恒压供水实验指导书（omron）

目录第一章可编程控制器和变频器简介-1-第二章实验内容-4-实验1了解控制屏幕结构和调试实验-4-实验2单泵控制变频恒压供水实验-10-实验3双泵开关变频恒压供水实验-15-实验4生活水系统的分时控制实验-20-实验5模拟夜间休眠模式下的供水实验-25-实验6模拟火灾状态下的供水实验-29-实验7 PLC模拟控制变频开环速度控制实验-33-第一章可编程控制器和变频器简介一、可编程控制器简介可编程顺序控制器；英语中的可编程逻辑控制器(称为PLC)。该产品是基于微处理器的数字计算设备，设计用于工业现场，在内部存储中执行逻辑计算、顺序控制、计时/计数、算术运算等操作指令，并使用可编程顺序内存，通过数字或模拟输入、输出接口控制各种类型的机器或生产过程。PLC是微机技术与传统继电器接触控制技术相结合的产品，克服了继电器接触控制系统机械触点的复杂布线、低可靠性、高功耗、通用性和灵活性的缺点，充分利用了微处理器的优点，采用了基于继电器梯形图的简单指令集，无需现场电气操作维护工作人员的技术和习惯，特别是PLC的编程、特殊计算机编程语言知识，使用户编程简单直观，易于学习；调试和错误检查也很方便。购买所需的PLC后，只需少量布线和编写简单的用户程序，就可以灵活轻松地将PLC应用于生产练习。一、PLC结构和各部分的作用PLC的种类很多，功能和命令系统也不同，但结构和工作原理相似，通常由主机、输入/输出接口、电源、程序员、扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC硬件系统结构如图所示。1.主机主机部分包括中央处理器(CPU)、系统程序存储、用户程序和数据存储。作为PLC的核心，CPU用于运行用户程序、监视输入/输出接口状态、读取逻辑判断和数据处理(即输入变量)、根据用户命令完成各种任务、将结果发送到输出部、响应来自程序员、计算机、打印机等外部设备的请求，以及执行各种内部判断。PLC的内部内存分为系统程序内存两类，主要存储系统管理和监视程序以及用于编译处理用户程序的程序，系统程序由制造商固定，用户不能更改；另一个类别是用户程序和数据存储，主要存储用户编写的应用程序以及各种准备数据和中间结果。2.输入/输出(I/O)接口I/o接口是PLC连接到输入/输出设备的部件。输入接口接收输入设备(如按钮、传感器、触点、行程开关等)的控制信号。输出连接器是通过放大器电路驱动输出设备(例如接触器、电磁阀、指示灯等)的主机处理结果。I/O接口通常使用光电耦合电路以减少电磁干扰，从而提高可靠性。I/o点数I/o端子数是PLC的主要技术指标，通常超过数十个(小型)、数百个(中型)计算机和一千个(大型机)。3.电源图中的电源是为内部电子电路操作(如CPU、存储和I/O接口)配置的直流开关电源，通常为输入设备提供直流电源。4.程序员程式设计师是PLC的外部程式设计装置，可让程式设计师输入、检查、修改、除错或监视PLC的工作。还可以通过专用程序电缆线连接PLC和计算机，并使用编程软件对计算机进行编程和监视。5.扩展单位输入/输出I/o扩展接口用于将扩展外部I/o端子数的扩展单元与基本单元(即主机)连接起来。6.外部设备接口此界面将程序员、打印机、条形码扫描仪、频率转换器等外部设备连接到主机，以执行相应的任务。二、变频器简介变频器是运动控制系统中的功率转换器。今天的运动控制系统由驱动交流、电力转换器的高股东波数、控制数字化、智能化、网络等多个领域的技术领域组成。因此，变频器作为系统的重要电源转换部件，提供可控制的高性能变频交流电源，发展迅速。随着新型电力电子设备及高性能微处理器的应用和控制技术的发展，变频器的性能价格越来越高、尺寸越来越小，但制造商仍在努力提高可靠性，实现变频器的更小、更轻量化、高性能和多功能化、无污染化。变频器性能的优缺点取决于输出交流电压的谐波对电机的影响。第二，取决于电网谐波污染和输入功率因数。第三，取决于自身的能量损失(即效率)。以大范围交叉-直线-交流变频器为例，说明了其发展趋势。主电路电源开关组件的自阻塞、模块化、集成、智能；开关频率持续增加，开关损耗进一步降低。变频器主电路的拓扑结构。变频器在低压低容量设备上经常使用6脉冲转换器，在中压大容量设备上多次使用12脉冲以上的转换器。负载侧转换器对低压小容量设备通常使用二电平桥式逆变器，对中压大容量设备使用多电平逆变器。对于四象限工作旋转，与双PWM频率转换器在电力中双向流动，为了将变频器可再生能源反馈给电网并节约能源，使用双PWM频率转换器在电力中双向流动，适当地控制输入电流接近正弦波，可以减少电网的公害。脉宽调制变压变频器控制方法可以使用正弦波脉宽调制控制、消除指定次数谐波的PWM控制、电流跟踪控制、电压空间矢量控制(磁通跟踪控制)。交流电机变频调节控制方法的发展主要体现在标量控制到高动态性能的矢量控制和直接转矩控制的开发以及速度无传感器矢量控制和直接转矩控制系统的开发上。微处理器的进步使数字控制成为现代控制器的发展方向。运动控制系统是一个快速系统。特别是交流电动机的高性能控制，需要存储各种数据，快速实时处理大量信息。近年来，国外大企业推出了基于数字信号处理器(DSP)的核心，该核心具有控制电动机所需的外围功能电路，从而大幅降低了价格，将其称为集成在单个芯片上的DSP单片电动机控制器，实现了小型化、易于使用、提高了可靠性。DSP的数字计算性能是普通单芯片微型计算机的10-15倍，从而确保了更好的控制性能。通过数字控制简化硬件，通过灵活的控制算法提高控制灵活性，实现复杂的控制规律，实现现代控制理论在运动控制系统中的应用，实现与父系统的轻松连接数据传输，简化故障诊断，加强保护和监视功能，部分变频器等系统智能。第二章实验内容实验1了解控制屏幕结构和调试实验一.实验目的1.了解试验台的配置，熟悉每个模块的布线掌握变频器3G3MZ的使用3.了解CX-Programmer的编程环境和使用方法4.手动调试试验台二、实验设备1.试验台2.模拟物件三.工作原理例如，由于供水管网的规模很大，供水管道每小时运行一台泵，向管网充电，如果供水量大，则运行两台泵，向管网充电的实际供水系统。为了保持供水网络的压力恒定，在管网系统的管道上安装压力变送器作为反馈元件，为控制系统提供反馈信号。由于供水系统的管道长度、管道直径大，管网的充电压力慢，系统是不能直接用PID调节器控制的大型滞后系统，必须使用PLC参与控制方式调整控制系统。四。调试阶段1.实验前，必须仔细阅读变频器的使用手册和每个模块的相关资料。2.连接总电源，打开漏电保护器，然后按启动按钮。此时，电压表上的电压、电压指示灯亮起。3.将模式选择开关对准手动位置时，手动状态灯将亮。4.依次按启动控制按钮，观察相应的指示灯。V.使用CX-Programmer1.CX-Programmer作业界面如下图所示。2.您可以通过单击“文件”菜单上的“新建命令”，从弹出菜单中执行PLC设备类型、PLC网络类型选择和PLC设备名称设置。2.在GX developer中分配I/O地址：完成设定PLC系列、PLC模型、程式类型和专案名称后，在网路类型下，按一下设定。将打开以下屏幕：设定主机连结单位号码和回应逾时(t)设置端口名称、波特率、数据位、验证(p)和停止位。单击确定打开下一个屏幕。单击设置打开下一屏幕，设置主机计算机链接端口和外围端口。3.下载程序使用专用编程电缆连接PLC主机和PC计算机。打开已编制的程序，单击图标联机工作，阶梯线变为绿色，表示已连接。程序下载分为内存下载和程序下载。内存下载：双击左侧窗格中“新项目”目录下的“DM”图标，然后选择左上角的图标“”，将DM的全部内容传递到PLC，下载内存后，关闭PLC的电源。下载PLC主程序和设置：您可以打开PLC，返回主程序窗口，单击图标“”，从下载选项下载程序和设置，然后选择图标“”运行程序。程序将下载到PLC。注1:只能在“programming mode(编程模式)”下下载。请注意切换PLC的操作模式。实验2单泵控制变频恒压供水实验一.实验目的1.学习使用Omron PLC。掌握闭环调速原理。掌握变频器3G3MZ的使用方法。理解单泵控制变频恒压供水原理二、实验设备1.试验台2.模拟物件三.应用软件1.暗伦CX-ProgrammerKingview版本6.52四。测试流程图V.设定参数设定频率转换器参数：参数功能设定属性N1.00=50最大频率(FMAX)命令值将最大频率(n1.00)设置为100%N1.09=1加速时间加速时间：最大频率(n1.00)将时间设置为0%到100%N1.10=1减速时间减速时间：最大频率(n 1.00)的100%到0%的时间设置N2.01=1运行命令选择控制电路端子(2线或3线)工作人员的STOP键无效N2.00=2选择频率命令频率指令输入A1端子(电压输入0至10V有效)N4.11=0最小电压输入将最小电压输入设置为0V(默认值)N4.12=0最低电压指令值将最小输出频率设置为0HZ(默认值)N4.13=20最大电压输入将最大电压输入设置为10V(默认值)N4.14=50最大电压指令值将最大输出频率设置为50HZ(默认值)N4.04=0(S1/S2)多功能输入半功能选择0: 2基于导线(正/停止(S1端子)、翻转/停止(S2端子)六。实验接线QSBA-HGS102AQSBA-HGS103CQSBA-HGS104QSBA-HGS150QSBA-HGS151输出10.001#电源频率COM10.011#频率转换COM10.022#电源频率10.032#频率转换COM10.04消防泵10.05休眠泵COM模拟输入VIN1压力信号COM1-模拟输出VOUTA1COM交流L1rrL2ssL3ttuuvvww注：其中，将模拟输出COM连接到QSTIA-151红色接线板。连接VIN1、VIN1。Vii .试验阶段1.根据布线图确认布线是否正确，以防止频率转换器和PLC中的各个模块损坏。2.连接整个电源，打开漏电保护器。电压表显示电压。按启动按钮后，电压指示灯亮起。3.将模式选择开关对准手动位置时，手动状态灯将亮。检查每个泵的运行情况，确保泵工作正常。4.将模式选择开关放置在自动位置。5.打开CX-Programmer软件，将程序写入PLC，然后关闭CX-Programmer。将PLC交换机到达RUN位置。7.打开kingview软件，运行变频恒压供水监控程序。在主屏幕(图2-1)中，选择闭环控制以打开闭环控制屏幕(图2-2)。图2-1图2-28.在闭环控制模式下，单击“运行单泵”，然后单击“设置PID”设置为调节PID参数而指定的压力SP(图2-3)。图2-39.单击实时曲线以观察每个参数的变化(图2-4)图2-4实验3双泵开关变频恒压供水实验一.实验目的1.了解双泵开关变频恒压供水原理掌握闭环调速原理确定如何调整PID参数二、实验设备Qs GPS测试台基于Qs GPS的仿真对象三.应用软件1.暗伦CX-ProgrammerKingview版本6.52四。测试流程图V.设定参数设定频率转换器参数：参数功能设定属性N1.00=50最大频率(FMAX)命令值将