变频技术控制中央空调水泵实例完成自己t

变频技术控制中央空调水泵实例完成自己t内容摘要：

0~5V的直流电压输出信号 ，以提供给执行机构。 模拟量输出模块选用西门子公司的 EM232 模块。 数字量到模拟量转换器（ DAC）的 12位读数，其输出数据格式是左端对齐的，最高有效位： 0 表示是正值数据字，数据在装载到 DAC 寄存器之前， 4 个连续的 0是被裁断 的，这些位不影响输出信号值。 D/A 转换模块输入 /输出关系 如图。 +32020 32020 +10V 10V 图 A 输出 10V到 +10V 电压 +32020 +20mA +4mA 图 B 输出 +4mA到 20mA电流 +32020 +5V +20mA +4mA +32020 图 A 输入 0 到 5V 电压 图 B 输入 +4mA到 +20mA电流 变频技术控制中央空调水泵实例 12/11/2020 37 第 13 页 共 37 页 13 图 D/A转换模块输入 /输出关系 （ 1） 模拟量输出端的接线方式：经过 D/A转换后，模拟量通过双绞线把信号输出，如果是输出电压信号，则将双绞线接到信道的 M0， V0 端；如果输出的是电流信号，那么应先将双绞线接到信道的 M0和 I0端。 （ 2） 接线方式如图。 图 EM232 端子接线图 （二） 变频器的选择 常规设计的交流电动机，通常都是在额定频率、额定电压下工作的。 此时，轴上输出转矩、输出功率都可以达到额定值。 在变频调速的情况下，供电频率是变化的，电机的实际输出也会变化。 由于变频器有一定的通用性，因此在与不同拖动场合的电机配合时，需要选配相应的变频器。 在一台变频器驱动一台电机的情况下，变频器的 容量选择要保证变频器的额定电流大于该电动机的额定电流，或者是变频器所适配的电动机功率大于当前该电动机的功率。 按连续恒负载运转时所需的变频器容量 (kVA)的计算式计算 ： M0 I0 V0 M1 I1 V1 EM232 M L+ G 24V DC 变频器 变频器 变频技术控制中央空调水泵实例 12/11/2020 37 第 14 页 共 37 页 14  c o s/MCN kPP  （ ） MMCN IUkP 3 （ ） MCN kII  （ ） 式中 ： MP — 负载所要求的电动机的轴输出功率，单位为 W；  — 电动机的效率 (通常约 )； cosφ — 电动机的功率因数 (通常约)； MU — 电动机电压，单位为 V； MI — 电动机电流，单位为 A； k — 电流波形的修正系数，对 PWM方式，取 k =； CNP — 变频器的额定容量； MI — 变频器的额定电流[6]。 本文选择了三菱 FRA540 变频器。 本系统所用的单台水泵功率为。 三菱 FRA540 变频器的容量为~。 由于本系统采用的是一台变频器只为一台电机提供电源 ， 即一台变频器对应一台水泵 ， 所以三菱 FRA540的功率以足够胜任。 并且三菱 FRA540 变频器性能可靠，价格低廉，市场占有分额大，便于购买。 所以选择三菱 FRA540 作为本系统的变频器。 系统所用的单台水泵功率为。 三菱 FRA540变频器的容量为 ~。 由于 系统采用的是一台变频器只为一台电机提供电源 ， 即一台变频器对应一台水泵 ，所以三菱 FRA540 的功率以足够胜任。 并且三菱 FRA540变频器性能可靠，价格低廉，市场占有分额大，便于购买。 所以选择三菱 FRA540作为本系统的变频器。 三菱 FRA540变频器调制方 式为 PWM调制 ， 控制方式为 V/F控制 ， 具有转矩提升 ， 点动 ， 制动与上位机通讯等功能。 变频器端子分布图 如 图。 变频技术控制中央空调水泵实例 12/11/2020 37 第 15 页 共 37 页 15 图 变频器端子分布图 在本系统中， PLC通过 D/A转换模块将控制量通过 “ 2” 引脚（既电 压 输入）引入。 （三） PLC的选择 空调变频控制系统选配的 SIMATIC S7200 PLC主要由 CPU226模 (24DI/16DO)、模拟量输入 EM231 模块 (4AI)和模拟量输出 EM232 模块 (2AO)三部分组成。 CPU 模块采集输入 信号，通过执行用户程序，刷新系统的输出。 输入和输出模块，是联系外部现场和 CPU模块的桥梁。 直流 24V输出 正转启动 反转启动 启动自保持 高速 中速 低速 点动模式 第 2 加 /减速时间 输出停止 复位 电流输入选择 瞬时掉电再启动 输入公共端 频率设定信号 电流输入 报警输出 运行 频率到达 瞬时停电 过负载 频率检测 集电极开路输出公共端 模拟量信号输出 指示仪表 R U S V T W PC STF STR A STOP B RH C RM RUN RL SU JOG IPF RT OL MRS FU RES SE AU CS FM SD SD 10E AM 4 5 变频技术控制中央空调水泵实例 12/11/2020 37 第 16 页 共 37 页 16 S7200系列 PLC介绍： S7200系列 PLC 功能强、速度快、扩展灵活，具有模块化、紧凑的结构。 S7200 系列 PLC具有极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、操作便捷、内置丰富的集成功能、实时特性，强劲的通讯能力、丰富的扩展模块。 S7200系列的强大功能使其无论是在独立运行中，或相连成网络都能实现复杂控制功能。 所以它具有极高的性价比。 S7200系列可以根据对象的不同，可以选用不同的型号和不同数量的模块 .并可以将这些模块安装在同一机架上。 S7200PLC的工作原理， PLC的循环扫描工作过程 ： 各种 PLC都采用扫描工作方式，具体工作过程大同小异。 SiemensS7200PLC 的工作过程 ： PLC 上电后，首先进行初始化，然后进入循环工作过程。 一次循环过程可归纳为公共处理、程序执行、扫描周期计算处理、 I/O 刷新 和外设端口服务五个工作阶段，一次循环所用的时间称为一个工作周期 (或扫描周期 )，其长短与用户程序的长短以及 PLC 机本身性能有关，其数量级为 毫秒 级，典型值为几十 毫秒。 PLC的循 环扫描工作方式也为 PLC提供了一条死循环自诊断功能。 PLC内部设置了一个监视定时器 WDT，其定时时间可由用户设置为大于用户程序的扫描周期。 PLC在每个扫描周期的公共处理阶段将监视定时器复位。 正常情况下，监视定时器不会动作，如果由于 CPU 内部故障使程序执行进入死循环，那么，扫描周期将超过监视定时器的定时时间。 这时，监视定时器动作，运行停止，以示用户。 三、 硬件电路设计 硬件电路主要实现：信号采集，控制信号输出，水泵控制，故障报警等功能。 其原理框图如图。 C P U 运 算信 号 采 集 控 制 量 输 入控 制 量 输 出输 出 相 应 频 率显 示 / 报 警 变频技术控制中央空调水泵实例 12/11/2020 37 第 17 页 共 37 页 17 图 硬件电路原理框图 （一） PLC 控制下水泵变频调速系统 该系统主要由变频器、 PLC 控制器、水泵、数量调节器、主接触等组成自动闭环控制系统。 K M 4K M 21 水 泵3 ~2 水 泵3 ~K M 1K MK M 3V V V F3 8 0 V , 5 0 H zA , B , C 图 系统工作于两种状态下的主回路 系统工作于工频和变频两种状态下的主 回路。 系统开始工作时 ， 首先将数显调节器根据所需室温设置好上、下限温度 X X1， 将其与 PLC控制相连。 按下启动按钮 ， 系统开始启动 ， 此时热负荷为最大 ， PLC 发出指令使 1号 水泵软启动并工作在变频状下 ， 其过程为 ： KM1 吸合 ， 延时 t0 秒后 KM吸合 ， 启动升速程序 ，按拟好的升速曲线控制变频器运行 ， 频率逐渐上升直至设定值并稳定地工作在变频状态。 （二）输入输出点地址分配 表 4 输入输出地址分配表 模块号 输入端子号 输出端子号 地址号 信号名称 说明 CPU226 1 1 号启动 按钮 2 1 号停止 按钮 3 2 号启动 按钮 4 2 号停止 按钮 变频技术控制中央空调水泵实例 12/11/2020 37 第 18 页 共 37 页 18 5 3 号启动 按钮 6 3 号停止 按钮 7 紧急停车 按钮 8 总启动 按钮 9 控制温度 +1 按钮 10 控制温度 1 按钮 11 1号电机故障 按钮 12 2号电机故障 按钮 1 变频器给电 继电器 2 1号泵工频启动 继电器 3 1号泵变频运行 继电器 4 2号泵工频启动 继电器 5 2号泵变频运行 继电器 6 3号泵工频启动 继电器 7 3号泵变频运行 继电器 8 2号变频器给电 继电器 9 冷冻泵变频运行 EM231 1 AIW0 1号热敏电阻 PT100 2 AIW2 2号热敏电阻 PT100 EM232 1 AQW0 1 号变频器 电压 2 AQW2 2 号变频器 电压 四、 PLC 控制中央空调变频调速系统的软件设计 系统软件由初始化程序、主程序和中断服务程序三部分组成。 主程序主要对存储区标志位、缓冲区、定时器和 PID调节器进行初始化。 子程序由 PID调节子程序和寻找最佳工作模式子程序组成。 通常情况下，变频调速系统主要由变 频器、可编程控制器、主接触器、水泵机组及温度检测装置组成闭环自动控制系统。