4.2.3检测元件
监控技术是依靠变送器等设备来检测信息的，根据系统采用分布式数据采集装置，来自生产现场的生产过程参数经过变送器测量变送后变为4～ 20mA的标准仪表信号，经电缆传送至仪表室的PLC，经模数转换后变为数字信号。本系统采用北京万群自动化控制设备有限公司和西安天立传感技术研究中心生产的压力变送器SBP800。WQ-SBP800压力变送器应用了硅精蚀工艺和硅晶片叠合技术两项世界尖端技术,是一种高质量带隔离膜片的新型小巧压力变送器。它是引进美国ICSensors及德国E+H公司先进的扩散硅压力传感器和电路技术组装开发而成的,几年来,广泛使用在石油、化工、冶金、能源、环保、轻工、制药等行业中。该产品具有体积小，重量轻，精度高等特点。经受了市场严格的选择,其优越的性能和特点,牢靠的质量和服务,深受用户喜爱。
快速调试结束,变频器进入运行准备就绪 P3900 结束快速调试P3900=1 P1121 斜坡下降时间 P1121=30s P1120 斜坡上升时间 P1120=25s 4.3电气控制系统原理图设计
4.3.1主电路图
电控系统主电路图中三台水泵分别为M1、M2、M3、M4。接触器KM1、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3的工频运行；接触器KM2、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的变频运行；FR1、FR2、FR3分别为三台水泵的过载保护用
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的热继电器；QS1、QS2、QS3、QS4分别为变频器和三台水泵主电路的隔离开关；FU1为主电路的熔断器；MM440为变频器。
在硬件系统设计中，采用一台变频器连接4台电动机，每台电机通过一个接触器与变频输出电源连接。变频器输入电源前面接入一个自动空气开关，来实现电机、变频器的过流过载保护接通，空气开关的容量依据电机的额定电流来确定。
变频器主电路电源输入端子(R, S, T)经过空气开关与三相电源连接，变频器主电路输出端子(U, V, W)经接触器接至三相电动机上，当旋转方向和预设定不一致时，需要调换输出端子(U, V, W)的任意两相。一定要保证在工频电源拖动和变频输出电源拖动两种情况下电机旋向的一致性，否则在变频/工频的切换过程中会产生很大的转换电流，致使转换无法成功。在变频器起动、运行和停止操作中，必须用控制台面板或控制柜的运行和停止键或者是外控端子FWD (REV)来操作，不得以主电路的通断来进行。具体图纸请参看附录。 4.5.2控制电路图
电控系统控制电路图中SA为手动/自动转换开关， SA打在1的位置时为手动控制状态；打在位置2时为自动控制状态。手动运行时，可用按钮SB1～SB8控制三台泵的启停和电磁阀F2的通断；自动运行时，系统在PLC的程序控制下运行。HL10为自动运行状态下的电源指示灯。对变频器频率进行复位时有一个触点信号，由于PLC为4个输出点为一组共用一个COM端口，而本系统又没有又没有剩下单独的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频操作控制。
在控制电路的设计中，首先要考虑弱电和强电之间的隔离的问题。在整个控制系统中，所有控制电机、阀门接触器的动作，都是按照PLC的程序逻辑来完成的。为了保护PLC设备，PLC输出端口并不是直接和交流接触器
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连接，而是通过中间继电器去控制电机或者阀门的动作。在PLC输出端口和交流接触器之间引入中间继电器，其目的是为了实现系统中的强电和弱电之间的隔离，保护系统，延长系统的使用寿命，增强系统工作的可靠性。
控制电路之中存在电路之间互锁的问题，由于控制系统是实现自动循环，所以电路的互锁是指电机之间运行的互锁。严禁出现一台电动机同时接在工频电源和变频电源的情况，同时要求变频器始终只与一台电动机相连。控制电路中还必须考虑系统电机当前工作状态指示灯的设计，为了节省PLC的输出端口，在电路中可以采用PLC输出端子的中间继电器的相应常开触点的断开和闭合来控制相应电机的指示灯的亮和熄灭，指示当前系统电机和阀门的工作状态。详细连接请参看附录。 4.5.3 PLC外围接线图
本系统采用以西门子PLC为控制核心，再加上模拟量扩展模块EM235，构成了较经济的控制系统。PLC的外围接线图请参看附录。
本系统在电气控制部分规划时，充分考虑到用户的功能需求和设备本身的机械特性及系统的通用性，在具体实现过程中，又以系统的可靠性、易用性和节能为准则，尽量把本系统开发成为一个功能齐全、可靠性高、自动化程度高且适用场合比较广的供水控制系统。
4.4 软件设计
4.3.1参数初始化程序。其中包括变频器频率电压标准值，水管压力的上下限，设定压力值，PID控制器的P，I，D参数，系统的采样时间以及定时中断的时间间隔和相关的寄存器。
4.3.2水泵工作顺序控制程序。由于用户用水的非线性，泵会往复工作且一泵容易长期工作，减少泵的使用寿命，增加维护费用，故加入此控制程序。且设定换泵周期为一天。
4.3.3自动/手动加减泵控制程序。用户用水的非线性，为提高供水的质量
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和可靠性采用自动切换。而当系统维修时可采用手动方式以免影响供水 4.3.4中断程序。由于压力的不断变化，要求系统不断对压力和水位进行检测。每次的变化CPU都要中断检测，运算。
4.3.5主程序。开机上电后，系统会自动调用相关的子程序。 4.3.6软件流程图见附录 4.3.7 附表
符号 PID_CH VD101 VD103 VD105 1、PLC程序分配表 地址 SBR0 SBR1 SBR2 SBR3 2、软件分配表 地址 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 AQW0 注释 初始化PID参数 工作顺序控制 自动加减泵控制 手动加减泵控制 符号 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 RST 注释 1#工频接触器 1#变频接触器 2#变频接触器 2#工频接触器 3#变频接触器 3#工频接触器 变频器复位控制 输出模拟信号到变频器 30
Q0.7 VB11 VB12 VB13 M20.0 SMB34 VD224 VD220 VD212 SM0.5 VW498 VD100 VD504 AQW0 VD208 VB200 AIW0 VD300 AC0 I0.0 启动变频器，辅助泵启动 规律控制 顺序控制 手动加减泵 自动运行标志 定时中断 微分时间 积分时间 比例增益 1秒脉冲 变频频率 标准频率值 供水设定值 输出控制值 PID输出 PID开始 采样数据 一天计时 采样数据 -1手动-0自动 31