化程序会自动执行减泵程序.增泵工作过程为假定开头时二号泵变频运行，就二号泵电机在PLC 掌握下先投入工频运行，三号泵变频启动，其运行速度由变频器调剂.当供水压力小于压力预置值时变频器输出频率上升，水泵转速上升，反之下降.减泵工作过程为假定开头时二号泵工频运行，三号泵变频运行，当供水压力大于预置值时，变频器输出频率降低，水泵速度下降，当变频器的输出频率达到下限，并

29、稳固运行一段时间后，把三号水泵停机，二号变频运行.2.4.3 变频恒压供水系统中增减水泵过程分析可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结工作原理介绍中讲到的PID 模块高限报警表示运行的水泵已经达到额定频率额定转速，此时假如在提高电源频率就会降低电机的转矩，但是此时系统管网水压仍达不到我们的要求，所以必需启动下一台泵来增加整个供水系统的功率，以便保持系统水压恒定.反过来讲，当由于高限报警后执行了增泵程序，用户用水量降下来以后，两台泵运行的功率过剩，此时就需要将其中一台泵停下来，另一台泵变频运行.那么什么情形下增哪一台？怎么增？减泵又是减哪一台？怎么减？这些问题在后面的程序及仿真中再一一

30、介绍.就变频器本身而言，它的变频范畴是很广的，一般都是0到几百赫兹，但我们在此系统中应用却不能使频率过大或过小，频率过大将导致电机转矩不足等问题，影响系统的稳固运行，整个系统中电机可能在工频与变频之间切换，当变频切工频时只能是工频频率在50Hz时进行 .假如变频频率已经达到 50HZ ，照旧达不到设定的压力值，PID 高限报警 M1.0 就会接通，此时延时 2S后就需要增加一台泵以满意供水需要.相对的，当用水量比较少时，变频频率就会降低，但也不能无限将至0HZ 甚至以下，在实际应用中，由于管网中是存在水压的，所以会施加一个反向力给水泵，同时也会阻挡水池的水进入管网，所以变频频率不行能降至0HZ

31、 ，甚至在 10 20HZ 时水泵已经无法将水送入管网，所以 PID 模块低限报警设定值一般就为水泵不能送水的临界值，此值更加管网水压以及其他原因会有所不同，此系统中低限报警值设为20HZ.在实际应用中，应当在的确需要机组进行切换的时候才进行机组的切换.即在接到高低限报警时不是立刻执行增减泵操作，而是进行肯定时间的延时，防止因偶然情形导致不必要的增减泵，这样不仅会影响管网水压稳固，仍使得泵起停频繁，使用寿命减短.在本系统中定时为30S，为了程序仿真便利，在仿真时此值设为2S.2.5 主电路接线图电机有两种工作模式即：在工频电下运行和在变频电下运行.KM1 、 KM2 、 KM3分别为电动机 M

32、1 、M2 、M3 工频运行时接通电源的掌握接触器，KM4 、 KM5、KM6分别为电动机M1 、M2 、 M3 变频运行时接通电源的掌握接触器.热继电器 FR是利用电流的热效应原理工作的爱护电路，它在电路中的用作电动机的过载爱护.熔断器（ FU ）是电路中的一种简洁的短路爱护装置.使用中，由于电流超过答应值产生的热量使串接于主电路中的熔体熔化而切断电路，防止电气设备短路和严峻过载5.水泵主回路接线如图2.4 所示 .FU1FU2FU3KM7工频电QS可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结KM1KM2KM3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结KM4FR1KM5FR2KM6

33、FR3R S T变频器U V W可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结M1M2M3图 2.3 水泵主回路接线图3 恒压供水系统硬件配置3.1 可编程掌握器选型3.1.1 简介 PLC可编 程掌握器 是 60 岁月末 在继电器 系统上进展起来的，当 时称作可编程规律掌握 器Programmable Logic Controller ，简称 PLC. 可编程掌握器是以微处理器为基础，综合了运算机技术、自动掌握技术和通讯技术，用面对掌握过程、面对用户的简洁编程语句，适应工业环境，是简单易懂，操作便利、牢靠性高的新一代通用工业掌握器，是当代工业自动化的主要支柱之一.可编程掌握器具有丰富的输入

34、/输出接口，并具有较强的驱动才能，但它的产品并不针对某一具体工业应用，其敏捷标准的配置能够适应工业上的各种掌握. 在实际应用中，其硬件可依据实际需要选用配置，其软件就需要依据要求进行设计6.PLC 结构如图 3.1 所示 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结电源模块CPU 模块储备器模块可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结输输通信模块入出模模块编程智能操作器模块模块块掌握对象图 3.1 PLC的硬件结构框图初期的 PLC 只能进行开关量的掌握，比较简洁，系统的限制比较多随着自动化技术，运算机技术的进展， PLC 的功能越来越完善，次序掌握，模拟量处理让PLC 在自动化

35、领域扮演着越来越重要的角色 7.现代可编程掌握器不仅能实现对开关量的规律掌握，仍具有数学运算、数学处理、运动掌握、模拟量PID 掌握、通信网络等功能.在发达的工业化国家，可编程掌握器已经广泛的应用在全部的工业部门，其应用已扩展到楼宇自动化、家庭自动化、商业、公用事业、测试设备和农业等领域.归纳可编程掌握器主要有以下几方面的优点：1） 编程方法简洁易学2） 功能强，性能价格比高3） 硬件配套齐全，用户使用便利，适应性强PLC是在系统软件的掌握和指挥下，采纳循环次序扫描的工作方式，其工作过程就是程序的执行过程，它分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，如图 3.2 所示.扫描周期输入采样程序执行

36、输出刷新可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结. .输 程入端. .输入寄读 序 写存器元输输出件刷新出输出寄存寄存器器端.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3.1.2 PLC的选型图3.2PLC 的扫描工作过程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第一是挑选 PLC的品牌，依据供水系统要求，结合牢靠性，市场认可度及成本，泵课题选用西门子S7 系列 PLC作为掌握器，因掌握电路I/O 点较少，选用小型 PLC西门子 200PIC 即可8.水泵 M1 、 M2， M3 可变频运行，也可工频运行，需PLC的6个输出点

37、，变频器的运行与关断需 由PLC的1个输出点，三台泵的运行反馈停止反馈共需6个输入点，系统的起停掌握共需7个输入 点，三台泵的工频开关需3个输入点，压力检测需一个模拟量输入点，变频器的PID 调剂需一个模拟量输出点一个，所以本系统数字输入点共19个，数字输出点共 7个，模拟输入点 1个，模拟量输出点1个9. 系统符号表如图 3.3所示 .图 3.3 系统符号表由于西门子 224XP 包含 2个模拟量输入和 1个模拟量输出，不必额为添加模拟量出来模块，所以本系统选用门子 224XP 作为掌握器，技术参数如下：订货号模块名称模块描述尺寸重量（mm）功耗6ES7 214-2BD23-0XB8CPU2

38、24XP AC/DC继/电器14 输入/10继电器输出140*80*62440g11W表 3.2 CPU22X 相同的参数表 3.1 CPU 常规参数PID位处标志/ 定集成通信端口电源数字数字量输出掌握理数时器/ 计电压量输可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结器据数器入最多0.22u256/256RS 485 接口支持下85-24V5 30 V DC8 个s/256列工 作模式： PPI主站或从站 /MPI 从站/ 自由口264V ACDC或 5 250 VAC，最大 2 A（继电器）表 3.3CPU特定数据技术规范集成数字量输入 / 输出模拟量输入 / 输出程序数据通信接口I/

39、O/ 使用扩展模块的/ 使用扩展模块的储备储备RS 485最多通道数量最多通道数量器器14114/110/2242 AI/1 AO12/1610 KB2DI/10integratedKBDO32/28/44由于本系统共数字量输入点19 个，输出点为 7 个， 224XP 自身集成的I/O 点不能满意系统需要，需增加一个数字量扩展模块10.考虑到系统以后的扩展需要，对 I/O 点数增加 20%的扩展余量，所以本系统共需输入点为19* （ 1+20%）=23，输出点为 7* （1+20%） =9. 因此选用 EM221作为系统扩展模块，参数如下：表 3.4 EM221 参数订货号模块名称模块描述尺

40、寸（ mm）功耗输入电压6ES72211BF220XEM 221DI8 x 24V46 x 802W24 VDCA8DCx 623.1.3 PLC的接线PLC外部接线如图 3.4所示.120/240V AC 电源KM1 KM2 KM3KM4 KM5 KM6KM7 NNN1L 0.0 0.1 0.2 0.32L 0.4 0.5 0.63L 0.7 1.0 1.1N L1 AC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结24VDC 传感器+电源输出SB0 SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6KA1 KA2 KA3 KA4 KA5图3.4 PLC 的接线图扩展模块 EM221 外部接线

41、如图 3.5所示KA7 KA8 KA9SB7 SB8 SB91M 2.0 2.1 2.2 2.322EM221 数字量输入 8*24V DC 6ES7 2211BF220XA8 2M 2.4 2.5 2.6 2.7+图 3.5扩展模块接线图3.2 变频器选型3.2.1 变频器简介变频器主电路（ IGBT、BJT、或 GTO作逆变元件）输出频率可调的电源，此电源的频率和电压由PLC中 PID 模块掌握 . 对于掌握要求比较高的场所仍需安装过电压爱护装置 . 整个变频器由主电路，掌握电路组成，以下一一介绍 .1. 主电路可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结主电路就是转变频率的电力转化部

42、分，一般由整流器，平波电路，逆变器三部分构成，整流器的作用是将工频沟通电转化为直流电，一般是采纳二极管. 平波电路的作用是掌握电压波动，整流后的电压波动比较大，平波电路一般采纳电感来减小波动 . 逆变器是通过可控硅将直流电变成变频沟通电11.2. 掌握电路掌握电路是给主电路供应变频的信号，一般包括驱动电路，爱护电路， 运算电路等组成，其中运算电路的作用是将指令与检测电路的信息进行一系 列运算，得到变频器需要输出的结果. 驱动电路的作用是驱动主电路的器件，保证主电路的正常运行 . 爱护电路的作用就是在电路故障的情形下爱护硬件，一般来讲主要有过电压爱护，瞬时停电爱护，超频爱护等等，爱护电 路是每个系统所必需的，是提高系统牢靠性的重要手段12.变频恒压供水系统主要有以下几个特点 :1节能：变频调速恒压供水设备使整个供水系统始终保持最优工作状态节电率可达 35%60% ，这一特点已被广大用户所熟悉并带来效益2占的面积小，投人少，效率高：设备结构紧凑占的面积少爱护便利爱护费用低投资省安装快如仅供几栋居民楼生活用水的小型供水设备在楼梯间楼梯下几平方