1、沈陽理工大學課程設計論文目錄1 變頻器恒壓供水系統簡介 11.1變頻恒壓供水系統理論分析 11.1.1 變頻恒壓供水系統節能原理 11.1.2 變頻恒壓控制理論模型 21.2恒壓供水控制系統構成 31.3 變頻器恒壓供水產生的背景和意義 42變頻恒壓供水系統設計 52.1設計任務及要求52.2 系統主電路設計 52.3 系統工作過程63器件的選型及介紹 83.1 變頻器簡介83.1.1 變頻器的基本結構與分類 83.1.2 變頻器的控制方式 83.2 變頻器選型93.2.1 變頻器的控制方式 93.2.2 變頻器容量的選擇 103.2.3 變頻器主電路外圍設備選擇 123.3 可編程控制器（P

2、LC）143.3.1 PLC的定義及特點143.3.2 PLC的工作原理153.3.3 PLC 及壓力傳感器的選擇 154 PLC編程及變頻器參數設置 164.1 PLC的I/O接線圖164.2 PLC 程序174.3 變頻器參數的設置 214.3.1 參數復位214.3.2 電機參數設置 21總結22參考文獻230沈陽理工大學課程設計論文1變頻器恒壓供水系統簡介1.1變頻恒壓供水系統理論分析1.1.1變頻恒壓供水系統節能原理供水系統的基本特性和工作點揚程特性是以供水系統管路中的閥門開度不變為前提，表明水泵在某一轉速下揚程H與流量Q之間的關系曲線f(Q)，如圖1-1所示。圖1-1供水系統的基本

3、特征由圖可以看出，流量Q越大，揚程H越小。由于在閥門開度和水泵轉速都不變的 情況下，流量的大小主要取決于用戶的用水情況，因此，揚程特性所反映的是揚程H與用水流量Q(u)間的關系。而管阻特性是以水泵的轉速不變為前提， 表明閥門在某一開度 下，揚程H與流量Q之間的關系H J (Qu )。管阻特性反映了水泵的能量用來克服泵系 統的水位及壓力差、液體在管道中流動阻力的變化規律。由圖可知，在同一閥門開度下， 揚程H越大，流量Q也越大。由于閥門開度的改變，實際上是改變了在某一揚程下，供 水系統向用戶的供水能力。因此，管阻特性所反映的是揚程與供水流量 Qc之間的關系H f (Qc )。揚程特性曲線和管阻特性

4、曲線的交點，稱為供水系統的工作點，如圖中 A點。 在這一點，用戶的用水流量Qu和供水系統的供水流量 Qc處于平衡狀態，供水系統既滿 足了揚程特性，也符合了管阻特性，系統穩定運行。圖1-1供水系統的基本特征。變頻恒壓供水系統的供水部分主要由水泵、電動機、管道和閥門等構成。通 常由異步電動機驅動水泵旋轉來供水，并且把電機和水泵做成一體，通過變頻器 調節異步電機的轉速，從而改變水泵的出水流量而實現恒壓供水的。因此，供水 系統變頻的實質是異步電動機的變頻調速。異步電動機的變頻調速是通過改變定 子供電頻率來改變同步轉速而實現調速的。1.1.2變頻恒壓控制理論模型變頻恒壓控制系統以供水出口管網水壓為控制目

5、標，在控制上實現出口總管 網的實際供水壓力跟隨設定的供水壓力。設定的供水壓力可以是一個常數，也可 以是一個時間分段函數，在每一個時段內是一個常數。所以，在某個特定時段內， 恒壓控制的目標就是使出口總管網的實際供水壓力維持在設定的供水壓力上從圖1-2中可以看出，在系統運行過程中，如果實際供水壓力低于設定壓 力，控制系統將得到正的壓力差，這個差值經過計算和轉換，計算出變頻器輸出頻率的 增加值，該值就是為了減小實際供水壓力與設定壓力的差值，將這個增量 和變頻器當前的輸出值相加，得出的值即為變頻器當前應該輸出的頻率。該頻率 使水泵機組轉速增大，從而使實際供水壓力提高，在運行過程中該過程將被重復， 直到

6、實際供水壓力和設定壓力相等為止。如果運行過程中實際供水壓力高于設定壓力， 情況剛好相反，變頻器的輸出頻率將會降低，水泵的轉速減小，實際供水壓力因此而減 小。同樣，最后調節的結果是實際供水壓力和設定壓力相等。實附$ 4頻率S1 L* k L_a壓力給4J泵 水!HILnr>傳 力 壓*圖1-2變頻恒壓控制原理圖1.2恒壓供水控制系統構成變頻恒壓供水系統的供水部分主要由水泵、電動機、管道和閥門等構成。通常由異 步電動機驅動水泵旋轉來供水， 并且把電機和水泵連成一體，通過變頻器調節異步電機 的轉速，從而改變水泵的出水流量而實現恒壓供水的。因此，供水系統變頻的實質是異 步電動機的變頻調速。異步電

7、動機的變頻調速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉速 而實現調速的。圖1-3恒壓供水系統方框圖壓力水壓由壓力傳感器的信號4-20mA送入變頻器內部的PID模塊，與用戶設定的壓力值 進行比較，并通過變頻器內置PID運算將結果轉換為頻率調節信號，以調整水泵電機的 電源頻率，從而實現控制水泵轉速。由于變頻器內部自帶的PID調節器采用了優化算法， 所以使水壓的調節十分平滑，穩定。同時，為了保證水壓反饋信號值的準確、不失值， 可對該信號設置濾波時間常數，同時還可對反饋信號進行換算，使系統的調試更為簡單、 方便。西門子系列PLC編程采用STEP軟件，它是西門子PLC勺視窗軟件支持工具，提供完 整的編程環境，

8、可進行離線編程和在線連接和調試，并能實現梯形圖與語句表的相互轉換。系統程序包括主程序和起動子程序，主程序包括參與調節程序和電機切換程序；電 機切換程序又包括加電機程序和減電機程序。起動子程序實際上是清零子程序。 在主程序中，設置兩個變頻器頻率上下限到達濾波時間繼電器，用于穩定系統。1.3 變頻器恒壓供水產生的背景和意義泵站擔負著工農業和生活用水的重要任務，運行中需要大量消耗能量，提高泵站 效率；降低能耗，對國民經濟有重大意義。我過泵站的特點是數量大、范圍廣、類型多、 發展速度快，在工程規模上也有一定水平，但由于設計中忽視動能經濟觀點以及機電產 品類型和質量上存在的一些問題等原因，至使在技術水平

9、、工程標準以及經濟效益指標 等方面與國外先進水平相比，還有一定的差距。目前，大量的動能消耗在水泵、風機負 載上，城鄉居民用水設備所消耗的電量在這類負載中占了相當大的比例。因此，研究提 水系統的能量模型，找出能夠節能的控制策略方法是目前較為重要的一件事。以變頻器為核心結合PLC組成的控制系統具有高可靠性、強抗干擾能力、組合靈 活、編程簡單、維修方便和低成本等諸多特點，變頻恒壓供水系統集變頻技術、電氣技 術、防雷避雷技術、現代控制、遠程監控技術與一體。采用該系統進行供水可以提高供 水系統的穩定性和可靠性，方便的實現供水系統的集中管理與監控；同時系統具有良好 節能性，這在能量日益緊缺的今天尤為重要，

10、所以研究設計該系統，對于提高企業效率 以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現實意義。6沈陽理工大學課程設計論文2變頻恒壓供水系統設計2.1設計任務及要求本系統是以一個供水系統作為被控對象，PLC與變頻器協調控制電機的轉速與啟動 和停止。系統控制要求：(1) 工藝參數：供水系統由3臺水泵組成：母管壓力H> 0.8時，一臺定速，一臺變速，一臺備用。母管壓力H< 0.64時，一臺定速或變速，二臺備用。母管壓力H< 0.52時，一臺變速，二臺備用。電動機參數：型號：JD-L-39-4功率：75KW額疋頻率：50Hz額定電壓：380VAC;額定轉速：1470 r/min額定電流

11、：126.6 A水泵電機的起動/停止、正轉、調速控制。(4) 變頻器采用遠方控制方式。(5) 通過母管壓力變送器測得實際壓力大小，同時和壓力給定組成閉環控制(6) 變頻器的運行狀態指示(如運行、停止、過流、低壓等)。(7) 變頻器的報警處理。2.2 系統主電路設計圖2.1系統主電路圖由恒壓供水主電路圖可見，接觸器 1KM2、2KM2、和3KM2用于變頻器輸出，分 別接到水泵M1、M2和M3，而接觸器1KM3、2KM3和3KM3將工頻電源接到3臺水 泵。變頻器可以對任何一臺水泵啟動和恒壓供水控制。空氣開關（QL）是當電動機過載時自動將電動機從電網中斷開熱繼電器（FR）是利用電流的熱效應原理工作的

12、保護電路，它在電路中用作電動機的過載保護。2.3 系統工作過程1、減泵過程當用水量減少、水壓上升、變頻器輸出頻率低于下限值時，但管網壓力仍偏高時, 則各泵將依次退出運行，依次退出運行的方式有兩種。（1）先開先停方式。PLC接收到下限頻率到達信號，延時一定時間后，接觸器 1KM2失 電復位，水泵M1脫離工頻電源停止運行。變頻器輸出頻率仍然低于下限值，重復上述 過程，水泵M2脫離工頻電源停止運行，變頻器驅動水泵 M3恒壓供水，水壓穩定在設定值上。這種方式稱為循環方式，通常用于各臺水泵的容量都相等的供水系統中。其優點是可以自動的使各泵運行的時間比較均衡；缺點是工頻運行狀態直接停機時， 可能由于停機太

13、快而使管網壓力發生較大波動。(2) 先開后停方式。首先使正在變頻運行的M3減速停機，然后使變頻器的輸出頻率升至 50Hz,將M2切換為變頻工作，依此類推這種方式通常用于各臺水泵的容量不相等的供 水系統中，其優點是水泵的停機比較緩慢，管網壓力比較穩定；缺點是不能自動地循環 變換。2、加泵過程首先由M1在變頻控制的情況下工作。當用水量增大、水壓下降，變頻器輸出頻率上升到50Hz時水壓仍然不足，經過短暫的延時，將M1切換為工頻工作，同時變頻器的輸出頻率迅速降低為0，然后使M2投入變頻運行。當M2也達到額定頻率而水壓仍不足時，重復開始運行時的過程，水泵 M2脫離變頻器驅動，由工頻供電全速運行，變頻器驅

14、動水泵M3變頻運行，使水壓恒定在設定值上。9沈陽理工大學課程設計論文3器件的選型及介紹3.1 變頻器簡介3.1.1 變頻器的基本結構與分類1、變頻器的基本結構變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現電機的變 速運行的設備。變頻器包括控制電路、整流電路、中間直流電路及逆變電路組成。其中 控制電路完成對主電路的控制， 整流電路將交流電變換成直流電， 直流中間電路對整流 電路的輸出進行平滑濾波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。 對于如矢量控制變頻器 這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉矩計算的CPU以及一些相應的電路。2、變頻器的分類變頻器的分類方法有多

15、種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電 流型變頻器；按照開關方式分類，可以分為 PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高 載頻PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為 V/f控制變頻器、轉差頻率控制 變頻器和矢量控制變頻器等；按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、 高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。3.1.2 變頻器的控制方式在交流變頻器中使用的非智能控制方式有 V/f協調控制、轉差頻率控制、矢量控制、直接轉矩控制等。(1) V/f控制V/f控制是為了得到理想的轉矩-速度特性，基于在改變電源頻率進行調速的同時,又要保證電動機的磁通不變的思想而提出的，通用型變頻

16、器基本上都采用這種控制方 式。V/f控制變頻器結構非常簡單，但是這種變頻器采用開環控制方式，不能達到較高 的控制性能，而且，在低頻時，必須進行轉矩補償，以改變低頻轉矩特性。(2) 轉差頻率控制轉差頻率控制是一種直接控制轉矩的控制方式，它是在V/f控制的基礎上，按照知道異步電動機的實際轉速對應的電源頻率， 并根據希望得到的轉矩來調節變頻器的輸出 頻率，就可以使電動機具有對應的輸出轉矩。這種控制方式，在控制系統中需要安裝速 度傳感器，有時還加有電流反饋，對頻率和電流進行控制，因此，這是一種閉環控制方 式，可以使變頻器具有良好的穩定性，并對急速的加減速和負載變動有良好的響應特性。(3) 矢量控制矢量

17、控制是通過矢量坐標電路控制電動機定子電流的大小和相位，以達到對電動機在d、q、0坐標軸系中的勵磁電流和轉矩電流分別進行控制，進而達到控制電動機轉矩 的目的。通過控制各矢量的作用順序和時間以及零矢量的作用時間，又可以形成各種 PWM波，達到各種不同的控制目的。例如形成開關次數最少的PWM波以減少開關損耗。目前在變頻器中實際應用的矢量控制方式主要有基于轉差頻率控制的矢量控制方式 和無速度傳感器的矢量控制方式兩種。(4) 直接轉矩控制直接轉矩控制是利用空間矢量坐標的概念，在定子坐標系下分析交流電動機的數學 模型，控制電動機的磁鏈和轉矩，通過檢測定子電阻來達到觀測定子磁鏈的目的，因此 省去了矢量控制等

18、復雜的變換計算，系統直觀、簡潔，計算速度和精度都比矢量控制方 式有所提高。即使在開環的狀態下，也能輸出100%的額定轉矩，對于多拖動具有負荷平衡功能。(5) 最優控制最優控制在實際中的應用根據要求的不同而有所不同， 可以根據最優控制的理論對 某一個控制要求進行個別參數的最優化。 例如在高壓變頻器的控制應用中， 就成功的采 用了時間分段控制和相位平移控制兩種策略，以實現一定條件下的電壓最優波形。3.2 變頻器選型3.2.1 變頻器的控制方式控制方式是決定變頻器使用性能的關鍵所在。目前市場上低壓通用變頻器品牌很多,包括歐、美、日及國產的共約50多種。選用變頻器時不要認為檔次越高越好，其實只要按負載

19、的特性，滿足使用要求就可，以便做到量才使用、經濟實惠。下表中參數供選 用時參考。3.2.2變頻器容量的選擇表3.1控制方式的比較控制 方式U/f=C控制電壓空間矢量 控制矢量控制直接轉矩控制反饋 裝置不帶PG帶PG或PID調節器不要不帶PG帶PG或編ZTJ叭 碼器速比I<1:401:601:1001:1001:10001:100起動 轉矩（在3Hz）150%150%150%150%零轉速時為 150%零轉速時為 >150%200%靜態 速度 精度/%適用 場合±（0.20.3）±（0.20.3）± 0.2± 0.2± 0.02

20、77; 0.2一般風機、泵 類等較高精度調速，控制一般工業上的 調速或控制所有調速或控制伺服拖動、 高精傳動、 轉矩控制負荷起動、起重負 載轉矩控制系統， 恒轉矩波動大負 載故選擇U/f=C控制13沈陽理工大學課程設計論文#沈陽理工大學課程設計論文因此，合理的容量將保證最這里給出了三種基本的容量變頻器的容量直接關系到變頻調速系統的運行可靠性, 優的投資。變頻器的容量選擇在實際操作中存在很多誤區, 選擇方法，它們之間互為補充。1、從電流的角度：大多數變頻器容量可從三個角度表述：額定電流、可用電動機功率和額定容量。其 中后兩項，變頻器生產廠家由本國或本公司生產的標準電動機給出，或隨變頻器輸出電壓而

21、降低，都很難確切表達變頻器的能力。選擇變頻器時，只有變頻器的額定電流是一個反映半導體變頻裝置負載能力的關鍵 量。負載電流不超過變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本原則。需要著重指出的是,確定變頻器容量前應仔細了解設備的工藝情況及電動機參數，例如潛水電泵、繞線轉子電動機的額定電流要大于普通籠形異步電動機額定電流，冶金工業常用的輥道用電動機不僅額定電流大很多，同時它允許短時處于堵轉工作狀態，且輥道傳動大多是多電動機傳動。應保證在無故障狀態下負載總電流均不允許超過變頻器的額定電流。2、從效率的角度：系統效率等于變頻器效率與電動機效率的乘積，只有兩者都處在較高的效率下工作時，則系統效率才較高。從效率角

22、度出發，在選用變頻器功率時，要注意以下幾點：（1）變頻器功率值與電動機功率值相當時最合適，以利變頻器在高的效率值下運轉。（2）在變頻器的功率分級與電動機功率分級不相同時，則變頻器的功率要盡可能接近 電動機的功率，但應略大于電動機的功率。（3）當電動機屬頻繁起動、制動工作或處于重載起動且較頻繁工作時，可選取大一級 的變頻器，以利用變頻器長期、安全地運行。（4）經測試，電動機實際功率確實有富余，可以考慮選用功率小于電動機功率的變頻 器，但要注意瞬時峰值電流是否會造成過電流保護動作。（5）當變頻器與電動機功率不相同時，貝U必須相應調整節能程序的設置，以利達到較 高的節能效果。3、從計算功率的角度：對

23、于連續運轉的變頻器必須同時滿足以下3個計算公式：（1）滿足負載輸出：Pcn>Pm/ n（3.1）（2）滿足電動機容量：Pcn23KUele cos ©-3X 10（3.2）（3）滿足電動機電流：IcnK（3.3）式中Pcn為變頻器容量（單位kW） ,PM-負載要求的電動機軸輸出功率（單位kW）， Ue為電動機額定電壓（單位V），le為電動機額定電流（單位A），n為電動機效率（通 常約為0. 85），cos©為電動機功率因數（通常約為 0. 75），k是電流波形補償系數 （由于變頻器的輸出波形并不是完全的正弦波，而含有高次諧波的成分，其電流應有所增加，通常K約為1. 0

24、51.1）。將本系統參數帶入求得所取變頻器容量最低為 88KW故取100KW，額定電流139.26A， 故取150A。根據計算所得的所需參數可以選取西門子 MicroMaster430 (風機水泵專業)變頻器， 具體的可以選擇MM430-110I型號的變頻器，他配接電機的容量是 110kw,額定電流為 205A滿足使用需求，可以選擇。3.2.3 變頻器主電路外圍設備選擇1、斷路器當變頻器需要檢修時，或者因某種原因而長時間不用時，將QF切斷，使變頻器與電源隔離。當變頻器輸入側發生短路等故障時，進行保護。選擇原則(1) 變頻器在剛接電源的瞬間，對電容器的充電電流可達額定電流的(2-3)倍；(2)

25、變頻器的進線電流是脈沖電流，其峰值常可能超過額定電流；(3) 變頻器允許的過載能力為150%，1min。為了避免誤動作，斷路器的額定電流Iqn應選：I QN 一 (1.3 1.4) In(3.4)其中IN為變頻器的額定電流。故選擇斷路器額定電流選擇210A根據上述數據可以選擇斷路器 DW1400斷路器額定電壓為380V,額定電流為300 滿足要求可以選擇。2、接觸器(1) 主要作用：可通過按鈕開關方便地控制變頻器的通電與斷電；變頻器發生故障時，可自動切斷電源。(2) 選擇原則：由于接觸器自身并無保護功能， 不存在誤動作的問題，故選擇原則是主觸點的額定 電流Ikn -In，應該大于126.6A,

26、可以選擇主觸點額定電流為130A的接觸器。根據上述數據施奈德的LC1 D150,滿足參數要求，可以選擇3、主電路的線徑(1)電源和變頻器之間的導線一般說來，和同容量普通電動機的電線選擇方法相同。考慮到其輸入側的功率因數往往較低，應本著宜大不宜小的原則來決定線徑。變頻器和電機之間的導線因為頻率下降時，電壓也要下降，在電流相等的情況下，線路電壓降厶u在輸出電壓中的比例將上升，而電動機得到電壓的比例則下降。 這有可能導致電動機帶不動負載并發 熱。所以，在決定變頻器和電動機之間導線的線徑時，最關鍵的因素便是線路電壓降.2的影響。一般要求：.：U < (2 3)%U N(3.5)：U的計算公式是：

27、 3 1 MN Ro1_ U(V)(3.6)1000式中：Un 額定相電壓，V ；I MN電動機額定電流，A ；Ro 單位長度(每米)導線的電阻，mQ /m ;1 導線的長度，m。由上兩式可直接求出Ro的取值范圍。根據Ro值確 定導線面積。由公式(3.5)得：u < (7.6 11.4 ) V由公式(3.6)得：0.69 mQ/m 乞 r° 乞1.04 mQ /m根據表3.1判斷所需的導線截面積，為了滿足控制系統的要求，應該選擇截面積為16 mm 2的導線。表3.2 常用電動機引出線的單位長度電阻值。標稱截面/mm1.01.52.54.06.010.016.025.035.0R

28、0 /(m Q /m)17.811.96.924.402.921.731.100.690.494、制動電阻準確計算制動電阻值十分麻煩， 在實際工作中基本不用。許多變頻器的使用說明書 上給了一些計算方法，也有的直接提供了供用戶選用的制動電阻的規格。但按說明書上選擇電阻時須注意下面問題，變頻器生產廠家為了減少制動電阻檔次， 常常對若干種不 同容量的電動機提供相同阻值和容量的制動電阻。選用時，應注意根據生產機械的具體 情況進行調整。對同一擋中電動機容量較小者，制動轉矩與額定轉矩的比值偏大。為了 減小能量的消耗，應根據制動過程的緩急程度以及飛輪力矩的大小，考慮能否選擇阻值 較大的制動電阻。對同一擋中電

29、動機容量較大者，制動轉矩與額定轉矩的比值偏小。在 一些飛輪力矩較大，又要求快速制動的場合，或者如起重機械那樣，需要釋放位能的場 合，上述制動電阻有可能滿足不了要求，靠考慮選擇阻值較小的一擋制動電阻。3.3可編程控制器(PLC)3.3.1 PLC的定義及特點在PLC的發展過程中，美國電氣制造商協會(NEMA )經過4年的調查，于1980 年把這種新型的控制器正式命名為可編程序控制器(Programmable Controller)，英文縮寫為PC，并作如下定義：可編程序控制器是一種數字式電子裝置。它使用可編程序的 存儲器來存儲指令，并實現邏輯運算、順序控制、計數、計時和算術運算功能，用來對 各種

30、機械或生產過程進行控制。PLC的特點如下：1、高可靠性(1) 所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業現場的外電路與PLC內部電路之間電氣上隔離。(2) 各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間常數一般為1020ms.(3) 各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。(4) 采用性能優良的開關電源。(5) 對采用的器件進行嚴格的篩選。(6) 良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大。(7) 大型PLC還可以采用由雙CPU構成冗余系統或有三CPU構成表決系統,使可靠性更 進一步提高。2、豐富的I/O接口模塊PLC針對不同的工業現場信號，如：交流或直

31、流； 開關量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強電或弱電等。有相應的I/O模塊與工業現場的器件或設備，如：按鈕行程開關接近開關傳感器及變送器電磁線圈控制閥直接連接。另外為了提高操作性 能，它還有多種人-機對話的接口模塊；為了組成工業局部網絡，它還有多種通訊聯網的 接口模塊，等等。3、采用模塊化結構為了適應各種工業控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數PLC均采用模塊化結構。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設計，由機架及電 纜將各模塊連接起來，系統的規模和功能可根據用戶的需要自行組合。4、編程簡單易學PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者

32、來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。5、安裝簡單，維修方便PLC不需要專門的機房，可以在各種工業環境下直接運行。使用時只需將現場的各種設備與PLC相應的I/O端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝 置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發生故 障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統迅速恢復運行。3.3.2 PLC的工作原理PLC采用循環掃描的工作方式，在PLC中用戶程序按先后順序存放，CPU從第一條 指令開始執行程序，直到遇到結束符后又返回第一條， 如此周而復始不斷循環。PLC的 掃描過程分為內部處理、通信

33、操作、程序輸入處理、程序執行、程序輸出幾個階段。全 過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當PLC處于停狀態時，只進行內部處理和通信操作服務等內容。在PLC處于運行狀態時，從內部處理、通信操作、程序輸入、程 序執行、程序輸出，一直循環掃描工作。3.3.3 PLC及壓力傳感器的選擇水泵M1、M2、M3可變頻運行，也可工頻運行，需要 6個輸出點，根據系統設計要 求需要五個輸入點，則選擇西門子的 S7-200系列PLC。壓力傳感器采用CY-YZ-1001型絕對傳感器。該傳感器采用硅壓阻效應原理實現壓 力測量的力-電轉換。傳感器由敏感芯體和信號調理電路組成，當壓力作用于傳感器時， 敏感芯體內硅片上的惠斯

34、登電橋的輸出電壓發生變化， 信號調理電路將輸出的電壓信號 作放大處理，同時進行溫度補償、非線性補償，使傳感器的電性能滿足技術指標的要求。傳感器的量程為02.5MPa,工作溫度為5C60C，輸出電壓為05V,作為本系統 的反饋信號供給PLC。4 PLC編程及變頻器參數設置4.1 PLC的I/O接線圖K1 _ _K2_ _K3K4K5_K6_220VAC1LQ0.0Q0.1Q0.2Q0. 3Q0.4Q0.5丄NL1S7-200 PLC1MI0.0I0.1I0.2I0.3I0.4ML+SB2圖4.1 PLC的I/O接線圖輸出端接中間繼電器控制電機的工頻與變頻工作狀態的轉換，輸入點 I0.0控制系 統

35、電機的停止工作，I0.1控制系統電機工作及變頻器工作的開始。I0.2點用于在一號泵 有故障時手動啟用三號泵代替一號泵的工作。I0.4為當變頻器輸出頻率達到上限值時手 動閉合，使電動機切換為工頻工作。20沈陽理工大學課程設計論文4.2 PLC程序啟動變頻器工作10.3PLC接收壓力變送器反饋的值，與設定值進行以系列計算之后輸出一個值控制變頻器 的輸出頻率，同時根據輸出ACO的值判斷電動機工作的臺數與狀態。 其中壓力變送器反 饋值為05,內部數據為032767,對應進行轉換之后通過下面的程序進行判斷，以 控制電動機的運行。23沈陽理工大學課程設計論文AGO>1+0ACO00.01 " I_I一()+27524M0.1M )判斷反饋值為H0.8，則使一號水泵定速工作，同時使二號水泵變速工作。10.2ACOACDh10.2（）ACQ+29359W+29573判斷反饋值為0.52 < H< 0.64，則一號變頻器定速或變速，當變頻器輸出頻率達到上 限值時則手動輸入有效水泵變為定速運行，否則變速運行。ACO+32757Q0.1< )判斷反饋值為H< 0.52時，則一號水泵變速運行24沈陽理工大學課程設計論文10.2AC0停止按鈕按下，所有水泵