一．控制要求：

（1）有兩臺(tái)水泵，按設(shè)計(jì)要求一臺(tái)運(yùn)行，一臺(tái)備用，自動(dòng)運(yùn)行時(shí)泵運(yùn)行累計(jì)100H輪換一次，手動(dòng)時(shí)不切換；

（2）兩臺(tái)水泵分別由M1、M2電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/min，由KM1、KM2控制；

（3）切換后起動(dòng)和停電后起動(dòng)須5s報(bào)警，運(yùn)行異常可自動(dòng)切換到備用泵，并報(bào)警；

（4）采用PLC的PID調(diào)節(jié)指令

（5）變頻器（使用三菱FR-A540）采用PLC的特殊功能單元FX0N-3A的模擬輸出，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；

（6）水壓在0～10kg可調(diào)，通過觸摸屏（使用三菱F940）輸入調(diào)節(jié)；

（7）觸摸屏可以顯示設(shè)定水壓、實(shí)際水壓、水泵的運(yùn)行時(shí)間、轉(zhuǎn)速、報(bào)警信號(hào)等；

（8）變頻器的其余參數(shù)自行設(shè)定。

二.軟件設(shè)計(jì)：

1．I/O分配

（1）觸摸屏輸入，M500：自動(dòng)起動(dòng)；M100：手動(dòng)1號(hào)泵；M101：手動(dòng)2號(hào)泵；M102：停止；M103：運(yùn)行時(shí)間復(fù)位；M104：清除報(bào)警；D300：水壓設(shè)定。

（2）觸摸屏輸出，Y0：1號(hào)泵運(yùn)行指示；Y1：2號(hào)泵運(yùn)行指示，T20：1號(hào)泵故障；T21：2號(hào)泵故障；D101：當(dāng)前水壓；D502：泵累計(jì)運(yùn)行的時(shí)間；D102：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

（3）PLC輸入，X1：1號(hào)泵水流開關(guān)；X2：2號(hào)泵水流開關(guān)；X3：過壓保護(hù)。

（4）PLC輸出，Y1：KM1；Y2：KM2；Y4：報(bào)警器；10：變頻器STF。

2．觸摸屏畫面設(shè)：

根據(jù)控制要求及I/O分配，按下圖1-1制作觸摸屏畫面。

（三菱F940觸摸屏的畫面制作圖1-1）

3．PLC的程序：

     (1).根據(jù)控制要求，PLC程序如下圖2-1，3-1所示。

（PLCFX2N-48MR的程序梯形圖圖2-1）  

（PLCFX2N-48MR的程序梯形圖圖3-1）

(2).PLC的關(guān)鍵性程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述:

     PLC得電后,通過程序把模塊中的摸擬量壓力信號(hào)轉(zhuǎn)化成壓力數(shù)字量(D160),將壓力的數(shù)據(jù)寄存器D160的值除以25以校正壓力的實(shí)際值(由特殊功能模擬模塊FX0N-3A的資料可知:因0—10kg對(duì)應(yīng)的是數(shù)值是0—250,所以壓力與數(shù)值的關(guān)系是1:25)。

在該系統(tǒng)中我們規(guī)定了電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/min，所以同步轉(zhuǎn)速的設(shè)定低于3000轉(zhuǎn)/min對(duì)電機(jī)的保護(hù)是有好處的,這里我們把轉(zhuǎn)速設(shè)定為不能超過1250轉(zhuǎn)/min，則數(shù)值與通過PID程序運(yùn)算的MV（輸出）值D150（即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速量）的關(guān)系為1:5(由特殊功能模擬模塊FX0N-3A的資料可知: 因數(shù)值是0—250對(duì)應(yīng)的是0—1250轉(zhuǎn)/min,則數(shù)值與轉(zhuǎn)速的關(guān)系是1:5)，所以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)際值校正數(shù)D102=D150×5÷10（其中除以10是因?yàn)樗�有�?shí)數(shù)參與PID的SV<設(shè)定值>D500,PV<當(dāng)前值>D160，運(yùn)算都是以1000%加入的。所以要得到MV<輸出值>D150的實(shí)際 數(shù)值需要除以10）。

因該系統(tǒng)中電機(jī)的轉(zhuǎn)速是與壓力成正比的,轉(zhuǎn)速加大;壓力也加大!（這里要注意：動(dòng)作方向【S3】+1,當(dāng)前值PV，D500<設(shè)定值sv,d160；即bit=1,選擇逆動(dòng)作）所以將壓力數(shù)字量寄存器d160用于pid< span="">程序的PV（當(dāng)前）數(shù)字量做為時(shí)刻檢查管內(nèi)的當(dāng)前壓力狀況。

4．變頻器設(shè)置：

（1）上限頻率Pr1=50Hz；（2）下限頻率Pr2=30Hz；（3）基底頻率Pr3=50Hz；（4）加速時(shí)間Pr7=3s；（5）減速時(shí)間Pr8=3s；（6）電子過電流保護(hù)Pr9=電動(dòng)機(jī)的額定電流；（7）起動(dòng)頻率Pr13=10Hz；（8）DU面板的第三監(jiān)視功能為變頻繁器的輸出功率Pr5=14；（9）智能模式選擇為節(jié)能模式Pr60=4；（10）設(shè)定端子2～5間的頻率設(shè)定為電壓信號(hào)0～10V Pr73=0；（11）允許所有參數(shù)的讀/寫Pr160=0；（12）操作模式選擇（外部運(yùn)行）Pr79=2；（13）其他設(shè)置為默認(rèn)值。

三、系統(tǒng)接線：

        根據(jù)控制要求及I/O分配，其系統(tǒng)接線圖如圖4-1所示。

（PLCFX2N-48MR系統(tǒng)接線圖如圖4-1）

四、系統(tǒng)調(diào)試：

（1）將觸摸屏RS232接口與計(jì)算機(jī)連接，將觸摸屏RS422接口與PLC編程接口連接，編寫好FX0N-3A偏移/增益調(diào)整程序，連接好FX0N-3A I/O電路，通過GAIN和OFFSET調(diào)整偏移/增益。

（2）按圖1-1設(shè)計(jì)好觸摸屏畫面，并設(shè)置好各控件的屬性，按圖2-1，3-1所示編寫好PLC程序，并傳送到觸摸屏和PLC。

（3）將PLC運(yùn)行開關(guān)保持OFF，程序設(shè)定為監(jiān)視狀態(tài)，按觸摸屏上的按鈕，觀察程序觸點(diǎn)動(dòng)作情況，如動(dòng)作不正確，檢查觸摸屏屬性設(shè)置和程序是否對(duì)應(yīng)。

（4）系統(tǒng)時(shí)間應(yīng)正確顯示。

（5）改變觸摸屏輸入寄存器值，觀察程序?qū)��?yīng)寄存器的值變化。

（6）按（圖4-1）連接好PLC的I/O線路和變頻器的控制電路及主電路。

（7）將PLC運(yùn)行開關(guān)保持ON，設(shè)定水壓調(diào)整為3kg。

（8）按手動(dòng)起動(dòng)，設(shè)備應(yīng)正常起動(dòng)，觀察各設(shè)備運(yùn)行是否正常，變頻器輸出頻率是否相對(duì)平穩(wěn)，實(shí)際水壓與設(shè)定的偏差。

（9）如果水壓在設(shè)定值上下有劇烈的抖動(dòng)，則應(yīng)該調(diào)節(jié)PID指令的微分參數(shù)，將值設(shè)定小一些，同時(shí)適當(dāng)增加積分參數(shù)值。如果調(diào)整過于緩慢，水壓的上下偏差很大，則系統(tǒng)比例常數(shù)太大，應(yīng)適當(dāng)減小。

（10）測(cè)試其他功能，是否跟控制要求相符。