智能楼宇基于PLC和力控的变频恒压供水系统的设计

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毕业设计(论文)任务书

课题名称智能楼宇变频恒压供水控制系统设计

学院工商学院

专业班级2008届自动化

姓名

学号

毕业设计（论文）的工作内容:

1、专业调查及查阅有关设计的资料；

2、学习运用计算机组态软件设计方法；

3、熟悉变频器的工作原理；

4、设计恒压供水的变频器调速系统；

5、拟写论文准备毕业答辩。

起止时间：

2012 年 2 月13 日至2012 年 6 月15 日共18 周

指导教师

签字

系主任

签字

院长

签字

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摘要

随着社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统可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、控制技术以及通讯技术，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然趋势。

本设计是针对居民生活用水/消防用水而设计的。由变频器、PLC及PID调节器组成控制系统，调节水泵的输出流量。电动机泵组由三台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换及速度，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。

本文介绍了采用PLC控制的变频调速供水系统，由PLC进行逻辑控制，由变频器进行压力调节。在经过PID运算，通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。运用力控组态软件进行仿真模拟，运行结果表明，该系统具有压力稳定，结构简单，工作可靠等优点。

关键词：恒压供水；PLC；变频调速；监控组态

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Abstract

With the rapid development of social economy, people on the quality of water supply and water supply system reliability requirements continue to increase, coupled with the current shortage of energy, the use of advanced automation technology, control technology and communication technology, the design of high performance, high energy-saving, can adapt to different areas of the constant pressure water supply system becomes an inevitable trend.

This design is for the residents living water/fire fighting design. From the frequency converter, PLC and PID regulator control system, for regulating the pump output flow. Motor pump group is composed of three pumps in parallel connection to form, or the frequency converter from the power supply, water supply systems based on export pressure and flow rate to control inverter motor pumps between switching and speed, so that the system is running in the most reasonable state, ensuring on-demand water supply.

This paper introduces the PLC control of frequency control water supply system, carried out by PLC logic control, by the frequency converter to regulate pressure. After the PID operation, through the PLC control of frequency conversion and power switch, to achieve closed-loop automatic control constant pressure water supply. Application of force control configuration software simulation, operation results show that the system has stable pressure, simple structure, reliable work, etc.

Key words: constant pressure water supply; PLC; inverter; control configuration

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目录

1绪论 (1)

2变频恒压供水系统的特点 (2)

2.1变频恒压供水系统特点 (2)

3系统的理论分析及方案的确定 (3)

3.1变频恒压供水系统理论分析 (3)

3.1.1变频恒压控制的理论模型 (3)

3.2变频恒压供水系统控制方案的确定 (3)

3.2.1供水系统的控制流程 (3)

3.2.2供水系统中水泵切换条件分析 (5)

4变频恒压供水系统的硬件设计 (7)

4.1系统主要配置的选型 (7)

4.1.1水泵机组的选型 (7)

4.1.2PLC及其扩展模块的选型 (7)

4.1.3PLC的选择 (9)

4.1.4CPU的选择 (10)

4.1.5压力变送器及数显仪的选型 (11)

4.2系统主电路分析及设计 (11)

5变频恒压供水系统的软件设计 (17)

5.1系统水泵运行状态及转换过程分析 (17)

5.2PLC程序设计方法的分析 (18)

5.3PID调节器 (20)

5.4PLC的控制程序 (23)

6力控监控组态软件 (31)

6.1力控组态软件简介 (31)

6.1.1力控组态软件的组成 (31)

6.2创建工程图画面 (32)

6.2.1建立界面 (32)

6.2.2定义I/O设备 (37)

6.2.3创建实时数据库 (38)

6.3制作动画连接 (40)

6.4运行 (42)

致谢 (43)

参考文献 (44)

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1 绪论

本设计是以智能楼宇供水系统为控制对象，采用PLC和变频技术相结合技术，设计一套城市小区智能楼宇恒压供水系统，并引用计算机对供水系统进行远程监控和管理保证整个系统运行可靠，安全节能，获得最佳的运行工况。具体内容如下：1）在对课题进行分析和研究的基础上，提出了系统的设计方案和思路，熟悉变频器的电路原理及应用。

2）能对水泵的机械特性设计变频调速，给出了恒压供水的理论模型及近似的数学模型；确定水泵的变频恒压供水系统的控制方案，给出了变频恒压供水的控制流程及工作原理；最后分析了在变频恒压供水中，水泵切换的条件。

3)论文就变频调速恒压供水控制系统的设计做了详细的分析和研究。从用户的需求入手确定合适的设备选型；详细分析全自动变频恒压运行方式水泵运行的各种工况及其转换过程，讨PLC的程序设计方法及程序执行特点，并在此基础上提出供水系统控制程序的功能模块和设计方案；在介绍PID调节原理的基础上，分析利用PID 调节原理实现恒压供水的调节过程，给出PID参数设置方法；最后还提出了保障系统可靠性的一些措施。

4)能对恒压供水的变频调速系统进行设计监控系统。

设计（论文）的主要技术指标：

a．变频器的的各种电路原理及应用。

b．能对水泵的机械特性设计变频调速。

c．能对水泵的恒压供水变频调速系统进行设计。

d．能对恒压供水的变频调速系统进行监控组态设计。

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2 变频恒压供水系统的特点

2.1 变频恒压供水系统特点

变频恒压供水系统能适用于生活用水、工业用水以及消防用水等多种场合，在本文中主要应用于生活小区生活用水，该系统具有以下特点：

1)滞后性：供水系统的控制对象是用户管网的水压，它是一个过程控制量，同其他一些过程控制量(如：温度、流量、浓度等)一样，对控制作用的响应具有滞后性，同时用于水泵转速控制的变频器也存在一定的滞后效应。

2)非线形：用户管网中因为有管阻、水锤等因素的影响，同时又由于水泵的一些固有特性，使水泵转速的变化与管网压力的变化不成正比，因此变频调速恒压供水系统是一个非线性系统。

3)多变性：变频调速恒压供水系统要具有广泛的通用性，面向各种各样的供水系统，而不同的供水系统管网结构、用水量和扬程等方面存在着较大的差异，因此其控制对象的模型具有很强的多变性。

4)时变性：在变频调速恒压供水系统中，由于有定量泵的加入控制，而定量泵的控制(包括定量泵的停止和运行)是时时发生的，同时定量泵的运行状态直接影响供水系统的模型参数，使其不确定性地发生变化，因此可以认为：变频调速恒压供水系统的控制对象是时变的。

5)容错性：当出现意外的情况(如突然断电、泵、变频器或软启动器故障等)时，系统能根据泵及变频器或软启动器的状态，电网状况及水源水位，管网压力等工况自动进行投切，保证管网内压力恒定。在故障发生时，执行专门的故障程序，保证在紧急情况下的仍能进行供水。

6)可扩充性：水泵的电气控制柜，具有远程和就地控制的功能和数据通讯接口，能与控制信号或控制软件相连，能对供水的相关数据进行实时传送，以便显示和监控以及报表打印等。

7)节能性：系统用变频器进行调速，用调节泵和固定泵的组合进行恒压供水，节能效果显著，对每台水泵进行软启动，启动电流可从0到电机额定电流，减少了启动电流对电网的冲击的同时减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。

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3 系统的理论分析及方案的确定

3.1 变频恒压供水系统理论分析

3.1.1 变频恒压控制的理论模型

变频恒压控制系统以供水出口管网水压为控制目标，在控制上实现出口总管网的实际供水压力跟随设定的供水压力。设定的供水压力可以是一个常数，也可以是一个时间分段函数，在每一个时段内是一个常数。所以，在某个特定时段内，恒压控制的目标就是使出口总管网的实际供水压力维持在设定的供水压力上。从图3.1中可以看出，在系统运行过程中，如果实际供水压力低于设定压力，控制系统将得到正的压力差，这个差值经过计算和转换，计算出变频器输出频率的增加值，该值就是为了减小实际供水压力与设定压力的差值，将这个增量和变频器当前的输出值相加，得出的值即为变频器当前应该输出的频率。该频率使水泵机组转速增大，从而使实际供水压力提高，在运行过程将被重复直到实际供水压力和设定压力相等为止。如果运行过程中实际供水压力高于设定压力，情况刚好相反，变频器的输出将会降低，水泵机组的转速减小，实际供水压力因此而减小。同样，最后调节的结果是实际供水压力和设定压力相等。

图 3.1变频恒压控制原理图

3.2 变频恒压供水系统控制方案的确定

3.2.1 供水系统的控制流程

从变频恒压供水的原理分析可知，该系统主要有压力传感器、压力变送器、变频器、恒压控制单元、水泵机组以及低压电器组成。系统主要的设计任务是利用恒压控制单元使变频器控制一台水泵或循环控制多台水泵，实现管网水压的恒定和水泵电机的软起动以及变频水泵与工频水泵的切换，同时还要能对运行数据进行传输。根据系统的设计任务要求，结合系统的使用场所选择方案为：

通用变频器+PLC(包括变频控制、调节器控制)+人机界面+压力传感器

这种控制方式灵活方便。具有良好的通信接口，可以方便地与其他的系统进行数据交换，通用性强；由于PLC产品的系列化和模块化，用户可灵活组成各种规模和要求不同控制系统。在硬件设计上，只需确定PLC的硬件配置和I/O的外部接线，当控制要求发生改变时，可以方便地通过PC机来改变存贮器中的控制程序，所以现场

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多泵变频循环工作方式的可靠切换，是实现多泵分级调节的关键，可选用编程灵活、可靠性高、抗干扰能力强、调试方便、维护工作量小的PLC通过编程来实现。

供水系统的恒压通过压力变送器、PID调节器和变频器组成的闭环调节系统控制。根据水压的变化，由变频器调节电机转速来实现恒压。为了减少对泵组、管道所产生的水锤，泵组配置电动蝶阀，开启水泵后打开电动碟阀，当水泵停止时先关电动碟阀后停机。为实现远程监控的功能，系统中还配置了计算机和通信模块。

综上所述，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：(l)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，其中由一台变频泵和两台工频泵构成，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。

(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。此信号是模拟信号，读入PLC时，需进行A/D转换。另外为加强系统的可靠性，还需对供水的上限压力和下限压力用压力表进行检测，检测结果可以送给PLC，作为数字量输入；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。

(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，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，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。

根据水泵机组中水泵被变频器拖动的情况不同，变频器有两种工作方式即变频循环式和变频固定式，变频循环式即变频器拖动某一台水泵作为调速泵，当这台水泵运行在50Hz时，其供水量仍不能达到用水要求，需要增加水泵机组时，系统先将变频器从该水泵电机中脱出，将该泵切换为工频的同时用变频去拖动另一台水泵电机；变频固定式是变频器拖动某一台水泵作为调速泵，当这台水泵运行在50Hz时，其供水量仍不能达到用水要求，需要增加水泵机组时，系统直接启动另一台恒速水泵，变频器不做切换，变频器固定拖动的水泵在系统运行前可以选择，本设计中采用变频循环

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现将系统控制流程说明如下：

(l)系统通电，按照接收到有效的自控系统启动信号后，首先启动变频器拖动变频泵M1工作，根据压力变送器测得的用户管网实际压力和设定压力的偏差调节变频器的输出频率，控制Ml的转速，当输出压力达到设定值，其供水量与用水量相平衡时，转速才稳定到某一定值，这期间Ml工作在调速运行状态。

(2)当用水量增加水压减小时，压力变送器反馈的水压信号减小，偏差变大，PLC 的输出信号变大，变频器的输出频率变大，所以水泵的转速增大，供水量增大，最终水泵的转速达到另一个新的稳定值。反之，当用水量减少水压增加时，通过压力闭环，减小水泵的转速到另一个新的稳定值。

(3)当用水量继续增加，变频器的输出频率达到上限频率50Hz时，若此时用户管网的实际压力还未达到设定压力，并且满足增加水泵的条件(在下节有详细阐述)时，在变频循环式的控制方式下，系统将在PLC的控制下自动投入水泵M2(变速运行)，同时变频泵M1做工频运行，系统恢复对水压的闭环调节，直到水压达到设定值为止。如果用水量继续增加，满足增加水泵的条件，将继续发生如上转换，将另一台水泵

M3投入运行（变速运行），M2工频运行。变频器输出频率达到上限频率50Hz时，压力仍未达到设定值时，控制系统就会发出水压超限报警。

(4)当用水量下降水压升高，变频器的输出频率降至下限频率，用户管网的实际水压仍高于设定压力值，并且满足减少水泵的条件时，系统将工频泵M2关掉，恢复对水压的闭环调节，使压力重新达到设定值。当用水量继续下降，并且满足减少水泵的条件时，将继续发生如上转换，将另一台工频泵M1关掉。

3.2.2 供水系统中水泵切换条件分析

在上述的系统工作流程中，我们提到当变频泵己运行在上限频率，此时管网的实际压力仍低于设定压力，此时需要增加水泵来满足供水要求，达到恒压的目的；当变频泵和工频泵都在运行且变频泵己运行在下限频率，此时管网的实际压力仍高于设定压力，此时需要减少工频泵来减少供水流量，达到恒压的目的。那么何时进行切换，才能使系统提供稳定可靠的供水压力，同时使机组不过于频繁的切换呢?

由于电网的限制以及变频器和电机工作频率的限制，50HZ成为频率调节的上限频率。另外，变频器的输出频率不能够为负值，最低只能是0HZ。其实，在实际应用中，变频器的输出频率是不可能降到0HZ。因为当水泵机组运行，电机带动水泵向管网供水时，由于管网中的水压会反推水泵，给带动水泵运行的电机一个反向的力矩，同时这个水压也在一定程度上阻止源水池中的水进入管网，因此，当电机运行频率下降到一个值时，水泵就己经抽不出水了，实际的供水压力也不会随着电机频率的下降而下降。这个频率在实际应用中就是电机运行的下限频率。这个频率远大于0HZ，具体数值与水泵特性及系统所使用的场所有关，一般在20HZ左右。所以选择50HZ和20HZ作为水泵机组切换的上下限频率。

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在恒压供水中，机组的切换为机组增加与减少两种情况，这两种情况由于变频器输出频率与供水压力的不同逻辑关系相对应。考虑到只有当变频器的输出频率在上下限频率时才可能发生切换，并且上限频率时不可能减泵，下限频率时不可能加泵，所以，可以采用回滞环思想进行判别如图3.2。

图3.2用于压力判断的回滞环

如果变频器的输出为上限频率，只有当实际的供水压力比设定压力小于2的时候才允许进行机组增加；如果变频器的输出为下限频率，则只有当实际的供水压力比设定压力大妮／2的时候才允许进行机组的增加。回滞环的应用提供了这样一个保障，即如果切换的判别条件满足，那就说明此时实际供水压力在当前机组的运行状况下满足不了设定的要求。但这个判别条件的满足也不能够完全证明当前确实需要进行机组切换，因为有两种情况可能使判别条件的成立有问题：实际供水压力超调的影响以及现场的干扰使实际压力的测量值有尖峰，这两种情况都可能使机组切换的判别条件在一个比较短的时间内满足，造成判断上的失误，引起机组切换的误操作。这两种情况有一个共同的特点，即它们维持的时间短，只能够使机组切换的判别条件在一个瞬间满足。根据这个特点，在判别条件中加入延时的判断就显得尤为必要了。

所谓延时判别，是指系统仅满足频率和压力的判别条件是不够的，如果真的要进行机组切换，切换所要求的频率和压力的判别条件必须成立并且能够维持一段时间，比如一、两分钟，如果在这段延时的时间内切换条件仍然成立，则进行实际的机组切换操作；如果切换条件不能够维持延时时间的要求，说明判别条件的满足只是暂时的，如果进行机组切换将可能引起一系列多余的切换操作。

经过以上的分析，将实际的机组切换的条件优化为：

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4 变频恒压供水系统的硬件设计

4.1 系统主要配置的选型

4.1.1 水泵机组的选型

根据所阐述的基于PLC的变频恒压供水系统的原理，系统的电气控制总框图如图4.1所示：

图4.1系统的电器总框图

由以上系统电气总框图可以看出，系统所需要的主要硬件包括：

1)水泵机组、变频器

2)PLC及扩张模块

3)压力变送器及数显仪

水泵机组的选型基本原则，一是要确保平稳运行；二是要经常处于高效区运行，以求取得较好的节能效果。

4.1.2 PLC及其扩展模块的选型

1）本设计中选用西门子MM440

2）计算机与变频器连接图,如图4.2所示：

3）MM440 BOP（基本操作面板）及功能描述，如图4.3所示：

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图4.2计算机与变频器连接图MM440 BOP上的按钮功能表功能如下图示：

状态显示

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图4.3 MM440 BOP基本操作面板及功能描述

1.使用BOP对变频器的参数进行工厂复位

P0010=30

P0970=1

2.使用BOP对变频器进行快速参数化

（提示：严格按照电机的名牌进行相关参数的设置。）

P0010 ＝1（开始快速调试）

PO100 ＝…(选择工作地区)

P0304 ＝…（电动机额定电压V）

P0305 ＝…（电动机额定电流A）

P0307 ＝…（电动机额定功率W）

P0310 ＝…（电动机额定频率HZ）

P0311 ＝…（电动机额定转速r/min）

P0700 ＝…（命令源选择）

P1000 ＝…（选择频率设定值）

P1080 ＝…（电动机运行的最低频率HZ）

P1082 ＝…（最大电动机频率）

P1120 ＝…（斜坡上升时间S）

P1121 ＝…（斜坡下降时间S）

P3900 ＝…1（结束快速调速）

4.1.3 PLC的选择

本设计中选择的PLC是S7—200

S7-200(德国西门子公司)的CPU选型如下图所示：

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图4.4 S7-200的CPU

给S7-200供电类型

给S7-200CPU供电有直流供电和交流供电两种方式。

注：在安装和拆除S7-200之前，要确保电源被断开，以免造成人身损害和设备事故。

24V DC供电/14点24V DC输入/10点24V DC输出，如下图4.5所示，230V AC 供电/14点24V DC输入/10点继电器输出，如下图4.6所示：

图4-5 直流供电图4-6 交流供电

4.1.4 CPU的选择

本设计中选择CPU226如图4.7所示：

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图4-7 CPU226

4.1.5 压力变送器及数显仪的选型

压力传感器和压力变送器是将水管中的压力信号变成1-5V或4-20的模拟量信号，作为模拟输入模块(A／D模块)的输入，在选择时，为了防止传输过程中的干扰与损耗，我们采用4-20mA输出压力变送器。在运行过程中，当压力传感器和压力变送器出现故障时，系统有可能开启所有的水泵，而此时的用水量又达不到，这就使水管中的水压上升，为了防止爆管和超高水压损坏家中的用水设备(热水器、抽水马桶等)，本文中的供水系统使用电极点压力表的压力上限输出，作为PLC的一个数字量输入，当压力超出上限时，关闭所有水泵并进行报警输出。

根据以上的分析，本文选用普通压力表Y-100和XMT-1270数显仪实现压力的检测、显示和变送。压力表测量范围0-1MP，精度1.5；数显仪输出一路4-20mA，“电流信号，送给变频器作为PID调节的反馈电信号，可设定压力上、下限，通过两路继电器控制输出压力超限信号。

经过第3章对系统方案的分析和确定，再结合上述的系统硬件的选型，确定以可靠性高、使用简单、维护方便、编程灵活的工控设备变频器和PLC作为主要控制设备来设计变频调速恒压供水系统。

4.2 系统主电路分析及设计

供电系统的设定直接影响到控制系统的可靠性，因此在设定供电系统时应考虑下列因素：

1)输入电源电压在一定的允许范围内变化；

2)当输入交流电断电时，应不破坏控制器程序和数据；

3)当控制系统不允许断电的场合，要考虑供电电源的冗余；

4)当外部设备电源断电时，应不影响控制器的供电；

5)要考虑电源系统的抗干扰措施。

系统中变频器的输入信号有两种，一种是控制信号，它包括PLC输给变频器的FWD信号和压力传感器送来的压力信号，压力信号由PLC输出，压力信号是作为变频器的PID单元的反馈输入信号；另一种是输入电源信号口引。尽量不要用主电路电源

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ON／OFF的方法控制变频器的停止和运行，应该用控制电路端子FWD、REV或者键盘面板上REV、FWD和STOP键控制变频器的停止和运行。

变频器的输出信号也有两种，一是送PLC的超压信号、欠压信号和变频器故障信号这三个输出控制信号，另一种是送水泵的变频器输出电源信号。系统变频调速控制方式如图4.8所示：

图4.8变频调速系统控制方式

三台大容量的主水泵(1#，2#，3#)根据供水状态的不同，具有变频、工频两种运行方式，因此每台主水泵均要求通过两个接触器分别与工频电源和变频电源输出相联；辅助泵只运行在工频状态，通过一个接触器接入工频。连线时一定要注意，保证水泵旋向正确，接触器的选择依据电动机制容量来确定.

QF1，QF2，QF3，QF4，QF5，QF6分别为主电路、变频器和各水泵的工频运行空气开关，FR1，FR2，FR3，FR4分别为工频运行时的电机过载保护用热继电器，变频运行时由变频器来实现电机过载保护。

变频器的主电路输出端子(U，V，W)经接触器接至三相电动机上，当旋转方向与工频时电机转向不一致时，需要调换输出端子(U，V，W)的相序，否则无法工作。变频器和电动机之间的配线长度应控制在100m以内b引。在变频器起动、运行和停止操作中，必须用触摸面板的运行和停止键或者是外控端子FWD(REV)来操作，不得以主电路空气开关够2的通断来进行。为了改善变频器的功率因素，还应在变频器的(P1，P+)端子之间接入需相应的DC电抗器。变频器接地端子必须可靠接地，以保证安全，

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:

图4.9供水系统的主要连接图

在控制电路设计中，必须要考虑弱电和强电的隔离问题。为了保护PLC设备，PLC 输出端口并不是直接和交流接触器连接，而是在PLC输出端口和交流接触器之间引入中间继电器，通过中间继电器控制接触器线圈得电/失电，进而控制电机或者阀门的动作。通过隔离，可延长系统的使用寿命，增强系统工作的可靠性。

控制电路之中还要考虑电路之间互锁的关系，这对于变频器安全运行十分重要。变频器的输出端严禁和工频电源相连，也就是说不允许一台电机同时接到工频电源和变频的情况出现。因此，在控制电路中多处对各主泵电机的工频/变频运行接触器作了互锁设计；另外，变频器是按单台电机容量配置，不允许同时带多台电机运行，为此对各电机的变频运行也作了互锁设计。为提高互锁的可靠性，在PLC控制程序设计时，进一步通过PLC内部的软继电器来实现互锁。

控制电路中还考虑了电机和阀门的工作状态指示的设计，为了节省PLC的输出端口，在电路中可以采用PLC输出端子的中间继电器的相应常开触点的断开和闭合来控制相应电机和阀门的指示灯的亮和熄灭，指示当前系统电机和阀门的工作状态。如下图4.10所示：

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图4.10 PLC的I/O端口分配及外围接线

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PLC的I/O地址分配如下表：

本变频恒压供水系统有五个输入量，其中包括4个数字量和1个模拟量。

1、压力变送器将测得的管网压力输入PLC的扩展模块EM235的模拟量输入端口作为模拟量输入；

2、开关SA1用来控制白天/夜间两种模式之间的切换，它作为开关量输入I0.0；

3、液位变送器把测得的水池水位转换成标准电信号后送入窗口比较器，在窗口比较器中设定水池水位的上下限，当超出上下限时，窗口比较其输出高电平1,送入

I0.1；

4、变频器的故障输出端与PLC的I0.2相连，作为变频器故障报警信号；

5、开关SB7与I0.3相连作为试灯信号，用于手动检测各指示灯是否正常工作。

本变频恒压供水系统有11个数字量输出信号和1个模拟量输出信号。

1、Q0.0~Q0.5分别输出三台水泵电机的工频/变频运行信号；

2、Q1.1输出水位超限报警信号

3、Q1.2输出变频器故障报警信号；

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4、Q1.3输出白天模式运行信号；

5、Q1.4输出报警电铃信号；

6、Q1.5输出变频器复位控制信号；

7、AQW0输出的模拟信号用于控制变频器的输出频率。

力控组态软件教程

力控组态软件教程 第一节选型及安装 力控通用监控组态软件的正式发行企业版分为开发版和运行版，软件是根据点数进行计价的，点数是指实际监控的外部I/O设备参数的个数，即软件内部的实时数据库DB中I/O连接项的个数，软件内部的中间变量、间接变量等不计点。 力控演示版的开发版和运行版分别有64点的限制，完全免费的不限点数的开发版可以直接咨询三维力控销售部和各地办事处，索要注册号即可以使用，力控正式发行的开发版没有点数和时间的限制，购买软件时，开发版随运行版免费赠送，运行版分为通用监控版、WWW网络版等。 1. 力控的运行版本 1) 通用监控版 运行在单台PC上完成监控，该版本不包括扩展组件。 2) 标准网络版 由2套通用监控版软件通过以太网可以构成标准的服务器/客户端应用模式，标准服务器端只授权5客户使用，客户端在5个客户端的基础上可增加10、20、50、无限客户端。 3) WWW网络版 用标准的IE浏览器作为“瘦”客户端，在Internet/Intranet上来监控WWW服务器的上的数据，瘦客户端在5个客户端的基础上可增加10、20、50、无限客户端。 2. 扩展组件 包括PC控制策略程序、GPRS组件、数据库ODBC通讯组件、CommServer

通讯组件、DataServer数据转发组件、远程数据库历史备份程序等组件。 3.系统要求 1）硬件配置 目前市面上流行的机型完全满足力控的运行要求,推荐配置如下： CPU：Pentium(R) 4 CPU 2.0GHz以上。 内存：512M以上。 显示器：VGA、SVGA以及支持桌面操作系统的图形适配器，显示256色以上。 并行口或USB口：安装产品授权的加密锁。 2）软件要求 软件没有经过授权，也可以开发和运行，但有如下限制：数据库连接项支持64点，运行系统在线运行时间是1小时。 软件支持的操作系统：WINNT4.0(补丁6)/WIN2000 /WINXP/WIN 2003。 可用于win XP、win7，win10未试过，估计可以？ 3）硬件加密锁 软件是通过硬件加密锁进行授权，软件经过授权后可以长时间运行，产品提供的加密锁包括：并口硬件加密锁和USB口硬件加密锁，硬件加密锁使用前必须安装驱动程序。 安装并口硬件加密锁步骤： 在安装加密锁前应关闭计算机电源和外围设备。 第二节创建一个简单工程

《力控组态软件》课程设计报告书

河南机电高等专科学校课程设计报告书 课程名称：力控组态软件 课题名称：流量监控系统设计 系部名称：自动控制系 专业班级：计控102 姓名：崔建彪 学号：101413233 2012年09月30日

摘要 衡量一个自控系统的先进程度，除能完成一定的自动化控制功能外，日常的生产管理功能也是其重要指标之一。在流程工艺生产中的物料消耗和产量的自动统计就是一个生产管理的基本功能。我国属于能源缺乏国，精确的自动化监控更加有必要去研究和实行。通过设置多个采集点，以硬件组态、数据组态、图像组态等功能实现上位机对供水管路的实时检测，为操作人员合理实时调度提供可靠技术保障，实现能源优化配置，提高管路稳定和对事故的预见性、降低了能耗。该系统运行正常，完全达到设计要求。 力控软件的流量监控设计在成本、开放性、灵活性、功能和界面等方面给企业用户提供了最佳的控制系统解决方案。本文介绍了采用力控软件的工业流量控制系统。硬件用到了：涡轮式流量计、压力传感器、PLC等。 关键词：组态软件；硬件链接；流量监控；远程数据采集

1、引言 随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式，对项目来说是费时费力、得不偿失的，同时，MIS（管理信息系统，Management Information System）和CIMS （计算机集成制造系统，Computer Integrated Manufacturing System）的大量应用，要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据，以便优化企业生产经营中的各个环节。组态软件作为一种工业信息化的管理工具，其发展方向必然是不断降低工程开发工作量，提高工作效率。易用性是提高效率永恒的主题，但是提高易用性对于提高开发效率是有限的，亚控科技则率先提出通过复用来提高效率，创造性地开发出模型技术，并将这一技术集成到KingView7.0中。这一技术能将客户的工程开发周期缩短到原来的30%或更低，将组态软件为客户创造价值的能力提高到了一个新的境界，代表了组态软件的未来。 统集成。 本系统是由计算机和PLC、流量计等外围设备组成一个计算机控制系统。计算机控制系统由工业控制机和生产过程两大部分组成。工业控制机硬件指计算机本身及外围设备。硬件包括计算机、过程输入输出接口、人机接口、外部存储器等。软件系统是能完成各种功能计算机程序的总和，通常包括系统软件跟应用软件计算机。把通过测量元件、变送单元和模数转换器送来的数字信号，直接反馈到输入端与设定值进行比较，然后根据要求按偏差进行运算，所得到数字量输出信号经过数模转换器送到执行机构，对被控对象进行控制，使被控变量稳定在设定值上。 该系统的软件选择力控ForceControlV6.0监控组态，力控软件是运行在Windows98/NT/2000/XP操作系统上的监控组态软件，主要包括工程管理器、人机界面、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制侧罗生成器以及各种网络服务组件等。力控ForceControlV6.0监控组态软件在秉承V5.0成熟技术的基础上，对历史数据库、人机界面、I/O驱动调度等主要核心部分进行了大幅提升与改进，重新设计了其中的核心构件，力控6.0开发过程采用了先进软件工程方法：“测试驱动开发”，使产品的品质得到了充分的保证。 组态软件是数据采集与过程控制的专用软件，能以灵活多样的组态方式提供良好的用户开发界面和间洁的使用方法，其预设置的软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持硬件厂家生产的各种计算机和硬件设备，与高可靠性的工控计算机和网络系统结合，可向整个测控系统提供软硬件的全部接口，进行系统集成。

PLC控制的双恒压供水水泵站要点

课程设计说明书写作要求 1 引言（主要写课题设计的目的、设计内容及要实现的目标） 2 系统总体方案设计 2.1 系统硬件配置及组成原理（要有系统组成图） 2.2 系统变量定义及分配表 2.3 系统接线图设计 3 控制系统程序设计 3.1 控制程序流程图设计 3.2 控制系统的设计思路、程序设计等 3.3 创新设计内容 4 控制系统的上位机设计 4.1 人机界面选择 4.2 人机界面设计（通讯连接，变量设置，画面组态等） 5 系统调试及结果分析 5.1 PLC程序调试及解决的问题 5.2 PLC与上位机联调 5.3 结果分析 结束语（主要写取得的效果、创新点及设计意义） 参考文献 附录：带功能注释的源程序及一些主电路图和PLC的外部接线图。

基于PLC控制恒压供水的设计 ——水泵控制 学生：XXX指导教师：XXX 内容摘要：生活都离不开水。但如果水源离用水场所较远，就需要管路的输送。而将水送到较远或较高的地方，管路中是需要一定的水压的，水压高了，才能将水送到远的或较高的楼层。 产生水压的设备是水泵，水泵转动的越快，产生的水压越高。传统的维持管路的水压是建造水塔，水泵开的时候将水打到水塔中，水泵休息时，借助水塔继续供水。水塔中的水位变化相对水塔的高度来说很小，也就是说水塔能维持的供水管路中水压的基本恒定。 但是，建造水塔需要发费财力，水塔还会造成水的二次污染。那么，可不可以不借助水塔来实现恒压供水呢？当然可以，但是要解决水压随用水量的大小变化的问题。通常的办法是：用量大时，增加水泵的数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变，用水量小时又需做出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路。这在电机速度调节技术不发达的年代是不可设想的，但今天办到这一点已变得很容易了，交流变频器的诞生为水泵转速平滑联系调节提供了方便。交流变频器是改变交流电源频率的电力电子设备，输入三相工频交流点后，可以输出频率平滑变化的三相交流电。 鉴于社会的需求，设计一个由三台水泵组构成的生活、消防双恒压无塔供水泵站系统。 如图所示（一），市网自来水用高低水位控制器EQ来控制注水阀YV1，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动往水池注水，但是当水池的水位高于高水位上限时，延时一段时间后，由PLC发出信号，关闭注水阀YV1，等到水位低于高水位上限时，过一段时间后，再打开注水阀YV1继续注水（这种情况在处于消防状态时被关闭）。水池的高、低水位信号也直接送给PLC，作为高、低水位的报警。为了保证供水的连续性，水位上下限传感器高低距离较小。生活用水和消防用水共用三台水泵，平时电磁阀YV2处于关闭状态，生活管网处于接通状态，电磁阀YV3处于失电状态，关闭消防管网，三台水泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，维持生活用水低恒压。当有火灾发生时，电磁阀YV3得电，消防用水管路打开，并同时打开三台水泵供水，管路中的水压为消防用水的高恒压，生活用水管路没有关闭，生活用水的水压由减压阀控制。但是当管路中的水压低于消防用水的高恒压或水池水位已经达到水池低水位下限时，给电磁阀YV2通电，关闭生活用水的管路。火灾结束后，三台水泵改为为生活用水供水。

力控组态软件实例

《集散控制系统原理及应用》 实验报告 姓名：胡文千_______ 学号：1345733203_____ 班级：13457332 ___ 专业：电气工程及其自动化 学院：电气与信息工程学院 江苏科技大学（张家港） 二零一六年六月

一、实验目的 1、熟悉DCS系统的方案设计； 2、熟悉使用组态软件对工艺流程图的绘制； 3、熟悉使用组态软件生成多种报表。 二、实验内容 实验（一） 1、自行设计一个小型的工程现场； 2、绘制工艺流程图； 3、在力控中模拟设计的系统，仿真实现基本功能。实验（二） 1、在实验（一）基础上，完成在力控中生成报表； 2、运用DCS知识分析所设计的系统； 3、仿真结果分析总结。

实验（一） 1、方案题目 交通系统实时监控系统。 2、方案背景 现在的交通变得越来越繁忙，交通系统变得越来越重要，对交通系统实时必要的监控能够维持交通安全，若出现交通信号等混乱时能够及时准确的发现。3、组态软件 1）概念 组态软件，又称组态监控软件系统软件。译自英文SCADA,即Supervisory Control and Data Acquisition（数据采集与监视控制）。它是指一些数据采集与过程控制的专用软件。它们处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件的应用领域很广，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统(RTU System,Remote Terminal Unit)。 组态软件指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式（而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简捷的使用方法，它解决了控制系统通用性问题。其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品，与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软硬件的全部接口，进行系统集成。 2）组态软件的功能 组态软件通常有以下几方面的功能： （1）强大的界面显示组态功能。目前，工控组态软件大都运行于Windows 环境下，充分利用Windows的图形功能完善界面美观的特点，可视化的m风格界面、丰富的工具栏，操作人员可以直接进人开发状态，节省时间。丰富的图形控件和工况图库，既提供所需的组件，又是界面制作向导。提供给用户丰富的作

PLC控制恒压供水系统.docx

PLC 控制恒压供水系统 国家职业资格全省统一鉴定 维修电工技师 （国家职业资格二级） 所在省市：江苏省常州市 摘要：本设计是针对居民生活用水 /消防用水而设计的。由变 频器、 PLC 控制系统，调节水泵的输出流量。电动机泵组由三 台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水 系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换 及速度，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。采用 PLC 控制的变频调速供水系统，由PLC 进行逻辑控制，由 变频器进行压力调节。通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。运行结果表明，该系统具有压力稳 定，结构简单，工作可靠操作方便等优点。

关 第一章概 述??????????????????????（1）1-1常的供水方式及恒 的??????????（1） 二、水的一般性原 ????????????????（1） 1-2PLC 、器控制的恒供水系方 案?????????（3） 二、方案特 点??????????????????????（3）四、型及目 的???????????????????（4） 硬件 ??????????????????????（6）二、器介 ?????????????????????（7）二、方 式??????????????????????（7）机速方案的比 ????????????????（9） 二、模供水系的

定?????????????????（10 ） 一、路介 ??????????????????????（11 ）三、入出元件与 PLC 地址照 表????????????（ 15） 程序????????????????????（17）???????????????????????? ?（ 20） 致 ???????????????????????? ?（ 21） 参考文 献???????????????????????（ 22 ）第一章概述 供水的一种典型方式是恒供水。恒供水使用器的速 功能通供水的水的速，以持供水始端力，使之保持相 的恒定，故又称恒供水。在供水以逐步渗透到各种行，品 种也从一的恒供水向多功能和高的、供水及能化控 制的方向展。 基于触摸屏和PLC 作控制器作速的恒供

恒压供水系统PLC控制系统的编程设计.

摘要 恒压供水系统设计内容包含了硬件接线图的设计、可编程控制器S7-300的程序编写和WinCC与S7-300的通讯等。 S7-300程序完成了模拟量处理等功能，即把传感器输入的4-20mA的模拟信号转换成0-27648，再根据量程转换到实际工程中水位的实际量程值，系统实现了水箱水位的高低来控制水箱进水阀的开关以及水泵开关状态的控制。系统还实现了两个水泵定时交替运行，运行时间可以更改。 WinCC编辑完成了系统流程图，报警图的绘画，变量实时曲线的记录以及报表记录功能。在画面中可以实现电机的启动，而且当启动时电机会有闪烁效果；还可以更改系统内部参数，比如电压量程，电流量程，水位量程等。水箱水位，管道压力，泵电压，泵电流等关键值会显示在工艺流程画面中；水位增加时，画面能直接显示水位的变动。以上这些功能使操作人员能更加直观的观察到系统的工作状态，便于操作管理。 关键词：恒压供水；可编程控制器；WINCC；S7_300

Abstract This design is targeted by PLC on constant pressure water supply system design, design content includes the wiring diagram of the hardware modifications, S7-300 programming, WinCC and S7-300 communication. S7-300 program completed the analog processing and other functions, namely the sensor input4-20mA analog signal is converted into0-27648, then according to the range conversion to the actual project level actual range values, system realizes the water tank water level control of water tank inlet valve switch and a water pump switch state control. The system also achieved a two pump timing alternating operation, operation time can change. WinCC editing completed the system flow chart, alarm figure painting, variable real-time curve record and report function. In the picture can achieve the motor starting, and when activated motor will have a flashing effect; can also change the system internal parameters, such as voltage range, the range of current water level range, etc.. The water level of the water tank, pipeline pressure, pump pump voltage, current and other key values are shown in the process of the picture; water levels increase, the picture can directly display the water level change. These functions enable the operator to more intuitive to observe the working state of a system, convenient for operation and management. Keywords: constant pressure water supply; Programmable controller; WINCC; S7_300

力控组态软件的应用与开发 ()

风光互补发电系统 力控组态软件的应用与开发

力控组态软件的应用与开发 一、新建工程 1、打开力控点左上角新建新建一个新的工程 2、点击开发进入开发一个工程 二、新建IO设备 1、新建要连接到上位机的设备，比如：智能数显仪表、DSP控制单元、西门子PLC、西门子变频器。 （1）在“工程项目”栏中找到“变量”-----“IO设备组态” （如果软件界面左边没有“工程项目栏”可在“查看”----“工程项目导航栏”调出）

以下为新建“智能数显仪表”步骤： 2、双击工程项目栏中的“IO设备组态”弹出“IoManager”窗口。 注：6个“智能数显仪表”和DSP控制单元设备都为“MODBUS” 3、在“IoManager”窗口中双击“MODBUS”找到“MODBUS（RTU串行口）”双击进入设备配置配置连接到上位机的设备。

（1）配置“设备名称”和设备地址（设备名称自己定义（不可中文），设备地址与设备上的地址一致。智能数显仪表默认地址为从左到右1、2、3、4、5、6） 注：设备地址可更改，如更改后上位机设备地址要与硬件设备地址一 致 （2）“下一步”进入设备连接到上位机的串口设置 1、串口选中所设置设备连到上位机对应的com口（6个“智 能数显仪表出厂默认接到上位机com3”） 2、点击设置进入设置串口通信参数 设置主要设置两个参数：波特率：9600 奇偶校验：无校验 6个“智能数显仪表”的串口通信参数都一致，波特率为9600

奇偶校验为：无 注意：左下角的“连续采集失败”的勾一定要去掉，这关系到能不能采集到数据 （3）设置通讯时设备的读取 （4）完成以上设置后点击完成，完成一个设备的配置（6个“智能数显仪表”配置方法一致）

恒压供水PLC控制系统设计

1.1恒压供水PLC控制系统 一、实验目的 1.学习西门子PLC的使用； 2.掌握闭环调速原理； 3.掌握变频器的使用方法； 4.了解PLC控制变频恒压供水原理。 二、实验容 1.变频器参数设置 端子号参数的设定值缺省的操作V/F曲线选择/ C003=‘1’ 最高电压设定/ C004=‘380’ 基准频率设定/ C005=‘50’ 最大频率设定/ C010=‘50’ 运行控制选择/ C012=‘1’ 2.控制要求 1）单泵控制恒压供水，当需水量不是很大，用一个泵通过PID控制进行恒压供水； 2）双泵控制恒压供水，当需水量大时，当一个泵满足不了用水需求时，进行双泵切 换恒压供水； 3）PLC模拟量控制变频开环控制； 4）分时控制，定时轮换，可以有效地防止水泵长期不用而发生的锈死现象，提高了 设备的综合利用率，降低了维护费用。 三、实验步骤 1.单泵控制恒压供水 1）按照接线图接好线路，确保接线无误，以免损坏变频器和PLC的各个模块。 2）接好总电源，打开漏电保护器，此时电压表显示电压。按下启动按钮，电压指示灯亮起。 3）把模式选择开关打到手动位置，此时手动状态指示灯亮起。检查各水泵的运行情况，确定水泵能能正常运行。 4）把模式选择开关打到自动位置。 5）打开S7-200软件把程序写到PLC中，关闭软件。 6）把PLC的开关达到RUN位置。 7）打开组态王软件，运行变频恒压供水监控程序。在主画面中选择“闭环控制”打开闭环控制画面。

8）在闭环控制模式下单击单泵运行，并单击PID设定，设定给定压力SP，进行PID参数整定。

9）单击实时曲线可观察各参数的变化。 2.双泵控制恒压供水 1）打开组态王软件，运行变频恒压供水监控程序。在主画面中选择闭环控制打开闭环控制画面。

基于力控组态软件的控制实例

电控学院 基于力控组态软件的锅炉监 控系统设计 院（系）：电气与控制工程学院 专业班级： 10级测控1班 姓名：张坡坡 学号： 2013年 4月 29日 目录 1.力控组态软件PCAuto (3) 软件的认识 (3) 软件的使用 (3) 2.系统功能概述 (3) 3.系统设计 (4) 设计思想 (4) 软件组态设计 (4) 系统功能实现的脚本程序 (11) 4.设计心得体会 (12) 1.力控组态软件PCAuto 软件的认识 力控监控组态软件PCAuto是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，是在自动控制系统监控层一级的软件平台，它能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控

的目的，同时还可以方便地向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统进行集成。 力控监控组态软件PCAuto最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大地提高了集成效率。 力控的应用范围广泛、可用于开发石油、化工、半导体、汽车、电力、机械、冶金、交通楼宇自动化、食品、医药、环保等多个行业和领域的工业自动化、过程控制、管理监测、工业现场监测、远程监测/远程诊断、企业管理/资源计划等系统。 PCAuto组态软件具有功能强大的图形开发环境Draw，采用面向对象的图形技术，创建动画式人-机界面系统及高可靠性快速的图形界面运行系统View，用来运行Draw创建图形窗口。先进的分布式实时数据库DB是整个应用系统的核心模块，负责整个力控应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理及完成与过程的双向通信。 软件的使用 在组态软件中填写一些事先设计的表格，再利用图形功能把被控对象(温度计、压力计、锅炉、趋势曲线、报表、温控曲线等)形象的画出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与I/O设备的实时数据进行逻辑连接。当由组态软件生成的应用系统投入运行后，与被控对象相连的I/O设备数据发生变化会直接带动被控对象的属性变化。 2.系统功能概述 基于力控组态软件的锅炉监控系统的设计主要是充分利用软件的优势，通过对锅炉系统中的三个主要参数，即锅炉水位、炉膛压力、锅炉内温度的控制来实现对锅炉系统的实时监控。具体的控制原则为：当锅炉液位“LEVEL”的值高于100时，系统产生报警，对应的入水阀门会变小到5%；当炉内压强“YQ”的值高于时，系统也会报警，同时出气阀门开启；同样，当锅炉内温度“WD”的值高于90时，系统也产生报警信息，同时进气阀门会变小到5%。其中锅炉水位由仿真PLC的常量寄存器控制，炉膛压力和锅炉内温度也分别由仿真PLC的常量寄存器控制，由于无法准确地建立锅炉水位、炉膛压力、锅炉内温度三者之间的函数关系，在设计时人为设定炉膛压力和锅炉内温度分别随锅炉水位增减情况的不同而有不同的增减量变化。系统的启停则由“开始”按钮进行控制。系统报警时，会生成报警曲线。温度过高时，加热设备停止加热，其中是否加热有动画连接

恒压供水plc程序

恒压供水plc程序 恒压供水plc程序的主要功能 1、恒压供水plc程序全自动完成多台水泵机组软启动，变频到工频运行以及停止的全部操作过程 2、恒压供水plc程序根据用水量的变化，变成多台泵组的启动和停止。 3、恒压供水plc程序有压力设定值和实际压力值的LED显示功能。 4、恒压供水plc程序有LED频率指示，变频异常指示，电机故障工况显示。 5、恒压供水plc程序保护功能：具有欠压保护、过压保护、过载保护、短路保护、失速防止、烧损防止等功能。 恒压供水plc程序可增设远程语音报警功能，当设备控制系统出现故障时，系统触发报警拨号系统拨打预先设置好的固定电话或者手机号码，语音通知管理人员设备有故障需要及时检修，以免影响正常用户用水。此控制功能需要占用一条线以便拨号。 多段压力供水模式 恒压供水plc程序随着社会经济技术的发展进步，市政供水系统水质标准逐步提高，供水能力不断增强。为适应社会发展要求，自动给水设备必然朝着一定的目标发展，这个目标就是高效节能、无水源污染、低噪音、操作方便、运行可靠。

恒压供水plc程序系统特点 1、恒压供水plc程序节电：优化的节能控制软件，使水泵实现最大限度地节能运行; 2、恒压供水plc程序节水：根据实际用水情况设定管网压力，自动控制水泵出水量，减少了水的跑、漏现象; 3、恒压供水plc程序运行可靠：由变频器实现泵的软起动，使水泵实现由工频到变频的无冲击切换，防止管网冲击、避免管网压力超限，管道破裂。 4、恒压供水plc程序联网功能：采用全中文工控组态软件，实时监控各个站点，如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。并且能够累积每个站点的用电量，累积每台泵的出水量，同时提供各种形式的打印报表，以便分析统计。 恒压供水plc程序具有保护特性： 恒压供水plc程序具有过流保护、I2t、过压保护、欠压保护、过热保护、短路保护、接地保护、欠压缓冲、电机欠/过载保护、堵转保护、串行通讯故障保护、AI信号丢失保护等。 恒压供水plc程序外型结构紧凑，恒压供水plc程序安装方便。恒压供水plc程序经过多种电气安全规范认证，符合GE、UL及质量认证体系ISO9001和ISO4001等。 恒压供水plc程序具有变频器独特的直接转矩控制(DTC)主要功能是目前最佳的电机控制方式，恒压供水plc程序可以对所有交流电机的核心变量进行直接控制，无需速度反馈就可以实现电机速度和转

基于力控组态软件的控制实例

电控学院 基于力控组态软件的锅炉监控系统设计 院（系）：电气与控制工程学院 专业班级：10级测控1班 姓名：张坡坡 学号：1006070127 2013年4月29日

目录 1.力控组态软件PCAuto (3) 1.1软件的认识 (3) 1.2软件的使用 (3) 2.系统功能概述 (3) 3.系统设计 (4) 3.1设计思想 (4) 3.2软件组态设计 (4) 3.3系统功能实现的脚本程序 (11) 4.设计心得体会 (12)

1.力控组态软件PCAuto 1.1软件的认识 力控监控组态软件PCAuto是对现场生产数据进行采集与过程控制的专用软件，是在自动控制系统监控层一级的软件平台，它能同时和国内外各种工业控制厂家的设备进行网络通讯，它可以与高可靠的工控计算机和网络系统结合，便可以达到集中管理和监控的目的，同时还可以方便地向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，来实现与“第三方”的软、硬件系统进行集成。 力控监控组态软件PCAuto最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和简捷的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能，缩短了自动化工程师的系统集成的时间，大大地提高了集成效率。 力控的应用范围广泛、可用于开发石油、化工、半导体、汽车、电力、机械、冶金、交通楼宇自动化、食品、医药、环保等多个行业和领域的工业自动化、过程控制、管理监测、工业现场监测、远程监测/远程诊断、企业管理/资源计划等系统。 PCAuto组态软件具有功能强大的图形开发环境Draw，采用面向对象的图形技术，创建动画式人-机界面系统及高可靠性快速的图形界面运行系统View，用来运行Draw创建图形窗口。先进的分布式实时数据库DB是整个应用系统的核心模块，负责整个力控应用系统的实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理及完成与过程的双向通信。 1.2软件的使用 在组态软件中填写一些事先设计的表格，再利用图形功能把被控对象(温度计、压力计、锅炉、趋势曲线、报表、温控曲线等)形象的画出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与I/O设备的实时数据进行逻辑连接。当由组态软件生成的应用系统投入运行后，与被控对象相连的I/O设备数据发生变化会直接带动被控对象的属性变化。 2.系统功能概述 基于力控组态软件的锅炉监控系统的设计主要是充分利用软件的优势，通过

用三菱PLC-FX2N与F940PD控制恒压供水

一．控制的要求： （1）有两台水泵，按设计要求一台运行，一台备用，自动运行时泵运行累计100H轮换一次，手动时不切换； （2）两台水泵分别由M1、M2电动机拖动，电动机同步转速为3000转/min，由KM1、KM2控制； （3）切换后起动和停电后起动须5s报警，运行异常可自动切换到备用泵，并报警； （4）采用PLC的PID调节指令 （5）变频器（使用三菱FR-A540）采用PLC的特殊功能单元FX0N-3A的模拟输出，调节电动机的转速； （6）水压在0～10kg可调，通过触摸屏（使用三菱F940）输入调节； （7）触摸屏可以显示设定水压、实际水压、水泵的运行时间、转速、报警信号等； （8）变频器的其余参数自行设定。 二.软件的设计： 1．I/O分配 （1）触摸屏输入，M500：自动起动；M100：手动1号泵；M101：手动2号泵；M102：停止；M103：运行时间复位；M104：清除报警；D300：水压设定。 （2）触摸屏输出，Y0：1号泵运行指示；Y1：2号泵运行指示，T20：1号泵故障；T21：2号泵故障；D101：当前水压；D502：泵累计运行的时间；D102：电动机的转速。 （3）PLC输入，X1：1号泵水流开关；X2：2号泵水流开关；X3：过压保护。 （4）PLC输出，Y1：KM1；Y2：KM2；Y4：报警器；10：变频器STF。 2．触摸屏画面设： 根据控制要求及I/O分配，按下图1-1制作触摸屏画面。

（三菱F940触摸屏的画面制作图1-1）3．PLC的程序： (1).根据控制要求，PLC程序如下图2-1，3-1所示。

（PLCFX2N-48MR的程序梯形图图2-1）

自动恒压供水的控制系统(plc)

一、绪论 (一) 课题的意义及应用背景 近十年来，变频技术的应用在我国有很大的发展，并取得了良好的效果。采用变频器和可编程控制器等现代控制设备和技术实现恒定水压供水，是供水领域技术革新的必然趋势，以往采用的水塔供水既不卫生又不经济，更重要的是浪费了大量的能源，本文介绍的变频调速恒压供水系统以其有效的实用性，彻底解决了上述问题，是一项颇有实用价值的调速系统，为已有的供水系统技术改造提供了切实可行的途径。 变频控制技术的进步不仅仅是异步电动机结构简单、坚固、易于维护等优点，更主要的是采用变频调速技术的异步电动机的机械特性达到了直流电动机调压调速的特性。由于计算机技术的介入，使得变频器具有丰富的功能和方便好用的特点，因此人们才有可能按照实际要求，自行构成一个适用和可靠的调速系统。 变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，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，充分利用变频器内置的各种功能对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。 变频恒压供水控制系统主要有： (1)带PID回路调节器和/或可编程序控制器(PLC)的控制系统 在该系统中，变频器的作用是为电动机提供可变频率的电源，实现电动机的无级调速，从而使管网水压可控。传感器的任务是检测管网水压；压力设定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值；压力设定信号和压力反馈信号输入可编程控制器后，经可编程控制器内部PID控制程序的计算，输给变频器一个转速控制信号。还有一种办法是将压力设定信号和压力反馈信号送入PID回路调节器，由后者进行运算后，输给变频器一个转速控制信号。 由于变频器的转速控制信号是由可编程控制器或PID回路调节器给出的，所

实验三 力控组态软件设计

实验三力控组态软件的设计与应用实验 1．实验目的： 掌握力控ＰＣＡｕｔｏ监控组态软件的基本使用方法。 力控软件以计算机为基本工构成任意复杂的监控系统。在过程监控中发挥了核心作用，可以帮助企业消除信息孤岛，降具，为实施数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台，它可以和检测、控制设备低运作成本，提高生产效率，加快市场反应速度。在今天，企业管理者已经不再满足于在办公室内直接监控工业现场，基于网络浏览器的Web 方式正在成为远程监控的主流，作为国产软件中国内最大规模SCADA系统的WWW网络应用的软件，力控为满足企业的管控一体化需求提供了完整、可靠的解决方案。 ２．软件构成： 力控软件包括：工程管理器、人机界面VIEW、实时数据库DB、I/O驱动程序、控制策略生成器以及各种网络服务组件等。 ①工程管理器（Project Manager） 工程管理器用于创建工程、工程管理等用于创建、删除、备份、恢复、选择当前工程等。 ②开发系统（Draw） 开发系统是一个集成环境，可以创建工程画面，配置各种系统参数，启动力控其它程序组件等。 ③界面运行系统（View） 界面运行系统用来运行由开发系统Draw 创建的画面，脚本、动画连接等工程，操作人员通过它来完成监控。 ④实时数据库（DB） 实时数据库是力控软件系统的数据处理核心，构建分布式应用系统的基础。它负责实时数据处理、历史数据存储、统计数据处理、报警处理、数据服务请求处理等。 ⑤I/O 驱动程序（I/O SERVER） I/O驱动程序负责力控与控制设备的通信。它将I/O设备寄存器中的数据读出后，传送到力控的数据库，然后在界面运行系统的画面上动态显示。 3．实验内容： （1）创建一幅工艺流程图，用于控制两台阀门的仿真仪表驱动。图中包括一个油罐，一个进油控制阀门和出油控制阀门，全部使用电磁阀带动气缸阀，一个报警灯。 （2）阀门根据开关状态而变色，开时为绿色，关时为红色。 （3）用两个按钮实现启动和停止，启动和停止逻辑程序的运行。 4．实验要求： 工艺监控过程中，当进油控制阀门打开时，则开始进油。一旦存储罐即将被注满（液面超过95），进油控制阀门关闭，出油控制阀门打开。一旦存储罐即将被排空，进油控制阀门打开，出油控制阀门关闭。当液面高度超过70时，报警灯提示报警。如此反复进行。在这个例子中，实现方式是借助力控的仪表仿真驱动做为硬件设备，通过脚本语言实现逻辑控制过程。 5．实验步骤： （1）在力控中建立新工程。 首先通过力控的“工程管理器”指定工程的名称和工作的路径，不同的工程一定要放在不同的路径下。 （2）创建组态界面。 进入力控的开发系统后，可以为每个工程建立无限数目的画面，在每个画面上可以组态

基于PLC和组态技术的变频恒压供水系统

《PLC应用实验》 课程报告 班级：控制[专研]-17 学号: 2017309030114 姓名：董广亮 日期：2017.11.20

1 设计概述 本系统是以10层高楼小区供水管网为被控对象，使用变频调速技术，通过闭环控制设计一套高层楼房的恒压供水系统，并使用组态技术对系统实施监控，保证系统安全可靠的运行，使供水设备保持在最佳工况，有问题可以迅速解决。 本系统是由可编程控制器（PLC）、水泵机组、变频器、压力变送器和投入式液位变送器等组成一个闭环控制的调节系统。变频器通过变频循环的方式来控制水泵机组中的三个水泵电机，即通常说的变频器一拖三的概念。当1#水泵工作，随着供水官网的压力变小，1#水泵运行到50Hz时，供水量依旧不够，需要增加水泵，系统就让1#水泵脱离变频器进入工频状态，变频器去拖动2#水泵。为了使供水官网的压力保持恒定状态，变频器需要自动在各个水泵之间切换，水泵之间遵循“先启先停”和“先停先启”的要求。 2 系统的设计分析及方案确定 2.2 系统的组成及原理 基于PLC的变频恒压供水是由可编程控制器（PLC）、水泵机组、变频器、压力变送器和投入式液位变送器等组成的，采用的是闭环调节控制方式，该系统的泵站图如图2-1。 图2-1 变频恒压供水系统泵站图 由供水系统的泵站图，可导出供水系统的工作流程图，如图2-2所示。 管网压力信号 图2-2 变频恒压供水系统工作流程图 系统主要分为三大机构：执行机构、检测机构、控制机构，这三个机构的功能如下：

（1）执行机构：它的作用是接收控制器给出的调节信号，调节被控介质。在这里是由水泵机组构成的，它接受控制机构送来的信号调节电机转速来改变供水官网的压力。而这里的水泵机组是由三个变频泵组成的，变频泵通过变频器控制，根据供水官网的压力变化来改变电机的转速。 （2）检测机构：检测分为两个部分，一供水管网的水压，另一个是蓄水池的液位。水压通过压力变送器检测出来的，压力是一种模拟信号，储存在PLC的寄存器中，需要 A/D转换。为了使系统安全可靠，使用电接点压力检测仪表对供水压力的上下限进行检测，其结果可以直接作为数字量输入给PLC进行储存和应用。此外，蓄水池的液位是通过投入式液位变送器检测的，防止水泵空抽而损坏设备。 （3）控制机构：此系统设计的控制机构是由PLC、变频器和电控设备组成的。控制机构是是整个供水系统的核心。在这个系统中，控制器直接接收到变送器输送到寄存器中的压力和液位信号，分析通讯接口的数据并进行运算，得出现场的控制方案，通过执行机构的变频器对水泵机组发出控制指令，直到控制器得到的反馈信号与设定值之间的稳定误差在可允许误差内为止，完成变频恒压供水的任务。 本系统的执行机构是水泵机组，它是由变频器拖动运行的，是先将1#水泵作为调速泵，当这台水泵工作到50Hz时，用户的供水量依旧没有达到要求，那就需要增加第二台水泵，即2#水泵。在2#水泵投入工作前，必须先把变频器从1#水泵中脱出来并且将1#水泵转入工频模式中，才能让变频器继续控制2#水泵变频工作，3#水泵投入工作也是这样。 变频恒压供水是将供水管网作为被控对象，水压作为被控变量，在控制上满足实际水压跟随设定水压。变频恒压供水系统的的结构框图如图2-3。 图2-3 变频恒压供水系统框图 根据系统框图可以知道，系统通过管道上的压力变送器采集实时的供水官网压力，并转换成4～20mA的电信号。因为PLC无法直接识别电信号，因此必须通过PLC内部的 A/D模块将电信号转变成数字量再进行PID运算，运算结束后，再利用D/A模块转换成电信号输送到变频器，从而实现变频恒压的控制。

用三菱PLCFXN与F得PID控制恒压供水

一.控制得要求: (1)有两台水泵,按设计要求一台运行,一台备用,自动运行时泵运行累计100H轮换一次,手动时不切换; (2)两台水泵分别由M1、M2电动机拖动,电动机同步转速为3000转/min,由KM1、KM2控制; (3)切换后起动与停电后起动须5s报警,运行异常可自动切换到备用泵,并报警; (4)采用PLC得PID调节指令 (5)变频器(使用三菱FR-A540)采用PLC得特殊功能单元FX0N-3A得模拟输出,调节电动机得转速; (6)水压在0～10kg可调,通过触摸屏(使用三菱F940)输入调节; (7)触摸屏可以显示设定水压、实际水压、水泵得运行时间、转速、报警信号等; (8)变频器得其余参数自行设定。 二、软件得设计: 1.I/O分配 (1)触摸屏输入,M500:自动起动;M100:手动1号泵;M101:手动2号泵;M102:停止;M103:运行时间复位;M104:清除报警;D300:水压设定。 (2)触摸屏输出,Y0:1号泵运行指示;Y1:2号泵运行指示,T20:1号泵故障;T21:2号泵故 障;D101:当前水压;D502:泵累计运行得时间;D102:电动机得转速。 (3)PLC输入,X1:1号泵水流开关;X2:2号泵水流开关;X3:过压保护。 (4)PLC输出,Y1:KM1;Y2:KM2;Y4:报警器;10:变频器STF。 2.触摸屏画面设: 根据控制要求及I/O分配,按下图1-1制作触摸屏画面。

(三菱F940触摸屏得画面制作图1-1) 3.PLC得程序: (1)、根据控制要求,PLC程序如下图2-1,3-1所示。

(PLCFX2N-48MR得程序梯形图图2-1)

PLC控制恒压供水系统方案

高级技师职业资格鉴定论文 文章题目：PLC在控制恒压供水系统的应用 姓名：刘恩龙 所在省市：山东省济宁市兖州区 所在单位：山东省济宁兖州通力轮胎有限公司职业（工种）：维修电工

摘要：本设计是针对居民生活用水/消防用水而设计的。由变频器、PLC控制系统，调节水泵的输出流量。电动机泵组由三台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换及速度，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。采用PLC控制的变频调速供水系统，由PLC进行逻辑控制，由变频器进行压力调节。通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压供水。运行结果表明，该系统具有压力稳定，结构简单，工作可靠操作方便等优点。 关键词：供水系统变频器 PLC

目录 第一章概述 (1) 1-1 常见的供水方式及变频恒压调节的 (1) 一、原理 (1) 二、水泵选择的一般性原则 (1) 1-2 PLC、变频器控制的恒压供水系统方案 (3) 一、恒压供水系统组成及主要自控设备的作用 (3) 二、方案特点 (3) 三、变频-工频双回路恒压供水方案优点 (3) 四、设备选型及目的 (4) 第二章硬件部分设计 (6) 2-1硬件选择 (6) 一、PLC介绍 (6) 二、变频器介绍 (7) 2-2变频驱动方式和传感变频器的使用 (7) 一、驱动方式 (7) 二、调节方式 (7) 三、关于压力传感变频器的使用 (8) 2-3 电动机调速方案的比较 (9) 一、电动机的选择 (9) 二、模拟供水系统的拟定 (10) 第三章主电路设计 (11) 3-1 硬件电路 (11) 一、电路介绍 (11) 二、控制流程图 (14) 三、输入输出元件与PLC地址对照表 (15) 第四章软件系统设计 (17) 4-1 PLC程序设计 (17) 总结 (20) 致谢 (21) 参考文献 (22)