电气工程毕业论文(大专)

毕业综合实践论文

姓 名： 周生芽

学 号： 29140109

系 部：电子电气工程系

专 业：电气自动化技术

班 级：电气0929 班

题 目：变频器和PLC 在恒压供水系统中应用

指导教师：王龙义

摘 要

本论文介绍了西门子STEP7-300 PLC和变频器的结构以及工作原理。以变频器-PLC 为核心构成系统的控制原理、接口组成、软件设计及系统优点。变频器-PLC 调控技术在水压控制系统成功应用, 有效地解决了控制负荷波动大, 调节频繁的难题，达到生活、消防双恒压供水控制的目的，证明了变频调速控制系统优越的技术性能和极其显著的经济效益，具有很好的推广应用价值和进一步的研究价值。

关键词：西门子STEP7-300 PLC 变频器 恒压供水

目 录

第1章 引 言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

第2章 企业概况„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2

2.1公司简介 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

2.2产品类别及应用领域 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

2.3生产设备 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

2.4工艺流程及质量管理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

第3章 岗位认识„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

第4章 系统核心部件西门子PLC „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

4.1 西门子PLC 的简介 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

4.2 西门子PLC 的硬件结构 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8

第5章 系统核心部件变频器 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

5.1 变频器的工作原理 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

5.2 变频器控制方式 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

第6章 系统控制要求 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14

第7章 设备选型 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„16

第8章 电气控制系统原理设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17

第9章 系统程序设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20 结论 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24 我的师傅 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„25 致谢 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27

第1章 引言

目前，在水位控制中有很大一部分水泵电机是不变速拖动系统，不变速电机的电能大多消耗在适应供水量的变化而频繁的开停水泵中。这样不但使电机工作在低效区、减短电机的使用寿命，而且电机的频繁开停使设备故障率很高，导致水资源严重浪费，系统的维护、维修工作量较大。

随着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。原先用人工进行水位控制，由于无法每时每刻对水位进行准确的定位监测，很难准确控制水泵的起停; 使用浮标或机械等水位控制装置使供水状况有了一些改变，但由于机械装置的故障多，可靠性差，给维修带来很大的麻烦。

变频技术以其在节能与恒压方面的优越性能可以解决水压控制系统存在的以上问题。考虑选用单片机或PLC 与变频器结合为核心构成的系统都能达到较好的控制效果。但在软件设计上，PLC 比单片机的编程更简洁、直观; 从硬件接口考虑，单片机电路稍微复杂一些; 从经济方面考虑，由于PLC 工艺的日渐成熟，小型PLC 的成本与单片机相差无几，由于要根据现场情况调整系统参数，PLC 的软件中时间参数的调整更简单，这样更有利于售后服务人员掌握。基于以上原因，选用了STEP7-300PLC 与风光JD-BP32-XF 型供水变频器作为控制核心，再加上PSW7调节器与WSP300压力变送器，控制效果非常好，软件设计简单，硬件接口简易可行、可靠性高，整个系统的性价比非常高。

第2章 企业概况

2.1公司简介

电气工程分公司是在原技术中心电控厂的基础上，于2009年1月1日成立。是太原重工股份有限公司下属的分公司，主要负责各分公司机器产品的电控设备的生产制造工作。其产品遍布中国冶金、水电、核电、矿山行业，并且延伸到韩国、印度、秘鲁、伊朗等国家和地区。

电气工程分公司成立以来，坚持了集团公司的发展战略和发展思路，本着“稳定队伍、健全机构、完善制度、高效运行、保障生产、提高质量、强化服务”的战略方针，克服资金、场地、人员等种种困难，不断改进工艺，不断强化装配规范，不断提升产品品质，保障了生产的正常运行，实际上超额完成了全年各项指标。职工队伍和谐稳定，职工收入有所增长。紧紧围绕“规范化、精细化、先进化”的企业目标，初步建立并不断完善各项规章制度，深入扎实、全方位推进6S 管理，并卓有成效。

电气工程分公司领导班子始终坚持民主集中制原则，严格决策程序，民主管理民主监督。班子成员讲党性、重品行、作表率、廉洁奉公、团结协作、开拓进取、锐意创新、厂务透明公开。始终坚持以人为本，把职工群众的利益放在首位，始终把干部工作的出发点放在群众满意不满意，认可不认可的基础上。企业安定有序，和谐稳定，充满活力，员工工作热情饱满，工作生活积极快乐，形成了情趣健康的良好风气。

2.2产品类别及应用领域

电气工程分公司主要生产起重设备电控成套、轧钢锻压设备电控成套、矿用大型挖掘机电控成套等。其中，起重机电控系统在三峡、秦山核电站、韩国浦项、韩国现代、宝钢、鞍钢、武钢、首钢、马钢、太钢、攀钢、邯钢、通钢等地投入使用效果很好；先后为湖北大冶钢厂、山东墨龙、印度、辽宁忠旺、河北邢台、马钢等一批企业提供了成套矫直、管轧、铝挤、铜挤、快锻的成套电控设备；55m ³、35m ³、20m ³、10m ³大型矿山挖掘机广泛应用在平朔露天煤矿、内蒙古准格尔、依敏河、江西铜业、印度、秘鲁。

今后将在原有的产品精品化、原有的工艺先进化、原有管理精细化的基础上，开发新的产品、开拓新的领域，打出自己的拳头产品。

2.3生产设备

公司配备了一系列先进的生产设备，以强化安全生产。提高生产效率，保证生产质量。

电动单梁悬挂起重机为地面操作形式，主要负责厂区内部吊运电控柜和安装大型电器元件，起吊方便，控制精确，安全性能好。

电动扳手、电动改锥为世界一流的先进生产设备，这两套设备用于紧固给类型号的螺丝，可改变转向、设定扭力、调整转速、还设有温控过载保护装置。保证了安全，加快了生产节奏，使公司电控产品的质量水准上升了一个台阶。

铜排机主要负责铜排的剪切、折弯和冲孔，人机界面操作，加工工件精细，铜排曲度美观，设备安全性能好。此项设备在本领域中已达国内先进水平。

2.4工艺流程及质量管理

电气工程分工司成立以后，制定了电气工艺设计规范，使工艺设计有了参考的依据及设计的方法。根据分公司产量逐年递增的势头，技术人员从提高效率、控制产品质量上狠下功夫。

首先改进了设计方式，由传统的手工制图改进为电脑制图，提高了工艺设计效率和工艺设计质量。其次针对不同类别的产品，进行不同的工艺设计。针对我公司基本定型的成熟产品，使电气工艺设计标准化，如不能进行整套标准化的，则尽量实现部分标准化。对壳体制作、常用电气附件也有了一系列的标准。

分公司的创新力量源于员工之间个人知识与经验的不断交流和探讨。与太原重工技术中心的紧密联系确保了我们的产品和服务具有更高的技术水平。

在质量控制上狠下功夫，细化了物资入库检验规程、产品成套检验规程等规章制度，为公司产品提供严格质量把关。并且对检验记录、合格证、检验报告等文件标准化、格式化，且中英文对照，向国际先进企业靠拢。

第3章 岗位认识

我们车间共分两个小组，一个是配线组，另一个是装配组。我所在的是装配组，主要负责其他分公司所需求配电屏、配电柜的安装。一般都是由技术质量科设计好图纸后发给我们，我们从库房按照机构比如：起重机大车、小车、主起、副起、总控„„领取电气元件，然后看图纸根据走线图合理摆放元件（可根据实际情况合理利用空间）、放线槽等。位置确定后，开始划线、打眼，有的用铆钉固定，有的用螺丝固定。每条螺丝必须配平垫、弹垫，并且在螺丝拧紧之后必须用记号笔作标记，以免忘紧、漏紧。放线槽必须要横平竖直，装完后交由接线组配线。

每个工位都有不同的操作步骤和注意事项，为了正确完好的完成工作，公司也特别做出了一些相关的作业指导。并在车间显著位置摆设了展牌以提醒工作人员，下分四部分进行介绍。、

1、员工进入车间生产岗位，必须按规定统一着装，佩，戴安全帽，保持衣衫洁，不得穿拖鞋、背心上班。

2、安全员对安全生产负主要责任，车间主任负责具体管理工作的实施，每天对车

间进行安全检查，每月进行安全教育，落实安全措施，如发生意外事故，须及时组织抢救。

3、安全设施要有专人负责，同时要配备必要的消防器材，灭火器、消防桶、消防龙头要定期检查，以确保随时使用。

4、试验采煤机时须由指定的专人负责，由组长拉起警戒线，验收期间需安排有专人留守。

5、丢失从仓库已领出的零件，当事人须负全部责任，按其零件材料的价格进行赔偿。在施工过程中必须用合适的工具或专用工具，野蛮操作不按操作规程作业而人为损坏零配件或车辆的由当事人负主要责任，并需按其损坏零件材料的价格进行赔偿。

7、严格遵守安全操作规程，正确使用维修设备。车间内严禁吸烟，不得在有油品易燃物附近进行焊接等明火作业。电焊和气焊作业必须做好安全措施，彻底消

灭火灾隐患的条件。下班前，摆放好工具设备，切断电源。发现盗窃者，公司一律扣除其所有工资及奖金并作除名处理，情节严重者报司法机关处理。

8、 使用高车时，应严格执行高车的安全操作规程，将支承好的车确保牢靠

之后方可继续上 。

9、管理要求：

整理：要与不要，一留一弃。

整顿：科学布局，去用快捷。

清扫：清除垃圾，美化环境。

清洁：洁净环境，贯彻到底。

素养：形成制度，养成习惯。

安全：遵守规范，防患未然。

第4章 系统核心部件西门子PLC

4.1西门子PLC 的简介

图4-1 STEP7-300系列

STEP7-300 系列是STEP7系列PLC 家族中比较先进的系列：

·可以以最小8点为单位连接输入输出扩展设备，最大可输入输出256点；

·最多可连接8台脉冲输出模块和定位模块。非常适合使用多轴定位控制和定位专用语言的高精度控制；

·使用功能扩展板进行系统升级；

·可以输入用内置的一般计数器无法计数的高速脉冲。[1相]60kHz/2点，10kHz/4点 [2相]30kHZ/1点，5kHz/1点；

·网络. 数据通讯功能。连接了通讯功能用的功能扩展板或特殊适配器后，就可支持各种各样的通讯和数据连接。

1．输入继电器X

X 、Y 还有无数个常开、常闭触点供编程使用。

Y 外部分仅有一个常开触点供带动负载使用，可以看出每组都是8个输入输出点数。根据实际工程需要来决定。可采用主机+扩展方式使用，扩展的编号依次编下去：X0——X7;X10——X17;X20——X27………..X70——X77（共64点）

2．输出继电器Y

Y0——Y7；Y10——Y17；Y20——Y27……….Y70——Y77（共64点）

3．辅助继电器M

1）通用辅助继电器M0——M499（共500个）

关闭电源后重新启动后，通用继电器不能保护断电前的状态。

2）掉电保持辅助继电器M500——M1023（共524个）

PLC 断电后在运行时，能保持断电前的工作状态，采用锂电池作为PLC 掉电保持的后备电源。

3）特殊辅助继电器M8000——M8225（共256点）

辅助继电器都有无数个常开、常闭触点供编程使用，只能作为中间继电器使用，

不能作为外部输出负载使用。

4) 状态继电器S

(1)通用状态继电器S0——S499

(2)掉电保持型状态继电器S500——S899

(3)供信号报警用：S900——S999

状态继电器S 是对工作步进控制进行简易编程的重要元件。

5．定时器T

1) 定时器

T0——T199（200只）：时钟脉冲为100ms 的定时器，即当设定值为K=1时， 延时为100ms 。设定范围为0.1——3276.7s 。

T200——T245（46只）：时钟脉冲为10ms 的定时器，即当设定值为K=1时， 延时为10ms 。设定范围为0.1——327.67s 。

2) 积算定时器

T246——T249（4只）：时钟脉冲为1ms 的积算定时器，设定范围为0.001 ——32.767s 。

T250——T255（6只）：时钟脉冲为100ms 的积算定时器，设定范围为0.1 ——3276.7s 。

积算定时器的意义：当控制积算定时器的回路接通时，定时器开始计算延时 时间，当设定时间到时，定时器动作，如果在定时器未动作之前控制回路断开或 掉电，积算定时器能保持已经计算的时间，待控制回路重新接通时，积算定时器

从已计算的值开始计算。

积算定时器可以用RST 命令复位。

6．计数器C

1)16bit 加计数器

C0——C99（100点）：通用型

C100——C199（100点）：掉电保持型

设定值范围：-2147483648～+2147483647

可逆计数器的计数方向由特殊辅助继电器M8200——M8234设定。即M8 接通时作减计数，当M8段开时作加计数。

2) 高速计数器：C235——C255

7．数据寄存器D

D0——D199（200只）：通用型数据寄存器，即掉电时全部数据都为0。 D200——D511（312只）：掉电保护型数据寄存器。

4.2西门子PLC 的硬件结构

PLC 一般由四大部分组成：CPU 、存储器、I/O系统以及其它可选部件。前三大部分是PLC 完成各种控制任务所必需的，一般称为PLC 的基本组成部分。其它可选部件包括编程器、外存储器、仿真I/O、通讯接口、扩展接口以及测试设备等，主要用于系统的编程组态、程序存储、通讯联网、系统扩展和系统测试等。

3.1结构简图

行程开关按钮接触器电磁阀指示灯

图4-2典型PLC 结构简图

1. 中央处理单元

中央处理单元（CPU ）一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片上。

2. 存储器

存储器用来存放系统程序、用户程序、逻辑变量和其它一些信息等。

存储器的分类

1）系统程序存储器

用以存放系统程序，此类程序一般在PLC 出厂前已将其固化在ROM 或

PROM 中，用户不可修改。

2）用户程序存储器

主要用于存放用户程序及数据，可以修改。

3. 输入输出接口单元

1 ) 输入接口电路

如图3-2，其输入电路的一次电路与二次电路用光耦合器相连，当行程开关闭合时，输入电路和一次电路接通。上面的发光管用于对外显示，同时光耦合器中的发光管使三极管导通，信号进入内部电路，此输入点对应的位由0变为1。即输入映像寄存器的对应位由0变为1。

图4-3 PLC的交流输入接口电路

2 ) 输出接口电路

PLC 一般都有三种输出新式可供用用户选择，即继电器输出，晶体管输出和晶闸 管输出。在接线结构上都采用了隔离措施。

图4-4晶体管输出 （1）上图可知晶体管型输出：开关速度高，负载能力小，适用于高频场合。

负

继电

PL CO

图4-5继电器输出

（2）上图可知继电器型输出：开关速度低，负载能力大，适用于低频场合。

（3）晶闸管输出和晶体管输出类似。

第5章 系统核心部件变频器

5.1变频器的工作原理

我们知道，交流电动机的同步转速表达式位：

n ＝60 f(1－s)/p (1)

式中

n ———异步电动机的转速；

f ———异步电动机的频率；

s ———电动机转差率；

p ———电动机极对数。

由式(1)可知，转速n 与频率f 成正比，只要改变频率f 即可改变电动机的转速，当频率f 在0～50Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。

5.2变频器控制方式

低压通用变频输出电压为380～650V ，输出功率为0.75～400kW ，工作频率0～400Hz ，它的主电路都采用交—直—交电路。其控制方式经历了以下四代。

1、U/f=C的正弦脉宽调制(SPWM)控制方式；

其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求，已在产业的各个领域得到广泛应用。但是，这种控制方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。因此人们又研究出矢量控制变频调速。

2、电压空间矢量(SVPWM)控制方式；

它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形，以内切多边形逼近圆的方式进行控制的。经实践使

用后又有所改进，即引入频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引入转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善。

3、矢量控制(VC)方式

矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子电流Ia 、Ib 、Ic 、通过三相－二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1Ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、It1(Im1相当于直流电动机的励磁电流；It1相当于与转矩成正比的电枢电流) ，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换，实现对异步电动机的控制。其实质是将交流电动机等效为直流电动机，分别对速度，磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有划时代的意义。然而在实际应用中，由于转子磁链难以准确观测，系统特性受电动机参数的影响较大，且在等效直流电动机控制过程中所用矢量旋转变换较复杂，使得实际的控制效果难以达到理想分析的结果。

4、直接转矩控制(DTC)方式

1985年，德国鲁尔大学的depenbork 教授首次提出了直接转矩控制变频技术。该技术在很大程度上解决了上述矢量控制的不足，并以新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能得到了迅速发展。目前，该技术已成功地应用在电力机车牵引的大功率交流传动上。 直接转矩控制直接在定子坐标系下分析交流电动机的数学模型，控制电动机的磁链和转矩。它不需要将交流电动机等效为直流电动机，因而省去了矢量旋转变换中的许多复杂计算；它不需要模仿直流电动机的控制，也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型。

5、矩阵式交—交控制方式

VVVF 变频、矢量控制变频、直接转矩控制变频都是交—直—交变频中的一种。其共同缺点是输入功率因数低，谐波电流大，直流电路需要大的储能电容，再生能量又不能反馈回电网，即不能进行四象限运行。为此，矩阵式交—交变频应运而生。由于矩阵式交—交变频省去了中间直流环节，从而省去了体积大、价格贵的电解电容。

它能实现功率因数为l ，输入电流为正弦且能四象限运行，系统的功率密度大。该技术目前虽尚未成熟，但仍吸引着众多的学者深入研究。其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。

具体方法是：

——控制定子磁链引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；

——自动识别(ID)依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别；

——算出实际值对应定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；

——实现Band —Band 控制按磁链和转矩的Band —Band 控制产生PWM 信号，对逆变器开关状态进行控制。

矩阵式交—交变频具有快速的转矩响应(

第6章 系统控制要求

如图1所示，市网自来水用高低水位控制器EQ 来控制注水阀YV1，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动向水箱注水。水池的高低水位信号也直接送给PLC ，作为水位报警。为了保持供水的连续性，水位上、下限传感器高低距离较少。生活用水和消防用水共用五台泵，平时电磁阀YV2处于失电状态，关闭消防管网，五台泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，维持生活用水低恒压。当有火灾发生时，电磁阀YV2得电，关闭生活用水管网，五台泵供消防用水使用，并维持消防用水的高恒压值。火灾结束后，五台泵改为生活供水使用。

图1 生活/消防双恒压供水系统示意图

现场设备参数如下:

型号 80GDL54-14×7

流量 54m3/h

扬程 98m

效率 70%

转速 2900r/min

电机功率 22KW

电机数量 5台

要求五台泵生活/消防双恒压供水系统实现如下控制：

⑴生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行。

⑵五台泵根据恒压的需要，采取先开先停的原则接入和退出。

⑶在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过1天，则要切换下一台泵，系统具有倒泵功能，避免一台泵工作时间过长。

⑷五台泵在启动时都要有软启动功能。

⑸要有完善的报警功能。

⑹对泵的操作要有手动控制功能；手动只在应

第7章 设备选型

1. 风光JD-BP32-XF 型供水变频器

JD-BP32-XF 型是山东新风光电子科技发展有限公司推出的专用供水变频器，使用空间电压矢量控制技术适用于各类自控场合。在恒压供水中可以采用这类变频器。JD-BP32-XF 型变频器除具有变频器的一般特性外，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运行上限、下限频率（可以任意设定），可以方便地进行双压力控制，内置智能PI 控制，以上功能非常适用于供水控制要求。在本例中选用JD-BP32-22F （22KW ）风光供水变频器拖动用户水泵。

2. PLC 选型

1) 控制系统的I/O点及地址分配

根据图1所示及控制要求, 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1所示。水位上、下限信号分别为I0.1、I0.2。

输入输出点/代码及地址编号表1

2) PLC 系统选型

系统共有开关量输入点8个，开关量输出点14个, 选用西门子主机CPU222（8入6继电器输出）1台，加上扩展模块EM222（8继电器输出）1台。即可满足用户供水控制要求

3) 压力传感器

在供水系统中，压力传感器既可以采用压力变送器，也可以采用远传压力表。在本例中采用远传压力表，压力表相应接线端子接到变频器主控板3脚、

7电气控制系统原理设计

电气控制系统原理图包括主电路图、控制电路图及PLC 外围接线图三部分。 1主电路图

如图1所示为电控系统主电路。五台电机分别为M1、M2、M3、M4、M5。接触器KM1、KM3、KM5、KM7、KM9，分别控制M1、M2、M3、M4、M5的工频运行；接触器KM2、KM4、KM6、KM8、KM10，分别控制M1、M2、M3、M4、M5的变频运行；FR1、FR2、FR3、FR4、FR5分别为五台水泵电机过载保护用的热继电器；QS1、QS2、QS3、QS4、QS5、QS6分别为变频器和五台泵电机主电路的隔离开关；FU1、FU2、FU3、FU4、FU5为主电路的熔断器；BPQ 为风光供水专用变频器。

图1主电路图

2 控制电路图

如图2所示为电控系统电路。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SB1～SB12控制五台泵的起/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HL13为自动运行状态电源指示灯。

图2电控系统控制电路图

（3）PLC 接线图

下图3所示为PLC 及扩展模块外围接线图。火灾时，火灾信号SA1被触动，I0.0为1。

图3双恒压供水控制系

第9章 系统程序设计

（1）程序中使用的PLC 内部器件及功能，如下表1所示：

生活/消防双恒压的两个恒压值是风光供水专用变频器直接设定的。根据实际情况，生活压力设定为0.35MPa, 消防压力设定为0.60MPa 。

压力低、压力高信号分别由变频器内部主控板14脚、15脚给出。供水运行下限频率、供水运行上限频率由变频器程序设定。在本系统中，运行下限频率设为20Hz, 运行上限频率设为50Hz 。

（2）PLC 供水控制系统流程图如下图4示:

图4流程图

（3）该系统PLC 控制程序如下：

结 论

变频调速恒压供水系统具有节能、安全、高品质的供水质量等优点。采用PLC 作为控制器，硬件结构简单，成本低，系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求。

这种变频恒压供水系统直接取代水塔、高位水箱及传统的气压罐供水装置。不对市政供水管网产生负压，适用于一切需要增高水压、恒定流量的给水系统。另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系，所以水泵调速运行的节能效果非常明显，平均耗电量较通常供水方式节省40％。结合使用可编程序控制器，可实现循环变频，电机软启动，具有短路保护、过流保护功能，工作稳定可靠，大大延长了设备的使用寿命。

我的师傅

最后要感谢太原重工电气分公司我的师傅郭嘉将。

他工作经验很丰富，技术也很全面，虽然现在搞的是安装，但他对机床的维修、电子的维修、现场调试都很精通。在实习过程中对我的帮助和教导对我有很大的影响

师傅他虽然只是技校毕业，但他现在的专业知识比一般本科生都要丰富。他很好学，工具车里就放着书，经常没事的时候他就拿出来看，并且也促督我要经常看书，提高自己能力。他经常和我说：“人要不断靠学习提高自己的能力，这样别人才不会看不起你，比如, 你们问我个问题我回答不了，干了这么多年了连个那也不知道，多没面子。我们不能整天只知道干活，安装这活，干的多了自然就会了，那样多没意思”。他经常在安装元件时跟我讲它的原理，讲的很清楚。有一次，承德钢厂的监理请教师傅问题，讲解完后，那个监理佩服的说：“刘师傅，你讲的真好，应该去当教授”。

师傅他对自己的工具很爱护，经常保养，例如：隔一段时间他就给工具上该上油的地方上润滑油、紧工具上松动的螺丝。就这样他的工具比别人的工具用的时间长而且好用，例如：别人的手电钻用1年就不能用了，而他的能用2年。

师傅他安全意识很强，经常教导我要以安全为主，干活一定要注意周围有安全隐患的东西。他经常跟厂里的年轻人们讲他出差遇到的事故，以提高大家安全意识。记得有一次我跟师傅干神华55立方电铲的切换柜，那柜子长2.2m 、宽0.45m 、高2.4m 。它有两个大的柜门，开门以后师傅觉得那柜子不稳，他就找了2个工具车，2根粗电线在柜顶吊环处做了两条拉线，这样柜子就不至于倒。别人还不理解为什么那样做，认为不拴也根本没事。后来有一次，有个同事也是干同样的活，在给柜子上条架时柜子倒了，结果把他扣柜子里，后便一个负责带螺丝的人也倒在柜子上把鼻子碰伤，幸好背板拆了、280A 的大接触器没安装上，要不就出大事了。后来单位赶紧做了柜子防倒支架。

师傅他经常跟我说：“做人要给自己个准确的定位，这个世界怎么生活的人都有，不要去羡慕别人，做好自己就好”。

他永远是我最尊爱的师傅。

致谢 在本次论文设计过程中，我的指导老师王龙义老师对该论文从选题，构思到最后定稿的各个环节给予细心指引与教导, 使我得以最终完成毕业论文设计。在学习中, 老师严谨的治学态度、丰富渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度以及侮人不倦的师者风范是我终生学习的楷模，导师们的高深精湛的造诣与严谨求实的治学精神，将永远激励着我。这三年中还得到众多老师的关心支持和帮助。在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意！

最后，我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅，评议和参与本人论文答辩的各位老师表示感谢。

参考文献

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4庭双 吴明亮 王君明, 电气控制与PLC. 北京：中国电力出版，2006

5 仲明振 赵相宾 , 高压变频器应用手册 . 北京：机械工业出版社,

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7 邱道尹 刘新宇 张红涛,S7-300/400 PLC 入门和应用分析. 北京： 中国电力出

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