基于三菱PLC控制的恒压供水专业系统设计.doc

摘 要

本设计是专门对日惯用水而设计恒压供水控制系统。依照国内外研究现状以及系统控制规定，制定出了一套适合此系统控制方案。控制方案中，硬件设计重要对可编程控制器（PLC）机型、变频器机型以及电机泵组机型做出了选取，同步还对系统输入输出点进行了规划和分派。在软件设计某些，针对控制规定画出了系统流程图，并且还对每一某些流程图进行了功能解释，使读者能更加轻松理解整个系统软件设计状况。在此课题中，还采用了MCGS组态软件，对控制系统进行监视与模仿运营，很直观再现了现场实际状况。最后，还对整个系统进行了运营调试，运营成果表白该系统具备水压稳定、硬件构成简朴、运营可靠和操作以便等长处。
核心词：恒压供水；可编程控制器；变频器；组态软件

Abstract

This design is specially designed for water constant pressure water supply control system. According to the requirements of the current research at home and abroad and the system control，develop a set of control scheme suitable for the system. In the control scheme，the hardware design is mainly to the programmable logic controller (PLC) model ，frequency converter and motor pump set model made a choice，but also on the system input and output points of planning and allocation. In software design part，according to draw the flow chart of the system，and the required control and flow chart of every part of the function of explanation，so that readers can more easily understand the software design of the whole system. In this topic，also adopted the MCGS configuration software，to monitor and control system’s simulate，intuitive reproduce the actual situation of the scene. Finally，the debugging of the whole system running，the results on the surface of the system has stable pressure，simple structure，reliable operation and convenient operation.
Key words：Constant pressure water supply；Programmable logic Controller；Inverter；Configuration software
目录
摘 要 I
Abstract II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1 本课题目及研究意义 2
1.2 恒压供水系统国内外研究现状 2
1.3 恒压供水系统控制规定 3
第二章 恒压供水控制系统方案论证 4
2.1 恒压供水控制系统分析 4
2.2 恒压供水控制方案比较 4
2.3 供水方式与控制方案选取 5
第三章 恒压供水控制系统硬件设计 6
3.1 恒压供水控制系统设备选型 6
3.1.1 PLC机型选取 6
3.1.2 变频器机型选取 6
3.1.3 电动机机型选取 8
3.1.4 水泵机型选取 8
3.2 PLC输入输出接点分派 9
3.3 PLC中内部触点分派 9
3.4 PLC输入输出接线原理图设计 9
3.5 系统控制流程图设计 11
第四章 恒压供水系统程序设计 13
4.1 电机启动简介阐明 13
4.1.1 程序准备与启动 13
4.1.2 电动机工频与变频状态切换流程图与梯形图 14
4.1.3 七段速度切换流程图与梯形图 16
4.2 工变频电机满载与防负压运营 21
4.3 电机过载报警 21
第五章 MCGS组态软件简介与运用 22
5.1 MCGS组态软件简介 22
5.2 MCGS组态软件界面模型建立 23
5.3 MCGS数据库及设备窗口参数建立 24
5.3.1 MCGS实时数据库建立 24
5.3.2 MCGS设备窗口参数建立 25
5.4 恒压供水系统MCGS与PLC联机调试 27
第六章 控制系统程序调试 28
6.1 系统运营调试 28
6.2 程序调试中浮现故障与解决方案 29
小结 30
道谢 31
参照文献 32
附录 33
附录1 PLC源程序清单 33
附录2 元器件清单 38

第一章 绪论

寻常生活用水中水品质规定越来越高，同步变频器也在不断发展中，恒压变频供水控制系统由于它保护环境、节约能源、使用以便等特点，已经被广泛应用在了高层居民住宅和大某些都市水网供水之中。恒压变频供水系统使用是变频调速，这是一种无极调速，整个系统通过水管中实时变化水压，来不断反馈给控制器，这些数据通过解决之后，再反馈给变频器进行水压自动调节。当用水量发生激烈变化时，整个系统能迅速作出反映，使整个水管中水压维持在一种相对稳定值，以达到居民日惯用水规定，恒压变频供水系统是当今社会中比较先进和节能环保供水系统。变频器内置功能是十分强大，如何更换运用好它功能，使其更简洁以便实现控制规定，对合理使用整个系统设备、减少初期投入和后期维护费用、保证设备已经供水质量等有着重要意义。恒压变频供水系统如今已经能合用于绝大某些用水场合，并且相较于以往供水方式，有诸多长处，因而选取恒压变频方式进行供水是非常好。
1.1 本课题目及研究意义
水，是咱们生活中必要自然资源。如今国内大某些地区水严重缺少，节水已经成为当今国家必要要做一件事。在国内，饮用水和电能稀缺，长期以来在都市供水、高层住房供水、工业设备生产供水等方面水平始终比较低下，自动化限度低。集中体当前用水高峰期，水供应量普遍低于使用量，浮现管网压力下降，浮现供不应求状况，此时将会导致能源挥霍，同步还会使水管炸裂和用水设备损坏。据有关记录，风机和泵累负载大概占了国内年总耗电量80%，这很大限度上与国内工作效率低下、控制方式落后供水设备关于。有关信息显示，当前水泵效率不超过60%，大量能量正在被挥霍掉。因而，运用水泵供水节能技术，设计高可靠性、高运营效率给水系统对于社会发展具备十分重要现实意义。恒压变频供水系统自20世纪80年代以来，世界各国先后吧它变成工业应用，以显示出其强大竞争能力。使用该供水系统，可以实现明显节能效果，从而提高公司经济和社会效益，这在资源日益匮乏今天显得更加突出。因而，研究恒压供水控制系统，对于提高供水能效，提高人民生活状况，减少能源消耗，具备十分重大历史意义。
1.2 恒压供水系统国内外研究现状
随着科学技术推动，变频调速技术日益完备，以PLC来控制变频器调速为核心当代供水系统代替了曾经人工控制电机泵组供水方式。初期，国外生产变频器频率控制重要功能仅限于起重调速、电机正反转控制、电机启动和制动控制、VVVF比控制和许多保护功能。在恒压供水控制系统应用中，变频器只作为执行机构。为了达到供水需求不一致大小时，保证管网水压稳定，规定在外部为变频器提供压力控制器和压力继电器，对压力进行闭环控制。
总体上看，国内电力拖动科研水平和国际先进水平比，依然差距较大。国内几乎所有产品都是普通V/f控制，仅有少量样机采用矢量控制，因而需要大量从国外进口。因此研究变频调速恒压给水系统在学术界有很重要意义。
1.3 恒压供水系统控制规定

(1)共有3台水泵，按设计规定2台运营，1台备用，运营与备用10天轮换一次；
(2)用水高峰时，1台工频全速运营，1台变频运营；低谷时，只需1台变频运营；
(3)3台水泵分别由电动机M1、M2、M3拖动,而3台电动机又分别由变频接触器KM1、KM3、KM5和工频接触器KM2、KM4、KM6控制如图1-1所示:

图1-1 主电路原理图
(4)电动机转速由变频器七段调速来控制，七段速度与变频器控制端子相应关系如表1-1所示：
表1-1 七段速度与变频器控制端子相应关系
速度
1
2
3
4
5
6
7
接点
RH

RH
RH
RH
接点

RM

RM

RM
RM
接点

RL
RL
RL

RL
Hz
15
20
25
30
35
40
45
(5)变频器七段速度及变频运营与工频运营转换由水管压力继电器压力上下限触点控制；
(6)水泵投入工频运营时，电动机过载由热继电器保障，并有报警信号提示；
(7)变频器关于参数自行设定；
(8)实验时KM1、KM3、KM5并联接变频器与电动机，KM2、KM4、KM6用批示灯代替；压力继电器压力上限接点与下限接点分别用按钮来代替；运营与备用10天轮换一次改为30s轮换一次。

第二章 恒压供水控制系统方案论证
2.1 恒压供水控制系统分析
社会发展到当前，水品质越来越高，供水方式也越来越节能和高效。如今，常用供水方式有高位水箱供水、气压水罐供水（无塔供水）和变频供水三种。一方面，高位水箱供水方式受到水泵扬程和楼层高度影响，顶层住户会浮现水压局限性现象，因而此方式有严重局限性之处，故已经逐渐被裁减。对于第二种无塔供水方式，它可以不受楼层高度影响，对各层顾客都实现恒压供水，相对于第一种供水方式，已有很大提高，但其也有缺陷，其系统必要在变压状态下工作，要保持一定“绝压比”，因而耗能较大。对于第三种恒压变频供水方式，它消除了水泵富裕扬程以节约能耗，还充分运用了都市管网余压，更加拥有节能功能。
2.2 恒压供水控制方案比较
（1）数字逻辑电路控制方式
此类控制电路难以完毕水泵机组所有软启动、全流量变频调节，往往采用一台电机稳定于变频运营，别的电机均为工频状况形式。因而，控制精度不够、电机泵组切换时水压波动大、调试较繁琐、工频电机起动时有冲击、抗干扰能力差，但其价格低廉。
（2）单片机控制方式
此类控制方式比逻辑电路先进某些，但在应付不同水管、不同供水形式时，调试较复杂；附加功能时往往要对电路进行更改，挥霍时间且不以便。电路可靠性和抗干扰能力都不是特别好。
（3）继电器控制方式
继电器是指当输入量或勉励量，达到某些特定状态时，能在一种或各种电器输出电路中产生突变一种器件 。如今继电器已使用在寻常及工业控制各个领域，她们比以往控制方式具备更高可靠性。但是，这也随之带来了某些问题。如绝大多数控制继电器都是长期消耗和疲劳工作条件下发生，容易损坏。在满载运营状况下，大继电器将产生大量热及噪声，同步也使用了巨额电能。并且继电器控制系统必要是人工接线、装配，如果有简朴变化，也需要耗费巨额时间及人力和金钱去修正、安装和调试。用继电器控制电泵当前显然不能满足高规定，一旦报废，将很难维修。
（4）采用PLC来控制
PLC是一种为“工业环境”下而专门设计出来计算机，它采用了严格制造工艺，可以防粉尘、防噪声，并且在强烈空间磁场干扰下或者变化激烈环境温度下依然可以稳定正常工作，故其具备非常大运营可靠性。例如日本三菱设备公司制造F系列PLC平均可靠运营时间高达30万小时。同步相对于觉得单片机工业控制系统中，使用PLC控制具备更大灵活性，并且控制功能完善，安装接线简朴等诸多特点，在工业控制中获得了非常广泛应用。从PLC外部接线来说，使用PLC构成恒压供水控制系统，和同等规模继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到非常小地步，发生故障状况也就大大减少[10]。
2.3 供水方式与控制方案选取
由于此外两种供水方式较第三种方式有明显局限性之处，因而，此课题选用“恒压变频”方式来进行设计。
本课题恒压供水控制系统应依照供水过程中各种控制信号和当时运营状态，依照省时、高效原则，自动进行综合分析，拟定下一种工作状态。为此，控制系统规定共有3台水泵，规定2台运营，1台备用，运营与备用10天轮换一次；用水高峰时，1台工频全速运营，1台变频运营；用水低谷时，只需1台变频运营；
主控运营过程是，恒压供水PLC控制系统启动，第一种周期内1#电机工频运营，2#电机变频运营，3#电机备用。PLC依照水压上下限触点导通状况，来实现变频电机7段速度选取，每当水压下限来临，变频器频率输出增长，直至工频电机与变频电机满负载运营。当第二个周期来临，2#电机工频运营，3#电机变频运营，1#备用，工作状态同上；以此类推，第三个周期3#电机工频运营，1#电机变频运营，2#备用。三个状态完毕，周期为1个月，下一种月来暂时，重复上述环节。
依照上述过程，咱们在此时选取第4种方案—采用PLC来控制。PLC控制方式比其她三种控制方式更加稳定可靠，价格便宜，构造简朴，且可依照实际状况轻松变化PLC程序。因而，咱们选取以PLC为控制器方案来实现此课题。

第三章 恒压供水控制系统硬件设计
3.1 恒压供水控制系统设备选型
3.1.1 PLC机型选取
由控制规定可知，本设计共有7个输入点、11个输出点，I/O实际需18点。为此后工艺改进与功能扩充留有余地，在实际记录I/O点数基本上，普通加10-20％余量，再考虑PLC产品自身规格[1]，选取FX2N-48MR-001型PLC，其I/O总点数为48点，即输入与输出各有24个接点，与其他PLC比较，三菱PLC编程直观易懂，学习起来轻松，并且其指令集丰富，并且相对于其她PLC产品，三菱产品价格有一定优势，故选用此型号PLC控制器[2]。三菱FX2N-48MR型PLC实物图如图3-1所示。

图3-1 FX2N--48MR型PLC实物图
3.1.2 变频器机型选取
在交流异步电动机诸多变速方式中，变频调速性能优秀，调速范畴广，静态稳定性优秀，运营效率高；使用通用变频器对笼型异步电动机进行调速控制，由于使用以便、可靠性高，并且经济效益明显，得到了大量推广[3]。变频器选取中，应按电动机额定功率及额定电流、额定电压综合考虑，合理选取变频器参数，与用电设备配套。
由于变频器产生高阶级波动影响，对补偿电容影响较大，在选取电容器时需选取带电抗器电容器，最佳使用带消谐装置电容器组[8]。恒压供水系统控制参数不多，但仍需综合各种信息综合拟定控制模型，变频装置应充分考虑与其他控制系统数据和信息传递地能力，以便更好观测变频器各种状态及更合理控制，充分呈现各种装置在同一系统中现实应用潜力，达到动态、互补、可靠运营目[9]。
变频器组装及接线中，应严格根据产品安装使用手册实行，各种辅助方式，如装置环境条件保证，接地安全办法都该预留到位，否则会直接减少变频器使用寿命和效率，还会导致对其他系统干扰状况。特别是环境温度变化，尤为重要，变频器发热量庞大，安装在柜内时要考虑散热状况，必要时需增设通风装置，对大功率变频器尤为重要[3]。
变频器是变频调速系统控制执行机构硬件，通过频率变化实现对电动机转速调节。变频器选取必颁依照电动机功率和电流进行选取。此设计采用是三菱FR-A740-2.2K-CHT型号变频器，其具备先进磁通矢量控制功能、强大扩展能力、简朴操作及维护等。相较于其她品牌变频器，三菱产品价格具备一定优势，且在稳定性上，更加得到 广大顾客必定，故此课题选用该型号变频器。变频器实物图如图3-2所示。
图3-2 变频器实物图
3.1.3 电动机机型选取
异步电机重要用作电动机，其功率范畴从几瓦到上万千瓦，是寻常生活中应用最广泛电动机，为各种机械设备提供动力，例如机床，中下型轧钢设备、风机、水泵等，都采用三相异步电动机拖动。异步电动机被广泛应用，是由于它构造简朴、制造容易、成本和价格低、结实耐用、运营可靠、运营效率较高并有合用于各种机械负载工作特性。缺陷是需要从电网吸取滞后无功功率，功率因数总不大于1。本课题中采用Y90L-2型号电动机，此型号电动机，使用功率为2.2KW，匹配变频器，刚好合用[5]，
电动机实物图如图3-3所示。

图3-3 电动机实物图
3.1.4 水泵机型选取
在水泵方面，必要要考虑如下几种因素，①流量；②扬程；③管道系统压力差（扬程损失）；④管道系统数据等。综上考虑，此课题采用IS50-32-160A型号水泵进行供水，流量Q=11.4，扬程H=16.5m，故此型号水泵已经可以满足普通供水规定 [6]，水泵实物图如图3-4所示。

图3-4 水泵实物图
3.2 PLC输入输出接点分派
依照恒压供水控制模型输入/输出信号，分派FX2N—48MR型PLC输入/输出接点共为18个，I/O分派如表3-1[4]。
表3-1 PLC输入输出分派表
输入端子
功能
输出端子
功能
输出端子
功能
X0
启动按钮
Y0
STF信号
Y10
KM5
X1
水压下限开关
Y1
RH信号
Y11
KM6
X2
水压上限开关
Y2
RM信号
Y12
FR报警灯
X5
停止
Y3
RL信号

X6~X7
FR1~FR2
Y4~Y7
KM1~KM4

X10
FR3

3.3 PLC中内部触点分派
整个系统中，我一共使用到了10个辅助继电器M，2个定期器T，1个数据寄存器D和3个计数器C。PLC内部每一种触点功能都见表3-2所示。
表3-2 PLC系统内部触点分派
触点
功能
触点
功能
辅助继电器M1
15Hz变频启动
辅助继电器M200
启动工频电机
辅助继电器M2
20Hz变频启动
辅助继电器M8013
系统内部秒震荡
辅助继电器M3
25Hz变频启动
定期器T10
水压下限保持用定期器
辅助继电器M4
30Hz变频启动
定期器T11
水压上限保持用定期器
辅助继电器M5
35Hz变频启动
数据寄存器D0
水压变频数据保存
辅助继电器M6
40Hz变频启动
计数器C1
第1组电机运营时间
辅助继电器M7
45Hz变频启动
计数器C2
第2组电机运营时间
辅助继电器M100
关闭工频电机
计数器C3
第3组电机运营时间
3.4 PLC输入输出接线原理图设计
恒压供水控制系统PLC电气控制系统接线原理图设计如图3-5所示。PLC7个输入点分别接受水压上限与水压下限信号，1个启动按钮和1个停止按钮信号；PLC11个输出点中， Y001-Y003输出驱动变频器正转与调速触点，Y004-Y011分别驱动6个电机接触器，Y012输出驱动报警显示灯[2]。

图3-5 恒压供水控制系统接线图

实际模仿控制系统接线图如图3-6所示。

图3-6 实际模仿控制系统接线图
3.5 系统控制流程图设计
依照控制规定画出控制流程图如图3-5所示。

图3-5 恒压供水控制系统流程图
简要阐明一下恒压供水重要操作环节：
（1）通电后，一方面按下复位按钮SB2，之后按下启动按钮SB1
系统在按下SB1后，电机开始运营，且每10天为一种短周期，每30天为一种大周期，循环往复。
（2）电机运营状态切换
每个小周期里，有1台电机工频运营，1台电机变频运营，1台电机备用，且每10天为一种短周期，每30天为一种大周期，循环往复。
（3）变频运营
每当水压下限信号到来，15Hz升为20Hz运营；20Hz升为25Hz运营；25Hz升为30Hz运营；30Hz升为35Hz运营；35Hz升为40Hz运营；40Hz升为45Hz运营。当45Hz时，水压任局限性，就必要启动工频电机，以此实现更大水压供应。

第四章 恒压供水系统程序设计
4.1 电机启动简介阐明
4.1.1 程序准备与启动
启动与停止复位功能某些流程图见图4-1。

图4-1 启保停、复位流程图
当启动按钮按下时，X000闭合，此时数据寄存器D0中被送入数据1，并且辅助继电器M0闭合且自锁，正转信号Y000导通。当停止按钮按下时，X005常闭触电断开，系统停止工作，X005常开触点闭合，将C0~C2、D0中内容清零复位[1]。启动、保持与停止复位功能某些程序见图4-2与图4-3。

图4-2 恒压供水启动与保持梯形图程序

图4-3 恒压供水停止与复位梯形图程序
4.1.2 电动机工频与变频状态切换流程图与梯形图
三组电机30天内周期运营流程图见图4-4。

图4-4 电机运营状态流程图
由第二章第1节中给出电气原理图，咱们可知KM1，KM2带动1#电机运营；KM3，KM4带动2#电机运营；KM5,KM6带动3#电机运营。当第一种10天时，1#电机工频运营，2#电机变频运营，故驱动Y004与Y007即可实现控制规定。同理，第二个10天时，驱动Y006和Y011可以实现控制规定。第三个10天时，驱动Y010与Y005可以实现控制规定。控制规定中，一种完整周期为30天，由于模仿不需要如此长时间，故在程序中缩短了每个转换时间，每个转换时间为20秒，这样既能实现控制规定，又大大缩减了运营时间，使模仿运营效率得到大大提高。三组电机30天周期模仿运营程序见图4-5。

图4-5 电机运营状态梯形图程序
4.1.3 七段速度切换流程图与梯形图
电机在变频运营与切换时流程图见图4-6。

图4-6 电机变频运营与切换流程图
当水压下限到达时，X001闭合，即水压局限性，需要提高水压，此时需要变频调速，将电泵转速提高，从而增长水压。故程序中，X001闭合，使得寄存器D0中数据加1；同理，当水压不再需要那么大时，就需要减少水压，此时X002闭合，使寄存器D0中数据减1。程序见图4-7。

图4-7 水压上下限梯形图程序
同步将数据寄存器D0中数据与数字1-7（1-7分别代表7段速度）比较，由此可得：
（1）当D0=1时，M1闭合，此时变频器调速设立为15Hz；
（2）当D0=2时，M2闭合，此时变频器调速设立为20Hz；
（3）当D0=3时，M3闭合，此时变频器调速设立为25Hz；
（4）当D0=4时，M4闭合，此时变频器调速设立为30Hz；
（5）当D0=5时，M5闭合，此时变频器调速设立为35Hz；
（6）当D0=6时，M6闭合，此时变频器调速设立为40Hz；
（7）当D0=7时，M7闭合，此时变频器调速设立为45Hz。
M1~M7为自己设立辅助继电器，实际变频器是无法辨认，必要用这些辅助继电器来驱动Y001、Y002和Y003所接变频器RH、RM和RL触点来实现变频调速。
Y001表达RH信号，由M1、M5、M6和M7驱动；
Y002表达RM信号，由M2、M4、M6和M7驱动；
Y003表达RL信号，由M3、M4、M5和M7驱动，各个驱动状况如图4-8所示。

图4-8 辅助继电器驱动变频器梯形图
当D0>7时，M200闭合，此时阐明光一台变频电泵已局限性以完毕提高水压规定，故闭合M200，启动处在待机状态工频电泵（分别由接触器KM1，KM3和KM5导通启动），然后继续增压。当D0<1时，M100闭合，此时阐明已经不需要工频电泵，故关闭工频电泵，只由变频电泵来给水增压。见图4-9与图4-10。

图4-9 工频电机启动与关闭梯形图程序1

图4-10 工频电机启动与关闭梯形图程序2

4.2 工变频电机满载与防负压运营
当一种周期内工频电机与变频电机所有都在运营时，且此时变频电机已经处在45Hz满频状态，这个时候，变频电机必要始终以此速度运营，并不能减速。故设定辅助继电器M150在满载时，限制水压下限信号再次触发，以此实现持续满载运营，否则变频电机将处在持续加速减速中，运营不可靠且不和规定。同步设定辅助继电器M250为负压保护控制，当用水低谷时，如果顾客使用水压非常低时，虽然以1台变频电机在15Hz运营时候，都已经满足，这时候任然不能将电机都关闭，因此设定M250，防止负压浮现[7]，程序见图4-11。

图4-11 恒压供水系统过载与防负压运营梯形图程序
4.3 电机过载报警
此工程设计中一共有三台电机组，每台电机均有热继电器FR，即有FR1（X006），FR2(X007)和FR3(X008)。当某个热继电器由于过载而损坏时，电机会停止运营，且PLC会接受到热继电器信号，常闭触电断开，驱动Y012线圈报警[5]，见图4-12。

图4-12 电机过载报警梯形图程序

第五章 MCGS组态软件简介与运用
5.1 MCGS组态软件简介
MCGS是由北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发，全称为Monitor and Control Generated System，中文名为“通用监控系统”。它是一套基于Microsoft，用于迅速构造和生成上位机监控系统组态软件，可运营于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/等操作系统，当前在win7上也已经可以兼容运营。
其具备功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强突出特点。通过与其她有关硬件设备结合，可以迅速、以便开发各种用于现场采集、数据解决和控制设备。顾客只需要通过简朴模块化组态就可构造自己应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守现场采集站、人机界面等专用设备。
MCGS为客户提供理解决实际工程问题完整方案和开发平台，可以完毕现场数据采集、实时和历史数据解决、警报和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及公司监控网络等功能。它充分运用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用特点，比以往使用专用机开发工业控制系统更具备通用性，在自动化领域有着更广泛应用。
MCGS重要和基本功能如下：
（1）简朴可视化操作界面
（2）实时性好、先进并行解决能力
（3）丰富、形象多媒体动画
（4）开放式构造，强大数据获取和解决能力
（5）强大安全机制
（6）稳定网络功能
（7）多样化报警功能
（8）课扩展各种硬件设备，实现“设备无关”
（9）控制简朴复杂运营流程
（10）用数据库来控制数据存储，系统稳定性高
（11）设立对象元件库，组态工作容易以便
5.2 MCGS组态软件界面模型建立
MCGS中有丰富图片资源与零器件资源，咱们可以自由拖拉其中资源到“顾客窗口”中进行绘制，并调节到恰当大小。同步，还可以使用自己想用图片，用其内部“位图”功能，进行图片自定义，调节起来相称简朴。此课题中，设计是恒压供水控制系统，需要显示有：三台电机组、变频器速度显示、电机运营状态监视、启动与停止按钮以及水压限制开关模仿测试按钮。本人绘制模仿界面中，使用LED等亮灭来表达此时变频器正处在速度状态；电机运营状态监视是通过界面中右侧框图闪烁来表达当前电机组运营状况及切换状况，恒压供水控制系统模仿界面如图5-1所示。

图5-1恒压供水系统MCGS与PLC交互界面
5.3 MCGS数据库及设备窗口参数建立
5.3.1 MCGS实时数据库建立
MCGS中“实时数据库”是工程各个某些数据互换与解决中心，它将MCGS工程各个某些连接成有机整体。在本窗口内定义不同类型和名称变量，作为数据采集、解决、输出控制、动画连接以及设备驱动对象。本课题“实时数据库”参数所有为开关量。实时数据库为顾客分步组态提供极大以便。MCGS嵌入版由主控窗口、设备窗口、顾客窗口、实时数据库和运营方略五个某些构成，其中实时数据库是一种数据解决中心，是系统各个某些及其各种功能性构件公用数据区，是整个系统核心。各个部件独立地向实时数据库输入和输出数据，并完毕自己差错控制。在生成顾客应用系统时，每一某些均可分别进行组态配备，独立建造，互不相干。“实时数据库”建立如图5-2所示。

图5-2 MCGS实时数据库数据建立
5.3.2 MCGS设备窗口参数建立
MCGS中“设备窗口”是连接和驱动外部设备工作环境。在本窗口内配备数据采集与控制输出设备，注册设备驱动，定义连接与驱动设备用数据变量。简而言之，这个窗口中参数是用来与PLC参数进行实时交互，进行对PLC模仿控制。对于设备编辑窗口，有几点要重要阐明一下：由于在此窗口中，当在“通道名称”中使用X通道时，只容许读取数据，不可以写入，故无法完毕控制规定，因此此处我采用辅助继电器M20~M23来分别代替X001、X005、X003以及X002，同步，PLC梯形图程序中也需要更改，这样才干实现控制规定，如果不进行修改，将会浮现状况是模仿监控界面无法实现模仿控制，如果需要模仿运营，就必要得对输入触点进行更改。参数设立如图5-3所示，更改后某些梯形图程序如图5-4所示。

图5-3 MCGS设备窗口数据建立

图5-4 恒压供水系统更改后某些梯形图程序
5.4 恒压供水系统MCGS与PLC联机调试
在图5-1所示恒压供水系统MCGS与PLC交互界面中，左半边为运营监控与运营控制界面；右半边为变频速度与电机组运营状况监控，此界面比较直观显示出了电机运营状态和变频器频率输出状况，且能直观看出电机组运营状况，并且水压上下限按钮也集成在界面中，用于模仿水压状况，并且通过调试，此界面可以较好监视运营状况。
下面简要简介一下联机调试下监控运营状况：
（1）按下启动按钮时，2#电机开始变频运营，频率为15Hz；
（2）当水压下限到来，变频器输出频率增长，始终到45Hz时，如果水压任不够，这时候1#电机启动，进行工频运营，同步2#电机变为15Hz变频运营；
（3）当电机热继电器浮现故障时，界面中过载报警批示灯开始闪烁报警，这时候电机停止工作，需要进行检修；
（4）当按下停止与复位按钮时，3台电机停止工作，变频器被关闭。前四个操作监控状况可在图5-5所示界面中实现控制与监察。 图5-5 状况监视与控制报警界面
（5）此时，为第一种运营周期，故在交互界面中，右半边“1#电机工频运营，2#电机变频运营，运营时间10天”框图进行闪烁，提示电机组运营方式，若进入第2个周期时，第2个框图闪烁，以此类推，循环往复。电机运营状态监视界面如图5-6所示。

图5-6 电机运营状态监视界面

第六章 控制系统程序调试
6.1 系统运营调试
（1）PLC外部电气线路初始检查
PLC外围电气线路接线，在接线中细心加耐心，特别要注意是：①电源端子不能接错，②直流输入端不能与电源端子之间发生短路连接,③输出导线之间要有短路保护，否则会严重地损坏PLC。因而,在接通电源之前，咱们必要仔细检查电源、接地及输入/输出接线状况；在断开电源状况下，可用万用表检测PLC绝缘电阻。例如，可断开PLC输入/输出接线端和电源端，并通过各接线端和接地端中公共点进行测试等。
（2）程序校验、读/写、执行和修改
PLC设备与上位计算机连接好后就可以接通电源，在电脑上使用GX-Developer编程软件编好恒压供水系统控制程序，可进行修改、检查，拟定无语法等错误后，点击编程软件中“在线”，之后再点击 “PLC写入”，这一步是将上位机中程序写入到PLC中，让PLC执行咱们想要动作，因此这事实上是程序模仿运营，若有控制错误，可点击“监视模式”，观测程序哪个过程不符合逻辑，或者运营出错，然后再点击“写入模式”，重新对程序进行修改编译，直至程序可以完整实现控制规定。
（3）系统运营及调试
由于我在此课题中使用了MCGS组态软件，可以更加直观变现出运营状况，故此处我可以讲系统运营环节总结为如下几种环节：
① PLC控制系统接通电源；
② 将计算机中调试对的程序写入到PLC中，并执行；
③ 将MCGS软件打开，并下载，模仿运营；
④ 通过点击电脑屏幕中，MCGS运营界面里相应开关发出输入控制信号,按控制规定一步一步地观测与否有相应动作输出信号，若相应输出信号有输出，相应批示灯亮，且在电脑屏幕中直观显示出电机运营状态；若无信号批示，要检查程序中相应输出线圈与否接通，或者MCGS参数与否设定对的，若不通，继续进行修改，若该线圈已接通，应检查驱动批示灯与否完好；若参数设定错误，必要立即将参数重新设定，之后再将其重新下载并运营。

6.2 程序调试中浮现故障与解决方案
在编写此课题程序中与修改程序时，我也遇到了非常多问题，通过我一段时间思考和与她人探讨，最后解决了绝大某些问题，但是仍有少量问题需要在后来学习中继续得到解决。在此，我先列出我觉得非常突出问题与解决办法。
故障1：水压上下限触点持续触发
答：在初次编写程序时候，我模仿了水在触发水压上下限开关时候就会导通一次，并发送信号给PLC，以此来对变频电机进行调速。但是日后我发现，如果水压始终局限性时候，水压上下限只能触发一次，在实际状况中，这是不符合逻辑，实际状况为：水压持续局限性时，水压上下限会持续导通，直到水压足够时，才会停止水压变化。由于此问题，我考虑了几种办法，最后，我使用了加入定期器办法，在水压持续触发该触点时，由每段持续中定期器来定期断开一次此程序，之后再闭合，可以多次触发导通，到此，我基本算是完美解决了这一种问题。
故障2：过载保护时，变频器仍在运营中
答：这是一种在导师查验时，才发现一种小毛病。当我将热继电器模仿开关闭合时，这个时候应当浮现状况是电机停止运营，变频器也停止运营，可是在当时状况却是电机停止了运营，变频器依然在运营中，当水压变化时，变频器始终在不断跳动，可以想象，如果这是在实际状况中发生错误，那么变频器寿命必定会大大缩减。这个故障可以通过将热继电器常闭触点串在触发变频器那些程序信号中，这样热继电器闭合时，常闭触点就会断开，此时变频器也就无法触发了。

小结

为期几种月毕业设计终于接近了尾声，这个过程想起来都让我难以忘怀，期间各种探讨、学习、自己制作，尚有不断查阅资料，所有一切，都是为了更好完毕这次毕业设计。终于，检查一天将近来临了，我心怀忐忑，但是我非常自信，我以为我做非常好，过程中我投入了非常多，耗费了大量精力来完毕它，每天准时去实验室编写校验程序，拍摄视频，虽然是在制作末期，咱们人们都还此外学习了MCGS