电气自动化毕业设计

平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书（论文） 毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目：PLC与变频器恒压供水系统设计姓 名： 贾 欣 编 号： 9 0 7 0 1 7 0 7 平顶山工业职业技术学院 2010 年 5 月 20 日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书姓名 刘前进 专业 电气自动化（PLC）2班 任 务 下 达 日 期 2010 年 2 月 日设计（论文）开始日期 2010 年 3 月 1 日设计（论文）完成日期 2010 年 4 月 25日设计（论文）题目：PLC与变频器恒压供水系统设计 A编制设计 B设计专题（毕业论文） 指 导 教 师 李俊唐 系（部）主 任 韩 丽 年 月 日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录 系 专业，学生 于 年 月 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 专题（论文）题目： 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 毕业设计（论文）成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， ， 平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第 页共 页学生姓名： 专业 年级 毕业设计（论文）题目： 评 阅 人： 指导教师： （签字） 年 月 日成 绩： 系（科）主任： （签字） 年 月 日毕业设计（论文）及答辩评语： 34 目录第一章 系统概述1第一节 变频恒压供水系统概述1一、系统结构2二、对象模型2三、控制屏操作说明4第二节 供水专用PLC使用说明4第三节 供水专用变频器使用说明4第二章 基本实训7实训一 供水专用变频器认识与操作7一、实训目的7二、实训设备7三、实训内容与步骤7四、注意事项10实训二 供水专用PLC认识与操作12供水专用变频器的合理选用13实训三 常规泵的手动软启动控制14一、实训目的14二、实训设备14三、实训接线14四、“手动软启动”概念14五、实训内容与步骤14实训四 常规泵循环式起-停控制15一、实训目的15二、实训设备15三、实训接线15四、应用背景15五、实训内容与步骤16实训五 生活水系统静态压力控制17一、实训目的17二、实训设备17三、实训接线17四、应用背景17五、实训内容与步骤17实训六 生活水系统动态压力控制19一、实训目的19二、实训设备19三、实训接线19四、应用背景19五、实训内容与步骤19实训七 生活水系统的分段定时控制21一、实训目的21二、实训设备21三、实训接线21四、应用背景21五、实训内容与步骤22实训八 消防水系统启-停控制24一、实训目的24二、实训设备24三、实训接线24四、应用背景与对象模型24五、实训内容与步骤25实训九夜间模式下的节能供水25一、实训目的26二、实训设备26三、实训接线26四、实验背景与实验依据27五、实训内容与步骤27实训十 上位机软件安装与使用29一、实训目的29二、实训设备29三、软件安装与使用29四、实训内容与步骤30附录一“THPHY-2型变频恒压供水系统实训装置”功能参数出厂值32第一章 系统概述第一节 变频恒压供水系统概述变频恒压供水系统是现代建筑中普遍采用的一种水处理系统，随着变频调速技术的发展和人们节能意识的不断增强，变频恒压供水系统的节能特性使得其越来越广泛应用于住宅小区、高层建筑的生活及消防供水系统。在智能建筑教学领域，恒压供水系统也日益成为其研究的重要课题，其典型结构由压力传感器、可编程控制器（PLC）、变频器、供水泵组等组成。实际应用的变频恒压供水系统结构庞大、分布广、不直观形象，不适宜直接作为教学实验装置，为满足科研和教学要求，目前市场上也出现了不少的恒压供水实验设备，但性能大多参差不齐，缺乏系统的全面性、集成性。有些厂家生产的恒压供水系统采用继电器接触器控制电路，通过控制水泵的起停和调节泵出口阀的开度来实现恒压供水，这样不但线路复杂，操作麻烦、维护困难，由于驱动电机是恒速运转，水量是靠水泵出口阀开度控制，浪费了大量的能源。也有许多厂家生产的变频恒压供水系统实验装置，仅模拟出一路管道和1台或几台水泵机组，采用PLC进行简单的逻辑控制，这种过于简化的系统，完全忽略了工程的概念，只是一种简单的单回路控制实验装置，失去了楼层供水的意义；有些厂家虽然也设计出了楼层模型，但其水网仅有一路系统，无法模拟真实的楼层供水系统（包含消防水系统、生活水系统、生产水系统）；在控制系统设计上，仅由PLC等控制设备独立完成自动控制过程，缺乏牢靠的手动控制系统，系统投运前的不确定因素无法排除。“THPHY-2变频恒压供水系统实训装置” 满足了变频恒压供水系统中的基本要求，它是一种完全模拟楼层现场恒压供水系统的实验装置，由储水系统、动力系统，输送系统、回水系统和控制系统（手动控制、自动控制）组成，它利用流量与转速成正比，而电机的消耗功率与转速的三次方成正比的关系，当需求压力降低时，电动机转速降低，泵出口流量减少，电动机的消耗功率大幅度下降从而达到节能的目的，是一种真正节能的变频调速恒压供水系统。对象系统由四台不同功率的水泵机组组成，功能上划分为常规变频循环泵（2台）、消防增压泵（1台）、休眠小泵（1台），分别用于模拟正常模式下的生活供水动力系统和夜间小流量的生活供水动力系统以及消防水动力系统；输送系统结构上划分为生活水系统和消防水系统，生活水和消防水两路水系统之间采用特殊单向影响结构，保证了消防管道在非火灾模式下的内部水压，而消防模式下的消防水压不影响正常的生活供水压力；回水系统采用有机玻璃材料结构保证了实验系统可观察性。控制系统采用手动和自动两种控制方式，在自动控制器失效的状态下，手动控制系统可以保证系统的可靠运行，在系统投入自动运行前，手动控制还可用于检验动力线路和动力设备的工况。在有变频和工频两种运行状态的设备间，采用机械互锁和逻辑互锁的双重保护设计，保障了设备的安全运行；该系统同时采用过载保护、漏电保护、接地保护等多重保护机制，充分保障了操作者的人身安全和设备的安全运行。一、系统结构“THPHY-2变频恒压供水系统实训装置”的控制器采用爱默生TD2100供水专用变频器，内置PI调节器和电机专用控制芯片DSP+CPLD+MCU，无需配置PLC或供水控制器，即可实现多种常用供水控制专用功能。控制结构如图一： 图一 变频恒压供水系统控制结构二、对象模型其对象模型系统主要有4台水泵构成，其中两台常规变频循环泵，一台休眠小泵，一台消防泵，该系统能够模拟供水现场的各种复杂工况，使实验设备更加贴近工程应用。其可实现功能有：1) 生活供水管网的恒压供水，2) 手动软启动和自动两种运行方式（扩展功能），3) 特定时日供水压力控制；每日可设定六段压力运行，以适应供水压力变化的需求；4) 夜间可启动休眠小泵运行实现最大限度节能；5) 火警状态，可自动启动消防泵，6) 可实现上位机控制。对象模型如图二。对象主要设备的技术指标如下：1对象高度：2米；2输水管道口径12mm；3生活水系统3.1生活水系统支路出水口（水龙头）数量12个（每层2个），口径12mm3.2按照每个水龙头出水100ml/s=6L/min=6Kg/min计算，需求工作流量1000ml/s=60L/min，额定工作扬程3m。3.3生活水动力系统为水泵2台（变频运行），每台功率370W，扬程12m，流量50L/min，进水口径20mm，出水口径12mm（另有一台小功率工频水泵功率180W，扬程8m，流量30L/min，进水口径16mm，出水口径12mm，用于在夜间小流量时对恒压供水支路供水）。4消防水系统4.1消防供水支路出水口数量6个（每层1个），口径12mm，4.2按照每个消防栓出水100ml/s=6L/min=6Kg/min计算，额定工作流量600ml/s=36L/min，需求工作扬程3m。4.3消防供水支路水泵功率370W，扬程12m，流量50L/min，进水口口径20mm，出水口口径12mm（技术参数与恒压供水支路的2台变频水泵一样）。注释：以上管径指内径。图二 变频恒压供水对象模型结构三、控制屏操作说明1总电源带有漏电保护器，用于控制整个系统的电源通断状态。2启动、停止按钮用于控制“工频输出”端的电源输出和手动/自动开关。3八只运行状态指示灯用于指示系统手、自动状态和水泵的6种工作状态。4“手动/自动开关”用于系统在手动和自动控制两种状态下的切换。5“火警信号模拟”开关用于控制火灾信号的输入。6八只手动控制按钮在手动状态下有效（在自动状态下无效），分别用于在手动状态下控制四台水泵。第二节 供水专用PLC使用说明默生变频器TD2100供水专用系列型号电压等级型号适配电机(KW)三相380VACTD2100-4T0055STD2100-4T0750S5.575容许电网波动范围：额定电压20%输出频率范围：0400Hz输出频率精度：0.01%最高频率显示方式：四位LED显示；LCD（中/英）+LED可选核心硬件：IPM+DSP+MCUPWM控制方式：电压矢量控制防护等级：IP20安装方式：壁挂艾默生变频器TD2100系列主要功能及特点（恒压供水专用）根据压力，最多可实现7台泵的顺序切换定时实现多台泵的循环运行第三节 供水专用变频器使用说明一、操作面板功能说明按键名称功能PRG编程键从停机状态、运行状态切换到编程状态FUNC/DATA功能/数据选择数据监视模式并对写入的数据进行确认增键数据或功能码递增减键数据或功能码递减移位键运行状态和待机状态时，可循环选择显示参数；设定数据的修改位；显示功能码时可在功能块间快速循环移动；故障报警状态时可退出故障报警状态PANEL/REMOTE操作面板/远程键操作面板控制、控制端子控制或串行通讯控制的切换键；与其上方的LED指示灯配合使用；LED亮时为操作面板控制方式；灭时为控制端子控制方式；闪烁时，则为串行通讯控制方式JOG点动在操作面板控制方式下，用于点动运行操作RUN运行在操作面板控制方式下，用于运行操作STOP/RESET停止/复位运行状态时，按此键可停止运行操作（三种控制方式均有效）；故障报警状态时，可进行复位操作二、LED数码管及指示灯说明单位指示灯：由面板右上角三个指示灯组成，其显示状态的不同组合分别对应六种单位指示，组合状态与单位对应关系如下图单位指示灯闪烁时LED显示相应参数的设置值变频器运行在不同的状态时，LED和单位指示灯会有不同的状态组合，其组合状态和变频器工作状态如表下表所示。工作状态LED数码显示内容单位指示灯运行、待机状态稳定显示运行频率Hz灯亮停机状态闪烁显示设定频率Hz灯亮故障状态闪烁显示故障代码所有单位灯灭功能码显示状态稳定显示功能码号所有单位灯灭功能码参数显示状态闪烁显示功能码参数根据参数特性显示其单位除LED显示和单位指示灯外，操作面板上还有运行指示灯和控制方式指示灯。运行指示灯：指示系统的运行状态，该灯点亮，说明系统处于运行或待机状态。控制方式指示灯：指示变频器的控制方式。变频器在某一时刻只能选择操作面板、控制端子或上位机串口三种方式之一。该指示灯点亮表示操作面板控制，灭表示控制端子控制，闪烁表示上位机串口控制。三、操作方法举例1功能块快速循环查找（以“显示功能选择”块的查找为例）2功能码参数的设置（将F127的值从243改为497）第二章 基本实训实训一 供水专用变频器认识与操作一、实训目的1初步认识TD2100 供水专用变频器的构成2掌握TD2100 供水专用变频器的基本操作3调试并检验系统状态二、实训设备1THPHY-2 变频恒压供水系统实训装置2THPHY-2 变频恒压供水系统对象装置3便携式万用表，一字螺丝刀，十字螺丝刀三、实训内容与步骤1认识变频器基本结构图三2工频旁路的使用在THPHY-2型变频恒压供水系统中有4台水泵，由于其中的2台常规泵工作在变频循环方式；所以这2台常规泵会工作在变频和工频两种状态（通过接触器切换）。如下图。变频器输出与工频旁路之间使用带机械连锁装置的交流接触器，并在电气控制回路上进行逻辑互锁，以防止变频器输出与工频电源之间引起短路而损坏变频器及相关设备。变频器输出U、V、W应与工频旁路电源L1、L2、L3相序一致。否则，在电机由变频向工频切换过程中，会因为切换前后的相序不一致而引起电机转向的突然反向，容易造成跳闸甚至损坏设备。变频器输出控制可采用变频器内部的电子热保护开关（用户亦可单独外配过流保护装置），但应注意电机的工频旁路中应有相应的过流保护装置。 3端子说明端子标识端子功能说明R、S、T三相交流380V输入端子U、V、W三相交流输出端子PE接地端子H/ACOM手动软启动/自动运行方式选择输入。闭合时为手动软启动方式，断开则为自动方式H1COM手动信号1输入。手动软启动运行方式有效时，该信号控制M1电机变频软启动然后切换到工频运行H2COM手动信号2输入。手动软启动运行方式有效时，该信号控制M2电机变频软启动然后切换到工频运行。变频循环方式时有效，变频固定方式无效。UPCOM频率增加信号输入（可接入电接点压力表的下限触点）。闭合时变频器输出频率递增，断开时变频器停留在断开前的频率上运行。 此信号与DWNCOM一起可以组成简单闭环控制系统DWNCOM频率降低信号输入（可接入电接点压力表的上限触点）。闭合时变频器输出频率降低，断开时变频器停留在断开前的频率上运行。 此信号与UPCOM一起可以组成简单闭环控制系统FIRCOM消防信号输入。系统运行状态下，有消防信号时，启动相应消防功能，系统工作在消防状态OPCOM管道超压信号输入，闭合时表示管道超压。RUNCOM在外部控制模式下，开关合上变频起运行，断开停止。P24COM直流+24V电源输出，最大输出电流：100mAVRFGND基准电源输出端子。一般外接压力给定电位器直流+10V，最大输出电流：50mAVCIGND模拟电压输入信号。一般用作闭环给定通道，也可用作反馈输入通道；0+10V模拟电压，输入阻抗47kCCIGND模拟电压/电流输入信号，一般用作闭环反馈通道，也可用作闭环给定通道；0（2）+10V模拟电压（输入阻抗94k） 或 0（4）20mA模拟电流 （输入阻抗500k），可通过变频器内部的跳线J4选择4LED运行参数显示含义对已经选择的状态量，在运行过程中均可通过键切换显示，显示含义为：输出频率（Hz） 设定频率（Hz）输出电压（V） 输出电流（A）闭环反馈（V） 闭环设定（V闪烁）压力反馈（MPa） 压力设定（MPa闪烁）5、通电运行操作（步骤）5.1 用19芯航空电缆将对象和控制屏连接起来；5.2 通电准备：控制屏不接线，打开电源总开关，确定各电源指示正常 ；5.3 将手动/自动切换钮子开关拨到手动状态，依次手动启动各台水泵，确定各水泵运行状态指示灯工作正常；5.4 按下“停止”按钮，关闭工频电源输出，控制线路面板上的“工频输出”接主电路面板上“工频输入”（U0、V0、W0对接），其它线路断开；5.5 打开对象中所有阀门，依次手动启动和停止常规泵1、常规泵2、休眠泵、消防泵，观察水泵运转情况，对于运行反转的水泵，断开电源，打开水泵的接线盒调整其中任意两根线序，确定水泵正方向运转（如果四台水泵同时反转，只需调整控制屏电源输入端插头内三相线的相序）；5.6 将变频器“工频输入”接“工频输出”（R、S、T分别接入U0、V0、W0）；变频器输出端“变频输出”接入主电路“变频输入”（U、V、W对接）；变频器控制端子A、N、Y1与控制线路面板中对应的标示符A、N、Y1相接；压力信号输入“P24（+）”、“CCI（-）”端分别接压力420mA的“+”、“-”端；其它线路断开，并将手自动控制开关拨到“自动”。5.7 启动变频器，参照第一章第二节TD2100供水专用变频器使用说明，作如下操作： 用“PANEL/REMOTE”键切换到面板控制方式，（其上方的指示灯亮）； 按“PRG”键进入编程状态； 读F01参数，修改为0； 读F02参数，并修改为50Hz； 读F03参数，修改为0，控制方式：操作面板控制； 读F24参数，修改为0，普通变频器（开环）控制方式； 按“PRG”键回到停机状态； 按“RUN”键运行； 按“STOP”键停止。注：参数的查询和修改方法，请参考第一章第二节的操作方法举例。5.8通过5.7步操作确定水泵在变频控制状态下也是正方向运转，如果水泵运转方向不对，打开实验台后门，在里面调整变频器输出端其中任意两根线序。或者改变F04参数为另一值（0状态下修改为1，1状态下修改为0）（建议不要修参数，以免下次进行参数初始化后，忘记恢复）。 6TD2100变频器的三种启动方式TD2100专用供水变频器提供了三种控制方式供用户选择，这三种方式可以通过修改功能参数F03的值进行选择：0：表示操作面板控制 1：表示控制端子控制 2：表示上位机串口控制。也可以使用“PANEL/REMOTE”键切换到面板控制方式（或者参照有第一章第二节的操作面板使用说明）。6.1 操作面板控制 用“PANEL/REMOTE”键切换到面板控制方式（其上方的指示灯亮）； 按“RUN”键运行，系统进入自动运行状态； 待系统稳定运行后，按“STOP”键停止。6.2 控制端子控制 用“PANEL/REMOTE”键切换到控制端子控制方式（其上方的指示灭）； 将变频器外部的旋转开关扳到“启动”位置，系统进入自动运行状态； 待系统稳定运行后，将变频器外部的旋转开关扳到“停止”，停止运行。6.3 上位机串口控制 用“PANEL/REMOTE”键切换到上位机串口控制方式（其上方的指示灯闪烁）； 打开上位机工程界面，按下“启动”按钮，系统进入自动运行状态； 待系统稳定运行后，按下“停止”按钮，停止运行。四、注意事项操作注意事项：1请严格按照实验步骤操作，对于实验步骤中没有提及的功能参数请不要随意修改。否则可能造成变频器或水泵等关键设备的损坏，在启动运行之前请认真检查各设置项。2自动控制（变频器控制）出现故障时，请先初始化变频器出厂设置（修改F142=2，恢复出厂设置），然后按照附录一、“THPHY-2型变频恒压供水系统实训装置”功能参数出厂值，重新设置好装置的出厂设置。3启动手动控制状态时，为了设备安全，请将变频器停机或者关闭变频器电源。4本指导书中所有实验项目中的压力参数设置只是给出的一般参考数值，实验者请根据不同的阀门数量具体设置相关参数。安全警告：1严禁将变频器的输出端接入工频电源，工频电源接入变频输出后，有爆炸和损坏财物的危险，确认变频器电源完全断开的情况下，才能进行接线操作，否则有触电的危险。2严禁变频器输出相序与工频相序不一致的状态下，运行系统。在启动系统前一定要按照上面的方法依次检查系统的工作状态，保证系统启、停正常，并且变频输出的相序和工频输入相序一致，同时各台水泵在该相序下正方向运转。3请严格按照实验步骤操作，对于实验步骤中没有提及的功能参数请不要随意修改。否则可能造成变频器或水泵等关键设备的损坏，在启动运行之前请认真检查各设置项。4为保证人身安全，请将该装置和对象系统的接地线可靠接地。实训二 供水专用PLC认识与操作供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统供水方式占地面积大,水质易污染,基建投资多,而最主要的缺点是水压不能保持恒定,导致部分设备不能正常工作。供水专用变频器依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、合理的节能型供水系统。国内外不少厂家近年来纷纷推出了一系列新型产品,如艾默生的TD2100,日本最新的IPF系列变频器,三菱公司的FR - 500系列变频器,时代集团的TVF7 - 750 - P - T3系列水泵专用变频器等。一、供水专用变频器的主要性能和特点供水专用变频器是把普通变频器和PLC的功能综合在一体,是集供水控制和供水管理一体化的系统。通过压力变送器和PLC构成闭环控制系统,按恒压、节能节水的优化运行原则,随着用水量的变化, P ID仪表不断的进行压力采样, PLC进行逻辑运算,自动控制机组中泵的转速和换泵,从而实现全自动恒压变频供水。内置集成的液位传感器很容易实现进水池液位的检测和控制,当检测到水位低或输入外部低水位开关信号时,系统告警输出,并停止运行;当水位达到正常水位时,或输入正常水位开关信号时,系统自动恢复运行,这有效地防止了水泵系统设备因缺水而损坏。当管网压力不足时,变频器增大输出频率,水泵转速加速,供水量增加,迫使管网压力上升;反之水泵转速减慢,供水量减小,管网压力下降。目的是控制变频器的输出频率和输出电压,从而调节变频泵的转速工艺控制多台变频泵和工频泵的启停而达到恒压变频供水的目的。变频器有过载电子热保护器,通常按照用户设置的电机电流参数实施热保护,因为有多泵供水模式和各电机电流参数的分别设置,变频器能对其交替拖动的多台电机实施热保护。系统有管道超压/管道欠压/进水池缺水故障时系统变为待机的功能。 系统具有定时切换功能,使各泵工作时间均衡,防止泵的锈死,故障声光报警功能,指定日供水压力控制功能。系统供水有变频泵固定方式和变频泵循环方式。可采用于先启先停或先启后停模式，共8种供水组合控制模式，可实现最多4台变频循环泵或台变频固定方式控制。能灵活配置常规泵、消防泵、排污泵、休眠泵，便于实现供水泵房全面自动化。工作泵与备用泵不固死，可自动定时轮换，可以有效地防止因为备用泵长期不用时发生的锈死现象，提高了设备的综合利用率，降低了维护费用。可设定排污泵，能自动检测污水池液位或根据液位开关信号实现自动排污。夜间供水量急剧减少时可设定休眠泵，休眠期间，只有休眠泵工作，变频器只监测管网压力，当压力低于设定压力时，系统自动唤醒。变频泵投入工作，当压力高于设定值时系统再次投入休眠状态，只有休眠水泵运行，这样能最大限度地节水节电功效。具有零星停机功能。在用户不用水的情况下会自动停机。故障泵退出功能。水泵出现损坏时，让故障泵自动退出功能。有消防信号外部输入接口，当有火警或消防信号到来时,系统能自动切换到消防模式,有多种消防工作模式可选,主要根据消防和生活管网是否共用,以及进水池是否共用等条件来进行选择。url=二、供水专用变频器的合理选用1生活供水系统采用变频供水设备可改善供水水质,且自动化程度高,又是国家节能推广技术,但若选择使用不当,又会造成电能浪费,因此建议设计人员和用户在方案确定之前应根据用水性质、用水特点、用水规模、设备投资等因素综合考虑,在保证可靠供水前提下,充分发挥供水变频器的节能潜力。2采用变频恒压供水,消防了主管网压力波动,保证了供水质量,而且节能效果明显,并延长了主管网及其阀门的使用寿命。3变频器为供水专用型,主要用于拖动水泵电机负载,由于低速时水泵固用的死区特性而不能有效供水,浪费电能,且低速时水泵电机散热效果差,故不宜长期低速运行。4变频供水设备自动化提高,系统响应迅速,实战性强,同时设备分布相对集中,配置简单,便于管理和维护,建议用户应根据自身工程特点合理选用。实训三 常规泵的手动软启动控制一、实训目的1了解手动软启动的意义2掌握其参数设置方法二、实训设备1THPHY-2 变频恒压供水系统实训装置2THPHY-2 变频恒压供水系统对象装置三、实训接线将变频器“工频输入”接“工频输出”（R、S、T分别接入U0、V0、W0）；“变频输出”接入主电路“变频输入”（U、V、W对接）；主电路面板上的“工频输入”接“工频输出”；将变频器控制端子A、N、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6与控制线路面板中对应的标示符对接；压力信号输入“P24（+）”、“CCI（-）”端分别接压力420mA的“+”、“-”端。四、“手动软启动”概念手动软启动是指泵先由变频器输出启动，运行到设定切换频率时，将泵由变频器输出控制切换到工频电网控制运行。 该功能只针对变频循环方式的泵有效，主要用于调试目的。手动软启动状态由“自动/手动软启动”选择开关控制，只有当手动软启动方式有效时，才能进行相应各泵的手动软启动操作（H1控制“常规泵1”，H2控制“常规泵2”），此时，压力闭环自动控制不起作用。五、实训内容与步骤按照附录一进行功能参数设置后作如下操作：1打开所有的生活用水龙头，关闭消防水龙头；2用“PANEL/REMOTE”键切换到面板控制方式，变频器要处于停机状态；3将手自动控制开关拨到“自动”；4将自动/手动软启动钮子开关拨到“开”位置，即手动软启动运行方式；5将H1钮子开关拨到“开”位置，“常规泵1“变频启动，然后切换到工频；将H1拨到“关”状态，然后将H2拨到“开”状态，常规泵2变频启动，然后切换到工频。实训四 常规泵循环式起-停控制一、实训目的1掌握TD2100 供水专用变频器的循环启、停控制功能2了解循环供水模式在实际中的应用二、实训设备1THPHY-2 变频恒压供水系统实训装置2THPHY-2 变频恒压供水系统对象装置三、实训接线将变频器“工频输入”接“工频输出”（R、S、T分别接入U0、V0、W0）；“变频输出”接入主电路“变频输入”（U、V、W对接）；主电路面板上的“工频输入”接“工频输出”；将变频器控制端子A、N、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6与控制线路面板中对应的标示符对接；压力信号输入“P24（+）”、“CCI（-）”端分别接压力420mA的“+”、“-”端。四、应用背景在实际应用中，为保证系统的可靠运行，常常在一套供水系统中增设一台辅助水泵，当主泵出现故障时，开启辅助水泵，以保证供水系统的不间断性。然而辅助水泵长期处于停运过程中时，内部器件会容易生锈和老化，为保障供水系统的主泵出现故障时，辅助泵能正常启动，辅助泵一定要定期起用检查。变频泵循环启、停实验就是验证这一功能在供水系统中的应用。在“THPHY-2型变频恒压供水模型”中，系统的两台常规水泵即为变频水泵，两台水泵可以作为一主一备使用，也可同时使用；当供水系统在较小的压力范围内工作时，一台变频水泵能够满足系统的供水的流量和压力需求时，另一台水泵就可以作为备用泵使用，当一台泵的压力和流量满足不了供水系统需求时，可以同时启动另一台水泵工作。两台水泵工作在变频循环方式：即系统在第一次启动时，常规泵1变频运行一直到（50Hz），当压力数值仍达不到系统设定压力时，常规泵1工频运行，常规泵2变频启动运行，直到满足系统压力设定值。系统停机后，下次启动将从常规泵2启动变频运行，然后切换到工频，再启动常规泵1变频运行。如此循环，即为先起先停方式的变频循环模式。同样在实际应用中，为了定期对辅助水泵进行检查，还可以设置水泵的定时轮换周期，具体设置请参考TD2100系统功能码F45。五、实训内容与步骤变频循环方式的设置主要由F24、F25、F110、F111、F112、F113、F114、F115参数决定,其参数设置如下：F24=1、F25=1，F106=1(显示功能码F107F124)，F110=0，F111=0，F112=3，F113=1，F114=4，F115=4；其它参数的设置保留附录一的设置。注：参数的查询和修改方法，请参考第一章第二节的操作方法举例。设置好参数以后按以下操作步骤进行：1打开所有的生活用水龙头，关闭消防水龙头；2用“PANEL/REMOTE”键切换到面板控制方式；3将手自动控制开关拨到“自动”；4按“RUN”键运行变频器；初始启动后，常规泵1变频运行一直到（50Hz），当压力数值仍达不到系统设定压力（30KPa）时，常规泵1工频运行，常规泵2变频启动运行，直到满足系统压力设定值。经过一段时间后，系统压力数值会稳定在设定值处，系统进入稳定运行状态。5系统稳定运行一段时间后，按“STOP”键停止运行，此时常规泵1停止运行，常规泵2运行频率逐渐减小为0，但常规泵2保持变频启动状态不变，其变频指示灯仍亮； 6按“RUN”键重新运行变频器，变频输出从常规泵2变频启动，然后常规泵2切换为工频状态，常规泵1变频运行，直到满足系统压力设定值，进入稳定运行状态；7系统稳定运行一段时间后，按“STOP”键再次停止运行，系统回到从常规泵1变频启动的初始状态。实训五 生活水系统静态压力控制一、实训目的1了解TD2100 闭环控制功能参数设置2了解静态压力控制试验供水系统中的应用二、实训设备1THPHY-2 变频恒压供水系统实训装置2THPHY-2 变频恒压供水系统对象装置3PC机一台(配力控组态软件一套)三、实训接线将变频器“工频输入”接“工频输出”（R、S、T分别接入U0、V0、W0）；“变频输出”接入主电路“变频输入”（U、V、W对接）；主电路面板上的“工频输入”接“工频输出”；将变频器控制端子A、N、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6与控制线路面板中对应的标示符对接；压力信号输入“P24（+）”、“CCI（-）”端分别接压力420mA的“+”、“-”端。四、应用背景在用户用水量一定的情况下，楼宇供水系统的管网压力和流量也是一定的，供水系统只要保证一定的输出功率，就可以满足系统的供水要求。因此在这种情况下，只要知道了系统的需求压力，水泵机组可以工作在开环控制状态。由于人群数量和用水时段的不同，楼层用水量一般是不稳定的，所以恒压供水系统一般要工作在闭环控制状态。楼层用水量恒定只是供水时的一种特殊状态，而通过在闭环控制状态下维持系统的管网静态压力试验则可以观测控制系统的稳态性能。从而判定供水闭环控制系统稳定性。管网静态压力实验就是用来测试控制系统的稳定性。五、实训内容与步骤管网静态压力的设置主要由PI闭环控制功能参数决定,其参数设置如下：先设F87=1（显示功能码F88F105），再设定控制压力为20Kpa（F97=0.020）；比例增益为P=500.0%（F98=500.0）；积分时间Ti=1S（F99=1）；其它参数的设置保留附录一的设置。设置好参数以后按以下操作步骤进行：1打开所有的生活用水龙头，关闭消防用水龙头；2用“PANEL/REMOTE”键切换到面板控制方式；3按“RUN”键运行变频器，直到系统压力基本稳定；4多次调整比例增益和积分时间，并重新运行系统，比较每次系统压力基本稳定的后，测量数值与设定数值之间的偏差百分比，偏差较小的几组参数（5%以内）说明控制系统具有较好的稳定型。 注：为便于观察测量数值与设定数值之间的关系可以通过上位机软件观察，上位机软件的使用请参考实训九。实训六 生活水系统动态压力控制一、实训目的1测试控制系统的动态性能2分析系统稳定性和动态性二、实训设备1THPHY-2 变频恒压供水系统实训装置2THPHY-2 变频恒压供水系统对象装置3PC机一台(配力控组态软件一套)三、实训接线将变频器“工频输入”接“工频输出”（R、S、T分别接入U0、V0、W0）；“变频输出”接入主电路“变频输入”（U、V、W对接）；主电路面板上的“工频输入”接“工频输出”；将变频器控制端子A、N、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6与控制线路面板中对应的标示符对接；压力信号输入“P24（+）”、“CCI（-）”端分别接压力420mA的“+”、“-”端。四、应用背景由于楼层中人群数量和用水时段的不同，楼层用水量一般是不稳定的，供水压力处于实时的变换过程中，所以在用水压力的变换过程中，恒压供水系统的闭环控制器一定要能及时的跟踪压力变化过程，这就需求闭环控制系统不但要有较好的稳定性，还要有较好的动态性。通过管网动态压力实验可以用来测试控制系统的动态性能。五、实训内容与步骤管网压力动态测试主要也由PI闭环控制功能参数决定,其参数设置如下：先设F87=1（显示功能码F88F105），再设定控制压力为30Kpa（F97=0.030）；比例增益为P=500.0%（F98=500.0）；积分时间Ti=1S（F99=1）；其它参数的设置按照附录一的设置进行。设置好参数以后按以下操作步骤进行：1打开第二、三、四、五、六层的生活用水龙头，消防水龙头和一层生活用水龙头关闭；2用“PANEL/REMOTE”键切换到面板控制方式；3按“RUN”键运行变频器；4系统到达压力设定值并稳定运行一段时间后，同时打开第一层的生活用水龙头。记录下从打开第一层水龙头开始到系统再次进入稳定状态（5%以内）所需要的时间；5多次调整比例增益和积分时间，仿照上面的操作，记录每次得到的时间。在测出的历时（约40S以内）较短的几组参数下控制系统具有较好的动态性能； 6将此次测得的数据和管网压力静态控制实验中测得的数据作比较，在两次实验中都满足要求的数据，用于控制系统时具有较好的稳定性和动态性。注：为便于观察测量数值与设定数值之间的关系可以通过上位机软件观察，上位机软件的使用请参考实训九。实训七 生活水系统的分段定时控制一、实训目的1测试TD2100定时控制功能2了解定时控制的实际意义二、实训设备1THPHY-2 变频恒压供水系统实训装置2THPHY-2 变频恒压供水系统对象装置三、实训接线将变频器“工频输入”接“工频输出”（R、S、T分别接入U0、V0、W0）；“变频输出”接入主电路“变频输入”（U、V、W对接）；主电路面板上的“工频输入”接“工频输出”；将变频器控制端子A、N、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6与控制线路面板中对应的标示符对接；压力信号输入“P24（+）”、“CCI（-）”端分别接压力420mA的“+”、“-”端。四、应用背景随着用水时段的不同，楼层用水量一般是不稳定的，为了适应生活供水中的压力/流量波动特性，如通常白天的3个用水高峰期流量波动，以及其他一些特殊应用，系统提供了最多6段的定时压力给定控制以满足使用，可以起到节水和节能的作用。一天的流量波动和多段压力控制如下图所示。本文主要介绍了变频器的常规日供水定时控制。五、实训内容与步骤参数设置如下：F53=1，F54=9.00，F55=0.010，F56=9.10，F57=0.020，F58=9.20；F59=0.025，F60=9.30，F61=0.020；F62=9.40，F63=0.015；F64=9.50，F65=0.020。其它参数的设置按照附录一的设置进行。设置好参数以后按以下操作步骤进行：1打开所有生活用水龙头，消防水龙头关闭；2用“PANEL/REMOTE”键切换到面板控制方式；3按“RUN”键运行变频器；4系统按照以下时间开始控制供水压力：9：009：10 压力控制在10Kpa；9：109：20 压力控制在20Kpa；9：209：30 压力控制在25Kpa；9：309：40 压力控制在20Kpa；9：409：50 压力控制在15Kpa；9：50至次日9：00 压力控制在20Kpa（要观察实验效果，请根操作的具体时间设置时间段）。5按“STOP”键停机。说明：1当打开定时控制时（F53=1），系统的常规时间控制（F97）就无效 2该功能在F24=1、3、4时有效。3压力值设定为0，则表示所有泵待机。4用户使用时，先确定时间段，分别设定六个时间段。设定过程中必须满足时间关系t1t2t3t4t5t6，为了满足这种关系，建议先设定F65，最后设定F54。5在设定实时时间时，小时和分钟同时设定，其中前两位表示小时，后两位表示分钟。例如： 将F54设为 20:48 时，键盘LED显示：20 . 4 8，变频器在出厂时，时钟已经设定好。 6在变频器内部压力控制的优先级为：消防压力休眠压力指定日压力常规日压力模拟压力给定,因此当带“开常规日控制”功能（F53=1）时，F97的压力给定数值就无效，因此完成该实验后，要将“开常规日控制”功能（F53=0）关闭。实训八 消防水系统启-停控制一、实训目的1学习多种消防供水模式2了解消防模式下的恒压供水系统结构二、实训设备1THPHY-2 变频恒压供水系统实训装置2THPHY-2 变频恒压供水系统对象装置三、实训接线将变频器“工频输入”接“工频输出”（R、S、T分别接入U0、V0、W0）；“变频输出”接入主电路“变频输入”（U、V、W对接）；主电路面板上的“工频输入”接“工频输出”；将变频器控制端子Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6与控制线路面板中对应的标示符对接；压力信号输入“P24（+）”、“CCI（-）”端分别接压力420mA的“+”、“-”端。四、应用背景与对象模型楼层的消防水系统在和生活水系统是相互关联的两大系统，因此在楼宇供水系统中在确保生活供水系统的正常工作状态下，必须保障消防供水系统的可靠运行。TD2100专用供水变频器通过修改F47的值提供了以下6种消防方式供用户选择。0：生活与消防用水管网相同生活用水水源和消防用水水源共用。消防报警时， F24=1、3、4时根据F48压力指令执行自动压力调节； F24=2时，所有常规泵切换到工频运行。1：生活与消防用水管网相同生活用水水源和消防用水水源共用。消防报警时，所有常规泵切换到工频运行。2：启动消防泵生活用水水源和消防用水水源分开。消防报警时，消防泵启动以工频运行，生活用水按正常给定压力调节。3：启动消防泵生活用水水源和消防用水水源共用。消防报警时，消防泵启动以工频运行，生活用水按正常给定压力调节。4：启动消防泵生活用水水源和消防用水水源分开。消防报警时，消防泵启动以工频运行，生活用水关闭。5：启动消防泵生活用水水源和消防用水水源共用。消防报警时，消防泵启动以工频运行，生活用水关闭。THPHY-2型 变频恒压供水模型，为了能够实现多种消防模式的模拟，在设计上也设计了特别的结构，在消防管网和生活管网之间架构一条单向的通路，在正常状态下，生活用水系统处于变频恒压状态，水网的压力通过单向阀到