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要，PLC选择CPU224 CN，扩展模块选择EM222和EM235。
380V(AC)B0L1L2+10V0VAIN1+4~20mAAIN1-34AIN2+AIN2-R12启动R22C20DIN2C10DIN15DC-101112+10V0VL3ACADADDCDC/R+DC+B+B-B/DC+B-DC-制动电阻DIN37DIN48DIN516DIN617PNP+24V90V28PTCPTCAB1415Opto isolation6DCACAOUT1+0~20mD12CPUADAAOUT1-Hz13AOUT2+2627RL1-C20RL1-A0102AL220V(AC)NAOUT2-频率表+24V0V1819RL1-B24V+PLV来至PLCRL3-CRL3-AI1.0RL2-C2221RL2-BP+29P-30RS4852523RL3-B24UVWC20C10 图5-4 MM430变频器控制示意图
5.2.4压力变送器及数显仪的选型
压力传感器和压力变送器是将水管中的压力信号变成1-5V或4-2mA“的模拟量信号，作为模拟输入模块（A／D模块）的输入，在选择时，为了防止传输过程中的干扰与损耗，我们 采用4-20mA输出压力变送器。在运行过程中，当压力传感器和压力变送器出现故障时，系统有可能开启所有的水泵，而此时的用水量又达不到，这就使水管中的水压上升，为了防止爆管和超高水压损坏家中的用水设备，本文中的供水系统使用电极点压力表的压力上限输出，作为PLC的一个数字量输入，当压力超出上限时，关闭所有水泵并进行报警输出口。
根据以上的分析，本文选用普通压力表Y-100和XMT-1270数显仪实现压力的检测、显示和变送。压力表测量范围0-1MP，精度1.5；数显仪输出一路4-20mA电流信号，送给变频器作为PID调节的反馈电信号，可设定压力上、下限，通过两路继电器控制输出压力超限信号。经过第2章对系统方案的分析和确定，再结合上述的系统硬件的选型，确定以可靠性高、使
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用简单、维护方便、编程灵活的工控设备变频器和PLC作为主控制设备来设计变频调速恒压供水系统。
R10R20R30LSMLSLPS1PS2PS31MR12P13R23R332M24+24-FU121#启停工频1#启动变频2#启停工频2#启动变频1#开阀1#关阀2#开阀1#关阀I0.0Q0.0I0.1I0.2Q0.1I0.3Q0.2I0.4I0.5Q0.3I0.62LI0.7Q0.41MQ0.51LSIEMENS PLC CPU2241#自动2#自动辅泵自动中液位低液位1#压力开关2#压力开关3#压力开关C10C11C20C21C11C10C21C20C31C30C41C40C11C50C50C50C50C21C30C31C40C41C50Q0.6I1.0变频器故障1#泵过载2#泵过载辅泵过载辅助泵启停Q0.7I1.13LI1.2Q1.0I1.3Q1.12M24+24-M2LL+C51至报警C61C60LNC60C61FU11LN辅助泵开阀辅助泵关阀24V(DC)EM222 DCEM2351LD-D+RDC-C+RCB-B+RBA-A+RAML+传感器输出信号4-20mAM0V0I0图5-5 PLC的接线图
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380V（AC）KVAB31B1B0B2B4B32变频器电气控PLC制系统C11C10C20C21C40B34B35B36HR1HR2HR3~电动机~电动机~调电动开关试阀电源备用控制系统。
图5-6 控制电路接线图
。
5.2.5系统的控制电路接线图与总体结构如图
系统的控制电路接线图如图5-6所示，其总体结构如图5-7所示。
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380V（AC）K1LQ0.0I0.2Q0.1I0.3I0.4I0.5I0.6I0.71MR12P13R23R331MB0B1B2PS3PS2SIEMENS PLC CPU224I0.0I0.1R30LSMLSLPS1R20R101#启停工频C11C101#启动变频C20C21C202#启停工频Q0.2Q0.32LQ0.4Q0.5Q0.6Q0.73LI1.2I1.32M24+FU12C212#启动变频C31C301#开阀C30C41C31C40C411#自动2#自动辅泵自动中液位低液位1#压力开关2#压力开关3#压力开关VAB31B322#开阀C40I1.0I1.1变频器故障1#泵过载2#泵过载辅泵过载+10VDC/R+0VEM235输出B/DCAIN1+AIN1-AOUT1+R12C10DIN1AOUT1-启动C20DIN2MM4300-20mAR22DIN3DIN4变频器24+DIN5RL2-CDIN6RL2-B到I1.0PNP+24V0VB4沈阳理工大学课程设计
1#关阀C11C51PLC辅助泵启停Q1.0Q1.1LLNM24V(DC)EM222 DC图5-7 恒压供水系统总体结构图
1#关阀电气控制系统
C10C11C50C50C50C50C50C212M24+24-FU11220V(AC)(B32)N24-C61C60C61B34B35B36辅助泵开阀C60辅助泵关阀1LD-D+RDC-C+RCB-B+RBA-A+RA2LL+ML+C10C11C20C21C50HR1EM235HR2HR3电动阀控制系统M04-20mAV0I0开关电源调试备用传感器输出信号~电动机~电动机~电动机24V(DC)
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6变频恒压供水系统的软件设计
程序采用结构化的设计方法，分为故障检测、数字PID控制、泵的切换控制、系统对外通讯控制、定时修改压力设定值等几部分。下面对逐一他们进行阐述。
6.1系统运行主程序
系统运行主程序首先要进行一系列的初始化工作，并使扩展模块、触摸屏、变频器等设备的数据传输正常。在系统运行过程中要及时进行故障检测，防止设备的损坏和意外发生；当出现故障时，要在触摸屏上及时进行报警输出，方便工作人员确认和维修，有利于系统恢复正常工作。无故障情况下，在触摸屏上显示设定压力和实际压力，系统自动启动后进行恒压控制。流程框图（见图6-1）。
6.2故障检测子程序
故障检测是保证系统安全、可靠运行的一个重要环节，在本文的自控系统中，检测的量主要有：变频器故障、压力传感器故障故障，其流程框图（见图6-2）。
该子程序与模糊控制子程序的功能一样的，只是控制算法不一样。在系统中，只需选择一个，它同样通过定时中断来调用，通过对水泵转速的调节，实现系统输出压力的恒定。利用第四章第一节的（4-9），（4-10），（4-11），（4-12）式，在主程序仞始化时计算Q0、Q1、Q2，在子程序中直接读取A／D模块的输出，得到当前的实际水压，将此压力值与压力设定值相减，得到当前误差量e（k），计算控制增量?u(k)，将该增量通过PLC与变频器的通讯去控制变频器的频率，实现恒压供水。其流程框图（见图6-3）。
6.3泵切换程序
以下五种情况，将调用泵切换程序： （1）增加水泵条件成立； （2）减少水泵条件成立； （3）切换辅助小泵条件成立； （4）辅助小泵切换主泵条件成立；
（5）系统只有一台主泵在运行且该泵连续运行时间已到达8小时，进行主泵间交换。电机增减主程序流程图（见图6-4）。
6.4定时修改压力设定值
为了提供更好的供水效果，将每日24小时按用水曲线分成几个时段，不同的时段采用不同的压力设定值，程序根据PLC提供的实时时钟，自动修改设定值。
6.5对外通讯子程序
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