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基于 校园网 水泵房 远程 控制系统 设计 电子 优秀 优良 机械 机电 电机 毕业设计 论文 a6218

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说明书一份,22页,10100字左右.

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河南科技学院本科毕业论文（设计）中期 进展情况 检查表 学生姓名 李俊伟 班级 应教 042 班 指导教师 杨青杰 论文（设计）题目 基于校园网的水泵房远程控制系统的设计 目前已完成任务 需资料已经基本找到 是否符合任务书要求进度： 符合 尚需完成的任务 左右的中英文翻译本周交给老师 理论对比 由老师指导 到合格 行答辩 能否按 期完成论文（设计）： 能按期完成论文 存在问题和解决办法 存 在 问 题 间紧迫 流调速柜 ，不容易掌握 拟 采 取 的 办 法 时争，尽量多的利用时间 老师详细请教不明白的地方 决各自疑难问题 指导教师签 字 日期 年 月 日 教学院长（ 系 主任） 意 见 签字： 年 月 日 河南科技学院本科生毕业论文（设计）任务书 题目名称 基于校园网的水泵房远程控制系统的设计 学生姓名 李俊伟 所学专业 应用电子技术教育 学号 20040325039 指导教师姓名 杨青杰 所学专业 机电一体化 职称 副教授 完成期限 2008 年 12 月 16 日至 2008 年 12 月 21 日 一、论文（设计）主要内容及主要技术指标 选用了 变频器结合来实现对高楼的恒压供水，再加上变频器内置的 节（ 释：即由比例（ +积分（ +微分（ 合而成。比例 节量按误差成比例输出，纯比例时 误差不会 为零。即一对一的对应关系；积分 I 控制：调节量按误差的积分输出，误差为零时， 输出恒定 。 （ 1） 量和性能要与任务相适应， 行速度要满足实时控制的要求； （ 2） 要 确定直流调速装置的的型号、需要编码器的的型号 、 件接线图和指令表 ； （ 3） 要有 I/O 接口地址分配表； （ 4） 系统 具有手动 /自动转换、在线监控及在现场调试； 二、 毕业论文（设计）的基本要求 200 字左右的中英文摘要，正文后有 20 篇左右的参考文献，正文中要引用 5 篇以上文献，并注明文献出处。 000 汉字的与本课题有关的外文翻译资料。 0000 字以上。 5. I/O 地址表、梯形图或程序清单。 三、毕业论文（设计）进度安排 12 月 12 日 16 日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成英文资料翻译 和开题报告。 2. 2009 年 2 月 16 日 1 日（第 1），指导教师审核开题报告和 设计方案。 3. 2009 年 3 月 2 日 26 日（第 3），毕业设计单元部分设计。 4. 2009 年 4 月 27 日 3 日（第 11 周），毕业设计中期检查。 5. 2009 年 5 月 4 日 24 日（第 12），设计仿真、程序调试、线路板制作调试，整理、撰写毕业设计报告。 6. 2009 年 5 月 25 日 7 日（第 15）上交毕业设计报告，指导教师、评阅教师审查、评阅设计报告，毕业设计答辩资格审查。毕业设计答辩，学生修改整理设计报告。 河南科技学院本科生毕业论文（设计）开题报告 题目名称 ： 基于 校园网的水泵房远程控制系统的设计 学生姓名 李俊伟 专业 应用电子 技术教育 学号 20040325039 指导教师姓名 杨青杰 所学专业 机电一体化 职称 副教授 完成期限 2008 年 2 月 16 日至 2009 年 02 月 27 日 一、选题的目的意义 本文介绍了以可编程逻辑控制器与变频器为核心的控制系统，并对其控制原理、硬件选择、软件设计进行重点阐述，从而对传统的城市供水系统进行改造，可以有效的解决以前供水压力波动大 、系统故障率高、能源浪费严重等一系列问题。同时，系统具有自动和手动两种控制方式，便于对系统进行维护修理，并能通过应用软件对供水系统进行监控和远距离控制。提高效率，实现自动化供水。 二、国内外研究现状 （ 1）水池水泵（恒压变频或气压罐）管网系统用水点 这种方式是集中供水。对于一、二层是商业群房，群房上建有多幢住宅的建筑，目前较多采用此种供水方案。一般设计有地下生活水池一座，集中恒压变频供水，不设屋顶水箱。恒压变频供水是较为理想和先进的。首先恒压变频供水保证出水压力不变，根据用水量大小进行变频供 水，既节约电能，又保证水泵软启动（对电网电压冲击不大），延长了水泵寿命。 （ 2）水池水泵高位水箱用水点 此方式也是集中供水。单幢次高层和高层建筑的高压供水区较多采用该种方案。一般也需要设计有一座地下水池，通过两台水泵（一用一备）抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用水点。该方式是较成熟的水泵、水箱供水方式。 （ 3）单元水箱单元增压泵单元高位水箱各单位用水点 此方式已简化为单元总水表进水。单元水箱和单元增压泵实际上是一个整 体，我们称之为单元增压器。由于有屋顶水箱，高水位时停泵，低水 位时启泵，这样，水泵也有了停息时间，既省电又不至于一停电就停泵无水供应，用水有了保障，社会效益较好。 三、主要研究内容 件编程与 入输出口的分配； 四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线 1 熟悉恒压控制供水行业现状和发展趋势； 2 掌握恒压控制供水传统设计方法及存在的问题和改进的方法； 3 恒压控制供水控制系统的总体框架设计，初步使用 行设计； 4 方案的选择及初步确定； 5 软件框架设计； 6 系统集成调试； 7 完成系统设计 ； 五、 主要参考文献与资料 1 流调速装置说明书 J 西门子电气传动有限工司，2003 2 黄俊，王兆安编 电力电子变流技术（第三版） M 机械工业出版社， 2006 3 李建兴主编可编程序控制器及其应用 M 北京：机械工业出版社， 2004 4 邱公伟主编可编程控制器网络通信及应用 M 北京：清华大学出版社， 2005 5 邹益仁等编著现场总线控制系统的设计和开发 M 北京：国防工业出版社， 2003 6 廖常初主编 可编程序控制器的编程方法与工程应用 M 重庆：重庆大学出版社， 2008 7 陈在平等主编可编程序控制器技术与应用系统设计 M 北京：机械工业出版社， 2002 8 宫淑贞等编著可编程控制器原理及应用 M 北京：人民邮电出版社， 2002 9 方承远主编电气控制原理与设计 M 北京：机械工业出版社， 2006 10 7编程序控制器 J 2001 11 吴中立主编矿井通风与安全 M 徐州：中国矿业大学出版 社， 2003： 138 143 12 陈建明主编电气控制与 用 M 北京：电子工业出版社， 2006 13 徐国林主编 用技术 M 北京：机械工业出版社， 2007 六、 指导教师审批意见 签名： 年 月 日 - - 1 河南科技学院 2009 届本科毕业论文（设计） 论文题目： 基于校园网的水泵房远程控 制系统的设计 学生姓名： 李 俊 伟 所在院系： 机 电 学 院 所学专业： 应 用 电 子 技术教育 导师姓名： 杨 青 杰 完成时间： 2009 年 5 月 20 日 - - 2 摘 要 本文介绍了以可编程控制器与变频器为核心的 远程控制系统 ，并对其控制原理、硬件选择、软件设计进行重点阐述，从而对传统的城市供水系统进行改造，可以有效的解决以前供水压 力波动大、系统故障率高、能源浪费严重等一系列问题。同时，系统具有自动和手动两种控制方式，便于对系统进行维护修理，并能通过应用软件对供水系统进行监控和远距离控制。提高效率，实现自动化供水。 关键 词 ： 变频器 ， 自动控制 ， 远程 - - 3 on of at s to as of be to - - 4 目 录 1 绪论 . 1 2 控制系统的工作原理 . 2 频调速原理 . 2 统工作原理 . 3 3 硬件选择 . 7 选择 . 7 频器的选择 . 7 送器的选择 . 8 力变送器的选择 . 8 度变送器的选择 . 9 4 软件设计 . 9 (序梯形图 ) . 15 - - 1 绪论 一般规定 校园 管网的水压只保证 6 层以下楼房的用水，而对 6 层以上的则须提升水压才能满足用水要求。以前大多采用传统的水塔、气压罐式的增压设备，或是通过在楼顶建蓄水池来实现的，蓄水池中的水是由一个或多个水泵提供，而且这些水泵电机有很大一部分是不能变速的拖动系统，不能变速电机的电能大多消耗 在为了适应供水量的变化而不得不频繁的启、停水泵中。这样不但会使水泵电机工作在低效率区，缩短电机的使用寿命，而且电机的频繁启动和停止会产生很大的冲击，从而导致设备故障率很高，造成水资源的严重浪费，而且使系统的维护、维修费用较多，工作量较大。并且这些水泵都是以高出实际用水高度的压力来提升水压，其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。 随着社会主义现代化建设的迅速发展和 学校 住房条件的提高，高位生活用水和工业用水逐渐增多，传统的控制方法已经落后。以前采用人工进行控制蓄水池的水位，由于不可能每时每刻对水位进行准确的定位监 测，并且带有很大的主观性，所以很难准确控制水泵电机的起停；使用浮子或其它机械水位控制装置使供水状况有了一些改善，但由于机械控制装置的故障率高，可靠性差，给日常维护和维修带来很大的麻烦。 针对以上所存在的问题，结合工控行业的发展，特别是 变频技术在社会各个领域的应用，可以用它来解决水压控制系统存在的以上问题。并且变频技术在 校园 供水领域有节能、安全与恒压方面的优越性。 为了实现供水的自动控制，一般选用以单片机与变频器或 变频器结合为核心，这样所构成的系统都能达到较为理想的控制效果。对 单片机在供水系统中应用的一些主要方面做了简单的比较如表 1 所示： 表 1 单片机在供水系统中应用的比较 通过上表的比较，从经济方面考虑，由于 艺的日渐成熟，小型 了实现通用性，要求能够根据现场的使用情况方便的修改、调整系统控制参数，对于供水系统来说，时间参数变化较多，与单 片机相比 软件中时间参数的调整更简单。 硬件 软件 抗干扰能力 经济成本 单片机 电路相对复杂 需要有较多的外围元件 程序设计复杂 程序修改麻烦 较差 低 体积小、高集成 有多种扩展模块 编程简洁直观 程序修改简单 很强 高 - - 2 基于以上原因，选用了 变频器结合来实现对高楼的恒压供水，再加上变频器内置的 节 （ 释：即由比例（ +积分（ 微分（ 合而成。比例 P 控制：调节量按误差成比例输出，纯比例时 误差不会 为零。即一对一的对应关系；积分 I 控制：调节量按误差的积分输出，误差为零时， 输出恒定。既有一定的延迟；微分 D 控制：调节量按误差的微分输出，误差突变时，能及时控制。既快速反应； 制动 作：所谓 制就是将比例控制 P 和积分控制 I 结合起来，根据偏差及时间变化，产生一个操作变量。） 316A 型压力变送器，使软件程序的 设计简单化，硬件接口简易可行、提高系统运行的可靠性，特别是整个系统的稳定性和抗干扰能力很强，不仅改变传统用阀门控制水量的多少，也改善了传统控制方法的故障率较高的弱点，而且在节能、恒压控制等方面均有非常好的使用效果。 2 控制系统的工作原理 频调速原理 变频供水设备主要由变频器、控制系统及传感器等部分组成。控制系统通过传感器送来的信号处理后 控制变频调速器，将 50交流电调到 以 0 50间任意频率输出，实现交流电机的无极调速，最终达到生产过程的定量控制及最优化控制，当变频系统为开环时，设备可以人为设定输出任意频率控制电机转速；当变频系统为闭环时，随着反馈等要求的变化，根据设定的系统供水压力值，自动跟踪输出相应的频率。 水泵电机通常由三相交流异步电动机来拖动，对水泵的调速是通过对其电机转速的调节来实现。我们知道：异步电动机转 速 n=60f(1S)/P。在 这个公式中，f 为电机电源的频率， P 为电机的磁极对数， S 为转差率 (0 3%或 0 6%)。由上述电机的转速公式可见：要想改变电机 的转速，可以通过三种方法来实现： (1) 改变电动机的频率 f； (2) 改变电动机的转差率 S； (3) 改变电动机的磁极对数 P。 通过对上面三种方法的分析可以知道：改变电动机的转速的最好方法是改变电动机电源的频率。因为，转差率 S 的范围在 (0 3%或 0 6%)之间，由此转差率 S 对电动机的影响不大，调速效果不明显，效率相对较低；改变磁极对数 先它不容易实现，其次， 由电机的工作原理决定了电机的磁极数是固定不变的。由于该磁极数值不是一个连续的数值（为 2 的倍数，例如极数为 2，4， 6），所以一般不适合通过改 变该磁极对数 P 来调整电机的速度。 电动机的转速 n 和供电电源的频率 f 成正比，要设法改变三相交流电动机的 - - 3 频率 f，就能十分方便地改变电动机的转速 n， 另外，频率 f 能够在电机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。 比改变磁极对数和转差率两个参数简单方便得多。而实际上如果仅仅改变电动机的频率并不能获得良好的变频特性。如果电压不变，频率下调至小于 50，会使电机 气隙磁通 (约等于 V/f)饱和；反之，电压不变，频率上调至大于 50，则使磁通减弱。所以真正应用变频调速时，需要同时改变电压 V 和 频率 f，以保持磁通基本恒定。 变频调速装置又称为 置。 缩写，意为改变电压和改变频率，也就是人们所说的变压变频。 根据水泵叶轮相似定律及其特例比律，水泵供水量 Q 与电机转速 n 成正比，供水扬程 H 与 n 的平方成正比，水泵轴功率 N 与 n 的 3 次方成正比。 通常，电机产生的转矩要随频率的减小（速度降低）而减小。通过使用磁通矢量控制的变频器，将改善电机低速时转矩的不足，甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。 失量控制具有转矩提升功 能，它能增加变频器在低频时的输出电压，以补偿定子电阻上电压降引起的输出转矩损失，从而改善电机的输出转矩。改善电机低速输出转矩不足的情况，使用 “ 矢量控制 ” ，可以使电机在低速时的输出转矩可以达到电机在 50电输出的转矩。对于常规的 V/F 控制，电机的电压降随着电机速度的降低而相对增加，这就导致由于励磁不足，而使电机不能获得足够的旋转力。为了补偿这个不足，变频器中需要通过提高电压，来补偿电机速度降低而引起的电压降。 转矩提升功能是提高变频器的输出电压。然而即使提高很多输出电压，电机转矩并不能和其电流相对应的提高 。 因为电机电流包含电机产生的转矩分量和其它分量。矢量控制把电机的电流值进行分配，从而确定产生转矩的电机电流分量和其它电流分量的数值。矢量控制可以通过对电机端的电压降的响应，进行优化补偿，在不增加电流的情况下，允许电机输出大的转矩。 统工作原理 整个控制系统是由 频器、压力变送器、温度变送器，水泵电机等组成，水泵均采用三相异步电动机来拖动，在这个控制系统中共有 4 台水泵电机，因为在不同的时间段内人们所用水量是不同的，根据人们的用水规律：在白天用水量很大，晚上特别是零点以后，人们的用水量又是特别 小。为了不使能源浪费，选用 1 台小功率电机和 3 台大功率电机。用一台小功率电机来拖动一个水泵，以便于晚上或白天的某个时间段用水量很小的时候工作，在用水量大的时候，就让3 个大功率电机的某台或其中的两台电机工作，当用水量特别大的时候就让 3 台 - - 4 电机同时运行，来满足人们用水的要求。同时，由于系统中采用了压力变送器，可以方便的调节变送器，通过控制系统使管道内的水压稳定在一个基本不变或者变化量极小的范围内，从而实现恒压供水。整个系统的工作原理方框图如（图 1）所示。 由图 1 可知，控制信号的采集是由压力变送器和温度变送器来完成的 ，由压力变送器采集的管道中的压力信号，经过 智能扩展模块 进行模数转换， 据变送器传递来的标准的电流或电压信号的大小，把模拟量按一定的关系转换成 部的数字信号，然后由 转换后的数字信号与事先设定的压力值相比较，根据比较的结果，控制相应的输出来决定让哪一个水泵电机工作，并且决定是以工频方式工作还是以变频方式工作，在这个恒压供水系统中，一台变频器带 4 台水泵电机，每台水泵电机既可以在常规工频模式下工作，也可以在变频模式下工作。但是每台水泵电机在任一时刻只能处于变频工作模式或工频工作模 式中的一种，在设计中通过 部的输出继电器进行互锁，为了确保水泵电机安全工作，同时在外部用两个交流接触器互锁来保证它的安全与可靠。 图 1 系统工作原理方框图 在图 2 中， 作用为：快速切断变频器的故障电流并防止变频器及其线路故障导致电源故障； 作用为：在变频器故障时切断主电源，并防止停电及故障后的再起动。 作用为：用于改善输入功率因数，降低高次谐波及抑制电源的浪涌； 作用为：减小变频器产生的无线电干扰。电机 与变频器间配线距离小于 20 米 时，连接在电源侧，配线距离大于 20 米时，连接在输出侧。 变频器与其外围设备之间的接线图如（图 2）所示； 松下 3221 扩展单元 110邦信 变频器 继电器组 水泵电机 风扇电机 温度变送器 压力变送器 - - 5 图 2 变频器与其外围调设备的接线图 变频器与水泵、风扇电机之间的接线如（图 3）所示。 当压力变送器传来的信号为管道中的水压较低时，同 出一个控制信号，首先接通变频器，然后使 圈得电，这时 机开始起动，在 机起动后，压力变送器从管道中传来的压力信号一方面经过 模数转换后与设定的压力值相比较，判断用户终端水压的高低；另一方面将这个由压力变送器传 来的信号通过 压力的模拟信号送到变频器中内置的 节器中。由 据管道中的压力信号来输出相应的频率，控制水泵电机的转速。 当压力变送器传来的信号为管道中的水压较低时，同 出一个控制信号，首先接通变频器，然后使 圈得电，这时 机开始起动，在 力变送器从管道中传来的压力信号一方面经过 模数转换后与设定的压力值相比较，判断用户终端水压的高低；另一方面将这个由压力变送器传来的信号通过 数模转换，将压力的模拟信号送到变频器中内置的节器中。由 据管道中的压力信号来输出相应的频率，控制水泵电机的转速。 - - 6 当 过变频器的调节已达到工频后。经过一段时间（可以根据对系统灵敏度的要求来调整），从管道中采集一个压力信号与设计值比较，若管道中的压力仍然低于设定的压力，则由 出控制指令，使 开、 而将 机从变频器脱离，使它直接与工频电源相连接工频运行，同时，也让 合，使 机与变频器相连。这时压力变送器传来的信号经 3 电机的转速，使管道内的压力与设定的压力值相接近。 图 电源、变频器与水泵、风扇电机的接线图 同理，当 过变频器的调节已达到工频后。经过一段时间，从管道中采集一个压力信号与设计值比较，若管道中的压力仍然低于设定的压力，则由 开，然后接通 使 处于工频模式运行，同时把 到变频器上， A 21 传来的模拟信号由 节后输出相应的频率来控制 到满足设定的压力值为止。 考虑到每个水泵电机的使用寿命，为了让电机的工作时间尽可能相同，在这里采用先起先停的原则来控制水泵电机，即当管道内的压力高于设定 的压力时，先停止 作，经过一段时间后，再采集管道内的压力信号，与设定值比较，若仍然高于设定压力，则把 止，只留下 靠 控制工作。当压力再次低于设定压力时，起动 此循环。 当在某一时间段 内人们的用水量特别少。例如在深夜几乎没有人用水，用一三相电源 U V W 变频器输出线 R S T - - 7 台大功率水泵电机在变频的模式下工作也会使管道内的压力高于设定压力时，这时 出指令，使三个大功率电机全部停止运行，再将小功率电机与变频器接通，使小功率电机在变频模式下运行，直到小功率电机经 节频率达到50段时间后，仍不能达到设定的压力，这时 将小功率泵断开，然后起动大功率泵 此重复循环。 当有消防信号时，由于灭火的用水量特别大，这时不管水泵电机在什么模式下运行，都把它切换到工频模式，由三台功率较大的电机来对系统供水，从而保证大量 用水的需要。 3 硬件选择 选择 可编程序控制器（ 简称 文全称为可编程逻辑控制器，国际电工委员会对它的定义是： “可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计的。它采用可编程序的存储器，用来在内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作的指令，并 通过数字的、模拟的输入和输出来 控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的 原则设计。 根据系统的设计要求，在满足控制要求的原则上，尽量降低成本，选用松下电工生产的 列的 下是 列 特点： 超小型尺寸：一个控制单元只有 25 毫米宽，甚至扩充到 I/，宽度也只有 105 毫米，它的安装面积是同类产品中最小； 可选择三种安装方式： 轨条安装 、底面直接安装、 附面直接安装； 控制单元宽度： 30 控制单元尺寸：宽 25高 90长 60 毫米，最大可扩充至 128 点，此时尺寸：宽 105高 90长 60 毫米，超小型外形设计打破了以往人们对 小型 看法，由于 有世界上最小的安装面积，故可安装在小型机器、设备及越来越小的控制面板上，从而使整个系统结构紧凑，减少设备安装面积，安装灵活方便。 轻松扩展：扩展单元不需任何电缆即可轻松连接上 (最多可用三个扩展单元 )，扩展单元可直接连接到控制单元上，扩展单元可使用单元表面的扩充连接器和锁定单排触头即可形成层叠系统，而无需特殊扩展电缆、底板等等。从而有效的提高安装速度，并且避免了接线所带来的麻烦，使整个控制单元美观化。 为了使系统控制简单化，在用 同时选用 高级模块 A/D 转换单元和一个 D/A 转换单元，完全可以满足系统的控制要求。 - - 8 频器的选择 变频器的定义是：把电压和频率固定不变的工频交流电变换为电压或频率可变的交流电的一种装置。 变频器和 样是整个系统的核心元件，在满足控制要求的情况下，选用由深圳市安邦信电子有限公司生产的 9 变频器，根据系统中水泵电机的功率，选用变频器的具体型号为： 9110“110”表示最大适用电机功率为 110 千瓦。 “示输入电源为三相 380V。 列变频器是新一代 频器，内置 能可以方 便地实现 环控制，控制方式多样，保护及报警功能完善，可以进行实时控制，内置 讯接口， 口板可选购，能最大限度的满足用户的多种需求。节能运行可以最大限度地提高电机功率因数和电机效率。它具的 制有以下优点： 低速额定转矩输出运行稳定，超静音稳定运行； 制动转矩大，最高可达 125额定转矩，方便实现以最快速度准确停车； 快速适应负载变化，提供最高效率的输出电压，适应于不同负载的 V/F 特性均可自动调整； 内置 讯接口，完全支持 讯协议； 先进的 自动转矩补偿功能设计，可使系统性能达到最优； 可设定节能运行方式； 多达 28 种的完善保护功能及报警功能； 内置调整更加方便的 节器； 多种参数的在线监视功能及在线调整功能； 控制方式多样，自动化程度高； 中文显示，界面友好，降低了对操作人员的要求，便于一般的工人进行操作 ； 送器的选择 变送器的定义为：将物理测量信号或普通电信号转换为标准电信号输出或能够以通讯协议方式输出的设备。为了使整个系统结构紧凑、合理和控制方便，故此不用传感器而采用了比传感器性能更加优越的变送器。 力变送器的选 择 采用压力变送器可以直接把网管内的水压这个模拟信号转换为标准的电信号，从而有效的减少了系统的硬件配置，利用较少的元件实现较复杂的功能，在实际应用中，压力变送器的使用环境比较恶劣，考虑到水对人们生活的重要性， - - 9 保证供水的压力满足人们生活的需要，为此选用由 金华自动化仪表设备厂生产的16A 系列压力变送器。 16A 系列压力变送器采用不锈钢外壳隔离防腐，外形设计精巧，安装十分简便。具有国际先进技术进口陶瓷传感器，再配以高精密电子元件，经严格要求的工艺过程装配而成。它与目前使用的常规压力变送器相比。 有两个显著不同的技术差别：一是测量元件采用新兴的高精密陶瓷材料；二是测量元件内无中介液体，是完全固体的。同时，它具有以下特点： 过载和抗冲击能力强，过压可达量程的数倍，甚至用硬物直接敲打测量元件也不致使其损坏，且对测量精度毫无影响； 工作稳定性高，抗振动，抗冲击，每年优于 量程，这个技术指标已达到智能型压力仪表水平；温度漂移小，由于取消了压力测量元件中的中介液，因而传感器不仅获得了很高的测量精度，且受温度梯度影响极小； 可调节，适用性广、安装维护方便、可任意位置安装 ； 16 系列压力变送器有 很广的测量范围， A 型号的测量范围 在150间，可以在环境温度 80C 之间工作。具有反极性、过电压保护以及 防电磁射频干扰功能，输出标准电信号： 二线制 4 20以便于系统控制 ； 度变送器的选择 对于温度变送器仍然采用由金华自动化仪表设备厂生产的 体化温度变送器。它 可以接收热电阻或各类热电偶输入，可直接安装热电偶、热电阻的接线盒内与之形成一体化结构。并输出标准电压电流信号。其特点如下： 超小型（模块 4418）一体化，通用性强 ； 二线制 4 20C 输出，传输距离远，抗干扰能力强 ； 测量精度高，长期稳定性好，免维护 ； 温度模块内部采用环氧树脂浇注工艺，适用于各种恶劣和危险场所使用 ； 一体化设计，结构简单合理，可直接替换普通装配式热电偶、热电阻 ； 体化温度变送器能在 环境温度 70 之间工作，也输出标准电信号： 4 20限时输出 28它可以控制水泵电机的温度，在必要的时候开启风扇，给水泵电机散热，从而延长水泵电机的使用寿命，同时也保证人们正常的用水需求。 4 软件设计 编程软件采用松下电工公司开发的在 境下使用的软 件：R。它支持所有松下电工生产的 品，可以用这个软件来实现： - - 10 对 序和注释和输入及编辑；程序检查；运行状态和数据的监控及测试；系统寄存器和 种系统参数的设置；程序清单和监控结果等到文档的打印；数据传输及文件管理等功能。 R 软件采用的是典型的 面、菜单界面、编程界面、监控界面等可同时以窗口形式相叠或平铺显示，甚至可以把两个不同的程序在一个屏幕上同时显示，可以通过快捷键在各个窗口之间进行移动和切换，这给调试程序和现场监控带来了便利。各种功能切换和指令的输 入既可用软件上的键盘快捷操作键操作，也可用鼠标点击图标操作。菜单采用点击下拉形式，操作起来很方便，特别是它在软件的 “帮助 ”菜单中增加了软件操作方法和指令、特殊内部继电器、特殊数据寄存器等一览表。这样在没有手册的情况下也能方便的使用 。 I/O 口分配 在这个控制系统中，共用到 10 个输入和 12 个输出。输入口从 出口从 中 合开关，要求在任一时刻都有一个处于闭合状态，即系统要么处于自动状态要么处于手动状态。 带自锁的开关，要求第一次按下时闭合，第二次按下时断 开。 其具体的输入输出如表 2 所示： 表 2 I/O 口分配 输入 功能 输出 接触器 功能 动工作方式 频器 动工作方式 2 变频模式 防信号 2 工频模式 防信号解除 3 变频模式 2 手动 3 工频模式 3 手动 4 变频模式 4 手动 4 工频模式 1 手动 1 变频模式 扇电机手动 1 工频模式 警解除 扇电机 光报警 (水压高 ) 光报警 (水压低 ) 音报警 - - 11 序流程图 设定由压力变送器传来的压力为 户要求的管道压力为 程序流程图如（图 4）所示。 N Y Y 图 4 程序流程图 制程序 制程序的梯形图见附录。 附录： 制程序的梯形图。 5 供水系统调试 任何一个控制系统都需要经过反复地调试后方可达到最佳性能，没有调试的系统是不能工作或不能良好地运行。 运用于变频器内置的 实现压力负反馈闭环控制。 合变频器与压力变送器实现单泵闭环恒压供水控制系统。首先必须知道控制对象的参数。对象特征、需 要的最大供水压力、需要给定用户的恒定压力、供水最小压力、上限压力、下限压力等。 假设 校园 生活用水要求管道最大供水压力为（ 300应传感器输出电流为 20 要求最小供水压力为（ 180对应输出的电流为 4 用户要求恒定的供水压力为（ 200根据以上三个参数可以确定 设定值，即必须保证在最大供水压力时对应于压力传感器电流输出最大，反之亦然，可求出用户要求供水压力时的变送器电流。 压力变送器给定电流（ 须于用户所需的恒定供水压力成正比。 16压力变送器的标准输出电流为（ 4 20： 变送器的压力信号 序起动，过程中若 序停止 动 2 - - 12 I 206/(3006=6/120 ：最大电流； I 小电流； 要给定的电流值。 根据 列 高级模块 A/D 转换特性：当模拟输入为直流电流（ 020，它的特性如图 6 所示。 图 6 A/D 输入转换特性 图 6 特性曲线 由图 6 可以查出，用户所 设定的 压力的值大 约为 1800程序中 K 的值为 1800理，若要求水泵房内的温度为 40C 时（最高温度为 60C，最低为0C），对应的 K 值为 2000 在选择 3 台较大功率的电动机时，应满足在正常用水时 3 台电机其中的 2 台工作就能达到所设定的供水压力，这样，其中的一台水泵就可以当作备用泵使用，当某一电机有故障时，经过一段时间，就能跳过有故障的电机，从而保证供水压力。 6 结束语 在这个由 变频器以及变送器组成的供水自动控制系统中，不但具有处理消防时大量用水的能力，同时还设置了管道中压力过高或过低的声光报警 ，灵活的把 3 台水泵的其中一台当作备用泵来用增加了应付突发事件的能力。 随着现代科学技术特别电子技术的快速发展，专门用于供水的控制器已经问世，如华为的 耐德公司的 切换卡； 等。这些产品将 节器以及简易可编程控制器的功能都综合进变频器内，形成了带有各种应用宏的新型变频器。由于 算在变频器内部，这就省去了对可编程控制器存贮容量的要求和对 法的编程，而且 数的 - - 13 在线调试非常容易，这不仅降低了生产成本，而且大大提高了生产效率。由 于变频器内部自带的 节器采用了优化算法，所以使水压的调节