3 4 5 6 7 8 S1 S2 S3 S4 S5 SS6 液位传感器 变频器达到上限 变频器达到下限 1#水泵故障 2#水泵故障 变频器故障 3 4 5 6 KM3 KM4 KM5 L1 1#泵工频 2#泵工频 备用泵工频 报警指示灯 3.5.2 PLC选型的基本原则
这是PLC应用设计中很重要的一步，目前，国内外生产的PLC种类很多，在选用PLC时应考虑以下几个方面[15]。
（1）规模要适当；
（2）功能要相当，结构要合理；
（3）输入，输出功能及负载能力的选择要正确； （4）要考虑环境条件。
根据以上原则，这次设计选择西门子S7-200系列的CPU222AC/DC。
3.5.3 I/O的分配
根据功能要求和工艺流程，我们统一了I/O接点的分配，分配表如表3.6所示。根据PLC口的分配，系统的控制要求以及合理利用I/O口的原则[16]。
表3.6 I/O分配表
输入器件 I0.0 I0.1 启动（SB0） 停止（SB1） Q0.0 Q0.1 输出器件 驱动KM1（1#泵变频） 驱动KM2（2#泵变频）
25
I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 液位传感器 变频器达到上限 变频器达到下限 1#水泵故障 2#水泵故障 变频器故障 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 驱动KM3（1#泵工频） 驱动KM4（2#泵工频） 驱动KM5（备用泵工频） 报警指示灯 3.6 系统硬件线路设计
供水系统主电路设计如图3.4所示，采用了一台变频器同时连接两台电动机，
所以必须确保开关KM1和KM2电气连锁，连锁功能由软件和硬件实现。在变频水泵出现问题或紧急情况下，可以起用备用水泵。
FUL1L2L3QF2接压力传感器QF1QF31011202122L1L2L3VVVFUVWKM3FR1KM4FR2KM5FR3接接接PLCPLCPLCI0.7I0.3I0.4M1～KM1KM2M2～M3～
图3.4 主电路图
系统的控制线路如图3.5所示。
26
KM1L1KM2L2KM3L3KM4L4KM5L5220VKM3KM4KM2KM1KM1KM21LQ0.0Q0.1Q0.22LQ0.3Q0.4Q0.5CPU222AC/DCM1I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7ML+24VSB1SB2接液位传感器接变频器21号端子接变FR1频器22号端子FR2接变频器20号端口24VDC 图3.5 控制线路图
3.7 PID参数的预置
由于SIEMENS MM430变频器自带了PID模块，我们不需要进行PID调节器的设计，只需进行简单的参数设置就可以了。首先将设置模拟输入的DIP开关1拨到ON位置，选择为4～20mA输入，将DIP开关2拨到OFF位置选择电动机的频率，OFF位置为50Hz。其它参数的设置如表3.7所示[17]。
表3.7 MM430参数预置表
参数 P0003=2 P0004=22 P0700=2 P1000=2 P1080=5Hz P1082=50Hz P2200=1 P2231=1 名称 用户访问级别为专家级 参数滤过，选择PID应用宏 参数 P2255=100 P2256=100 名称 PID的增益系数 PID微调信号的增益系数 选择命令源，选择为端子控制 P2257=10S PID设定值的斜坡加速时间 频率设定选择为模拟设定值 最小频率 最大频率 P2258=10S PID设定值的斜坡减速时间 R2260=100% R2261=3S 显示PID的总设定值 PID设定值的滤波时间常数 显示滤波后的PID设定值 PID反馈立场拨时间常数 闭环控制选择，PID功能有效 R2262=100% 允许存储P2240的设定值 P2265=3S
27
P2240=75% 键盘给定的PID设定值 P2267=100 P2268=0 P2269=100% PID反馈信号的上限值 PID反馈信号的下限值 PID反馈信号的的增益 PID输出的上限 PID的比例增益系数 实际的PID控制器输出 P2253=2250:0 选择P2240的值作为PID给定 P2250=100% P2254=0.0 P2292=0.00 P2285=7.00S 显示P2240的设定值输出 缺省值，对微调信号没有选择 P2291=100 PID输出的下限 PID的微分时间 P2280=3.00 P2294=100%
28
第四章 变频恒压供水控制系统软件的设计
4.1 常用编程方法
4.1.1 经验设计法
在熟悉继电器控制电路设计方法的基础上，如能透彻地理解PLC各种指令的功能，凭着经验比较准确地使用PLC 的各种指令，而设计出相应的程序。设计步骤如下：
（1） 确定输入、输出电器； （2） 确定输入、输出点数； （3） 选择PLC 并编程；
（4）将各个环节编写的程序合理地联系起来。
这种编程方法没有普遍的规律可循，具有很大的试探性和随意性，最后的结果也不是唯一的，设计所用的时间、设计的质量与设计者的经验有很大关系，它一般只用于简单的梯形图设计(如手动程序) 。
4.1.2 翻译设计法
它是把继电器—接触器控制系统的电器原理图直接翻译成PLC 梯形图。 1. 翻译设计法的设计步骤如下：
(1) 将检测元件、控制元件(如行程开关、按钮等) 合理安排,接入PLC 的输入口；
(2) 将被控对象(如电磁阀线圈、接触器线圈等) 接入PLC 的输出口； (3) 把由继电器—接触器完成的控制功能由PLC 的软件(即梯形图) 来完成。
2. 应用举例
例如:电动机正反转控制电路,原理线路如图4.1所示。
29