《恒压液位控制系统.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《恒压液位控制系统.doc（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 毕业设计论文报告课题名称:恒压液位控制系统专 业 名 称： 班 级 学 号： 姓 名： 指 导 教 师： 成 绩： 2011年 月 日目录前言第一章 恒压液位控制系统介绍1.1 恒压供水系统介绍1.2 系统硬件构成1.3 系统的优点1.4 系统的工作原理1.5 系统程序设计第二章 信捷xc3-24rt-e型PLC第三章 信捷TH765型触摸屏第四章 信捷vb3-20p7型变频器第五章 CL15G-10型家用增压泵第六章 UHM-FIII型磁控液位器第七章 总结第八章 参考文献第九章 附录第十章前言第一章 恒压液位控制系统介绍1、恒压供水系统介绍供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环。传统
2、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。变频调速技术是一种新型成熟的交流电机无极调速技术，它以其独特优良的控制性能被广泛应用于速度控制领域，特别是供水行业中。由于安全生产和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格的要求，因而变频调速技术得到了更加深入的应用。恒压供水方式技术先进、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高，在泵站供水中可完成以下功能： （1）维持水压恒定；（2）控制系统可手动/自动运行；（3）多台泵自动切换运行；（4）系统睡眠与唤醒，当外界停止用水时，系统处于睡眠状态，直至有用水需求时自动唤醒；（5）在
3、线调整PID参数；（6）泵组及线路保护检测报警，信号显示等；将管网的实际压力经反馈后与给定压力进行比较，当管网压力不足时，变频器增大输出频率，水泵转速加快，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，保持恒压供水。2、系统硬件构成系统采用压力传感器、PLC和SAJ变频器作为中心控制装置，实现所需功能。 来源:输配电设备网安装在管网干线上的压力传感器，用于检测管网的水压，将压力转化为420 mA的电流或者是0-10V的电压信号，提供给SAJ变频器。SAJ变频器是水泵电机的控制设备，能按照水压恒定需要将050 Hz的频率信号供给水泵电机，调整其转速，SAJ变频器功能强
4、大，即预先编置好的参数集，将使用过程中所需设定的参数数量减小到最小，参数的缺省值依应用宏的选择而不同。系统采用PID控制的应用宏，进行闭环控制。SAJ变频器根据恒压时对应的电压设定值与从压力传感器获得的反馈电流信号，利用PID控制宏自动调节，改变频率输出值来调节所控制的水泵电机转速，以保证管网压力恒定要求。3、系统的优点变频恒压供水系统同其它供水方式相比较，除了具有显著的节能效果外，还有以下显而易见的优势：（1）恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率，而达到调节水泵转速改变水泵出口压力，比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式，具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。（2）由于变量泵工作在变频
5、工况，在其出口流量小于额定流量，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延长泵和电动机的机械使用寿命。（3）水泵电动机采用软启动方式，按设定的加速时间加速，避免电动机启动时的电流冲击，对电网电压造成波动的影响，同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。彻底消除水锤现象。（4）实现恒压自动控制，不需要操作人员频繁操作，降低了人员的劳动强度，节省了人力。4、系统的工作原理变频器与PLC的恒压供水系统的结构原理图如下图所示，该系统主要由PLC，变频器，压力传感器，电气控制系统和水泵电机组成。其工作原理是：通过安装在出水官网上的压力传感器，把出水口压力变成420mA的电流信号送到变频器，在通过变频器的A
6、/D转换模块，将模拟量转换成数字量，同时变频器的A/D转换模块也将压力设定值转换成数字量，两个数据同时经过PID控制模块进行比较，PID根据变频器的参数设置进行数据处理，并将数据处理的结果以运行频率的形式进行输出控制，这样运行频率的变化就可以改变水泵电机飞转速，进而可调节供水量。根据用水量飞不同，在变频器设置中设定一个上限频率和下限频率检测，当用水量大则供水压力低于设定值时，变频器频率上升到上限频率，此时变频器输出一个开关信号给PLC；当用水量处于低峰时，供水压力升高，变频器输出频率降低到下限频率时，变频器输出一个开关信号给PLC,这两个信号不会同时产生，但任何一个信号反馈到PLC都会影响PL
7、C的输出，以实现切换交流接触器组，以此协调投入工作的电机台数，并完成电机的启停和变频与工频切换。通过调整投入工作的电机的台数和控制电机组中的一台电机的变频转速，使系统管网的工作压力始终稳定，进而达到恒压供水的目的。5、系统程序设计系统的控制功能主要通过软件实现，根据系统的控制要求，该系统的控制程序主要包括以下几大部分：第一章 信捷xc3-24rt-e型PLCPLC的特点PLC是综合继电器接触器控制的优点及计算机灵活、方便的优点而设计制造和发展的，这就使PLC具有许多其他控制器所无法相比的特点。1、可靠性高，抗干扰能力强由PLC的定义我们知道，PLC是专门为工业环境下应用而设计的，因此人们在设计
8、PLC时，从硬件和软件上都采取了抗干扰的措施，提高了其可靠性。（1） 硬件措施1） 屏蔽：对PLC的电源变压器、内部CPU、编程器等主要部件采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽，以防止外界的电磁干扰。2） 滤波：对PLC的输入输出线路采用了多种形式的滤波，以消除活抑制高频干扰。3） 隔离：在PLC内部的微处理器和输入输出电路之间，采用了光电隔离措施，有效地隔离了输入输出间电的联系，减少了故障和误动作。4） 采用模块式结构：这种结构有助于在故障情况下短时修复。因为一旦查出某一模块出现故障，就能迅速更换，使系统恢复正常工作。（2） 软件措施1） 故障检测：设计了故障检测软件定期地检测外界环境。如掉电、
9、欠电压、强干扰信号等，以便及时进行处理。2） 信息保护和恢复：信息保护和恢复软件使PLC偶发性故障条件出现时，将PLC内部信息进行保护，不遭破坏。一旦故障条件消失，恢复原来的信息，使之正常工作。3） 设置了警戒时钟WDT：如果PLC程序每次循环执行时间超过了WDT规定的时间，预示程序进入死循环，立即报警。4） 对程序进行检查和检验，一旦程序有错，立即报警，并停止执行。由于采取了以上抗干扰的措施，一般PLC的平均无故障时间可达几万小时以上。2、通用性强，使用方便PLC产品已系列化和模块化，PLC的开发制造商为用户提供了品种齐全的I/O模块和配套部件。用户在进行控制系统的设计时，不需要自己设计和制
10、作硬件装置，只需根据控制要求进行模块的配置。用户所做的工作只是设计满足控制对象的控制要求的应用程序。对于下一个控制系统，当控制要求改变时，只需修改程序，就能变更控制功能。3、采用模块化结构，使系统组合灵活方便PLC的各个部件，均采用模块化设计，各模块之间可由机架和电缆连接。系统的功能和规模可根据用户的实际需求自行组合，使系统的性能价格更容易趋于合理。4、编程语言简单、易学，便于掌握PLC是由继电器接触器控制系统发展而来的一种新型的工业自动化控制装置。其主要的使用对象是广大的电气技术人员。PLC的开发制造商为了便于工程技术人员方便学习和掌握PLC的编程，采取了与继电器接触器控制原理相似的梯形图语
11、言，易学、易懂。5、系统设计周期短由于系统硬件的设计任务仅仅是根据对象的控制要求配置适当的模块，而不要去设计具体的接口线路，这样大大缩短了整个设计所花费的时间，加快了整个工程的进度。6、安装简单、调试方便、维护工作量小PLC控制系统的安装接线工作量比继电器接触器控制系统少得多，只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连。PLC软件设计和调试大多可在实验室里进行，用模拟实验开关代替输入信号，其输出状态可以观察PLC上的相应发光二极管，也可以另接输出模拟实验板。模拟调试好后，再将PLC控制系统安装到现场，进行联机调试，这样既省时间又很方便。由于PLC本身的可靠性高，又有完善的自诊断能力，一旦发
12、生故障，可以根据报警信息，迅速查明原因。如果是PLC本身，则可用更换模块的方法排除故障。这样提高了维护的工作效率，保证了生产的正常运行。 可编程控制器的特点编程语言 XC 系列可编程控制器支持两种编程语言，命令语和梯形图，两种编程语言可方便的进行互换使用。程序安全性 为防止用户的程序被盗用或错误修改，一般可对程序进行加密。加密后的程序在上传的时候，将以口令的形式进行验证，这样可以很好的维护用户的版权；同时还能限制下载，防止恶意修改PLC 里面的程序。 程序的注释 当用户程序过于复杂冗长时，常常需要对程序或是使用的软元件加以注释，以方便日后修改程序，适当的注释可以加快用户对程序的理解。 偏移量功
13、能 在线圈、数据寄存器后加上偏移量后缀（如X3D100、M10D100、D0D100），可实现间接寻址。如D100=9 时，X3D100表示X14，M10D100表示M19，D0D100表示D9。 充实的基本功能 XC 系列可编程控制器为用户提供了充足的基本指令，可以满足基本的顺序控制、数据的传送和比较、四则运算、逻辑控制、数据的循环和移位等功能。 XC 系列可编程控制器还具有中断、高速计数器专用比较指令、高速脉冲输出指令、频率的测量、精确定时、PID 控制、以及定位控制等指令。C语言编辑功能块 XC 系列可编程控制器可实现利用C 语言来编写功能块的功
14、能，编辑好的功能块可以在程序中随意调用，保密性好，适用性强，同时也减小了编程的工作量。 上电运行停止功能 在XC 系列可编程控制器中具有一项比较重要的功能，即上电运行停止，当PLC 在运行过程中出现了比较严重的错误，可能导致机器故障或损坏时，利用上电运行停止功能，可以马上停止所有输出。此外，通信参数错误设置也可以用此方法来连接上PLC，然后修改通信参数。通讯功能 XC 系列可编程控制器可支持多种通讯方式，如基本的Modbus 通讯、CANBUS 通讯、自由格式通讯，此外，通过特定的网络模块，还可接入以太网络、GPRS 网络，适应更加广泛的应用场合。XC系列PLC不仅具有强大的逻辑处理，数据运算，高速处理功能，而且具有转换，PID调节等功能，通过使用模拟量输入模块，模拟量输出模块，温度控制模块等，使XC系列PLC在温度、流量、液位、压力等过程控制系统中得到了广泛的应用。模拟量输入输出模块XC-E4AD2DA扩展模块具有4通道14位精度模拟输入和2通道12位精度模拟输出4通道的电压05V、010V，电流020mA、420mA输入可选;2通道的电压05V、010V，电流020mA、420mA输出可选，通过上位机设定作为XC的特殊功能模块，最多可连接7台4通道A/D具有PID调节功能
