图1.2变频恒压供水系统主程序流程图
2017年7月12号
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2#泵的变频和工频运行流程图
开始 N 开始 是否有变频 启动脉冲信号 Y 变频泵号 是否为2 Y 系统是否无故障 Y 是否无变频器 复位脉冲 Y 2#泵是否 工频运行 N 2#泵变频运行 Y N N 工频泵数 是否大于0 Y 2#泵是否 变频运行 N 2#泵工频运行 结束 结束 Y 工频泵数 是否大于1 Y N N 3#泵 变频运行 1#泵 变频运行 N 是否有工频 运行启动脉冲 Y 几号泵 变频运行？ N
调用初始化 子程序
产生故障结束 脉冲 变频泵号置1 工频泵数置0 Y 是否有报警 N
设置两种模式 下水压给定值
设定变频泵号 变频器故障报警 变频器频 率达上限 Y 定时5min,滤波 水位越限报警 工频泵数加1，产 生变频启动脉冲 Y 水池水位越限 变频器频 率达下限 Y 定时5min,滤波 1#、2#、3#泵变频 运行控制 工频泵数减1，产 生变频启动脉冲 产生倒泵信号 是否增泵或倒泵 Y 复位变频器， 变频泵号加1 调整变频泵 号，遇4变1 N Y 变频泵单独运 行时间达3h 产生当前泵工频 运行，下台泵变 频运行启动脉冲 N N 1#、2#、3#泵工频 运行控制 N N Y 变频器故障 N
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
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输入信号
名 称 代 码 地址编号
供水模式信号(1白天，0-夜间) 输 入 信 号 水池水位上下限 信号 变频器报警信号
SA1
I0.0
SLHL
SU
I0.1
I0.2
试灯按钮
SB7
压力变送器输出 模拟量电压值
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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
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目录
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
I0.3
AIW0
Up
10
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输出信号
名称
1#泵工频运行接 触器及指示灯
代码
地址编号
名称
水池水位上下 限报警指示灯
代码 地址编码
1#泵变频运行接 触器及指示灯
输 出 信 号
2#泵工频运行接 触器及指示灯 2#泵变频运行接 触器及指示灯 3#泵工频运行接 触器及指示灯 3#泵变频运行接 触器及指示灯
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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。
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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。
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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：
管网压力信号 报警信号 水池水位信号 PLC (含PID) 变频器 压力变送器 M 液位变送器 用户
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由系统电气总框图可以看出,该系统的主要硬件设备组、(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：
主要设备 可编程控制器（PLC） 模拟量扩展模块 变频器 水泵机组 压力变送器及显示仪表 液位变送器 接触器 断路器 热继电器 按钮 熔断器 型号及其生产厂家 Siemens CPU 226 Siemens EM 235 Siemens MM440 SFL系列水泵3台（上海熊猫机械有限公司） 普通压力表Y-100、XMT-1270数显仪 分体式液位变送器DS26(淄博丹佛斯公司) CJ20-63 DZ15-40/3901 JR16-63 LA19-11B/D NGT00
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编程
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PID中断子程序
2017年8月9日
初始化子程序
2017年8月9日
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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
KM1 HL1 KM2 HL2 KM3 HL3 KM4 HL4 KM5 HL5 KM6 HL6
、
Q0.0
HL7
Q1.1
、
、 、 、 、
Q0.1
Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
变频器故障报 警指示灯
白天模式运行 指示灯 报警电铃 变频器频率复 位控制 变频器输入电 压信号
HL8
HL9 HA KA Uf
，KM2的常开触点还可实现自锁功能
。
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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。
(3)
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开始
程序结束
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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
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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。
Q1.2
Q1.3 Q1.4 Q1.5 AQW0
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电气主接线
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主电路控制图
主电路图
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。 15
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(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。
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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。
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电气控制电路设计图
N L1 FU2 SA 1 SB1 SB2 KM1 Q0.0 KM2
4
2
PLC KM1 HL1
N1
FR1
Q0.1 6KM1 SB3 SB4 KM3 Q0.2 KM3 Q0.3 10 SB5 SB6 KM5 Q0.4 KM6
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KM2 HL2 KM3 FR2 HL3 KM4 HL4 KM5 FR3 HL5 KM6 HL6 HL7