《基于三菱PLC控制的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于三菱PLC控制的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì).doc（45頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

摘 要 本設(shè)計(jì)是專門對(duì)日常用水而設(shè)計(jì)的恒壓供水控制系統(tǒng)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及系統(tǒng)的控制要求，制定出了一套適合此系統(tǒng)的控制方案?？刂品桨钢?，硬件設(shè)計(jì)主要對(duì)可編程控制器（PLC）機(jī)型、變頻器機(jī)型以及電機(jī)泵組的機(jī)型做出了選擇，同時(shí)還對(duì)系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)進(jìn)行了規(guī)劃和分配。在軟件設(shè)計(jì)部分，針對(duì)控制要求畫出了系統(tǒng)的流程圖，并且還對(duì)每一部分的流程圖進(jìn)行了功能的解釋，使讀者能更加輕松的了解整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)情況。在此課題中，還采用了MCGS組態(tài)軟件，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視與模擬運(yùn)行，很直觀的再現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。最后，還對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)行調(diào)試，運(yùn)行結(jié)果表明該系統(tǒng)具有水壓穩(wěn)定、硬件組成簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠和操作方便等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：恒壓供水；可編程控制器；變頻器；組態(tài)軟件 Abstract This design is specially designed for water constant pressure water supply control system. According to the requirements of the current research at home and abroad and the system control, develop a set of control scheme suitable for the system. In the control scheme, the hardware design is mainly to the programmable logic controller (PLC) model , frequency converter and motor pump set model made a choice, but also on the system input and output points of planning and allocation. In software design part, according to draw the flow chart of the system, and the required control and flow chart of every part of the function of explanation, so that readers can more easily understand the software design of the whole system. In this topic, also adopted the MCGS configuration software, to monitor and control system’s simulate, intuitive reproduce the actual situation of the scene. Finally, the debugging of the whole system running, the results on the surface of the system has stable pressure, simple structure, reliable operation and convenient operation. Key words: Constant pressure water supply；Programmable logic Controller；Inverter；Configuration software 目錄 摘 要 I Abstract II 目錄 III 第一章 緒論 1 1.1 本課題的目的及研究意義 2 1.2 恒壓供水系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1.3 恒壓供水系統(tǒng)的控制要求 3 第二章 恒壓供水控制系統(tǒng)方案論證 4 2.1 恒壓供水控制系統(tǒng)分析 4 2.2 恒壓供水控制方案比較 4 2.3 供水方式與控制方案的選擇 5 第三章 恒壓供水控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 6 3.1 恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)備選型 6 3.1.1 PLC機(jī)型的選擇 6 3.1.2 變頻器機(jī)型的選擇 6 3.1.3 電動(dòng)機(jī)機(jī)型的選擇 8 3.1.4 水泵機(jī)型的選擇 8 3.2 PLC輸入輸出接點(diǎn)分配 9 3.3 PLC中內(nèi)部觸點(diǎn)的分配 9 3.4 PLC輸入輸出接線原理圖設(shè)計(jì) 9 3.5 系統(tǒng)控制流程圖的設(shè)計(jì) 11 第四章 恒壓供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 13 4.1 電機(jī)啟動(dòng)的介紹說(shuō)明 13 4.1.1 程序的準(zhǔn)備與啟動(dòng) 13 4.1.2 電動(dòng)機(jī)工頻與變頻狀態(tài)切換的流程圖與梯形圖 14 4.1.3 七段速度切換的流程圖與梯形圖 16 4.2 工變頻電機(jī)的滿載與防負(fù)壓運(yùn)行 21 4.3 電機(jī)過(guò)載報(bào)警 21 第五章 MCGS組態(tài)軟件的簡(jiǎn)介與運(yùn)用 22 5.1 MCGS組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 22 5.2 MCGS組態(tài)軟件界面模型的建立 23 5.3 MCGS數(shù)據(jù)庫(kù)及設(shè)備窗口參數(shù)的建立 24 5.3.1 MCGS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 24 5.3.2 MCGS設(shè)備窗口參數(shù)的建立 25 5.4 恒壓供水系統(tǒng)的MCGS與PLC聯(lián)機(jī)調(diào)試 27 第六章 控制系統(tǒng)程序的調(diào)試 28 6.1 系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試 28 6.2 程序調(diào)試中出現(xiàn)的故障與解決方案 29 小結(jié) 30 致謝 31 參考文獻(xiàn) 32 附錄 33 附錄1 PLC源程序清單 33 附錄2 元器件清單 38 第一章 緒論 日常生活用水中水的品質(zhì)要求越來(lái)越高，同時(shí)變頻器也在不斷的發(fā)展中，恒壓變頻供水控制系統(tǒng)因?yàn)樗Ｗo(hù)環(huán)境、節(jié)約能源、使用方便等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在了高層的居民住宅和大部分的城市水網(wǎng)供水之中。恒壓變頻供水系統(tǒng)使用的是變頻調(diào)速，這是一種無(wú)極調(diào)速，整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)水管中實(shí)時(shí)變化的水壓，來(lái)不斷反饋給控制器，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理之后，再反饋給變頻器進(jìn)行水壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)用水量發(fā)生劇烈變化時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)能迅速作出反應(yīng)，使整個(gè)水管中的水壓維持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值，以達(dá)到居民的日常用水要求，恒壓變頻供水系統(tǒng)是當(dāng)今社會(huì)中比較先進(jìn)和節(jié)能環(huán)保的供水系統(tǒng)。變頻器的內(nèi)置功能是十分強(qiáng)大的，如何更換的利用好它的功能，使其更簡(jiǎn)潔方便的實(shí)現(xiàn)控制要求，對(duì)合理使用整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備、減少初期投入和后期維護(hù)的費(fèi)用、保證設(shè)備已經(jīng)供水的質(zhì)量等有著重要意義。恒壓變頻供水系統(tǒng)如今已經(jīng)能適用于絕大部分的用水場(chǎng)合，并且相較于以往的供水方式，有諸多的優(yōu)點(diǎn)，因此選擇恒壓變頻的方式進(jìn)行供水是非常好的。 1.1 本課題的目的及研究意義 水，是我們生活中必須的自然資源。如今我國(guó)大部分地區(qū)水嚴(yán)重缺乏，節(jié)水已經(jīng)成為當(dāng)今國(guó)家必須要做的一件事。在我國(guó)，飲用水和電能稀缺，長(zhǎng)久以來(lái)在城市供水、高層住房供水、工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)供水等方面水平一直比較低下，自動(dòng)化程度低。集中表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量普遍低于使用量，出現(xiàn)管網(wǎng)壓力下降，出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀況，此時(shí)將會(huì)造成能源的浪費(fèi)，同時(shí)還會(huì)使水管炸裂和用水設(shè)備的損壞。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)和泵累負(fù)載大概占了我國(guó)年總耗電量的80%，這很大程度上與我國(guó)工作效率低下、控制方式落后的供水設(shè)備有關(guān)。相關(guān)信息顯示，目前水泵的效率不超過(guò)60%，大量的能量正在被浪費(fèi)掉。因此，運(yùn)用水泵供水節(jié)能技術(shù)，設(shè)計(jì)高可靠性、高運(yùn)行效率的給水系統(tǒng)對(duì)于社會(huì)發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。恒壓變頻供水系統(tǒng)自20世紀(jì)80年代以來(lái)，世界各國(guó)先后吧它變成工業(yè)應(yīng)用，以顯示出其強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)能力。使用該供水系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)明顯的節(jié)能效果，從而提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，這在資源日益匱乏的今天顯得更加突出。因此，研究恒壓供水控制系統(tǒng)，對(duì)于提高供水能效，提高人民的生活狀況，減少能源消耗，具有十分重大的歷史意義。 1.2 恒壓供水系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 隨著科學(xué)技術(shù)的推進(jìn)，變頻調(diào)速技術(shù)的日益完備，以PLC來(lái)控制變頻器調(diào)速為核心的現(xiàn)代供水系統(tǒng)代替了曾經(jīng)的人工控制電機(jī)泵組的供水方式。早期，國(guó)外生產(chǎn)的變頻器頻率控制主要功能僅限于起重調(diào)速、電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制、電機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)控制、VVVF比控制和許多保護(hù)功能。在恒壓供水控制系統(tǒng)的應(yīng)用中，變頻器只作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。為了達(dá)到供水需求不一致大小時(shí)，保證管網(wǎng)水壓穩(wěn)定，要求在外部為變頻器提供壓力控制器和壓力繼電器，對(duì)壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。 總體上看，我國(guó)電力拖動(dòng)的科研水平和國(guó)際先進(jìn)水平比，仍然差距較大。國(guó)內(nèi)幾乎所有的產(chǎn)品都是普通的V/f控制，僅有少量的樣機(jī)采用矢量控制，因此需要大量的從國(guó)外進(jìn)口。所以研究變頻調(diào)速恒壓給水系統(tǒng)在學(xué)術(shù)界有很重要的意義。 1.3 恒壓供水系統(tǒng)的控制要求 (1)共有3臺(tái)水泵，按設(shè)計(jì)要求2臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用，運(yùn)行與備用10天輪換一次； (2)用水高峰時(shí)，1臺(tái)工頻全速運(yùn)行，1臺(tái)變頻運(yùn)行；低谷時(shí)，只需1臺(tái)變頻運(yùn)行； (3)3臺(tái)水泵分別由電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3拖動(dòng),而3臺(tái)電動(dòng)機(jī)又分別由變頻接觸器KM1、KM3、KM5和工頻接觸器KM2、KM4、KM6控制如圖1-1所示: 圖1-1 主電路原理圖 (4)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由變頻器的七段調(diào)速來(lái)控制，七段速度與變頻器的控制端子的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1-1所示： 表1-1 七段速度與變頻器的控制端子的對(duì)應(yīng)關(guān)系 速度 1 2 3 4 5 6 7 接點(diǎn) RH RH RH RH 接點(diǎn) RM RM RM RM 接點(diǎn) RL RL RL RL Hz 15 20 25 30 35 40 45 (5)變頻器的七段速度及變頻運(yùn)行與工頻運(yùn)行的轉(zhuǎn)換由水管壓力繼電器的壓力上下限觸點(diǎn)控制； (6)水泵投入工頻運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)的過(guò)載由熱繼電器保障，并有報(bào)警信號(hào)提示； (7)變頻器的有關(guān)參數(shù)自行設(shè)定； (8)實(shí)驗(yàn)時(shí)KM1、KM3、KM5并聯(lián)接變頻器與電動(dòng)機(jī)，KM2、KM4、KM6用指示燈代替；壓力繼電器的壓力上限接點(diǎn)與下限接點(diǎn)分別用按鈕來(lái)代替；運(yùn)行與備用10天輪換一次改為30s輪換一次。 第二章 恒壓供水控制系統(tǒng)方案論證 2.1 恒壓供水控制系統(tǒng)分析 社會(huì)發(fā)展到現(xiàn)在，水的品質(zhì)越來(lái)越高，供水的方式也越來(lái)越節(jié)能和高效。如今，常見的供水方式有高位水箱供水、氣壓水罐供水（無(wú)塔供水）和變頻供水三種。首先，高位水箱供水方式受到水泵的揚(yáng)程和樓層的高度的影響，頂層的住戶會(huì)出現(xiàn)水壓不足的現(xiàn)象，因此此方式有嚴(yán)重的不足之處，故已經(jīng)逐漸被淘汰。對(duì)于第二種無(wú)塔供水方式，它可以不受樓層高度影響，對(duì)各層用戶都實(shí)現(xiàn)恒壓供水，相對(duì)于第一種供水方式，已經(jīng)有很大的提高，但其也有缺點(diǎn)，其系統(tǒng)必須在變壓狀態(tài)下工作，要保持一定的“絕壓比”，因此耗能較大。對(duì)于第三種恒壓變頻供水方式，它消除了水泵的富裕揚(yáng)程以節(jié)省能耗，還充分利用了城市管網(wǎng)的余壓，更加擁有節(jié)能的功效。 2.2 恒壓供水控制方案比較 （1）數(shù)字邏輯電路控制方式 這類控制電路難以完成水泵機(jī)組全部軟啟動(dòng)、全流量變頻調(diào)整，往往采用一臺(tái)電機(jī)穩(wěn)定于變頻運(yùn)行，其余電機(jī)均為工頻狀況的形式。因此，控制精度不夠、電機(jī)泵組切換時(shí)水壓波動(dòng)大、調(diào)試較繁瑣、工頻電機(jī)起動(dòng)時(shí)有沖擊、抗干擾能力差，但其價(jià)格低廉。 （2）單片機(jī)控制方式 這類控制方式比邏輯電路先進(jìn)一些，但在應(yīng)付不同水管、不同供水形式時(shí)，調(diào)試較復(fù)雜；附加功能時(shí)往往要對(duì)電路進(jìn)行更改，浪費(fèi)時(shí)間且不方便。電路的可靠性和抗干擾能力都不是特別好。 （3）繼電器控制方式 繼電器是指當(dāng)輸入量或激勵(lì)量，達(dá)到某些特定的狀態(tài)時(shí)，能在一個(gè)或多個(gè)電器輸出電路中產(chǎn)生突變的一種器件 。如今繼電器已使用在日常及工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，他們比以往的控制方式具有更高的可靠性。但是，這也隨之帶來(lái)了一些問(wèn)題。如絕大多數(shù)控制繼電器都是長(zhǎng)期消耗和疲勞工作條件下發(fā)生的，容易損壞。在滿載運(yùn)行的情況下，大的繼電器將產(chǎn)生大量的熱及噪聲，同時(shí)也使用了巨額的電能。并且繼電器控制系統(tǒng)必須是人工接線、裝配，如果有簡(jiǎn)單的變化，也需要花費(fèi)巨額時(shí)間及人力和金錢去修正、安裝和調(diào)試。用繼電器控制的電泵現(xiàn)在顯然不能滿足高要求，一旦報(bào)廢，將很難維修。 （4）采用PLC來(lái)控制 PLC是一種為“工業(yè)環(huán)境”下而專門設(shè)計(jì)出來(lái)的計(jì)算機(jī)，它采用了嚴(yán)格的制造工藝，能夠防粉塵、防噪聲，并且在強(qiáng)烈的空間磁場(chǎng)干擾下或者變化劇烈的環(huán)境溫度下仍然能夠穩(wěn)定正常工作，故其具有非常大的運(yùn)行可靠性。例如日本三菱設(shè)備公司制造的F系列PLC平均可靠運(yùn)行時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。同時(shí)相對(duì)于以為的單片機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)中，使用PLC控制具有更大的靈活性，并且控制功能完善，安裝接線簡(jiǎn)單等諸多特點(diǎn)，在工業(yè)控制中取得了非常廣泛的應(yīng)用。從PLC的外部接線來(lái)說(shuō)，使用PLC組成的恒壓供水控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到非常小的地步，發(fā)生故障的情況也就大大減少[10]。 2.3 供水方式與控制方案的選擇 因?yàn)榱硗鈨煞N供水方式較第三種方式有明顯的不足之處，因此，此課題選用“恒壓變頻”的方式來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 本課題的恒壓供水控制系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)供水過(guò)程中的各種控制信號(hào)和當(dāng)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)省時(shí)、高效的原則，自動(dòng)進(jìn)行綜合分析，確定下一個(gè)工作狀態(tài)。為此，控制系統(tǒng)要求共有3臺(tái)水泵，要求2臺(tái)運(yùn)行，1臺(tái)備用，運(yùn)行與備用10天輪換一次；用水高峰時(shí)，1臺(tái)工頻全速運(yùn)行，1臺(tái)變頻運(yùn)行；用水低谷時(shí)，只需1臺(tái)變頻運(yùn)行； 主控運(yùn)行過(guò)程是，恒壓供水的PLC控制系統(tǒng)啟動(dòng)，第一個(gè)周期內(nèi)1#電機(jī)工頻運(yùn)行，2#電機(jī)變頻運(yùn)行，3#電機(jī)備用。PLC根據(jù)水壓上下限觸點(diǎn)的導(dǎo)通情況，來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻電機(jī)的7段速度的選擇，每當(dāng)水壓下限來(lái)臨，變頻器的頻率輸出增加，直至工頻電機(jī)與變頻電機(jī)滿負(fù)載運(yùn)行。當(dāng)?shù)诙€(gè)周期來(lái)臨，2#電機(jī)工頻運(yùn)行，3#電機(jī)變頻運(yùn)行，1#備用，工作狀態(tài)同上；以此類推，第三個(gè)周期3#電機(jī)工頻運(yùn)行，1#電機(jī)變頻運(yùn)行，2#備用。三個(gè)狀態(tài)的完成，周期為1個(gè)月，下一個(gè)月來(lái)臨時(shí)，重復(fù)上述步驟。 根據(jù)上述過(guò)程，我們?cè)诖藭r(shí)選擇第4種方案—采用PLC來(lái)控制。PLC控制方式比其他三種控制方式更加穩(wěn)定可靠，價(jià)格便宜，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且可根據(jù)實(shí)際情況輕松的改變PLC的程序。因此，我們選擇以PLC為控制器的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)此課題。  第三章 恒壓供水控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 3.1 恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)備選型 3.1.1 PLC機(jī)型的選擇 由控制要求可知，本設(shè)計(jì)共有7個(gè)輸入點(diǎn)、11個(gè)輸出點(diǎn)，I/O實(shí)際需18點(diǎn)。為今后工藝改進(jìn)與功能擴(kuò)充留有余地，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)上，一般加10-20％余量，再考慮PLC產(chǎn)品本身規(guī)格[1]，選擇FX2N-48MR-001型PLC，其I/O總點(diǎn)數(shù)為48點(diǎn)，即輸入與輸出各有24個(gè)接點(diǎn)，與其它PLC的比較，三菱PLC編程直觀易懂，學(xué)習(xí)起來(lái)輕松，并且其指令集豐富，并且相對(duì)于其他的PLC產(chǎn)品，三菱的產(chǎn)品價(jià)格有一定的優(yōu)勢(shì)，故選用此型號(hào)的PLC控制器[2]。三菱FX2N-48MR型PLC實(shí)物圖如圖3-1所示。 圖3-1 FX2N--48MR型PLC實(shí)物圖 3.1.2 變頻器機(jī)型的選擇 在交流異步電動(dòng)機(jī)的諸多變速方式中，變頻調(diào)速的性能優(yōu)異，調(diào)速范圍廣，靜態(tài)穩(wěn)定性優(yōu)異，運(yùn)行效率高；使用通用變頻器對(duì)籠型異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，由于使用方便、可靠性高，并且經(jīng)濟(jì)效益顯著，得到了大量的推廣[3]。變頻器選擇中，應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的額定功率及額定電流、額定電壓綜合考慮，合理選擇變頻器的參數(shù)，與用電設(shè)備配套。 由于變頻器產(chǎn)生的高階級(jí)波動(dòng)的影響，對(duì)補(bǔ)償電容的影響較大，在選擇電容器時(shí)需選擇帶電抗器的電容器，最好使用帶消諧裝置的電容器組[8]。恒壓供水系統(tǒng)控制的參數(shù)不多，但仍需綜合各種信息綜合確定控制模型，變頻裝置應(yīng)充分考慮與其它控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)和信息傳遞地能力，以便更好觀察變頻器的各種狀態(tài)及更合理的控制，充分展現(xiàn)各種裝置在同一系統(tǒng)中現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的潛力，達(dá)到動(dòng)態(tài)、互補(bǔ)、可靠運(yùn)行的目的[9]。 變頻器組裝及接線中，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)產(chǎn)品安裝使用手冊(cè)實(shí)施，各種輔助方式，如裝置環(huán)境條件的確保，接地安全措施都該預(yù)留到位，否則會(huì)直接減少變頻器的使用壽命和效率，還會(huì)造成對(duì)其它系統(tǒng)干擾情況。特別是環(huán)境溫度的變化，尤為重要，變頻器發(fā)熱量龐大，安裝在柜內(nèi)時(shí)要考慮散熱的情況，必要時(shí)需增設(shè)通風(fēng)裝置，對(duì)大功率變頻器尤為重要[3]。 變頻器是變頻調(diào)速系統(tǒng)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的硬件，通過(guò)頻率的改變實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。變頻器的選擇必頒根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率和電流進(jìn)行選擇。此設(shè)計(jì)采用的是三菱的FR-A740-2.2K-CHT型號(hào)的變頻器，其具有先進(jìn)的磁通矢量控制功能、強(qiáng)大的擴(kuò)展能力、簡(jiǎn)單的操作及維護(hù)等。相較于其他品牌的變頻器，三菱的產(chǎn)品價(jià)格具有一定的優(yōu)勢(shì)，且在穩(wěn)定性上，更加得到 廣大用戶的肯定，故此課題選用該型號(hào)的變頻器。變頻器實(shí)物圖如圖3-2所示。 圖3-2 變頻器實(shí)物圖 3.1.3 電動(dòng)機(jī)機(jī)型的選擇 異步電機(jī)主要用作電動(dòng)機(jī)，其功率范圍從幾瓦到上萬(wàn)千瓦，是日常生活中應(yīng)用最廣泛的電動(dòng)機(jī)，為多種機(jī)械設(shè)備提供動(dòng)力，例如機(jī)床，中下型軋鋼設(shè)備、風(fēng)機(jī)、水泵等，都采用三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。異步電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用，是由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、成本和價(jià)格低、堅(jiān)固耐用、運(yùn)行可靠、運(yùn)行效率較高并有適用于多種機(jī)械負(fù)載的工作特性。缺點(diǎn)是需要從電網(wǎng)吸收滯后的無(wú)功功率，功率因數(shù)總小于1。本課題中采用Y90L-2型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，此型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，使用的功率為2.2KW，匹配變頻器，剛好適用[5]， 電動(dòng)機(jī)的實(shí)物圖如圖3-3所示。 圖3-3 電動(dòng)機(jī)的實(shí)物圖 3.1.4 水泵機(jī)型的選擇 在水泵方面，必須要考慮以下幾個(gè)因素，①流量；②揚(yáng)程；③管道系統(tǒng)的壓力差（揚(yáng)程的損失）；④管道系統(tǒng)的數(shù)據(jù)等。綜上考慮，此課題采用IS50-32-160A型號(hào)的水泵進(jìn)行供水，流量Q=11.4，揚(yáng)程H=16.5m，故此型號(hào)的水泵已經(jīng)可以滿足一般供水的要求 [6]，水泵的實(shí)物圖如圖3-4所示。 圖3-4 水泵的實(shí)物圖 3.2 PLC輸入輸出接點(diǎn)分配 根據(jù)恒壓供水控制模型的輸入/輸出信號(hào)，分配FX2N—48MR型PLC輸入/輸出接點(diǎn)共為18個(gè)，I/O分配如表3-1[4]。 表3-1 PLC輸入輸出分配表 輸入端子 功能 輸出端子 功能 輸出端子 功能 X0 啟動(dòng)按鈕 Y0 STF信號(hào) Y10 KM5 X1 水壓下限開關(guān) Y1 RH信號(hào) Y11 KM6 X2 水壓上限開關(guān) Y2 RM信號(hào) Y12 FR報(bào)警燈 X5 停止 Y3 RL信號(hào) X6~X7 FR1~FR2 Y4~Y7 KM1~KM4 X10 FR3 3.3 PLC中內(nèi)部觸點(diǎn)的分配 整個(gè)系統(tǒng)中，我一共使用到了10個(gè)輔助繼電器M，2個(gè)定時(shí)器T，1個(gè)數(shù)據(jù)寄存器D和3個(gè)計(jì)數(shù)器C。PLC內(nèi)部的每一個(gè)觸點(diǎn)的功能都見表3-2所示。 表3-2 PLC系統(tǒng)內(nèi)部觸點(diǎn)分配 觸點(diǎn) 功能 觸點(diǎn) 功能 輔助繼電器M1 15Hz變頻啟動(dòng) 輔助繼電器M200 啟動(dòng)工頻電機(jī) 輔助繼電器M2 20Hz變頻啟動(dòng) 輔助繼電器M8013 系統(tǒng)內(nèi)部秒震蕩 輔助繼電器M3 25Hz變頻啟動(dòng) 定時(shí)器T10 水壓下限保持用定時(shí)器 輔助繼電器M4 30Hz變頻啟動(dòng) 定時(shí)器T11 水壓上限保持用定時(shí)器 輔助繼電器M5 35Hz變頻啟動(dòng) 數(shù)據(jù)寄存器D0 水壓變頻數(shù)據(jù)保存 輔助繼電器M6 40Hz變頻啟動(dòng) 計(jì)數(shù)器C1 第1組電機(jī)運(yùn)行時(shí)間 輔助繼電器M7 45Hz變頻啟動(dòng) 計(jì)數(shù)器C2 第2組電機(jī)運(yùn)行時(shí)間 輔助繼電器M100 關(guān)閉工頻電機(jī) 計(jì)數(shù)器C3 第3組電機(jī)運(yùn)行時(shí)間 3.4 PLC輸入輸出接線原理圖設(shè)計(jì) 恒壓供水控制系統(tǒng)的PLC電氣控制系統(tǒng)接線原理圖設(shè)計(jì)如圖3-5所示。PLC的7個(gè)輸入點(diǎn)分別接收水壓上限與水壓下限的信號(hào), 1個(gè)啟動(dòng)按鈕和1個(gè)停止按鈕的信號(hào)；PLC的11個(gè)輸出點(diǎn)中， Y001-Y003輸出驅(qū)動(dòng)變頻器的正轉(zhuǎn)與調(diào)速觸點(diǎn)，Y004-Y011分別驅(qū)動(dòng)6個(gè)電機(jī)的接觸器，Y012輸出驅(qū)動(dòng)報(bào)警顯示燈[2]。 圖3-5 恒壓供水控制系統(tǒng)接線圖 實(shí)際模擬控制系統(tǒng)接線圖如圖3-6所示。 圖3-6 實(shí)際模擬控制系統(tǒng)接線圖 3.5 系統(tǒng)控制流程圖的設(shè)計(jì) 根據(jù)控制要求畫出的控制流程圖如圖3-5所示。 圖3-5 恒壓供水控制系統(tǒng)流程圖 簡(jiǎn)要說(shuō)明一下恒壓供水的主要操作步驟： （1）通電后，首先按下復(fù)位按鈕SB2，之后按下啟動(dòng)按鈕SB1 系統(tǒng)在按下SB1后，電機(jī)開始運(yùn)行，且每10天為一個(gè)短周期，每30天為一個(gè)大周期，循環(huán)往復(fù)。 （2）電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)切換 每個(gè)小周期里，有1臺(tái)電機(jī)工頻運(yùn)行，1臺(tái)電機(jī)變頻運(yùn)行，1臺(tái)電機(jī)備用，且每10天為一個(gè)短周期，每30天為一個(gè)大周期，循環(huán)往復(fù)。 （3）變頻運(yùn)行 每當(dāng)水壓下限信號(hào)到來(lái)，15Hz升為20Hz運(yùn)行；20Hz升為25Hz運(yùn)行；25Hz升為30Hz運(yùn)行；30Hz升為35Hz運(yùn)行；35Hz升為40Hz運(yùn)行；40Hz升為45Hz運(yùn)行。當(dāng)45Hz時(shí)，水壓任不足，就必須啟動(dòng)工頻電機(jī)，以此實(shí)現(xiàn)更大的水壓供給。  第四章 恒壓供水系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 4.1 電機(jī)啟動(dòng)的介紹說(shuō)明 4.1.1 程序的準(zhǔn)備與啟動(dòng) 啟動(dòng)與停止復(fù)位功能部分流程圖見圖4-1。 圖4-1 啟保停、復(fù)位流程圖 當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，X000閉合，此時(shí)數(shù)據(jù)寄存器D0中被送入數(shù)據(jù)1，并且輔助繼電器M0閉合且自鎖，正轉(zhuǎn)信號(hào)Y000導(dǎo)通。當(dāng)停止按鈕按下時(shí)，X005常閉觸電斷開，系統(tǒng)停止工作，X005常開觸點(diǎn)閉合，將C0~C2、D0中的內(nèi)容清零復(fù)位[1]。啟動(dòng)、保持與停止復(fù)位功能部分程序見圖4-2與圖4-3。 圖4-2 恒壓供水啟動(dòng)與保持梯形圖程序 圖4-3 恒壓供水停止與復(fù)位梯形圖程序 4.1.2 電動(dòng)機(jī)工頻與變頻狀態(tài)切換的流程圖與梯形圖 三組電機(jī)30天內(nèi)周期運(yùn)行的流程圖見圖4-4。 圖4-4 電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)流程圖 由第二章第1節(jié)中給出的電氣原理圖，我們可知KM1，KM2帶動(dòng)1#電機(jī)運(yùn)行；KM3，KM4帶動(dòng)2#電機(jī)運(yùn)行；KM5,KM6帶動(dòng)3#電機(jī)運(yùn)行。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)10天時(shí)，1#電機(jī)工頻運(yùn)行，2#電機(jī)變頻運(yùn)行，故驅(qū)動(dòng)Y004與Y007即可實(shí)現(xiàn)控制要求。同理，第二個(gè)10天時(shí)，驅(qū)動(dòng)Y006和Y011可以實(shí)現(xiàn)控制要求。第三個(gè)10天時(shí)，驅(qū)動(dòng)Y010與Y005可以實(shí)現(xiàn)控制要求。控制要求中，一個(gè)完整周期為30天，由于模擬不需要如此長(zhǎng)的時(shí)間，故在程序中縮短了每個(gè)轉(zhuǎn)換的時(shí)間，每個(gè)轉(zhuǎn)換時(shí)間為20秒，這樣既能實(shí)現(xiàn)控制要求，又大大縮減了運(yùn)行時(shí)間，使模擬運(yùn)行效率得到大大提高。三組電機(jī)30天周期模擬運(yùn)行的程序見圖4-5。 圖4-5 電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)梯形圖程序 4.1.3 七段速度切換的流程圖與梯形圖 電機(jī)在變頻運(yùn)行與切換時(shí)的流程圖見圖4-6。 圖4-6 電機(jī)變頻運(yùn)行與切換流程圖 當(dāng)水壓下限到達(dá)時(shí)，X001閉合，即水壓不足，需要提高水壓，此時(shí)需要變頻調(diào)速，將電泵的轉(zhuǎn)速提高，從而增加水壓。故程序中，X001閉合，使得寄存器D0中的數(shù)據(jù)加1；同理，當(dāng)水壓不再需要那么大時(shí)，就需要降低水壓，此時(shí)X002閉合，使寄存器D0中數(shù)據(jù)減1。程序見圖4-7。 圖4-7 水壓上下限梯形圖程序 同時(shí)將數(shù)據(jù)寄存器D0中的數(shù)據(jù)與數(shù)字1-7（1-7分別代表7段速度）比較，由此可得： （1）當(dāng)D0=1時(shí)，M1閉合，此時(shí)變頻器的調(diào)速設(shè)置為15Hz； （2）當(dāng)D0=2時(shí)，M2閉合，此時(shí)變頻器的調(diào)速設(shè)置為20Hz； （3）當(dāng)D0=3時(shí)，M3閉合，此時(shí)變頻器的調(diào)速設(shè)置為25Hz； （4）當(dāng)D0=4時(shí)，M4閉合，此時(shí)變頻器的調(diào)速設(shè)置為30Hz； （5）當(dāng)D0=5時(shí)，M5閉合，此時(shí)變頻器的調(diào)速設(shè)置為35Hz； （6）當(dāng)D0=6時(shí)，M6閉合，此時(shí)變頻器的調(diào)速設(shè)置為40Hz； （7）當(dāng)D0=7時(shí)，M7閉合，此時(shí)變頻器的調(diào)速設(shè)置為45Hz。 M1~M7為自己設(shè)置的輔助繼電器，實(shí)際變頻器是無(wú)法識(shí)別的，必須用這些輔助繼電器來(lái)驅(qū)動(dòng)Y001、Y002和Y003所接的變頻器的RH、RM和RL觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。 Y001表示RH信號(hào)，由M1、M5、M6和M7驅(qū)動(dòng)； Y002表示RM信號(hào)，由M2、M4、M6和M7驅(qū)動(dòng)； Y003表示RL信號(hào)，由M3、M4、M5和M7驅(qū)動(dòng)，各個(gè)驅(qū)動(dòng)情況如圖4-8所示。   圖4-8 輔助繼電器驅(qū)動(dòng)變頻器梯形圖 當(dāng)D0>7時(shí)，M200閉合，此時(shí)說(shuō)明光一臺(tái)變頻的電泵已不足以完成提高水壓的要求，故閉合M200，啟動(dòng)處于待機(jī)狀態(tài)的工頻電泵（分別由接觸器KM1，KM3和KM5導(dǎo)通啟動(dòng)），然后繼續(xù)增壓。當(dāng)D0<1時(shí)，M100閉合，此時(shí)說(shuō)明已經(jīng)不需要工頻電泵，故關(guān)閉工頻電泵，只由變頻的電泵來(lái)給水增壓。見圖4-9與圖4-10。 圖4-9 工頻電機(jī)啟動(dòng)與關(guān)閉梯形圖程序1 圖4-10 工頻電機(jī)啟動(dòng)與關(guān)閉梯形圖程序2 4.2 工變頻電機(jī)的滿載與防負(fù)壓運(yùn)行 當(dāng)一個(gè)周期內(nèi)的工頻電機(jī)與變頻電機(jī)全部都在運(yùn)行時(shí)，且此時(shí)的變頻電機(jī)已經(jīng)處于45Hz的滿頻狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候，變頻電機(jī)必須一直以此速度運(yùn)行，并不能減速。故設(shè)定輔助繼電器M150在滿載時(shí)，限制水壓下限信號(hào)的再次觸發(fā)，以此實(shí)現(xiàn)持續(xù)滿載運(yùn)行，否則變頻電機(jī)將處于持續(xù)的加速減速中，運(yùn)行不可靠且不和要求。同時(shí)設(shè)定輔助繼電器M250為負(fù)壓保護(hù)控制，當(dāng)用水低谷時(shí)，如果用戶使用的水壓非常低時(shí)，即使以1臺(tái)變頻電機(jī)在15Hz運(yùn)行的時(shí)候，都已經(jīng)滿足，這時(shí)候任然不能將電機(jī)都關(guān)閉，所以設(shè)定M250，防止負(fù)壓的出現(xiàn)[7]，程序見圖4-11。 圖4-11 恒壓供水系統(tǒng)過(guò)載與防負(fù)壓運(yùn)行梯形圖程序 4.3 電機(jī)過(guò)載報(bào)警 此工程設(shè)計(jì)中一共有三臺(tái)電機(jī)組，每臺(tái)電機(jī)都有熱繼電器FR，即有FR1（X006），F(xiàn)R2(X007)和FR3(X008)。當(dāng)某個(gè)熱繼電器因?yàn)檫^(guò)載而損壞時(shí)，電機(jī)會(huì)停止運(yùn)行，且PLC會(huì)接收到熱繼電器的信號(hào)，常閉觸電斷開，驅(qū)動(dòng)Y012線圈報(bào)警[5]，見圖4-12。 圖4-12 電機(jī)過(guò)載報(bào)警梯形圖程序  第五章 MCGS組態(tài)軟件的簡(jiǎn)介與運(yùn)用 5.1 MCGS組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 MCGS是由北京昆侖通態(tài)自動(dòng)化軟件科技有限公司研發(fā)，全稱為Monitor and Control Generated System，中文名為“通用監(jiān)控系統(tǒng)”。它是一套基于Microsoft的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，可運(yùn)行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000等操作系統(tǒng)，目前在win7上也已經(jīng)可以兼容運(yùn)行。 其具有功能完善、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。通過(guò)與其他相關(guān)的硬件設(shè)備結(jié)合，可以快速、方便的開發(fā)各種用于現(xiàn)場(chǎng)采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設(shè)備。用戶只需要通過(guò)簡(jiǎn)單的模塊化組態(tài)就可構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)，如可以靈活組態(tài)各種智能儀表、數(shù)據(jù)采集模塊，無(wú)紙記錄儀、無(wú)人值守的現(xiàn)場(chǎng)采集站、人機(jī)界面等專用設(shè)備。 MCGS為客戶提供了解決實(shí)際工程問(wèn)題的完整方案和開發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、警報(bào)和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示、趨勢(shì)曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。它充分利用了Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)，比以往使用專用機(jī)開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。 MCGS的主要和基本功能如下： （1）簡(jiǎn)單的可視化操作界面 （2）實(shí)時(shí)性好、優(yōu)秀的并行處理能力 （3）豐富、形象的多媒體動(dòng)畫 （4）開放式結(jié)構(gòu)，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)獲取和處理能力 （5）強(qiáng)大的安全機(jī)制 （6）穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)功能 （7）多樣化的報(bào)警功能 （8）課擴(kuò)展多種硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“設(shè)備無(wú)關(guān)” （9）控制簡(jiǎn)單復(fù)雜的運(yùn)行流程 （10）用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，系統(tǒng)穩(wěn)定性高 （11）設(shè)立對(duì)象元件庫(kù)，組態(tài)工作輕易方便 5.2 MCGS組態(tài)軟件界面模型的建立 MCGS中有豐富的圖片資源與零器件資源，我們可以自由的拖拉其中的資源到“用戶窗口”中進(jìn)行繪制，并調(diào)整到適當(dāng)?shù)拇笮?。同時(shí)，還可以使用自己想用的圖片，用其內(nèi)部的“位圖”功能，進(jìn)行圖片自定義，調(diào)節(jié)起來(lái)相當(dāng)簡(jiǎn)單。此課題中，設(shè)計(jì)的是恒壓供水控制系統(tǒng)，需要顯示的有：三臺(tái)電機(jī)組、變頻器速度顯示、電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、啟動(dòng)與停止按鈕以及水壓限制開關(guān)的模擬測(cè)試按鈕。本人繪制的模擬界面中，使用LED等的亮滅來(lái)表示此時(shí)變頻器正處于的速度狀態(tài)；電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視是通過(guò)界面中右側(cè)的框圖閃爍來(lái)表示當(dāng)前電機(jī)組的運(yùn)行情況及切換狀況，恒壓供水控制系統(tǒng)模擬界面如圖5-1所示。 圖5-1恒壓供水系統(tǒng)MCGS與PLC交互界面 5.3 MCGS數(shù)據(jù)庫(kù)及設(shè)備窗口參數(shù)的建立 5.3.1 MCGS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的建立 MCGS中的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”是工程各個(gè)部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將MCGS工程的各個(gè)部分連接成有機(jī)的整體。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動(dòng)畫連接以及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。本課題的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”參數(shù)全部為開關(guān)量。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為用戶分步組態(tài)提供極大方便。MCGS嵌入版由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五個(gè)部分構(gòu)成，其中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)數(shù)據(jù)處理中心，是系統(tǒng)各個(gè)部分及其各種功能性構(gòu)件的公用數(shù)據(jù)區(qū)，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。各個(gè)部件獨(dú)立地向?qū)崟r(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的差錯(cuò)控制。在生成用戶應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，每一部分均可分別進(jìn)行組態(tài)配置，獨(dú)立建造，互不相干。“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”的建立如圖5-2所示。 圖5-2 MCGS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的建立 5.3.2 MCGS設(shè)備窗口參數(shù)的建立 MCGS中的“設(shè)備窗口”是連接和驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)，定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。簡(jiǎn)而言之，這個(gè)窗口中的參數(shù)是用來(lái)與PLC參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)交互的，進(jìn)行對(duì)PLC的模擬控制。對(duì)于設(shè)備編輯窗口，有幾點(diǎn)要重要說(shuō)明一下：由于在此窗口中，當(dāng)在“通道名稱”中使用X通道時(shí)，只允許讀取數(shù)據(jù)，不能夠?qū)懭?，故無(wú)法完成控制要求，所以此處我采用輔助繼電器M20~M23來(lái)分別代替X001、X005、X003以及X002，同時(shí)，PLC梯形圖程序中也需要更改，這樣才能實(shí)現(xiàn)控制要求，如果不進(jìn)行修改，將會(huì)出現(xiàn)的情況是模擬監(jiān)控界面無(wú)法實(shí)現(xiàn)模擬控制，如果需要模擬運(yùn)行，就必須得對(duì)輸入觸點(diǎn)進(jìn)行更改。參數(shù)設(shè)置如圖5-3所示，更改后的部分梯形圖程序如圖5-4所示。 圖5-3 MCGS設(shè)備窗口數(shù)據(jù)建立 圖5-4 恒壓供水系統(tǒng)更改后的部分梯形圖程序 5.4 恒壓供水系統(tǒng)的MCGS與PLC聯(lián)機(jī)調(diào)試 在圖5-1所示的恒壓供水系統(tǒng)MCGS與PLC交互界面中，左半邊為運(yùn)行監(jiān)控與運(yùn)行控制的界面；右半邊為變頻速度與電機(jī)組運(yùn)行狀況的監(jiān)控，此界面比較直觀的顯示出了電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和變頻器的頻率輸出情況，且能直觀的看出電機(jī)組運(yùn)行的情況，并且水壓上下限的按鈕也集成在界面中，用于模擬水壓的情況，并且經(jīng)過(guò)調(diào)試，此界面能夠較好的監(jiān)視運(yùn)行狀況。 下面簡(jiǎn)要介紹一下聯(lián)機(jī)調(diào)試下的監(jiān)控運(yùn)行情況： （1）按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，2#電機(jī)開始變頻運(yùn)行，頻率為15Hz； （2）當(dāng)水壓下限到來(lái)，變頻器輸出頻率增加，一直到45Hz時(shí)，如果水壓任不夠，這時(shí)候1#電機(jī)啟動(dòng)，進(jìn)行工頻運(yùn)行，同時(shí)2#電機(jī)變?yōu)?5Hz變頻運(yùn)行； （3）當(dāng)電機(jī)的熱繼電器出現(xiàn)故障時(shí)，界面中的過(guò)載報(bào)警指示燈開始閃爍報(bào)警，這時(shí)候電機(jī)停止工作，需要進(jìn)行檢修； （4）當(dāng)按下停止與復(fù)位按鈕時(shí)，3臺(tái)電機(jī)停止工作，變頻器被關(guān)閉。前四個(gè)操作的監(jiān)控情況可在圖5-5所示的界面中實(shí)現(xiàn)控制與監(jiān)察。 圖5-5 狀況監(jiān)視與控制報(bào)警界面 （5）此時(shí)，為第一個(gè)運(yùn)行周期，故在交互界面中，右半邊的“1#電機(jī)工頻運(yùn)行，2#電機(jī)變頻運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間10天”框圖進(jìn)行閃爍，提示電機(jī)組的運(yùn)行方式，若進(jìn)入第2個(gè)周期時(shí)，第2個(gè)框圖閃爍，以此類推，循環(huán)往復(fù)。電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視界面如圖5-6所示。 圖5-6 電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視界面  第六章 控制系統(tǒng)程序的調(diào)試 6.1 系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試 （1）PLC外部電氣線路的初始檢查 PLC外圍電氣線路的接線，在接線中細(xì)心加耐心，特別要注意的是：①電源端子不能接錯(cuò)，②直流輸入端不能與電源端子之間發(fā)生短路連接,③輸出導(dǎo)線之間要有短路保護(hù)，否則會(huì)嚴(yán)重地?fù)p壞PLC。因此,在接通電源之前，我們必須仔細(xì)檢查電源、接地及輸入/輸出接線的情況；在斷開電源情況下，可用萬(wàn)用表檢測(cè)PLC的絕緣電阻。例如，可斷開PLC的輸入/輸出接線端和電源端，并通過(guò)各接線端和接地端中的公共點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試等。 （2）程序的校驗(yàn)、讀/寫、執(zhí)行和修改 PLC設(shè)備與上位計(jì)算機(jī)連接好后就能夠接通電源，在電腦上使用GX-Developer編程軟件編好的恒壓供水系統(tǒng)控制程序，可進(jìn)行修改、檢驗(yàn)，確定無(wú)語(yǔ)法等錯(cuò)誤后，點(diǎn)擊編程軟件中“在線”，之后再點(diǎn)擊 “PLC寫入”，這一步是將上位機(jī)中的程序?qū)懭氲絇LC中，讓PLC執(zhí)行我們想要的動(dòng)作，所以這實(shí)際上是程序的模擬運(yùn)行，若有控制錯(cuò)誤，可點(diǎn)擊“監(jiān)視模式”，觀察程序的哪個(gè)過(guò)程不符合邏輯，或者運(yùn)行出錯(cuò)，然后再點(diǎn)擊“寫入模式”，重新對(duì)程序進(jìn)行修改編譯，直至程序能夠完整的實(shí)現(xiàn)控制要求。 （3）系統(tǒng)運(yùn)行及調(diào)試 由于我在此課題中使用了MCGS組態(tài)軟件，能夠更加直觀的變現(xiàn)出運(yùn)行的狀況，故此處我可以講系統(tǒng)的運(yùn)行步驟總結(jié)為以下幾個(gè)步驟： ① PLC控制系統(tǒng)接通電源； ② 將計(jì)算機(jī)中調(diào)試正確的程序?qū)懭氲絇LC中，并執(zhí)行； ③ 將MCGS軟件打開，并下載，模擬運(yùn)行； ④ 通過(guò)點(diǎn)擊電腦屏幕中，MCGS的運(yùn)行界面里對(duì)應(yīng)開關(guān)發(fā)出輸入控制信號(hào),按控制要求一步一步地觀察是否有相應(yīng)動(dòng)作的輸出信號(hào)，若對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)有輸出，對(duì)應(yīng)的指示燈亮，且在電腦屏幕中直觀的顯示出電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；若無(wú)信號(hào)指示，要檢查程序中對(duì)應(yīng)的輸出線圈是否接通，或者M(jìn)CGS的參數(shù)是否設(shè)定正確，若不通，繼續(xù)進(jìn)行修改，若該線圈已接通，應(yīng)檢查驅(qū)動(dòng)的指示燈是否完好；若參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤，必須立刻將參數(shù)重新設(shè)定，之后再將其重新下載并運(yùn)行。 6.2 程序調(diào)試中出現(xiàn)的故障與解決方案 在編寫此課題的程序中與修改程序時(shí)，我也遇到了非常多的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)我一段時(shí)間的思考和與他人的探討，最終解決了絕大部分的問(wèn)題，但是仍有少量問(wèn)題需要在以后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)得到解決。在此，我先列出我覺得非常突出的問(wèn)題與解決方法。 故障1：水壓上下限觸點(diǎn)連續(xù)觸發(fā) 答：在初次編寫程序的時(shí)候，我模擬了水在觸發(fā)水壓上下限開關(guān)的時(shí)候就會(huì)導(dǎo)通一次，并發(fā)送信號(hào)給PLC，以此來(lái)對(duì)變頻電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。但是后來(lái)我發(fā)現(xiàn)，如果水壓一直不足的時(shí)候，水壓上下限只能觸發(fā)一次，在實(shí)際情況中，這是不符合邏輯的，實(shí)際情況為：水壓持續(xù)不足時(shí)，水壓上下限會(huì)持續(xù)導(dǎo)通，直到水壓足夠時(shí)，才會(huì)停止水壓的變化。因?yàn)榇藛?wèn)題，我考慮了幾種方法，最終，我使用了加入定時(shí)器的方法，在水壓連續(xù)觸發(fā)該觸點(diǎn)時(shí)，由每段持續(xù)中的定時(shí)器來(lái)定時(shí)斷開一次此程序，之后再閉合，能夠多次觸發(fā)導(dǎo)通，到此，我基本算是完美的解決了這一個(gè)問(wèn)題。 故障2：過(guò)載保護(hù)時(shí)，變頻器仍在運(yùn)行中 答：這是一個(gè)在導(dǎo)師查驗(yàn)時(shí)，才發(fā)現(xiàn)的一個(gè)小毛病。當(dāng)我將熱繼電器的模擬開關(guān)閉合時(shí)，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該出現(xiàn)的情況是電機(jī)停止運(yùn)行，變頻器也停止運(yùn)行，可是在當(dāng)時(shí)的情況卻是電機(jī)停止了運(yùn)行，變頻器仍然在運(yùn)行中，當(dāng)水壓變化時(shí)，變頻器一直在不斷的跳動(dòng)，可以想象，如果這是在實(shí)際情況中發(fā)生的錯(cuò)誤，那么變頻器的壽命肯定會(huì)大大的縮減。這個(gè)故障可以通過(guò)將熱繼電器的常閉觸點(diǎn)串在觸發(fā)變頻器的那些程序信號(hào)中，這樣熱繼電器閉合時(shí)，常閉觸點(diǎn)就會(huì)斷開，此時(shí)變頻器也就無(wú)法觸發(fā)了。  小結(jié) 為期幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于接近了尾聲，這個(gè)過(guò)程想起來(lái)都讓我難以忘懷，期間各種探討、學(xué)習(xí)、自己制作，還有不斷的查閱資料，全部的一切，都是為了更好的完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。終于，檢驗(yàn)的一天快要來(lái)臨了，我心懷忐忑，但是我非常的自信，我認(rèn)為我做的非常的好，過(guò)程中我投入了非常多，花費(fèi)了大量的精力來(lái)完成它，每天按時(shí)去實(shí)驗(yàn)室編寫校驗(yàn)程序，拍攝視頻，即使是在制作的末期，我們大家都還另外學(xué)習(xí)了MCGS組態(tài)軟件，并且大部分都成功的制作了MCGS模擬運(yùn)行界面，更加直觀的表現(xiàn)出了這次設(shè)計(jì)想要表達(dá)的意思。 恒壓供水系統(tǒng)，在日常生活生產(chǎn)中起著非常重要的作用，研究這個(gè)課題我覺得非常的有意義，作為一名工科生，所學(xué)所用就是得聯(lián)系實(shí)際、運(yùn)用實(shí)際、付諸實(shí)際。無(wú)論是現(xiàn)在還是未來(lái)，我都必須始終貫徹這一理念，此前，我覺得PLC控制已經(jīng)是非常了得的一門技術(shù)了，可是當(dāng)我踏入工廠實(shí)踐過(guò)之后，我才發(fā)現(xiàn)，光有PLC是一點(diǎn)都不夠的，PLC脫離了電機(jī)，脫離了氣泵，都將只是一種毫無(wú)作用的機(jī)器，要想搭建出一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，必須面面俱到，就好比這個(gè)恒壓供水控制系統(tǒng)，我目前只設(shè)計(jì)了程序部分，最多還就是變頻器部分，至于更加具體的用戶的情況，水源的情況，這些我都沒有深入的去了解過(guò)，當(dāng)然了，學(xué)校能給予的畢竟有限，我們必須以后在進(jìn)入社會(huì)后，不斷的學(xué)習(xí)，不斷的提升自己。 在這次設(shè)計(jì)中，我特別想提出這幾個(gè)值得我們學(xué)習(xí)的地方，各位同學(xué)都積極的去實(shí)驗(yàn)室完成修改自己的課題，即使由于導(dǎo)師較忙，不能時(shí)時(shí)刻刻陪著我們，大家也都按時(shí)去實(shí)驗(yàn)室完成，這點(diǎn)真的非常的棒！特別是在后期，大家在知道了有MCGS組態(tài)軟件這一個(gè)東西之后，大家都瘋狂的開始學(xué)習(xí)使用，真的非常努力。 所以，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)我的人生影響都是非常大的，大家即將踏入社會(huì)，這次設(shè)計(jì)也許是最后一次在學(xué)校里完成的內(nèi)容了，同時(shí)也是為踏入社會(huì)所建立的一個(gè)試金石，以后需要學(xué)習(xí)的地方還有很多很多，我們必須戒驕戒躁，不斷豐富自己的學(xué)識(shí)，這樣才能實(shí)現(xiàn)自己的價(jià)值。同時(shí)，我也已經(jīng)被另外一所高校錄取，將繼續(xù)深造，進(jìn)行研究生的學(xué)習(xí)，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也是為我以后的每一個(gè)設(shè)計(jì)，每一個(gè)課題做了一個(gè)鋪墊，讓我以后能更加有信心去做好未知的一切。  致謝 這次課題的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及論文批閱是在我的導(dǎo)師史國(guó)生老師的一次次監(jiān)督和認(rèn)真的審閱下完成的,他嚴(yán)于律己的科學(xué)態(tài)度，一絲不茍的治學(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感化和激勵(lì)著我。從課題的選擇到最后的完成終稿，史老師和各位專業(yè)老師都積極地給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助，故在此特地向史老師和其他各老師給予誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 同時(shí)，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)四年大學(xué)生活的電氣1202 班許多同學(xué)，正是由于他們的幫助和陪伴，我才擁有了克服一個(gè)又一個(gè)困難的信心和決心，直至本文的順利完稿。在論文即將完稿之時(shí)，我非常的激動(dòng)，一件耗時(shí)幾個(gè)月才完成的事情，在完成之前對(duì)誰(shuí)都是一種鼓勵(lì)，我也是如此。從最初進(jìn)入設(shè)計(jì)到論文的順利完稿，腦海中浮現(xiàn)出了值得尊敬的導(dǎo)師、同學(xué)和朋友，是他們給了我許許多多的鼓勵(lì)和支持，此刻我要向幫助我的各位表示出最誠(chéng)摯的敬意！在最后我還一定得感謝我的父母，我他們含辛茹苦的養(yǎng)育了我，給了我在這里學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，謝謝你們!  參考文獻(xiàn) [1] 史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.5. [2] 史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)實(shí)訓(xùn)教程. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.4. [3] 吳啟紅.變頻器、可編程序控制器及觸摸屏綜合應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010. [4] 張鳳珊.電氣控制及可編程序控制器.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001. [5] 彭鴻才.電機(jī)原理及拖動(dòng).機(jī)械工業(yè)出版社，1985. [6] 周漠仁.流體力學(xué)水泵與風(fēng)機(jī).北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1994. [7] 趙逸平.建筑給排水設(shè)計(jì)中水泵選用實(shí)例.北京，建筑給排水，2005. [8] 呂汀、石紅梅.變頻技術(shù)原理與應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. [9] 李良仁.變頻器調(diào)速技術(shù)與應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2004. [10]李樹熊.可編程序控制器原理及應(yīng)用.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007. 附錄 附錄1 PLC源程序清單  附錄2 元器件清單 名稱 型號(hào) 數(shù)量 可編程控制器 三菱FX2N-48MR 1 電動(dòng)機(jī) Y90L-2 3 電泵 IS50-32-160A 3 變頻器 三菱FR-A740 1 壓力繼電器 JCD-02S 2