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基于 PLC 供水 变频 控制系统 设计

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毕业设计任务书姓名专业机械工程指导教师姓名类别学号班级职称 外聘、本校一、毕业设计题目基于PLC恒压供水变频控制系统设计二、毕业设计提供的原始数据资料例如一幢楼宇供水系统，正常供水20m/小时，最大供水量35m/小时，扬程45m。采用变频调速技术组成一个闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。本恒压供水系统，要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。水泵由一台变频器驱动。PLC 按照压力变送器(PIT) 的信号，调节变频器的输出，使水泵的转速变化，从而保证供水压力的恒定。三、毕业设计应完成主要内容：1.开题报告包括：1）完成本题的目的和意义；2）国内外研究动态；3）主要研究目标和内容；4）准备工作情况和主要工作措施；5）进度安排及预期达到研究成果。2.毕业设计(l)提供设计方案论证首先要阐明选题的背景和意义，说明在什么样的情况下，引发研究的问题，解决问题后能起什么作用。在此基础上根据设计指标，对几种可行性方案进行全面的分析，以确定最佳方案。(2)系统硬件电路设计首先给出系统硬件电路的总体框架，然后分别介绍子模块电路的构成，元器件选择的依据，元器件的参数和型号等，电路图用绘图工具绘制。(3)系统软件设计从程序框图到具体子程序，应有详细的设计思路说明，程序应在计算机上编译通过。(4)提供仿真结果或实物制作步骤模拟实际情况进行程序仿真并将仿真结果附入设计中，有条件的最好亲自做实物或部分实物，对设计产品进行验证。(5)提供设计总结回顾设计所做工作，指也设计不足之处和未来努力的方向。四、毕业生应提交的毕业设计资料要求1.开题报告按照指导设计任务书要求撰写，符合学院教务处和系部的相关要求，须做到内容完备，格式正确。2.毕业设计设计依据任务书要求，合理选型、步骤齐全、计算精确、独立设计、方案可行。设计说明书中要求必需的插图和必要的表格。毕业设计说明书正文在25000字左右。格式符合学院教务处及系部的毕业设计说明书相关规定。严格按照工程制图的要求绘制图纸，内容全面，要求以CAD绘图为主，有部分手工绘图，图纸总合不少于A0图纸4张。五、毕业设计进度安排序号时间周次毕业论文任务完成的内容及质量要求12月17日2月23日第1周熟悉设计任务，收集设计资料，撰写开题报告22月24日3月1日第2周设计方案的分析、讨论33月2日3月8日第3周确定设计方案、总体设计43月9日3月15日第4周结构说明及计算53月16日3月22日第5周结构说明及计算63月23日3月29日第6周中期检查73月30日4月5日第7周绘制工程图84月6日4月12日第8周绘制工程图94月13日4月19日第9周编写设计说明书104月20日4月26日第10周指导老师检查后修改错误114月27日5月3日第11周打印装订、准备答辩125月4日5月10日第12周毕业设计答辩6、 主要参考文献资料1、参考书：（1）CAD应用技术（2）可编程控制器原理及应用（3）可编程控制器应用技术（4）PLC编程及应用2、参考资料：（1）许徐伟，CAD应用技术C，机械工业出版社，2009（2）吴中俊，可编程控制器原理及应用M，机械工业出版社，2004（3）陈金华，可编程控制器（PC）应用技术M，电子工业出版社，1995（4）吴建强，可编程控制器原理及应用M，哈尔滨工业大学出版社，1998（5）廖常初，PLC编程及应用M，机械工业出版社，2005七、审核签字签 字 栏学生姓名专业班级撰写工作起止日期2020年2月17日2020年 月 日教师审核指导教师（签字）日期2020年 月 日教研室主任审查（签字）日期2020年 月 日系部负责人（签字）日期2020年 月 日其他需要说明的情况：第3页 共 3页i基于 PLC 恒压供水变频控制系统设计摘 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。基于水泵供水流量和水泵转速的三次方成正比，设计分析了采取变压变频调速方式实现恒压供水相对于传统的阀门控制恒压供水方式的节能机理。通过对变频器内置PID 模块参数的预置，利用远传压力表的水压反馈量，构成闭环系统，根据用水量的变化，采取 PID 调节方式，在全流量范围内利用变频泵的连续调节和工频泵的分级调节相结合，实现恒压供水且有效节能。本设计依据供水要求，设计了一套由 PLC、变频器、远传压力表、多台水泵机组等主要设备构成的全自动变频恒压供水，具有全自动变频恒压运行、自动工频运行和现场手动控制等功能。系统有效地解决了传统供水方式中存在的问题，并具有多种辅助功能，增强了系统的可靠性。设计分析了多泵供水方式的各种供水状态及转换条件，分析了电机由变频转工频运行方式的切换过程及存在的问题。给出了实现有效状态循环转换控制的电气设计方案和 PLC 控制程序设计方案。设计还提出了一些增强系统运行可靠性的措施。关键词：可编程序控制器；变压变频调速；恒压供水；PLCiiPLC-BASED INVERTER CONTRL CONSTANT PRESSURE WATER SUPPLY SYSTEM DESIGNABSTRACTWith the rapid socio-economic development of water quality and water supply systems to improve reliability requirements. In addition, the current energy shortage, the use of advanced automation technology, control technology and communication technology, the design of high performance, high energy, able to adapt to different areas of constant pressure water supply system has become an inevitable trend. Pumps based on water flow and pump speed is directly proportional to the third power, to take paper analyzes the way VVVF speed control constant pressure water supply compared with the traditional way of constant pressure water supply valve to control the energy-saving mechanism. Converter built by the preset parameters of PID module, using the hydraulic pressure gauge feedback Far Eas Tone volume, constitute a closed-loop system, in accordance with changes in water consumption, the way to take PID regulator, the flow in the whole range of the continuous use of pump-conditioning pump frequency and adjust the combination of the classification, to achieve constant pressure water supply and effective energy conservation. In this paper, based on water requirements, the design of a set by the PLC, frequency converter, Far EasTone pressure, multi-pump unit consisting of major equipment such as automatic frequency conversion constant pressure water supply, with automatic constant frequency operation, automatic frequency run and on-site features such as manual control. System to effectively solve the traditional way of water supply problems, and have a variety of auxiliary functions, and enhance the reliability of the system. Paper analyzes the various ways water pump the state water supply and conversion conditions, analysis of the motor to change jobs by the frequency of the switching frequency operation and problems of the process. Given the state of the cycle to achieve an effective change of control of the electrical design and PLC control program design. Also made a number of papers to enhance system reliability measures. KEY WORDS： programmable logic controller；VVVF speed control；constant pressure water supply；PLCiii目 录摘 要 .IABSTRACT .II目 录 .IV概 述 .11 恒压供水原理及工艺 .21.1 任务.21.2 工艺要求.21.3 系统的组成和基本工作原理.22 PLC 概述.42.1 PLC 组成组成.42.1.1 PLC 的输入 .42.1.2 PLC 的输出 .42.1.3 PLC 的控制机制 .42.1.4 PLC 的定义 .62.1.6 PLC 的性能指标 .72.1.7 PLC 的分类 .82.2 PLC 工作原理.82.1.5 PLC 的特点 .82.2.1 循环扫描.82.2.2 I/O 响应时间 .102.2.3 PLC 中的存储器 .113 变频器概述 .123.1 变频器原理.123.2 变频器的参数设置.133.2.1 加减速时间.143.2.2 转矩提升.14iv3.2.3 电子热过载保护.143.2.4 频率限制.143.2.5 偏置频率.153.2.6 频率设定信号增益.153.2.7 转矩限制.153.2.8 加减速模式选择.163.2.9 转矩矢量控制.163.2.10 节能控制.163.3 变频器内部 PID 调节.183.3.1 预置 PID 功能预置的内容是：.183.3.2 目标值 XT 的预置 PID 调节.184 系统硬件设计 .194.1 恒压供水系统的基本构成.214.2 系统控制要求.234.3 控制系统的 I/O 点及地址分配.234.4 系统选型.264.5 PLC 模拟量控制单元的配置以及应用.264.5.1 EM235 模拟量工作单元性能指标.264.5.2 校准及配置.274.5.3 EM235 的安装使用.274.5.4 EM235 工作程序编制.274.5.5 电气控制系统原理图.294.6 控制面板的设计思路.314.7 控制系统接线布置.325 系统程序设计 .335.1 由“恒压”要求出发的工作泵组数量控制管理 .335.2 泵组泵站泵组管理规范.335.3 程序的结果以及程序功能的实现.336 系统故障处理 .446.1 工频与变频切换跳闸分析及处理.44v6.2 系统震荡分析及处理.456.3 其他故障及处理.46结 论 .47参考文献 .48附录：编译程序 .50外文资料 .58中文翻译 .681概 述随着各住宅小区的宿舍楼等一座座高楼拔地而起，相应的生活用水量也大幅度增加。人们对提高供水质量的要求越来越高，另外人们的节能意识及对运行的可靠性的要求越来越强。采用变频器及 PLC 技术实现的无塔恒压供水系统，不仅能提高供水质量，而且在节约能源和运行可靠性具有较好的改善。其中，采用变频调速的主要目的是通过调速来恒定用水管道的压力以达到节能的目的，恒压供水则是为了满足用户对流量的要求。变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统，广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。然而，由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备（如水泵） ，在对原有供水系统进行变频改造的实践中，往往会出现一些在理论上意想不到的问题。本文介绍的变频控制恒压供水系统，是在对一个典型的水塔供水系统的技术改造实践中，根据尽量保留原有设备的原则设计的，该系统很好的解决了旧设备需要频繁检修的问题，既体现了变频控制恒压供水的技术优势，同时有效的节省了资金。应用 PLC 技术是为了实现系统的软启动，减少手动操作或抚慰操作，同时替代部分继电器减少机械触点的故障，增强可靠性。下面笔者根据这方面的工作经验谈谈在恒压供水系统设计和实践过程中的一些思路和做法。21 恒压供水原理及工艺1.1 任务 随着社会的发展和进步，城市高层建筑的供水问题日益突出。以方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水的障碍；另一方面要求保障供水的可靠性和安全性，在发生火灾时能可靠供水。针对这两方面的要求，新的供水方式和控制系统应运而生，这就是 PLC 控制的恒压无塔供水系统。恒压无塔供水系统包括生活用水的恒压控制和消防用水的恒压控制即双恒压系统。恒压供水保证了供水的质量，以PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。1.2 工艺要求 对三水泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是：1. 生活供水时，系统应低恒压值运行，消防供水时系统应高恒压值运行；2. 三台水泵可以根据恒压的需要，采用“先开先停”的原则介入和退出；3. 在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行的时间超过 3H，则要切换到下一台泵，即系统具有“倒泵功能”，避免某一台泵工作时间过长；4. 三台泵在启动时又要软启动功能；1.3 系统的组成和基本工作原理 以一个三水泵生活/消防双恒压无塔供水系统为例来说明其工艺过程，市网来水用高低水位控制器 EQ 来控制注水阀 TV1，它们自动把水注满储水池，只要水位低于高水位，则自动往水箱中注水。水池的高/低水位信号也直接送给 PLC，作为低水位报警用。为了保障供水的持续性，水位上下限传感器高低距离不是相差很大。生活用水和消防用水共用三台泵，平时电磁阀 YV2 处于失电状态，关闭消防管网，三台泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，使生活用水的恒压状态（生活用水底恒压值）下进行；当有火灾发生时，电磁阀 YV2 得电，关闭生活用水管网，三台泵供消防用水使用，并根据用水量的大小，使消防供水也在恒压状态（消防用水高恒压值）下进行。火灾结束后将三台泵再改为生活供水使用。32 PLC 概述2.1 PLC 组成组成2.1.1 PLC 的输入通过对继电器控制特点的介绍和最初通用汽车公司提出的要求分析。PLC 要想取代继电器控制，首先要解决外部设备的直接输入问题。由于当时主要集中在开关量控制，也就是开关量（触点的开闭状态）如何直接接入 PLC 并被 PLC 所识别，对此就需要解决以下几个问题：有源接入，无源接入，绝缘问题，隔离问题和互相干扰问题。PLC 就是一个计算机控制系统，在其发展过程，人们曾将计算机直接用于工业控制，但是由于以下两大问题没有解决好而难以发展：一是 I/O（输入/输出）问题，计算机不能直接和工业现场设备连接现在了应用；二是计算机的 I/O 功能，开关逻辑处理不够丰富和强大。现在的 PLC 成功的解决了这两个方面的问题，可以让 PLC 和外部设备直接进行物理的连接。计算机的内部提供了丰富的从位逻辑到双字运算的强大的运算功能，使其能够完成复杂的控制功能，这也是 PLC 能够迅速发展的原因1。2.1.2 PLC 的输出输出问题主要是接点的驱动能力问题，或者说是带负载能力和输出方式的问题。输出动作次数的限制，是保证 PLC 的输出接点能否驱动接触器、电磁阀这样的控制执行元器件的问题至少要能直接驱动中间继电器。现在的 PLC 产品已经完全有能力驱动这些元器件,并提供了多种输出方式且动作次数可保证万次无故障的产品。2.1.3 PLC 的控制机制PLC 已经完全取代继电器控制系统。只要对其控制机制有了准确的理解，才能对其持续的开发并创造性的使用它。I/O 电路已经保证了 PLC 与现场设备的直接连接，并在内部寄存器存储了这些状态。但是，为了取代继电器的控制，更重要的是如何组织和使用这些开关量，从而达到软件程序代替硬件连线的目的。在这里通过对继电器的控制的电路的特点的介绍，已经知道继电器控制电路的特点在于各个控制单元是否动作是由其接点条件控制的，并不受其前后位置的影响。同一时刻，可有多个不同的控制单元继电器的动作（翻转） ，控制的结果、逻辑动作顺序也是由接点条件来控制的。这于计算机顺序执行的工作的特点是矛盾的。主要体现在：一是乱序，只要条件满足4就执行；而另一个是顺序执行。PLC 充分利用了计算机存储程序的思想和高速的特点，采用了控制系统中的离散控制方式，使它的控制能够完全代替继电器的控制。具体的说就是将连续的控制用离散的控制代替，如下式：Y(n)=f(x(n-1) , y(n-1)式中，Y（n）为某一时间段的输出值； Y（n-1）为上一时间段的输出值； X（n-1）为上一时间段某一时刻的输入值； F 为他们应满足的控制关系。即某一时间段的输出完全取决于上一时间某一时刻的输入和上一时间段的输出。至于上一时间段的输出，在参加计算的时候，只是存储在映像寄存器中的输出结果，执行运算过程中并不修改端子的输出值。真实的输出已表现在端子的接点上，并要保持一个时间段，也就是采取集中输出的方式，在计算的过程中完全可以使用或修改其映像寄存器中的值而不会对现阶段的输出产生影响。这样只要时间段足够短，并且 PLC 周而复始的运行着就完全可以模仿继电器的控制并且取代它2。由于采用集中 I/O 的思想，其 I/O 状态存储在寄存器中，可以充分发挥计算机的强大逻辑家能力，以完成更复杂的控制功能。如图 2-1 所示，PLC 与通用计算机没有什么区别，只是一台增强了 I/O 功能的可与控制对象方便连接的计算机。其完成控制的实质是按一定算法进行 I/O 变换，并将这个变换物理实现，应用与工业现场。1. 输入寄存器输入寄存器可按为进行寻址，每一为对应一个开关量，其值反映了开关量的状态，其值的改变由相互如开关量驱动，并保持一个扫描周期。CPU 可以读其值，但是不可以写或进行修改。2. 输出寄存器输出寄存器的每一位都表明了 PLC 在下一个时间段的输出值，而程序循环执行开始时的输出寄存器的值，表明的是上一时间段的真实输出值，在程序执行过程中，CPU 可以读其值，并作为条件参加控制，还可以修改其值，而中间的变换仅仅影响寄存器的值。只有程序执行到一个循环的尾部时的值才影响下一时间段的输出，即只有最后的修改才对输出接点的真实值产生影响。3. 存储器 5存储器分为系统存储器和用户存储器。系统存储器存储的是系统程序，它是由厂家开发固化好了的，用户不能修改，PLC 要在系统程序的管理下运行。用户存储器中存放的是用户程序和运行所需要的资源，I/O 寄存器的值作为条件决定着存储器中的程序如何被执行，从而完成复杂的控制功能。4. CPU 单元CPU 单元控制着 I/O 寄存器的读、写时序，以及对存储器单元中的程序的解释执行工作，是 PLC 的大脑。5. 其他单元接口其他单元接口用语提供 PLC 与其他设备和模块进行连接通信的物理条件。系统存储器用户存储器CUP其他接口电路 输入电路输出寄存器输出电路输入寄存器输入量图图 2-12-1 PLCPLC 的组成的组成2.1.4 PLC 的定义最初，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller）简称 PLC。只能进行计数、定时及开关量的逻辑控制。1987 年 2 月，国际电工委员会（IEC）对可编程控制器的定义是：可编程控制器是一种数学运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计。它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等面向拥护的指令，并通过数字式和模块式输入/输出，控制各种类型的机械和生产过程。可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充功能的原则设计3。62.1.6 PLC 的性能指标1. 存储容量这里专指用户存储器的存储容量，它决定了用户所编程序的长短。大、中、小型PLC 的存储容量变化范围一般为 2KB2MB。2. I/O 点数I/O 点数，即 PLC 面板上的 I/O 端子的个数。I/O 点数越多，外部可以连接的 I/O器件就越多，控制规模就越大。它是衡量 PLC 性能的重要指标之一。3. 扫描速度扫面速度是指 PLC 执行程序的快慢，是一个重要的性能指标，体现了计算机控制取代继电器控制的吻合程度。从自动控制的观点来看，决定了系统的实时性和稳定性。4. 指令的多少它是衡量 PLC 能力强弱的标志，决定了 PLC 的处理能力、控制能力的强弱。限定了计算机发挥运算功能、完成复杂控制的能力。5. 内部寄存器的配置和容量 它直接对用户编制程序提供支持，对 PLC 指令的执行速度及可完成的功能提供直接的支持。6. 扩展能力 扩展能力包括 I/O 点数的扩展和 PLC 功能的扩展两方面的内容。7. 特殊功能单元 特殊功能单元种类多，也可以说 PLC 的功能多。典型的特殊功能单元有模拟量、模糊控制连网等功能4。2.1.7 PLC 的分类不同的分类标准会造成不同的分类结果，PLC 常用的分类方式有如下两种。按其 I/O 点数一般分为微型（32 点以下） 、小型（128 点以下） 、中型（1024 点以下） 、大型（2048 点以下） 、超大型（从 2048 点以上可达 8192 点以上）5 种。按结构可分为箱体式、模块式和平板式 3 种。72.2 PLC 工作原理2.1.5 PLC 的特点1. 可靠性高。在 I/O 环节，PLC 采用了光电隔离、滤波等多种措施。系统程序和大部分的用户程序都采用 EPROM 存储，一般 PLC 的平均无故障工作时间可达几万小时以上。2. 控制功能强。PLC 采用的 CUP 一般是具有较强位处理功能的为处理机，为了增强其复杂的控制功能和连网通讯等管理功能，可以采用双 CPU 的运行方式，使其功能得到极大的增强。3. 编程方便易学。第一编程语言（梯形图）是一种图形编程语言，与多年来工业现场使用的电器控制图非常相似，理解方式也相同，非常适合现场人员学习。4. 使用于恶劣的工作环境。采用封装的方式，适合于各种震动、腐蚀、有毒气体等的应用场合。5. 与外部设备连接方便。采用统一接线方式的可拆装的活动端子排，提供不同的端子功能适合于多种电器规格。6. 体积小、重量轻、功耗底。7. 性价比高。8. 模块化结构，扩展能力强。根据现场的需要进行不同功能的扩展和组装，一种型号的 PLC 可用于控制从几个 I/O 点到几百个 I/O 点的控制系统。9. 维修方便，功能更灵活。程序的修改就以意味着功能的修改，因此功能的改变非常灵活。2.2.1 循环扫描CPU 连续执行用户程序、任务的循环序列称为扫描。CPU 的扫描周期包括读输入、执行程序、处理通讯请求、执行 CPU 自诊断测试及写输出等等内容。PLC 可被看成是在系统软件支持下的一种扫描设备。他意识周而复始的循环扫描并执行由系统软件规定好的任务。用户程序只是扫描周期的一个组成部分，用户程序不运行时，PLC 也在扫描，只不过在一个周期中去除了用户程序和读输入、写输出这几部分的内容。典型的 PLC 在一个周期中可以完成以下 5 个扫描过程。1. 自诊断测试扫描过程。为保证设备的可靠行，及时放映所出现的故障，PLC 都8具有自监视功能。2. 与网络进行通讯的扫描过程。一般小型系统没有这一扫描过程，配有网络的PLC 系统才有通讯扫描过程，这一过程用于 PLC 之间及 PLC 与上位计算机或终端设备之间的通信。3. 用户程序扫描过程。机器处于正常运行状态下，每一个扫描周期内都包含该扫描过程。该过程在机器运行中是否执行是可控的，即用户可以通过软件进行设定。用户程序的长短会影响过程所用的时间。4. 读输入、写输出扫描过程。机器在正常运行状态下，每一个扫描周期都包含这个扫描过程。该过程在机器运行中是否被执行是可控的。CPU 在处理用户程序时，使用的输入值不是直接从输入点读取的，运算的结果也不直接送到实际输出点，而是在内存中设置了两个映象寄存器：一个为输入映象寄存器，另一个为输出映象寄存器。用户程序所用的输入值是输入映象寄存器的值，运算结果也放在输出映像寄存器。在输入扫描过程中，CPU 把实际输入点的状态锁入到输入映像寄存器：在输出扫描过程中 CPU 把输出映像寄存器的值的输出点5。 循环扫描有如下特点：1. 扫描周期周而复始地进行，读输入、输出和用户程序是否执行是可控的。2. 输入映像寄存器的内容是由设备驱动的，在程序执行过程中的一个周期内输入映像寄存器的值保持不变，CPU 采用集中输入的控制思想，只能使用输入映像寄存器的值来控制程序的执行。3. 对同一个输出单元的多次使用、修改次序会造成不同的执行结果。4. 各个电路和不同的扫描阶段会造成输入和输出的延迟，这是 PLC 的主要缺点。在读输入阶段，CPU 对各个输入端子进行扫描，通过输入电路将各输入点的状态锁入映象寄存器中。紧接着转入用户程序执行阶段，CPU 按照先左后右、先上后下的顺序对每条指令进行扫描，根据输入映象寄存器和输出映象寄存器的状态执行用户程序，同时将执行结果写入输出映象寄存器。在程序执行期间，即使输入端子状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变输入端子状态变化只能在下一个周期的输入阶段才被集中读入。输入/输出采用映象寄存器的优点：1. 集中采用 I/O，程序扫描期间输入值固定不变，程序执行完后统一输出。用集中 I/O 的方式保证的程序的顺序执行与外部电路乱序执行的统一，使系统更加稳定可9靠。2. 程序执行时，存取映象寄存器要比读写 I/O 端点快的多，这样可以加快程序执行速度。3. I/O 点必须按位存取，而映象寄存器可按位、字节、字、双字灵活的存取，增加了程序的灵活性。2.2.2 I/O 响应时间由于 PLC 采用循环扫描的工作方式，而且对输入和输出信号只在没个扫描周期的固定时间集中输入/输出，所以必然会产生输出信号相对输入信号滞后的现象。扫描周期越长，滞后现象越严重。响应时间有输入延迟、输出延迟和程序执行时间部分决定。1. PLC 输入电路设置了滤波器，滤波器的常数越大，对输入信号的延迟作用越强。输入延迟是由硬件决定的，有的 PLC 滤波器时间常数可调。2. 从输出锁存器到输出端子所经历的时间称为输出延迟，对于不同的输出形式，其值大小不同。它也是由硬件决定的，对于不同信号的 PLC 可以通过查表得到。3. 程序执行时间主要由程序长短来决定，对于一个实际的控制程序，编程人员须对此进行现场测算，使 PLC 的响应时间控制在系统允许的范围内。在最有利的情况下，输入状态经过一个扫描周期在输出得到响应的时间，称为最小 I/O 响应时间。在最不利的情况下，输入点的状态恰好错过了输入的锁入时刻，造成在下一个输出锁定才能被响应，这就需要两个扫描周期时间，称为最大 I/O 响应时间。它们是由 PLC 的扫描执行方式决定的，与编程方法无关。2.2.3 PLC 中的存储器PLC 中的存储器按用途分为系统程序存储器、用户程序存储器以及工作数据存储器。1. 系统程序存储器中存放的是厂家根据其选用的 PLC 的指令的系统编写的系统程序，它决定了 PLC 的功能，用户不能更改其内容。2. 用户程序存储器用来存储根据控制要求而编制的用户应用程序。10113 变频器概述3.1 变频器原理具有节能，供水压力可调等突出优点，在国内外获得了愈来愈广泛的应用。在消防给水中对稳压泵以及在消防泵巡检时最好采用变频控制，但在消防泵灭火控制中应采用直接启动或降压启动控制方式。三相交流 电动机的转速与频率、极数及转差率之间的关系如下： n=60f(1-s)/p 其中： n每分钟的转速；F交流电的频率；S转差率。P磁极对数；在三相电动机中对转速的调节有多种方法，如通过调整交流电的频率、电动机的极数以及转差率来实现。主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器” ，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路” ，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器” 。整流器，最近大量使用的是工二极管的变流器，它把工频电源变换为直流电源。也可用两组晶体管变流器构成可逆变流器，由于其功率方向可逆，可以进行再生运转。平波回路，在整流器整流后的直流电压中，含有电源 6 倍频率的脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动。为了抑制电压波动，采用电感和电容吸收脉动电压(电流)。装置容量小时，如果电源和主电路构成器件有余量，可以省去电感采用简单的平波回路。逆变 器同整流器相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率，以所确定的时间使 6 个开关器件导通、关断就可以得到 3 相交流输出。以电压型 pwm 逆变器为时间使 6 个开关器件导通、关断就可以得到 3 相交流输出。以电压型pwm 逆变器为例示出开关时间和电压波形。控制电路，是给异步电动机供电(电压、频率可调)的主电路提供控制信号的回路，它有频率、电压的“运算电路” ，主电路的“电压、电流检测电路” ，电动机的“速度检测电路” ，将运算电路的控制信号进行放大的“驱动电路” ，以及逆变器和电动机的“保护电路”组成。12(1)运算电路：将外部的速度、转矩等指令同检测电路的电流、电压信号进行比较运算，决定逆变器的输出电压、频率。(2)电压、电流检测电路：与主回路电位隔离检测电压、电流等。(3)驱动电路：驱动主电路器件的电路。它与控制电路隔离使主电路器件导通、关断。(4)速度检测电路：以装在异步电动机轴机上的速度检测器(tg、plg 等)的信号为速度信号，送入运算回路，根据指令和运算可使电动机按指令速度运转。(5)保护电路：检测主电路的电压、电流等，当发生过载或过电压等异常时，为了防止逆变器和异步电动机损坏，使逆变器停止工作或抑制电压、电流值。3.2 变频器的参数设置变频器主要设置参数：1运行方式：主要是带编码器和不带编码器(编码器比较精确一些)，其中分别还有是矢量控制还是 V/F 控制(力矩大时最好用矢量控制比较稳定)。2控制方式：有变频器自带的那个操作面板控制正反转还是用端子控制正反转这个是必须要设定的参数。3频率来源设定：是面板直接给还是模拟量给。4再有是停车方式：自由停车一般用于带抱闸的电机，减速停车相反。5其他还需要设电机的一些参数进行自学习，保证电机的最佳状态。有些变频器在最开始需要设定电机的一些参数，使所有参数都允许改写和高级菜单功能。变频器功能参数很多，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行设定和调试。因各类型变频器功能有差异，而相同功能参数的名称也不一致，为叙述方便，本文以富士变频器基本参数名称为例。由于基本参数是各类型变频器几乎都有的，完全可以做到触类旁通。3.2.1 加减速时间加速时间就是输出频率从 0.上升到最大频率所需时间,减速时间是指从最大频率下13降到 0 所需时间。通常用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳的加减速时间。3.2.2 转矩提升转矩提升又叫转矩补偿，是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围 f/V 增大的方法。设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时，根据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载，如选择不当会出现低速时的输出电压过高，而浪费电能的现象，甚至还会出现电动机带负载起动时电流大，而转速上不去的现象。3.2.3 电子热过载保护本功能为保护电动机过热而设置，它是变频器内 CPU 根据运转电流值和频率计算出电动机的温升，从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合，而在“一拖多”时，则应在各台电动机上加装热继电器。电子热过载保护设定值(%) =电动机额定电流(A) /变频器额定输出电流(A) x 100%。3.2.4 频率限制即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障，而引起输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用，如有的皮带输送机，由于输送物料不太多，为减少机械和皮带的磨损，可采用变频器驱动，并将变频器上限频率设定为某一频率值，这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。143.2.5 偏置频率有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进行设定时，可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低，如图 1。有的变频器当频率设定信号为 0%时，偏差值可作用在 0fimax 范围内，有的变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为 0%时，变频器输出频率不为 0 Hz,而为 x Hz，则此时将偏置频率设定为负的 x Hz 即可使变频器输出频率为 0 Hz。3.2.6 频率设定信号增益此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压(+10v)的不一致问题；同时方便模拟设定信号电压的选择，设定时，当模拟输入信号为最大时(如 10v、5v 或 20mA)，求出可输出 f/V 图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可；如外部设定信号为 05v 时，若变频器输出频率为 0 50Hz，则将增益信号设定为 200%即可。3.2.7 转矩限制可分为驱动转矩限制和制动转矩限制两种。它是根据变频器输出电压和电流值,经CPU 进行转矩计算，其可对加减速和恒速运行时的冲击负载恢复特性有显著改善。转矩限制功能可实现自动加速和减速控制。假设加减速时间小于负载惯量时间时，也能保证电动机按照转矩设定值自动加速和减速。驱动转矩功能提供了强大的起动转矩，在稳态运转时，转矩功能将控制电动机转差，而将电动机转矩限制在最大设定值内，当负载转矩突然增大时，甚至在加速时间设定过短时，也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时，电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利，以设置为 80 100%较妥。制动转矩设定数值越小，其制动力越大，适合急加减速的场合，如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为 0%，可使加到主电容器的再生总量接近于 0，从而使电动机在减速时，不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上，如制动转矩设定为 0%时，减速时会出现短暂空转现象，造成变频器反复起动，电流大幅度波动，严重时会使变频器跳闸，应引起注意。153.2.8 加减速模式选择又叫加减速曲线选择。一般变频器有线性、非线性和 S 三种曲线，通常大多选择线性曲线；非线性曲线适用于变转矩负载，如风机等；S 曲线适用于恒转矩负载，其加减速变化较为缓慢。设定时可根据负载转矩特性，选择相应曲线，但也有例外，笔者在调试一台锅炉引风机的变频器时，先将加减速曲线选择非线性曲线，一起动运转变频器就跳闸，调整改变许多参数无效果，后改为 S 曲线后就正常了。究其原因是：起动前引风机由于烟道烟气流动而自行转动，且反转而成为负向负载，这样选取了 S曲线，使刚起动时的频率.上升速度较慢，从而避免了变频器跳闸的发生，当然这是针对没有起动直流制动功能的变频器所采用的方法。3.2.9 转矩矢量控制矢量控制是基于理论上认为：异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。矢量控制方式就是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流，分别进行控制，同时将两者合成后的定子电流输出给电动机。因此，从原理上可得到与直流电动机相同的控制性能。采用转矩矢量控制功能，电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩，尤其是电动机在低速运行区域。现在的变频器几乎都采用无反馈矢量控制，由于变频器能根据负载电流大小和相位进行转差补偿，使电动机具有很硬的力学特性，对于多数场合已能满足要求，不需在变频器的外部设置速度反馈电路。这一功能的设定，可根据实际情况在有效和无效中选择一项即可。与之有关的功能是转差补偿控制，其作用是为补偿由负载波动而引起的速度偏差，可加上对应于负载电流的转差频率。这一功能主要用于定位控制。3.2.10 节能控制风机、水泵都属于减转矩负载，即随着转速的下降，负载转矩与转速的平方成比例减小，而具有节能控制功能的变频器设计有专用 V/f 模式，这种模式可改善电动机和变频器的效率，其可根据负载电流自动降低变频器输出电压，从而达到节能目的，可根据具体情况设置为有效或无效。要说明的是，九、十这两个参数是很先进的，但有一些用户在设备改造中，根本无法启用这两个参数，如表 3-1 所示，即启用后变频器跳闸频繁，停用后一切正常。16究其原因有：1.原用电动机参数与变频器要求配用的电动机参数相差太大。如表 3-2 所示。2.对设定参数功能了解不够，如节能控制功能只能用于 V/f 控制方式中，不能用于矢量控制方式中。3.启用了矢量控制方式，但没有进行电动机参数的手动设定和自动读取工作，或读取方法不当。表 3-1 变频器参数复位序号参数及设定功能1P0003=1设置用户参数访问等级2P0010=30工厂设定值3P0970=1开始参数复位表 3-2 设置电机参数序号参数及设定参数功能1P0010=1开始快速测试2P0304=220电动机额定电压3P0305=1.93设定电机额定电流4P0307=0.37设定电机额定功率5P0310=50设定电机额定频率6P0311=1400设定电机额定转速7P3900=1结束快速调试3.3 变频器内部 PID 调节3.3.1 预置 PID 功能预置的内容是： 变频器的 PID 功能是否有效。当变频器的 PID 调节功能有效后，其升、降速过程将完全取决于由 P、I、D 数据所决定的动态响应过程，而原来预置的“升速时间”和“降速时间”将不再起作用。173.3.2 目标值 XT 的预置 PID 调节目标值 XT 的预置 PID 调节的根本依据是反馈量 XF 与目标值 XT 之间进行比较的结果。因此，准确地预置目标值 XT 是十分重要的。主要有以下两种方法：1.面板输入式只需通过键盘输入目标值 XT。其确定方法通常是：目标压力与传感器量程之比的百分数。例如，某供水系统要求的压力(目标压力)为 2MPa，所用压力表的量程是 05MPa 时，则目标值为 40%。2.外接给定式由外接电位器进行预置，但显示屏上仍显示目标值的百分数。在此例中选用第一种方法， 此法易懂、操作简单、直观。结合 ABB 变频说明书 PID 参数设置如表一所示，其实际设定值应根据工艺要求以实际为依据。184 系统硬件设计学习 PLC 的硬件系统、指令系统和编程方法以后，对于设计一个较大的 PLC 控制系统时，要全面考虑多种因素，不管所设计的控制系统的大小，一般都要用以下设计步骤来进行系统设计。随着 PLC 功能的不断完善和提高，PLC 几乎可以完成工业领域的所以控制任务。但是 PLC 还是有最适合它的应用场合，所以接到一个控制任务以后，要分析被控对象的控制过程和要求，看看用什么控制设备来完成该任务最合适。其实现在的可编程不仅处理开关量，而且对模拟量的处理能力也很强。所以在很多情况下也可以取代工业控制计算机（IPC）作为主控器控制对象以及控制装置确定后，还要进一步确定 PLC 的控制范围。一般来说，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器直接测量的参数，控制逻辑复杂的部分都由PLC 控制来完成。当某一个控制任务决定由 PLC 来完成后。选择 PLC 就成为最重要的事情。一方面是选择多大容量的 PLC，另一方面是选择什么公司的 PLC 以及外设。对第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的 I/O 点找出来，包括开关量 I/O 模拟量 I/O 以及这些 I/O 点的性质。I/O 点是性质主要是指他们是直流信号还是交流信号，它们的电源电压。控制系统输出点的类型非常关键，如果它们之中既有交流 220V 的接触器、电磁阀，又有直流 24V 的指示灯，则最后选用的 PLC 的输出点有可能大于实际点数。因为 PLC 的输出点一般是几个一组共用一个公共端，这一组的输出只能有一个电源的种类和等级。对于第二个问题，则有以下几个方面要考虑：1. 功能方面 所有 PLC 一般都具有常规的功能，但是对于某些特殊要求，就要知道所选用的 PLC 是否有能力完成控制任务。如对 PLC 与 PLC、PLC 与智能仪表以及上位机之间灵活方便的通讯要求；或对 PLC 的计算速度、用户程序容量有特殊要求的；或对 PLC 的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上流行的 PLC 品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。2. 价格方面 不同厂家的 PLC 产品价格相差很大，有些功能类似、质量相当、I/O 点数相当的 PLC 的价格能相差 40%以上。在使用 PLC 较多的情况下，这样的差价19必须是需要考虑的。输入/输出信号在 PLC 接线端子上的地址分配是进行 PLC 控制系统设计的基础。对软件设计来说，I/O 地址分配以后才可以进行编程；对控制柜和 PLC 的外围接线来说，只有 I/O 地址确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根据线路图和安装图安装控制柜。系统调试分模拟调试和联机调试硬件部分的模拟调试可在断开主电路的情况下，主要试一试手动控制部分是否正确。软件部分的模拟调试可借助于模拟开关和 PLC 输出端的输出指示灯进行。需要模拟量信号 I/O 时，可用电位器和万用表配合进行。调试时。可利用上诉外围设备模拟各种现场开关和传感器状态，然后观察 PLC 的输出逻辑是否正确。如果有错误则修改后反复调试。现在 PLC 的主流产品都可以在 P 机上编程，并可以在电脑上直接进行模拟调试。联机调试时，可以把编制好的程序下载到现场的 PLC 中。有时 PLC 也许只有这一台，这时就要把 PLC 安装到控制柜相应的位置上。调试时一定要先将主电路断电，只对控制电路进行联调即可。通过现场联调信号的接入常常还会发现软件以及硬件中的一些问题，有时厂家还需要对某些控制功能进行改进，这种情况下，都要经过反复测试系统后，才能最后交付使用。产生水压的设备是水泵，水泵转动的越快，产生的水压就越高。传统的维持水压的方法就是建造水塔，水泵开者时将水打到水塔中，水泵休息时借助水塔的水位继续供水。水塔中的水位变化相对水塔的高度来说很小，也就是说水塔能够维持供水管路中水呀的基本恒定。但是建造水塔需花费财力，水塔还会造成水的二次污染。不用水塔，而要解决水压随用水量大小变化的问题。通常的办法是：用水量大时，增加水泵的数量或提高水泵的转动速度以保证管网中的水压不变，用水量小时又需作出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路。这在电动机速度调节技术不发达的年代是不可设想的，但是今天办到这一点已经变的很容易了，交流变频的诞生为水泵转速的平滑连续调节提供了方便。交流变频器是改变交流电源频率的电子设备，输入三相工频交流电后，可以输出频率平滑变化的三相交流电。建造水塔需要花费财力，水塔还会造成水的二次污染。那么可不可以不借助水塔20来实现恒压供水？答案是肯定的，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：用水量大时，增加水泵的数量或提高水泵的转动速度以保持管网中水压的不变，用水量小时又需要做出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路，这在电动机速度调节技术不发达的年代是不可以想象的，但是在今天办到这一切已经边的很容易了。4.1 恒压供水系统的基本构成恒压供水泵站一般需设多台水泵及电机，这比设单台水泵及电机节能而可靠。配单台电机和水泵时，它们的功率必须足够的大，但用水量少开一台大电机肯定是浪费，电机选小了用水量大时供水不足。而且水泵和电机都有维修的时候，备用泵是必要的。恒压供水的主要目标是保持网水管压的恒定，水泵电机的转速套跟随用水量的变化而变化，这就要用变频器为水泵供电。这也有两种配置方式，一是为每台水泵电机配一台变频器，这当然方便，电机与变频器间不需要切换，但是购买变频器的费用较高。另一种方案是数台电机陪一台变频器，变频器与电机间可以切换，供水运行时，一台水泵变频运行，其余水泵共频运行，以满足不同用水两的需求。下图为恒压供水泵站的示意图。如图 4-1 所示，图中压力传感器用于检测管网中的水压，常装设在泵站的出水口。当用水量大时，水压降低；用水量小时，水压升高。水压传感器将水压的变化转变为电流或电压的变化送给调节器。水箱 调节器变频器电动机水泵压力传感器用户21图图 4-14-1 变频恒压供水站的基本组成变频恒压供水站的基本组成调节器是一种电子装备,在系统中完成以下几种功能：1. 设定水管压力的给定值，恒压供水水压的高低依需要设定。供水距离越远，用水地点越高，系统所需供水压力越大。给定值即是系统正常工作时的恒压值，另外有些供水系统可能有多种供水目的，如将生活用水与消防用水共用一个泵站，水压的设定值可能不只一个，一般消防用水的水压要高一些，调节器具有给定值设定功能，可以以数字量进行设定，也有的调节器以模拟量方式设定。2. 接受传感器送来的管网水压的实测值。管网实测水压回送到泵站控制装置称为反馈，调节器实反馈的接受点。3. 根据给定值和实测值的综合，依一定的调节规律发出系统调节信号。调节器接受了实测水压的反馈信号后，将它与给定值比较，得到给定值与实测值之差。如果给定值大于实测值，说明系统水压低于理想水压，要加大水泵电机的转速，如果水压高于理想水压，要降低水泵电机的转速。这些都是由调节器的输出信号控制。为了实现调节的快速性与系统的稳定性，调节工作中还有个调节规律的问题，传统调节器的调节规律多是比例-积分-微分调节，俗称 PID 调节。调节器的调节参数，如 P、I、D 参数均是可以由使用者设定的，PID 调节过程视调节器的的内部构成由数字式调节及模拟量调节两类，以微型计算机调节器多为数字调节器。调节器的输出信号一般式模拟信号，420mA 变化的电流信号或 010V 间变化的电压信号。信号的量值与前面提到的差值成正比，用于驱动执行设备工作。下面以一个三泵生活/消防双恒压无塔供水系统为例来说明其工艺过程，如图 4-2所示，市网来水用高低水位控制器 EQ 来控制注水阀 TV1，它们自动把水注满储水池，只要水位低于高水位，则自动往水箱中注水。水池的高/低水位信号也直接送给 PLC，作为低水位报警用。为了保障供水的持续性，水位上下限传感器高低距离不是相差很大。生活用水和消防用水共用三台泵，平时电磁阀 YV2 处于失电状态，关闭消防管网，三台泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，使生活用水的恒压状态（生活用水底恒压值）下进行；当有火灾发生时，电磁阀 YV2 得电，关闭生活用水管网，三台泵供消防用水使用，并根据用水量的大小，使消防供水也在恒压状态（消防用水高恒压值）下进行。火灾结束后将三台泵再改为生活供水使用22水池yv11#2#3#消防用水生活用水 市网来水EQ图图 4-24-2 生活消防双恒压供水系统构成图生活消防双恒压供水系统构成图4.2 系统控制要求对三泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是：1. 生活供水时，系统应低恒压值运行，消防供水时系统应高恒压值运行；2. 三台泵根据恒压的需要，采用“先开先停”的原则介入和退出；3. 在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行的时间超过 3H，则要切换到下一台泵，即系统具有“倒泵功能”，避免某一台泵工作时间过长；4. 三台泵在启动时又要软启动功能；5. 要有完整的报警功能；6. 对泵的操作要有手动控制功能，手动只在应急或检修时临时使用。4.3 控制系统的 I/O 点及地址分配PLC 要能够识别和接受描述现场设备的开关量，同时要能够发出控制信号控制一些执行设备，以便对现场设备进行控制。PLC 是通过 I/O 单元完成此工作的。I/O 单元是 PLC 与外部设备相互联系的通道，能输入/输出多种形式和驱动能力的信号，以实现被控设备与 PLC 的 I/O 接口之间的电平转换、电气隔离、串/并转换、A/D 与 D/A 转换等功能。输入单元接受现场设备向 PLC 提供信号，包括人为的控制信号和能描述现场23状态的开关量信号，例如由按钮、限位开关、继电器触点、接近开关、拨码器等提供的开关量。这些信号经过输入电路进行滤波、光电隔离、电平转换等处理后，变成CUP 能够接受和处理的信号。输出单元将经过 CUP 处理的弱电信号通过光电隔离、功率放大等处理，转换成外部设备所需要的强电信号，以驱动各种执行元器件，如接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等。根据以上控制要求统计控制系统的输入输出信号的名称、代码及地址编号如下表4-1 及 4-2 所示。水位上下限信号分别位 I0.1、I0.2，它们在水淹没时为 0，露出时为1。表 4-1 输入输出点代码及地址编号名 称代 码地址编号手动和自动消防信号SA1I0.0水池水位下限信号SLLI0.1水池水位上限信号SLHI0.2变频器报警信号SUI0.3消铃按钮SB9I0.4试灯按钮SB10I0.5输入信号远程压力表模拟量变压值UAIW01#泵工频运行接触器及指示灯KM1，HL1Q0.01#泵变频运行接触器及指示灯KM2，HL2Q0.12#泵工频运行接触器及指示灯KM3，HL3Q0.22#泵变频运行接触器及指示灯KM4，HL4Q0.33#泵工频运行接触器及指示灯KM5，HL5Q0.43#泵变频运行接触器及指示灯KM6，HL6Q0.5输出信号生活/消防供水转换电磁阀YV2Q1.0水池水位下限报警指示灯HL7Q1.1变频器故障报警指示灯HL8Q1.2火灾报警指示灯HL9Q1.3报警电铃HAQ1.4变频器频率复位控制KAQ1.5输出信号控制变频器频率用电电压UFAQW024表 4-2 模拟量扩展模块 EM235 输入/输出技术规范输 入 技 术 规 范输 出 技 术 规 范最大输出电压30VDC隔离（现场到逻辑）无最大输入电压32mA输入滤波衰减-3dB，3.1kHz分辨率12 位 A/D 转换器信号范围电压输出电流输出10020 mA隔离否输入类型差分输入范围分辨率，满量程电压电流12 位11 位电压单极性010V，05V01V，0500mV电压电流-32000+320000+32000精度最差情况 055电压输出电流输出2%满量程2%满量程电压双极性电流0100Mv,050mV10V，5V，2.5V1V，500mV，250Mv100mV, 50mV,25mv020mA输入分辨率AD 转换时间250s模拟输入阶跃响应1.5 mS 到 95%共模抑制4dB,DC 到 60Hz共莫电压信号电压加共加模电压12V精度最差情况 055电压输出电流输出典型，25电压输出电流输出2%满量程2%满量程5%满量程5%满量程24VDC 电压范围20.428.8V数据字格式双极性，满量程单极性，满量程-32000+32000032000设置时间电压输出电流输出100s2ms254.4 系统选型从上面分析可知，系统共有开关量输入点 6 个、开关量输出点 12 个；模拟量输出点 1 个、模拟量输出点 1 个。如果选用 CPU 224 PLC，也需要扩展单元；如果选用CUO 266 PLC 则价格较高，浪费较大。参照 S7-200 的产品目以及市场实际价格，选用主机为 CUP222（8 入/6 继电器输出）一台，加上一台扩展模块 EM222（8 继电器输出），再扩展一台模拟量模块 EM235（4AI/1AO） 。这样的配置是最经济的。整个 PLC 系统的配置如图 4-3 所示。图图 4-34-3 PLCPLC 系统组成系统组成S7-200PLC 是德国西门子公司生产德一种小型 PLC，其许多功能达到大、中型PLC 的水平，而价格却和小型 PLC 一样，因此，它一经推出，即受到了广泛的关注。特别是 S7-200CUP222 系列 PLC。由于它具有多种功能模块和人机界面（HMI）可供选择，所以系统的集成非常方便，并且可以很容易的组成 PLC 网络。4.5 PLC 模拟量控制单元的配置以及应用PLC 的普通输入输出端口均为开关量处理端口，了使 PLC 能完成模拟量的处理,常见的方法是为整体式 PLC 加配模拟量扩展单元。模拟量扩展单元可将外部模拟量转化为 PLC 可处理的数字量及将 PLC 内部运算结果数字量转换为机外可以使用的模拟量。模拟量扩展单元有单独用于模/数转换的，单独用于数/转换的，也兼有模/数和数/模两种功能的，以下介绍 S7-200 系列 PLC 的模拟量扩展模块 EM235，它具有四路模拟量输入及一路模拟量输入，可以用于恒压供水控制中。4.5.1 EM235 模拟量工作单元性能指标 为能适用各种规格的输入、输出两，模拟量处理模块都设计成可编程，而转换生主机单元CUP222AC/DC继电器扩展单元EM2228 点继电器模拟量单元EM2354AI/1AO26成的数字量一般具有固定的长度及格式。模拟量输出则希望将一定范围的数字量转换为标准电流量或标准电压量以方便与其他控制接口。上表中，输入、输出信号范围栏给出了 EM235 的输出、输入信号规格，以供选用。4.5.2 校准及配置模拟量模块在接入电路工作前需完成配置及校准，配置指根据实际需接入的信号类型对模块进行一些设定。校准可以简单的理解为仪器仪表使用前的调零以及调满度。4.5.3 EM235 的安装使用1. 根据输入信号的类型及变化范围设置 DIP 开关，完成模块的配置工作。必要时进行校准工作。2. 完成硬件的接线工作。注意输入、输出信号的类型不同，采用不同的接入方式。为防止空置端对接线端的干扰，空置端应短接。接线还应注意传感器的线路尽可能短，且应使用屏蔽双绞线，要保证 24VDC 传感器电源无噪声、稳定可靠。3. 确定模块安装入系统时的位置，并由安装位置确定模块的编号。S7-200 扩展单元安装时在主机的右边依次排列，并从模块 0 开始编号。模块安装完毕后，将模块自带的接线排插入主机上的扩展总线插口。4. 为了在主机中进行输入模拟量转换后数字处理及为了输出需要在模拟量单元中转换为模拟量的数字量，要在主机中安排一定的存储单元。一般使用模拟量输入 AIW及模拟量输出 AQW 单元安排由模拟量模块送来的数字量及待入模块转变为模拟量输出的数字量。而在主机的变量存储区 V 区存放处理产生的的中间数据。4.5.4 EM235 工作程序编制EM235 的工作程序编制包括以下的内容：1. 设置初始化主程序。在该子程序中完成采样次数饿预置顶及采样和单元清零的工作，为开始工作做好准备。2. 设置模块检测子程序。该子程序检查模块的连接的正确性以及模块工作的正确27性。3. 设置子程序完成采样以及相关的计算工作。4. 工程所需的有关该模拟量的处理程序。S7-200PLC 硬件系统的配置方式采用整体式和积木式，即主机包含一定数量的输入/输出（I/O）点，同时还可以扩展 I/O 模块和各种功能的模块。一个完整的系统组成如图 4-4 所示。编程工具CUP主机扩展模块功能模块人机界面通讯设备图图 4-44-4 S7-200S7-200 PLCPLC 系统组成系统组成（1）基本单元 基本单元（Basic Unit）有时又称 CUP 模块，也有的称之为主机或本机。它包括 CUP、存储器、基本输入/输出点和电源等，是 PLC 的主要部分。实际上它就是一个完整的控制系统，可以单独完成一定的控制任务。（2）扩展单元 主机 I/O 点数量不能满足控制系统的要求时，用户可以根据需要扩展各种 I/O 模块，所能连接的扩展单元的数量和实际所能使用的 I/O 点数时由多种因素共同决定的。（3）特殊功能模块 当需要完成某些特殊功能的控制任务，需要扩展功能模块。它们是完成某些特殊控制任务的一些设置。（4）相关设备 相关设备是为了充分和方便地利用系统的硬件和软件资源而开发和使用的一些设备，主要有编程设备、人机操作界面和网络设备等。（5）工业软件 工业软件是为了更好地管理和使用这些设备而开发的与之相配套的程序，它主要由标准工具、工程工具、运行软件和人机借口软件等几大类构成。EM235 安装使用281. 根据输入信号的类型以及范围设置 DIP 开关，完成模块的控制工作。2. 完成硬件的接线工作。3. 确定模块安装入系统时的位置，并由按装位置确定模块的编号。4. 为了主机中进行输入模拟量转换后数字量以及待送入模块转变为模拟量输出的数字量。4.5.5 电气控制系统原理图电气系统控制原理图包括主电路图、控制电路图以及 PLC 外围接线图。1. 主电路图如下图 4-5 所示为电控系统主电路图。三台电机分别为M1、M2、M3。接触 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；QS1、QS2、QS3、QS4 分别为变频器喝三台水泵电机主电路的隔离开关；FU1 为主电路的熔断器，VVVF 为简单的一般变频器。 图图 4-54-5 电控系统主电路电控系统主电路292.控制电路图图 4-6 所示电控系统控制电路图。图中 SA 为手动/自动转换开关，SA 打在 1 的位置为手动控制状态；打在 2 的状态为自动控制状态。手动运行时，可用按钮 SB1SB2控制三台泵的启/停和电磁阀 YV2 的通/断；自动运行时，系统在 PLC 程序控制下运行。图中的 HL10 为自动运行状态的电源指示灯。对变频器频率进行复位时只提供一个干触点信号，由于 PLC 为 4 个输出点为一组共用一个 COM 端，而本系统又没有剩下单独的 COM 端输出组，所以通过一个中间继电器 KA 的触点对变频器进行复位控制。图中的 Q0.0Q0.5 及 Q1.0Q1.5 为 PLC 输出继电器触点，它们旁边的 4、6、8 等数字为接线编号，可结合 PLC 外围接线图一起读图。外围接线图如图 4-7 所示。30图图 4-64-6 电控系统控制电路电控系统控制电路图图 4-74-7 外围接线图外围接线图4.6 控制面板的设计思路控制面板设备，包括框体、定位基板，所述框体的四个角落分别焊接有定位基板，所述框体的中间为控制面板的触摸屏，触摸屏的下方为按键，框体的下侧安装开有电源接口，电源接口的右侧开有网络端子接口，框体的侧面设有轴流风机，框体的背面设有散热片。此设计通过轴流风机和框体背部散热片的配合，实现了对于控制面板设备的有效散热，通过定位基板便于该装置的安装，如图 4-8 所示。该装置成本低廉，便于维护，有效地提高了控制面板的使用寿命，在恒压供水控制电路中，可保障 PLC的稳定工作。图图 4-84-8 控制面板示意图控制面板示意图314.7 控制系统接线布置随着微电子技术的发展，PLC、DCS 技术得到迅猛的发展。在工业自动化控制领域和弱电系统中 PLC/DCS 被大规模地应用，常规仪表及单元控制仪表的功能被各种高度集成的控制系统所代替，让工业装置可以实现更加灵活的控制方案，并为维护维修带来极大的方便。但是在组成控制系统时，仍然需要使用大量的分立接线元件，如电源分配开关、接线端子、各类继电器、保险等，系统设计、施工图的绘制、元器件选择和装配、配线、标记、检验、维护维修需要消耗大量的人力物力，当前劳动力紧张、技术工人匮乏的现状迫切需要将这些外围元件集成化以提高工作效率。应对上述问题，有两种常规的应对方式。一是选用端子排作为连接点，需要进行隔离的输入型开关量使用分立的继电器进行处理，需要大功率驱动的开关量输出亦选用分立的继电器进行驱动，需要配电的回路再配备电源分配装置。二是一些厂家开发了一些专用接线装置，如西门子的 SIMATIC TOP 模块化连接，横河的接线板系列、以及菲尼克斯、魏德米勒、DECA、町洋等厂家针对 PLC 开发的分线器、继电器模组等产品，属于一种半集成化的产品。图图 4-94-9 控制系统设备布置接线图控制系统设备布置接线图32335 系统程序设计硬件条件确定后，系统得控制功能主要通过软件实现，结合前述泵站的控制要求，对泵站软件设计分析如下：5.1 由“恒压”要求出发的工作泵组数量控制管理前面已经说过了，为了恒定水压，在水压降落时要升高变频器的输出频率，且在一台泵不能满足要求时，需启动第 2 台或第 3 台泵。判断需启动新泵的标准是变频器的输出频率达到设定的上限值。这一功能可以同过比较指令来实现。为了判断变频器的工作频率达到上限的确定性，应该滤去偶然的频率波动引起的频率达到上限情况，在程序中考虑采取时间滤波。5.2 泵组泵站泵组管理规范由于变频器泵站希望每一次启动电机都为软启动，又规定各台水泵必须交替使用，多泵组泵站泵组的投运要有一个管理规范。控制要求中规定任意一台泵连续运行时间不得超过 3h，因此每次需要启动新泵或切换变频泵时，以新运行泵为变频泵是合理的。具体的操作时，将现行运行的变频泵从变频器上切除，并接上工频电源运行，将变频器复位并用于新运行泵的启动。除此之外，泵组管理还有一个问题就是泵的工作循环控制，这里我们使用泵号加 1 的方法来实现变频泵的循环控制（3 加 1 等于零） ，用工频泵的总数结合泵号实现工频泵的轮换工作。5.3 程序的结果以及程序功能的实现由于 PLC 在恒压供水系统中的功能比较多，本程序可分为 3 部分：主程序、子程序和中断程序。系统的一些初始化的工作放在初始化子程序中完成，这样可以节省扫描时间。主程序的功能最多，如泵切换信号的生成、泵组接触器逻辑控制信号的综合以及报警处理都在主程序。逻辑运算及报警处理等放在猪程序。利用定时器中断功能实现 PID 控制的定时采34样及输出控制。生活供水时系统设定值为满量程的 70%，消防供水时系统设定值为满量程的 90%。在本系统中，只是用比例（P）和积分（I）控制，其回路增益和时间常数可以通过工程计算初步确定，但还要进一步调整以达到最优控制效果。程序中使用的 PLC 元器件及其功能如下表 5-1 所示。表 5-1 程序中使用的元器件及功能器件地址功能器件地址功能VD100过程变量标准化值T38工频泵减泵滤波时间控制VD104压力给定值T39工频/变频转换逻辑控制VD108PI 计算值M0.0故障结束脉冲信号VD112比例系数M0.1泵变频启动脉冲VD116积分时间M0.3复位当前变频运行泵脉冲VD120积分时间M0.4复位当前变频运动泵脉冲VD124微分时间M0.5当前泵工频运动启动脉冲VD204变频起运动频率下限值M0.6新泵变频启动脉冲VD208生活供水变频器运动频率上限值M2.0泵工频/变频转换逻辑控制VD212消防供水变频器运动频率上限值M2.1泵工频/变频转换逻辑控制VD250PI 调节结果存储单元M2.2泵工频/变频转换逻辑控制VD300变频工作泵的泵号M3.0故障信号总汇VD301工频运行的泵的总台数M3.1水池水位下限故障逻辑VD310倒泵时间存储器M3.2水池水位下限故障消铃逻辑T33工频/变频转换逻辑控制M3.3变频器故障消铃逻辑T34工频/变频转换逻辑控制M3.4火灾消铃逻辑T37工频泵增泵滤波时间控制双恒压供水系统的梯形图程序以及程序注释如下图。对该程序有几点说明：1. 因为程序较长，所以读图时请按照网络标号的顺序进行；2. 本程序的控制逻辑设计针对的是较少的泵数供水系统。3536373839404142436 系统故障处理目前，广泛使用基于 PLC 控制的变频恒压供水控制系统。由水池液位传感器实现进水量及系统的自动启停控制，由总出水管安装的压力传感器、PLC 将检测到的各种信号，自动调整变频器的输出频率来改变电机的转速达到整个供水系统的压力恒定。6.1 工频与变频切换跳闸分析及处理在恒压供水方案中，变频器拖动电动机增泵时，变频器输出频率达到 50HZ，电动机的转速也达到额定转速，输出电压的大小和相位也与电源相同，此时迅速切除变频器，接入工频电源运行效果最佳。否则易造成工频运行断路器跳闸。实际运行中，由于相位相同难于测定，特别是当变频器断开瞬间，电机的定子虽然开路，但定子绕组中储存的磁场能量要经过较长时间才能衰减完。转子由于惯性作用仍会继续旋转产生感应电动势，和电源产生相位差，就会对电网和变频器造成电流冲击。最严重的是当它们之间相位差 180 度时，将会产生很大的冲击电流，损坏变频器等电气设备。针对此种问题，解决方案如下：一是监测电机切换瞬间变频器输出电动势的频率和相位，如果和电源相同，则投入切换装置，实现变频器与电网之间同步切换3。目前常用锁相环鉴频鉴相技术，变频向工频切换时，当变频器出去 50HZ 时，锁相环鉴频鉴相器检测到输出电压的频率、幅值、相序和相位与工频电网-致时，工频接触器吸合，切除变频器，水泵电机接入工频电网运行，实现工频电源向变频调速转换。即减泵时，变频器现空载加速至 50Hz，启动锁相环节，检测频率、幅值、相序相同时，变频器投入运行，工频接触器断开电源。该种方法平稳，但是造价较高，适用于大功率水泵使用。二是调整延时时间，减小转子电流，在电机允许的范围内进行切换。变频向工频切换时，使得输出频率超出 50HZ(在电机允许的范围内)，切除变频器并封锁输出，同时电机自由停车，电流衰减，当转速将至额定转速时投入工频电源；工频向变频切换时，先断开工频接触器，自由停车，避开反电动势影响，切换至变频器，变频器跟踪电动机转速启动运行。ABB 系列变频器就具有该种功能。该种方式需要调试延时时间，适用于中小功率。446.2 系统震荡分析及处理变频器自动控制不稳定，反馈信号不及时或者不准确，供水压力值不是保持在一个平稳位置。造成压力升高系统减泵运行，但又出现压力不足，系统重新把变频泵切换为工频运行，同时又变频增加一台水泵运行。但压力有过高，重新开始减泵运行，如此反复循环的振荡运行。系统表现为电机频繁切换，而压力频繁变化，影响系统稳定。1.PID 参数设置不当，导致系统震荡。当然也包括用水量的巨大变化，使得原来设定的 PID 参数不满足现在的要求。故需要重新设定，由表 6-1 所示。若水压在设定值上下剧烈波动，则调节 PID 指令的微分常数，使设定值适当减小，同时适当增加积分常数值；若调整过于缓慢，水压的上下偏差很大，则说明系统的比例常数设定值过大，应适当减小。以 ACS510 变频器为例，某高校供水系统假期期间出现压力震荡，经分析认为用水量变化过大，需要修改变频器 PID 参数。调整值表 1，调整后系统基本稳定，假期结束又恢复原值。2.切换时间设置不当，特别是在临界值时，即单台电机压力不足，但再增加一台变频运行水泵，即使在最低频率运行，压力也超限。造成水泵在临界点来回切换出现震荡状态。可以适当提升压力设定值，或者设置延时时间。在管道最高压力之下，重新设置高一级的压力期望值，避开震荡点：加减泵该操作不应该瞬间完成，故需设置一个合适的缓冲时间。当满足水泵增减条件时，系统开始计时，如果在设定时间内，转换条件一直保持，则系统依据发出加减泵操作操作信号。在设定时间内，如果转换条件不能一直维持判则不发出加减泵操作信号。当水泵增减条件再次满足时，则重新计时并开始比较。表 6-1 PID 参数含义表参数号范围（秒）原值修改值参数含义40010.1-1002.50.5比例常数40020.1-3600120积分常数40030.1-1066微分常数6.3 其他故障及处理恒压供水系统，水泵是旋转部件，容易出现机械故障，但表现出来的往往是电气45故障。因此要从电气表现出来的故障进行分析，找到机械故障。下边以 ACS510 变频器的供水系统故障进行分析。1.绝缘损坏。对近两年的运行状况分析，多次出现 F0016 报警，电机停转。该报警号为接地故障。用摇表检测故障电机主电路端子处的接地电阻，几乎为零。故该线路或者电机绝缘损坏需要更换。由于水泵电机在井下，和电缆一并工作在潮湿环境。故都有可能绝缘损坏，所以实际中要认真判别是电机故障，还是电缆故障。2.止回阀损坏。变频器出现 F0012 报警，经查询为堵转故障。现场调试，发现某台电机单独工频启动正常，但变频启动时，初始电流是额定电流的 1.5 倍，随后恢复至正常值，但是自动运行时，电机不能够正常切换发生报警停车。怀疑止回阀故障，更换后正常，变频启动时电流从小电流逐步上升至额定电流。因为止回阀磨损导致瞬间堵转，当把止回阀打开后恢复正常运行，但在切换是由于止回阀不能顺利开通和相邻管道的影响，使该水泵不能够打开止回阀。使用 PLC 与变频器实现恒压供水已经广泛应用，单台变频器拖动多台电机运行控制系统结构简单，系统成本较低已被广大用户使用。其中系统的稳定运行便尤为重要。在系统调试和使用过程中，对工频与变频切换跳闸、系统压力震荡和常见的机械故障进行分析，并提出了解决办法。可以有效预防设备故障，做到提前预防，减少停机率，延长设备的使用寿命，对提高和改善供水系统的稳定性具有重要的实用价值。46结 论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。由于变量泵工作在变频工况，在其出口流量小于额定流量时，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。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。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水泵系统的喘振。由于变量泵工作在变频工作状态，在其运行过程中其转速是由外供水量决定的，故系统在运行过程中可节约可观的电能，其经济效益是十分明显的。正因为此，系统具有收回投资快，而长期受益，其产生的社会效益也是非常巨大。在实际应用中，采用 PLC 控制恒压供水，还能容易地随时修改控制程序，以改变各元件的工作时间和工作状况，满足不同情况要求。与继电器或硬件逻辑电路控制系统相比，PLC 控制系统具有更大的灵活性和通用性。47参考文献1杨钊，基于 PLC 的恒压供水控制系统关键技术分析J，河南科技，2013；2张新娟，梁镇杰，基于 PLC 的恒压供水控制系统J，职业，2010；3钟文能，基于 PLC 的恒压供水控制系统设计分析J，Building Energy & Environment，2006；4孙玲，洪雪峰，基于 PLC 和模糊 PID 控制的恒压供水系统设计J，自动化与仪器仪表，2010；5余擎宇，王辉，胡发亭，一种一拖多恒压供水系统，CN104314135AP，2015；6石建军，浅析 PLC 恒压供水系统J，农业与技术，2015；7顾娟，PLC 在恒压供水系统中的应用J，卷宗，2015；8薛安林，韩瑞鹏，变频恒压供水系统原理及应用J， 中国科技博览，2015；9胡桂苓，高辉，基于 PLC 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Infant mortality in twin pregpanciesfollowing inutero demise of the co-twinJ，Asian Pacific Jounfa IReproduction，2015；32Xiao Ling Mo，Based on PLC the Automatic Constant Pressure Control Water Supply System DesignJ，Applied Mechanics and Materials，2014；33Shi Chen Li，The Design of Constant Pressure Water Supply Control System for CityJ，Advanced Materials Research，2014；34Yi Hua Li，PLC-Based Constant Pressure Water Supply Control System Design and ImplementationJ，Advanced Materials Research，2014；35Wei Wei Hu，Simulation of Constant Pressure in Water Supply System with Frequency Converter Based on MatlabJ，Advanced Materials Research，2013.49附录：编译程序ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1TITLE=BEGINNetwork 1 / 上电初始化，调试初始化子程序LD SM0.1CALL SBR0Network 2 / 消防/生活供水压力给定值设置LD I0.0MOVR 0.9, VD104NOTMOVR 0.7, VD104Network 3 / 上电和故障结束时重新激活变频信号存储器LD SM0.1O M0.0INCB VB300Network 4 / 变频器上限时增泵滤波LD I0.0AD= VD250, VD212LDN I0.0AD= VD250, VD208OLDAN M0.1TON T37, +50Network 5 / 符合泵条件时，工频泵运行数加 1LD T37EUINCB VB30150Network 6 / 频率下限时减泵滤波LDD VB301, 0EU= M0.2DECB VB301Network 8 / 变频泵增泵或倒泵时，置位 M2.0LD M0.1O M0.3= M0.2Network 9 / 复位变频器频率，为软启动做准备LD M2.0TON T33, +1= Q0.5Network 10 / 产生关断当前变频泵脉冲信号LD T33EU= M0.4Network 11 / 工频泵数增加 1LD M0.4S M2.1, 1INCB VB300Network 12 LD M2.1TON T34, +2Network 13 / 产生当前泵工频启动脉冲信号LD T34EU= M0.551R M2.1, 1Network 14 LD M0.5S M2.2, 0Network 15 LD T39TON T39, +30Network 16 / 产生下一台泵变频运行启动信号LD T39EU= M0.6R M2.2, 0R M2.0, 0Network 17 / 变频工作泵的泵号转移LDB VB300, 3MOVB 1, VB300Network 18 / 一个变频泵运行的持续时间判断LDB= VB301, 0A SM0.4EUMOVD VD301, VD310INCD VD310Network 19 / 3H 时间到，则产生下一台泵的变频启动信号LDD= VD301, +180EU= M0.3MOVB 0, VB301Network 20 / 有工频泵运行时，复位 VD310LDB VB301, 0MOVD +0, VD310Network 21 / 1 号泵变频运行控制逻辑LD SM0.1O M0.052O M0.6AB= VB300, 1O Q0.1AN M3.0AN M0.4AN Q0.0= Q0.1Network 22 / 2 号泵变频运行逻辑LD M0.6AB= VB300, 0O M0.2AN M3.0AN M0.4AN Q0.2= Q0.3Network 23 / 3 号泵变频运行控制逻辑LD M0.6AB= VB300, 2O Q0.5AN M3.0AN M0.4AN Q0.4= Q0.5Network 24 / 1 号泵工频运行控制逻辑LD M0.5O Q0.0LDB= VB300, 2AB VB301, 0LDB= VB300, 3AB VB301, 1OLDALDAN Q0.153= Q0.0Network 25 / 2 号泵工频运行控制逻辑LD M0.5O Q0.2LDB= VB300, 3AB VB301, 0LDB= VB300, 1AB VB301, 1OLDALDAN Q0.3= Q0.2Network 26 / 3 号泵工频运行控制逻辑LD M0.5O M0.4LDB= VB300, 1AB VB301, 0LDB= VB300, 2AB VB301, 1OLDALDAN Q0.5= Q0.4Network 27 / 火灾时，阀 YV2 打开LD I0.0= Q1.0Network 28 / 水池底水位信号处理LD I0.1O M3.1A I0.2= M3.1Network 29 / 水池水位下限信号灯LD SM0.554O M3.2A M3.1O I0.5= Q1.1Network 30 / 变频器故障信号灯LD SM0.5O M3.3A I0.3O I0.5= Q1.2Network 31 / 火灾指示灯LD SM0.5O M3.2A I0.0O I0.5= Q1.3Network 32 / 水池水位下限故障消铃逻辑LD I0.4O M3.2A M3.1= M3.2Network 33 / 变频器故障消铃逻辑LD I0.4O M3.3A M3.1= M3.2Network 34 / 火灾消铃逻辑LD I0.4O M3.4A I0.0= M3.4Network 35 / 报警电铃LD M3.155A M3.2LD I0.3A M3.3OLDLD I0.0A M3.4OLDO I0.5= Q1.4Network 36 / 故障信号以及故障结束处理LD M3.1O M3.2= M3.2MOVB 0, VB300MOVB 0, VB301ED= M0.0END_ORGANIZATION_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0TITLE=BEGINNetwork 1 / 初始化子程序LD SM0.0MOVD +1800, VD204MOVD +22400, VD208MOVD +28800, VD212MOVR 0.25, VD112MOVR 0.2, VD116MOVR 30.0, VD120MOVR 0.0, VD124MOVR 200.0, VD834ATCH INT0, 10END_SUBROUTINE_BLOCK56INTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0TITLE=BEGINNetwork 1 / PI 控制中断程序LD SM0.0ITD AIW0, AC0DTR AC0, AC0/R 32000.0, AC0MOVR AC0, VD100PID VB100, 0MOVR VD108, AC0MOVR VD108, AC0*R 32000.0, AC0Network 2 LDR T39, +25MOVD VD204, AC0Network 3 LD T39ROUND AC0, AC0MOVD AC0, VD250DTI AC0, AC0MOVW AC0, AQW0END_INTERRUPT_BLOCK57外文资料In the high-end market, PLC and industrial PC something together, because the industrial PC in the data integration and communication capabilities to the user a lot of temptation. PC also introduced Ethernet TCP / IP network and interconnection with the concept of the Internet. But now, PLC manufacturers can claim, If you want this, we can do. European leader in the PLC, Siemens A & D and Schneider Electric, provides a powerful high-end controller family, regardless of PLC or industrial PC, and at the same time promoting the field of PLC and industrial PC development. The recent announcement by Siemens S7-400 PLC series of significant performance increase, the CPU performance of the previous 3 times the communications capacity is 2 times the previous. Siemens is still the most high-end of the S7-400 series, an increase of another innovation： communications processor with integrated 4-port Ethernet switch. The need for external switch, the Ethernet can be used for small-scale model of the economy. However, the communications processor real difference is that from now on it is a higher stage of development to middle-class, at a higher stage, Siemens will use high-end PLC and integrated Profinet V3 switch external devices, can provide real-time control. Schneider Electric has developed a substantial high-end CPUs performance, the introduction of the new Unity software programming, XML data format. In the embedded web server and multi-port communication, the new functions of the CPU more and more like PC. Integrated design of the platform Mitsubishi Electric PLC will be the further development of 2-3 years, and now the horizon： multi-processor and system platform. From the users point of view means that function blocks can be placed on a plate, PLC and network of experts believe that Hugh Tasker, These can include standard PLC technology, but a mix of motion control and process control, or full-featured PC performance, the use of SCADA or local program Soft HMI technology. The development of what is it? In his view, the users, the biggest benefit is the simplified 58control system. Do not have to integrate a lot of PLC, they are connected, and then operation and maintenance, and now many of the system will reduce the number of PLC, and even the introduction of a. This can greatly save time for installation and maintenance, the durability of the whole system is also more . He also speculated the future, in a very long period of time, Bluetooth technology and wireless Ethernet technology will be more extensive. It will first start in a small area, but in terms of reliability, durability and easy acceptance will be improved, manufacturers will be likely to seek the application of wireless technology may one day even the most basic cable they have not been saved. B & R Automation is a supplier of control products, the provision of industrial PC, but compared to other PLC manufacturers, which in the field of PLC is also quite a long time. But they never dwell on the PC and the PLC Which Which weak strong together in the common development. B & R and now see the development of some opportunity, perhaps both to the continuous integration of technology. In the past few years, the classic development of programmable logic controller has always been to the embedded PC technology development, B & R Business Manager Anton Meindl think, PC technology has its advantages - the enormous computing power, and the Internet The combination of technology, fast Ethernet and USB interface, can combine the traditional advantages of the PLC system, such as practical, durable and strong, and modularity. Omrons PLC + Inverter Omron introduced its first AC inverter 3G3MV, can be used for motion control product lines. Applicable to small-scale motor control (0.1 to 7.5 kW). It allows users to choose non-sensor vector control can provide high torque at low speed in the output frequency of 1 Hz was also able to guarantee 150 percent of torque. Also has the I / O and communication functions. However, in November last year, it increased by another function, it can be some unusual, an increase of Omron PLC Plug & Play modules used, and not just an annex, is a complete PLC, equivalent to the standard Omron CPM2C -S PLC. The use of dual-port RAM, PLC and inverter direct the I / O, data and associated parameters. PLC has its own I / O, can provide data directly to the inverter： input encoding, interrupt output, as well as digital, and PWM output pulse. Omron believes that this combination of products for the network or provide an ideal control program, to meet the location and sequence context in the precise control 59requirements, but also for manufacturing of multi-step production lines and intelligent packaging conveyor lines. Omron PLC + The combination of inverter, if the order for the pump controller, in the composition of the three pump hydraulic control system. PLC + converter combination of the first pump of the closed-loop continuous control, the other two pipes connected in parallel to the pump on / off control. Man-machine interface (MMI) can monitor SMS wireless signal can be sent to maintenance personnel. PAC in the United States In the United States, market strategy and sometimes even more than the technology itself attention in 2003, the industry there is a new popular vocabulary： Programmable Automation Controllers (Programmable Automation Controller, PAC). Terms of the new ARC Advisory Group from the market research company Craig Resnick, he thought, PLC is very active and well-developed, with a strong vitality. However, PLC an effective tool for this industry is changing many aspects, and continuously increase its charm. automation suppliers are committed to the development of PLC in order to meet market and special user needs. functional enhancements to a new series of the surface of the system. PAC based on open industry standards, features a multi-field, General open platforms and high performance. ARC coin the term, in order to help user-defined applications to help manufacturers when talking about their products more clearly. Whether manufacturers will be the product name changed from the PLC to PAC, remains to be seen. However, GE Fanuc has not the slightest hesitation, they immediately accepted the concept of PAC, but also show in Hanover publicly announced that its new flagship product known as the PACSystems. GE Fanuc name used to express a combination of its traditional PLC products and the advantages of PC hardware with a common programming environment, Cimplicity Machine Edition software. There is a separate software-controlled engine, a development tool, multi-goal programming hardware. Hardware includes not only the two new PACSystems processor, including GE Fanuc Automation to other products, such as Tablet PC, Embedded PC, MHI and its new motion control system of the S2K. PACSystems control on behalf of industry innovation, which enables centralized control, rather than have nothing to do all the parts together, GE Fanuc Automation (Europe) John Pritchard. Believe that the one engine, with a development tool, the user can make use of powerful engineering environment for multiple applications. PAC you have I have 60November 2003 Rockwell announced that its technology for the PAC leader, and its products ControlLogix and CompactLogix PLC fact that PAC. We have seen the user data control system of unlimited enthusiasm, the user can collect security, finance, quality assurance procedures, and other information, that Ken Deken, Rockwell Automation, to meet the requirements of users, users need to control the between business systems and the direct contact information at all times. He believes that, with the constant development, PAC will be a lot of ways to deal with data and with scalability in multi-project control, integrated business systems analysis and life cycle cost management can march forwardProgrammable logic controller (PLC) technology has made remarkable achievements and become a subject of rapid development and innovation in the field of automation. With the increasing maturity of technology, PLC has gradually developed into an industrial control device with microprocessor technology as the core, integrating computer technology, automation control technology and communication technology. With the cooperation of network technology and configuration software, the application of PLC is like a tiger with wings.Programmable logic controller (PLC) is widely used in the industrial field, which is not only a substitute for relay logic circuit, but also a component of field control and the core part of control equipment. With the improvement of automation, it can be used not only as a part of field control, but also as a control part of field higher-level management. With the development of network technology, as a mature technology, PLC has been widely used in machinery, metallurgy, chemical, petrochemical, cement, food and beverage, pharmaceutical and other fields, greatly improve labor productivity and automation.Mitsubishi, Siemens is Chinas leading industrial solution provider in a number of business areas, providing innovative, reliable, efficient, and quality products in manufacturing automation, process industrial automation, motion control, drive, low voltage control, and electrical installation technologies. And to provide a comprehensive system of solutions and services. Products cover a wide range of information and communications, automation control, power, transportation, medical, lighting and other industries in the leading edge.Mitsubishi, Siemens control technology, can continue to integrate new technologies, new methods, innovation. Among them, Siemens control technology further makes new breakthroughs in e-manufacturing and e-control technology, and new products keep emerging, providing very reliable control and application for a variety of automation control equipment.History of PLCIn the 1960s, the automatic control system of automobile production line was basically composed of relays. Each modification of the car at that time led directly to the redesign and 61installation of relay controls. With the development of production, the cycle of vehicle model update is getting shorter and shorter, so the relay control device needs to be redesigned and installed frequently, which is very time-consuming, laborious and costly, and even hinders the shortening of the update cycle. In order to change this situation, general motors in the United States in 1969 public bidding, the requirements of the new control device to replace the relay control device, and put forward ten bidding indicators, the requirements of easy programming, field modification procedures, easy maintenance, the use of modular structure. In 1969, American digital company developed the first PLC, which was successfully used on the automatic assembly line of American general motors.This new type of industrial control device with its simple and easy to understand, easy to operate, high reliability, general flexibility, small size, long service life and a series of advantages, soon in the United States other industrial applications, and soon successfully applied to food, beverage and other industrial fields. The emergence of this new industrial control device is also highly valued by other countries. In 1971, Japan introduced this new technology from the United States and soon developed Japans first PLC. 1973 western European countries also developed the first PLC. China began to develop from 1974, in 1977 began to enter the industrial application.Since 1980 s, with large scale and very large scale integrated circuit, such as the rapid development of microelectronics technology, and a handful of 32-bit microprocessor with a 16 bit of PLC has been amazing development, makes the PLC in design, performance, price and application has the new breakthrough, not only enhanced control function, power consumption and reduced volume, cost reduction, increased reliability, programming is more flexible and convenient, and the fault detection and remote I/O and communication network, data processing and the development of image display, also include a convenient debugging and testing tools, simulation tools, etc., PLC has been widely used to control complex continuous production processes. At present, PLC has become one of the three pillars of factory automation.In February 1987, the international electrotechnical commission (IEC) defined a programmable controller as follows: a programmable controller is an electronic system for digital operations, designed for use in industrial environments. It USES a class of programmable repositories to internally store programs that perform customer-facing instructions such as logical operations, sequence control, timing, counting, and arithmetic operations, and control various types of machinery or production processes through digital or analog input/output. The programmable controller and its related peripheral equipment are designed according to the principle that the system is easy to form a whole and easy to expand the function.PLC is so widely used, and its superior performance is inseparable. Main features 62of PLC:1. High reliability, strong anti-interference abilityIn the traditional relay control system, a large number of intermediate relays are used, and the reliability of the system is greatly reduced due to the aging and falling off of the components, the vibration of electric shock and bad contact. In the PLC control system, a large number of switch action is completed by non-contact semiconductor circuit, due to poor contact and other reasons caused by the fault greatly reduced.In addition, PLC in the hardware and software also took the following strong measures to improve its reliability.In terms of hardware, photoelectric isolation is adopted for all I/O interface circuits, so that the external circuit in the industrial site is electrically isolated from the internal circuit of PLC. Each module adopts photoelectric shielding measures to prevent radiation interference. The switching power supply with excellent performance and various forms of filtering are used for the power supply system and the input circuits to eliminate or suppress the high-frequency interference. Select the selected device strictly; Adopt the module structure more, once a module has a fault, can quickly replace the module, so as to shorten the system downtime as possible.In terms of software, PLC has a good self-diagnosis ability, once the power supply or other software, hardware abnormal situation, CPU immediately take effective measures to prevent the expansion of the fault; PLC set a monitoring timer, if the program cycle execution time exceeded the specified value, it indicates that the program has entered a dead cycle, can immediately alarm.For large PLC systems, it is also possible to adopt a redundant system composed of two cpus or a voting system composed of three cpus to improve the reliability of the system.2. Rich I/0 interface modulesPLC for different industrial field signals, such as: ac or dc, switching or analog, voltage or current, pulse or potential, strong or weak electrical signals, can choose the corresponding I/O module to match. For industrial field devices or equipment, such as buttons, trip switches, proximity switches, sensors and transmitters, solenoid coils, control valves and other equipment can choose the corresponding I/O module to connect with it.In addition, in order to improve the PLC operation performance, it has a variety of man-machine dialogue interface module; In order to form industrial control network, also equipped with a variety of communication network interface modules.3. Adopt modular structureIn order to adapt to a variety of industrial control needs, in addition to the unit type of small PLC, the vast majority of PLC are modular structure. All parts of PLC, including CPU, power supply, I/0, etc., adopt modular design. Each module is connected by rack and cable.4. Programming is simple and easy to learn, system design, short debugging cyclePLC programming is mostly similar to relay control lines in the form of ladder diagram, for users, do not need to have computer expertise, so it is easy to be the general engineering and technical personnel to understand and 63master. In addition, because PLC is through the program to achieve the control of the system, so the designer can design and modify the program in the laboratory, but also in the laboratory to facilitate the system simulation and operation debugging, so that the workload of the site is greatly reduced.5. Simple installation and easy maintenancePLC does not need special machine room, can run directly in a variety of industrial environments. When in use, only connect all kinds of equipment in the field with the corresponding I/O terminal of PLC, and it can be put into operation.PLC failure rate is very low, and has a perfect self - diagnosis and display function. When the PLC or external input device and actuator failure, according to the PLC module on the operation and failure indication device or programming software to provide information, easily find out the cause of the failure. Due to the modular structure, once a failure occurs, the user can replace the module, so that the system can quickly resume operation.In short, a programmable controller is a computer designed and manufactured for industrial applications. Has the rich input/output interface, and has the strong driving ability. But programmable controller products are not for a specific industrial application, in the actual application, its hardware needs to be selected according to the actual needs of configuration, its software needs to be designed according to the control requirements of programming.How PLC works1. Scanning modePLC has two basic working modes, namely RUN mode and STOP mode. In operation mode, the PLC realizes the control function by repeatedly executing the user program. In order to make the PLC output in time to sound, should be at any time possible to change the input signal, the user program is not only executed once, but continue to repeat the execution, until the PLC STOP or switch to STOP mode.2. Scan cycleWhen the PLC is in Run mode, the time required to perform a scan operation is called the scan cycle, and its typical value is about 1100ms. The length of the scan cycle depends on the length of the user program, the type of instructions, and the speed at which the CPU executes the instructions. When the user program is long, the instruction execution time takes up a large proportion in the scanning cycle. Some programs or programmers can provide the current value of the scan cycle, while others can provide the maximum and minimum values of the scan cycle.3. Time after input/outputThe time after input/output is also called system response time, which refers to the time interval between the time when the external input signal of PLC changes and the time when the external output signal changes under its control.The RC filter circuit of the input module is used to filter the interference noise introduced by the input end and eliminate the bad influence caused by the jitter caused by the external input contact. The time constant of the filter circuit determines the length of the input filter time, and its typical value is about 10ms. The lag time of the 64output module depends on the type of module. The lag time due to the way the scan works may be up to two or three scanning cycles.The total response delay time of PLC is usually only a few tens of milliseconds, which is irrelevant to the general system. The system that the lag time between the requirement input and output signal is as short as possible, can choose the PLC that the scan speed is fast or take other measure.The main application of PLCPLC applications include: special machine tools, textile machinery, packaging machinery, general mechanical engineering applications, control systems, machine tools, building automation, electrical manufacturing industry and other related industries.In short, PLC wide application, powerful function, easy to use, has become one of the main pillars of modern industrial automation, in all fields of industrial production has been widely used.Two typical programmable controllers1. Siemens PLC: Siemens PLC has powerful function, stable system, good performance and quality, and the highest market share. I feel mainly based on Siemens structured programmable way, open good, support a variety of communication protocols. In addition, Siemens applies a variety of man-machine interface and monitoring configuration software to facilitate the communication and integration of equipment from multiple manufacturers. Siemens has made a lot of function blocks to reduce the burden on designers. Omron features less, is suitable for small systems, programming is convenient, the price is slightly lower, but not as stable as Siemens.2. Mitsubishi PLC, Siemens PLC and mitsubishi PLC are mainly into different ideas, mitsubishi Japanese brand, programming straightforward, study up more easily, and Siemens, a German brand, instructions are abstract, learning is difficult, but the order is less, and mitsubishis instruction is more, so the cycle of learning mitsubishi and Siemens are the same; Mitsubishis advantage lies in discrete control and motion control, mitsubishis instruction is rich, has a special positioning instruction, control servo and step easy to implement, in order to realize the action of some complex control and mitsubishis strengths, and Siemens in the weaker, there is no special instructions, do servo or stepper positioning control is not cannot achieve, but the process is complex, control accuracy is not high. Process control and communication control are the strengths of Siemens, whose analog module is cheap and simple, while mitsubishi is weak in this area. Therefore, in view of different control methods of different equipment, we should reasonably choose PLC, with its advantages, avoid its disadvantages. For example, some equipment is just some action control, such as manipulator, can choose mitsubishi PLC, some equipment has servo or step to want to carry out positioning control, also choose mitsubishi PLC; Such as central air conditioning, sewage treatment, temperature control and so on, there are a lot of analog quantity to deal with, you should choose Siemens PLC is more appropriate, a device site has a 65lot of data to be collected by communication, choose Siemens good control. Learn to choose a certain brand, to combine with the actual situation, see whether to be targeted at various industries, small enterprises, Japanese enterprises, taiwan-funded enterprises mitsubishi more extensive; Large enterprises and the north are used by Siemens more.The development direction of programmable logic controllerLooking forward to the future, PLC will have greater development. Specifically reflected in the following aspects:1. PLC technology will transfer the development of open communication network technology to open control system and integrate PLC into more open industrial control industry. A large number of PLC control devices are now installed in the industrial field, and industrial control software companies have been joined to develop their own industrial pc-based engineering control software. The control software provides virtually unlimited logical control steps for a trapezoid diagram while allowing for data tables of more than a million words; Many 0I/SCADA application interfaces; Built-in Java engine and FTP server for remote maintenance and management; Support users to write their own C, C+, Java programs and device drivers; Suitable for embedded Web service appliance; Online operation mode of program design; Rugged I/0 module support capability and many other standard PLC features; Can run the input or converted a-b companys plc-5, plc-2 /PLC, plc-3 and slc-500 programs.2. Extension of Ethernet with further inclusion of Web technologies. Currently, one of the biggest trends in all process control areas is the expansion of Ethernet technology, and PLC is no exception. More and more PLC suppliers are now offering Ethernet interface components. The enterprise is planning to gradually connect all its automation control devices to enterprise-wide information systems. For industrial users, perhaps they have noticed the Ethernet for control family of control solutions, which rely more heavily on Ethernet and the Internet. Almost all PLC vendors offer Ethernet connectivity in some of their serialized products, and some companies have decided to embed Web servers completely inside their devices to fully demonstrate PLC performance characteristics. Industrial users can monitor the operation status of the control system from anywhere by taking advantage of the Web connection feature of PLC.66中文翻译在高端市场，PLC 与工业 PC 有得一拼，因为工业 PC 在数据集成和通信能力方面对用户的诱惑力很大。PC 还引入了 Ethernet TCP/IP 网络和与因特网互连的概念。但是现在，PLC 制造商也能宣称，如果你想要这个，我们也能做到。欧洲的 PLC 领导厂商，西门子 A&D 和施耐德电气，都能提供功能强大的高端控制器系列，不管是 PLC 还是工业 PC，并同时促进了 PLC 和工业 PC 领域的发展。西门子近期宣布 S7-400 PLC 系列的重大性能提升，现在的 CPU 性能是以前的 3倍，通信能力是以前的 2 倍。西门子还在其最高端的 S7-400 系列中增加了另一个创新：通信处理器，具有集成的、4 端口的 Ethernet switch。不需要外部 switch，是能用于小型以太网通信的经济型模式。但是，这种通信处理器真正的不同之处在于它是一个从现在向更高阶段发展的中间级，在更高阶段中，西门子将采用高端 PLC 和集成 Profinet V3 switch 的外部设备，能提供实时控制。施耐德电气已经大幅度的发展了高端 CPU 的性能，采用新的 Unity 编程软件，XML 数据形式。在嵌入了 web server 和多通信口后，新的 CPU 在功能上越来越像PC。集成的平台设计三菱电气 PLC 的进一步发展将在 2 至 3 年内，而现在已经初露端倪：多处理器和系统平台。从用户角度出发就意味着，能将功能块放在一块底板上，PLC 和网络专家 Hugh Tasker 认为，这些能包括标准 PLC 技术，但混合了运动控制和过程控制，或是全功能 PC 的性能，采用局部 SCADA 或 SoftHMI 方案技术。那发展方向是什么呢？他认为，对于用户，最大的好处在于控制系统结构的简化。不用再集成很多 PLC，将他们连接，然后再运行和维护，现在的许多系统将减少 PLC的个数，甚至就采用一个。这可以大大节省安装和维护时间，整个系统的耐用性也更强。他也推测了未来，在很长的一段时间，蓝牙技术和无线以太网技术的应用将更为67广泛。它将先在小范围内起步，但在可靠性、耐用性和易接受性将获得提高，制造商还将有可能寻求无线技术的应用，也许某天他们连最基本的线缆都省去不用了。贝加莱自动化是控制产品供应商，提供工业 PC，但相对于其他 PLC 制造者，它在 PLC 领域的时间也颇长。但他们却从来没有纠缠于 PC 与 PLC 孰强孰弱的问题，两者在共同发展。而且现在贝加莱看到了发展方向上的一些契机，也许两者的技术能不断融合。在过去的几年中，经典可编程逻辑控制器的发展始终向嵌入式 PC 技术发展， 贝加莱业务经理 Anton Meindl 认为，PC 技术有其优点-巨大的计算能力、与因特网技术的结合、快速以太网和 USB 接口，能结合传统的 PLC 系统的优点，如实用性强、耐用性强，以及模块性。欧姆龙的 PLC+变频器欧姆龙推出的其第一款 AC 变频器 3G3MV，可用于运动控制生产线。适用于小型的电动机控制（0.1 到 7.5 kW） 。它允许用户选择无传感矢量控制，能在低速提供高扭矩，在输出频率为 1 Hz 时也能保证 150%的扭矩。还具有 I/O 和通信功能。但是，在去年 11 月份，它增加了另一项功能，它可有些不寻常，欧姆龙增加了即插用的 PLC 模块，不只是一个附件，是一个完整的 PLC，相当于欧姆龙的标准CPM2C-S PLC。使用双口 RAM、PLC 直接与变频器的 I/O、数据和参数相连。PLC 具有自己的 I/O，能直接向变频器提供数据：编码输入、中断输出，以及数字式、脉冲式和 PWM 输出。欧姆龙认为，这种结合为网络或产品提供了理想的控制方案，能满足在位置和顺序方面的精确控制要求，也适用于制造业的多步骤包装生产线和智能输送线等。欧姆龙的 PLC+变频器的组合如果用于泵的顺序控制器，在 3 个泵组成的系统中控制水压。PLC+变频器的组合对第一个泵进行连续的闭环控制，另外两个连在平行水管上的泵进行开/关控制。人机界面（MMI）可以进行监控，无线传输可将 SMS 信号传送至维护人员。PAC 在美国在美国，市场战略有时甚至比技术本身更让人瞩目，2003 年行业内有一个广为流行新词汇：可编程自动化控制器（Programmable Automation Controller，PAC） 。这个崭新的词汇源自于 ARC 咨询集团市场调查公司的 Craig Resnick，他认为，PLC 相当活跃，而且发展良好，具很强的生命力。然而，PLC 这个工业的有效工具正68在许多方面不断改变，不断增加其魅力。自动化供应商正不断致力于 PLC 的开发，以迎合市场和特殊用户的需求。功能的增强促使了新系列的系统浮出水面。PAC 基于开放的工业标准、具多领域功能、通用的开放平台以及高性能。ARC 生造了这个词，以帮助用户定义应用需要，帮助制造商在谈到其产品时能更清晰。是否制造商会将产品名称从 PLC 改到 PAC，还有待观察。但是，GE Fanuc 却没有丝毫犹豫，他们立刻接受了 PAC 的概念，而且在汉诺威展上公开宣布，其新的旗舰控制产品的名称为 PACSystems。GE Fanuc 使用了这个名称，表达了其产品综合了传统 PLC 和 PC 硬件的优点，具有通用的编程环境，Cimplicity Machine Edition 软件。有一个单独的软件控制引擎，一个开发工具，多硬件目标编程。硬件不仅包括 2 个新的PACSystems 处理器，还包括 GE Fanuc 其他的自动化产品，如平板 PC、嵌入式PC、MHI 和其新的运动控制系统 S2K。PACSystems 代表了控制业的革新，它能使控制集中统一，而非各个完全无关的部件的拼凑， GE Fanuc 自动化（欧洲）的 John Pritchard.认为，一个引擎，加上一个开发工具，用户可以利用强大的工程环境进行多种应用。PAC 你有我也有2003 年 11 月 Rockwell 宣布，其为 PAC 技术的领导厂商，其产品 ControlLogix 和CompactLogix PLC 事实上就是 PAC。我们也看到了用户对控制系统数据的无限热情，用户可以收集安全、财务、质保程序等方面的信息，罗克韦尔自动化 Ken Deken 认为，为满足用户的这个要求，用户需要控制器和业务系统之间的直接联系，任何时候都能提供信息。他认为，随着不断的发展， PAC 将采用大量的方法以处理数据，并具有升级性，而在多项目控制、集成商务系统分析和生命周期成本管理等方面也能大踏步地前进。可编程序控制器技术取得了令人瞩目的成就，成为当今自动化领域中高速发展不断创新的一门学科。随着技术的日益成熟，可编程控制器已逐步发张发展成为以微处理器技术为核心， ，集计算机技术，自动化控制技术及通信技术于-体的工业控制装置。与网络技术及组态软件的配合，可编程控制器的应用如虎添翼。可编程序控制器在工业领域的应用十分广泛，既有单片机作为继电器逻辑电路替代品，又有作为现场控制的部件，又可以作为控制设备的核心部件。随着自动化程度的提高，它既可以作为现场控制的部件，又可以作为现场更高-级管理的控制部件。随着网络技术的发展，作为成熟技术，可编程控制器已被广泛应用到机械，冶金，化工，69石化，水泥，食品饮料，制药等各个领域，极大地提高了劳动生产率和自动化程度。三菱，西门子是中国多个业务领域的领先工业解决方案供应商，在制造业自动化，流程工业自动化，运动控制，驱动，低压控制以及电气安装技术方面提供了各类创新，可靠，高效，和优质的产品。并全面提供系统的解诀方案和服务。产品涵盖范围广，在信息与通信，自动化控制，电力，交通，医疗，照明等各个行业领域处于领先优势。三菱，西门子控制技术，能够不断融入新技术，新方法，推陈出新。其中西门子控制技术进一步在 e-制造和 e-控制技术方面进行新的突破，新产品不断涌现，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制与应用。PLC 的发展史在 20 世纪 60 年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期越来越短，这样，继电器控制装置就需要经常的重新设计和安装，十分费时，费工和费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在 1969 年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，要求编程方便，现场可修改程序，维修方便，采用模块化结构等。1969 年美国数字公司研制出第一台 PLC，在美国通用汽车自动装配线上使用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快在美国其他工业领域推广应用，不久便成功地应用于食品，饮料等工业领域。这一新型工业控制装置的出现，也受到其他国家的高度重视。1971 年日本从美国引进这项新技术，很快研制出日本第一台 PLC。1973 年西欧国家也研制出第一台 PLC。我国从 1974 年开始研制，于 1977 年开始进入工业应用。进入 20 世纪 80 年代以来，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的迅猛发展，以 16 位和少数 32 位微处理器构成的 PLC 得到了惊人的发展，使得 PLC 在设计，性能，价格以及应用方面都有了新的突破，不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且远程 I/O 和通信网络，数据处理以及图像显示的发展，还包括方便的调试和测试工具，仿真工具等，已经使PLC 普遍用于控制复杂的连续生产过程。目前，可编程序控制器已成为工厂自动化的三大支柱之一。701987 年 2 月，国际电工委员会(IEC)对可编程控制器作了如下的定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计。它采用一类可编程的存储库，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术操作等面向客户的指令，并通过数字式或模拟式输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于系统组成一个整体，易于扩充功能的原则设计。PLC 之所以应用如此广泛，与它优越的性能是分不开的。PLC 的主要特点：1可靠性高，抗干扰能力强在传统的继电器控制系统中，使用了大量的中间继电器等，