高楼恒压供水课件

,*,*,电气工程学院毕业论文（设计）答辩汇报,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,电气工程学院毕业论文（设计）答辩汇报,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,2017,年,7,月,12,号,1,新疆大学,PLC,控制系统设计,指导教师：娄 毅,学生姓名：徐永、李帅帅,班级名称：风动,14-1,班,PLC,课程设计答辩汇报,2017,年,7,月,12,号,2,目录,PLC,课程设计答辩汇报,1.,高楼变频恒压供水介绍,2.,变频恒压供水系统的组成,3.,设计流程图,4.,电路设计图,5.,设备仪器的选型,6.,输入输出量确定,7.PLC,的,I/O,接线图,8.,编程,9.,仿真,高楼恒压供水简单介绍,变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、液位变送器等构成。,本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。,2017,年,7,月,12,号,返回,PLC,课程设计答辩汇报,3,2017,年,7,月,12,号,4,变频恒压供水系统的组成及原理图,PLC,控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统，该系统的控制流程图如下图,1.1,所示：,图,1.1,PLC,课程设计答辩汇报,从图,1.1,中可看出，系统可分为：执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分，具体为：,(,1,)执行机构：执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，变频泵是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定；工频泵只运行于启、停两种工作状态，用以在用水量很大（变频泵达到工频运行状态都无法满足用水要求时）的情况下投入工作。,2017,年,7,月,12,号,PLC,课程设计答辩汇报,5,(,2)信号检测机构：在系统控制过程中，需要检测的信号包括管网水压信号、水池水位信号和报警信号。管网水压信号反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号。水池水位信号反映水泵的进水水源是否充足。信号有效时，控制系统要对系统实施保护控制，以防止水泵空抽而损坏电机和水泵。此信号来自安装于水池中的液位传感器；报警信号反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常，该信号为开关量信号。,2017,年,7,月,12,号,PLC,课程设计答辩汇报,6,(,3)控制机构：供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。供水控制器是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的压力、液位、报警信号进行采集，通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵机组)进行控制；变频器是对水泵进行转速控制的单元，其跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制。,2017,年,7,月,12,号,返回,PLC,课程设计答辩汇报,7,2017,年,7,月,12,号,8,图,1.2,变频恒压供水系统主程序流程图,以2#泵为例的变频和工频运行控制的流程图。1#、3#泵的运行控制情况与2#泵相似，主程序大体包括以下几部分：,(1)调用初始化子程序，设初值；,(2)根据增、减泵条件确定工频泵运行数；,(3)根据增泵、倒泵情况确定变频泵号；,(4)通过工频泵数和变频泵号对各泵运行情况进行控制；,(5)进行报警和故障处理。,PLC,课程设计答辩汇报,2#泵的变频和工频运行流程图,2017,年,7,月,12,号,图1.,3,2#泵变频运行控制流程图,图1.,4,2#泵工频运行控制流程图,返回,PLC,课程设计答辩汇报,9,2017,年,7,月,12,号,10,输入信号,名 称,代 码,地址编号,输,入,信,号,供水模式信号(1-白天，0-夜间),SA1,I0.0,水池水位上下限信号,SLHL,I0.1,变频器报警信号,SU,I0.2,试灯按钮,SB7,I0.3,压力变送器输出模拟量电压值,Up,AIW0,PLC,课程设计答辩汇报,2017,年,7,月,12,号,11,输出信号,名称,代码,地址编号,名称,代码,地址编码,输出信号,1#,泵工频运行接触器及指示灯,KM1,、,HL1,Q0.0,水池水位上下限报警指示灯,HL7,Q1.1,1#,泵变频运行接触器及指示灯,KM2,、,HL2,Q0.1,变频器故障报警指示灯,HL8,Q1.2,2#,泵工频运行接触器及指示灯,KM3,、,HL3,Q0.2,白天模式运行指示灯,HL9,Q1.3,2#,泵变频运行接触器及指示灯,KM4,、,HL4,Q0.3,报警电铃,HA,Q1.4,3#,泵工频运行接触器及指示灯,KM5,、,HL5,Q0.4,变频器频率复位控制,KA,Q1.5,3#,泵变频运行接触器及指示灯,KM6,、,HL6,Q0.5,变频器输入电压信号,Uf,AQW0,PLC,课程设计答辩汇报,返回,2017,年,7,月,12,号,12,电气主接线,PLC,课程设计答辩汇报,返回,2017,年,7,月,12,号,15,主电路控制图,主电路图,PLC,课程设计答辩汇报,三台电机分别为M1、M2、M3，它们分别带动水泵1#、2#、3#。接触器KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的工频运行；接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3的变频运行；FR1、FR2、FR3分别为三台水泵电机过载保护用的热继电器；QS主电路的隔离开关；FU为主电路的熔断器。,电气控制电路设计图,2017,年,7,月,12,号,PLC,课程设计答辩汇报,14,此系统分手动/自动控制的运行,(1)手动控制：手动控制只在检查故障原因时才会用到，便于电机故障的检测与维修。单刀双掷开关SA打至1端时开启手动控制模式，此时可以通过开关,SB1、SB2、SB3、SB4、SB5、SB6,分别控制三台水泵电机在工频下的运行和停止。,（2）自动控制：单刀双掷开关SA打至2端时开启自动控制模式，自动控制的工作状况由PLC程序控制。其中Q0.0到,Q0.5,分别为各泵的变频和工频运行输出状态。Q1.1输出1时，水池水位上下限报警指示灯HL7点亮；当Q1.2输出1时，变频器故障报警指示灯HL8点亮；当Q1.3输出1时，白天供水模式指示灯HL9点亮；当Q1.4输出1时，报警电铃HA响起；当Q1.5输出1时，中间继电器KA的线圈得电，常开触点KA闭合使得变频器的频率复位。,2017,年,7,月,12,号,返回,PLC,课程设计答辩汇报,15,2017,年,7,月,12,号,16,编程,本次设计使用,V4.0 STEP 7 Micro/WIN SP9,作为,S7-200,系列,PLC,的编程软件。使用该软件可以轻松完成各种编程，帮助我们快捷完成设计。使用选好的,S7-200,的,CPU,型号可以与计算机里的编程应用软件,V4.0 STEP7 Micro/WIN SP9,进行通讯。,PLC,课程设计答辩汇报,2017,年,7,月,12,号,17,编程,PLC,课程设计答辩汇报,PID,中断子程序,2024年11月5日,初始化子程序,2024年11月5日,以,1#,水泵为例 当第一次上电、故障消除或者产生,1#,泵变频启动脉冲信号并且系统无故障产生、未产生复位,1#,水泵变频运行信号、,1#,泵未工作在工频状态时，,Q0.1,置,1,，,KM2,常开触点闭合接通变频器，使,1#,水泵变频运行，同时,KM2,常闭触点打开防止,KM1,线圈得电，从而在变频和工频之间实现良好的电气互锁，,KM2,的常开触点还可实现自锁功能,。,2017,年,7,月,12,号,PLC,课程设计答辩汇报,20,2017,年,7,月,12,号,21,水泵的工频运行,不但取决于变频,泵的泵号，还取,决于工频泵的台,数。,以,1#,水泵为,例，,产生当前泵工,频运行启动脉冲后，若当前,2#,泵处于变频运行状态且工频泵数大于,0,，或者当前,3#,泵处于变频运行状态且工频泵数大于,1,，则,Q0.0,置,1,，,KM1,线圈得电，使得,KM1,常开触点闭合，,1#,水泵工频运行，同时,KM1,常闭触点打开防止,KM2,线圈得电，从而实现变频和工频之间实现良好的电气互锁，,KM1,的常开触点还可实现自锁功能。,PLC,课程设计答辩汇报,返回,2017,年,7,月,12,号,22,仿真,将在编程软件,V4.0 STEP 7 Micro/WIN,中,编写好的程序导出，通过仿真软件装载打开。打开【配置】选项，选择对应的,PLC,型号，本次设计使用的是,S7-200,系列的,CPU226,型,PLC,和扩展模块,EM235,。,PLC,课程设计答辩汇报,2017,年,7,月,12,号,23,仿真,当打开开关,I0.0,系统处于白天运行模式，,对应,Q0.1,，灯亮，则说明：当电源打开，,水泵,1#,处于变频运行状态,。,PLC,课程设计答辩汇报,2017,年,7,月,12,号,24,仿真,打开,I0.3,时,，所有报警信号灯都常亮，说明水池水位报警信号灯、变频器信号故障报警信号灯、运行模式指示灯等信号灯均能正常工作,PLC,课程设计答辩汇报,由系统电气总框图可以看出,该系统的主要硬件设备应包括以下几部分：(1)PLC及其扩展模块、(2)变频器、(3)水泵机组、(4)压力传感器（,5,）液位变送器以及其他主要设备选型如表3.1所示：,2017,年,7,月,12,号,表,3.1,本系统主要硬件设备清单,PLC,课程设计答辩汇报,主要设备,型号及其生产厂家,可编程控制器（,PLC,）,S,iemens CPU 226,模拟量扩展模块,S,iemens EM 235,变频器,S,iemens MM440,水泵机组,SFL,系列水泵,3,台（上海熊猫机械有限公司）,压力变送器及显示仪表,普通,压力表,Y-100,、,XMT-1270,数显仪,液位变送器,分体,式液位变送器,DS26(,淄博丹佛斯,公司,),接触器,CJ20-63,断路器,DZ15-40/3901,热继电器,JR16-63,按钮,LA19-11B/D,熔断器,NGT00,25,2017,年,7,月,12,号,26,PLC,的选型,S7,系列,PLC,是德国生产的极具代表性的产品，其中最能体现低性能要求的紧凑的微型,PLC,就是,S7-200,。常见的,S7-200,能够把中央处理单元、输入,/,输出和电源部分存储在同一个立方体结构内。它是整体式结构，普遍的外形结构图如图所示。,S7-200,具有可以单机运行，又具有可扩展接口及扩展特殊功能模块的特点。,PLC,课程设计答辩汇报,2017,年,7,月,12,号,27,PLC,的选型,在这一次的设计中，根据,右,图所示的选型型号表，选取,S7-200,中的,CPU 226,模块。,CPU 226,具有众多的输入输出口，为设计仿真提供了方便。,CPU 226,可扩展到,248,路数字,I/O,和,35,路模拟,I/O,，可以连接两个,RS-485,通信,/,编程接口。,PLC,课程设计答辩汇报,模拟量扩展模块,由于实际中需要模拟量输入点,1,个，模拟量输出点,1,个，所以需要扩展，扩展模块选择的是,EM235,，该模块有,4,个模拟输入,(AIW),，,1,个模拟输出,(AQW),信号通道。输入输出信号接入端口时能够自动完成,A/D,的转换，输出信号接出端口时能够自动完成,D/A,的转换。,2017,年,7,月,12,号,28,变频器的选型,变频器我们选择西门子的,MicroMaster440,变频器。它具有很高的运行可靠性和很强的功能。它采用模块化结构，组态灵活，有多种完善