变频水泵口试题与梯形图分析

变频水泵口试题
口试题之一：
A 、分析压力调控仪的工作原理，并说明PID 参数的作用
答：压力调控伐是由数字式压力给定，管网压力变送器反馈信号和数字式PID 调节器构成的一个压力闭环调节器。

当压力给定值和压力反馈值有偏差时，通过PID 调节器进行处理，使调节器的输出电流控制信号通过变频器来调节电动机转速，从而使管网压力调整到设定值。

B 、PID 作用：PID 参数影响系统的稳定性及调节精度。

答：比例调节（P ）是一种最简单的控制方式，其输出和输入偏差信号成比例关系。

系统一旦出现了偏差，比例环节就立即进行反应来减少偏差，比例调节的作用设置得越大，调节的速度就越快，但比例作用过大时，会使系统的稳定性下降，只采用比例调节时系统将存在稳态误差。

积分调节（I ）用于消除系统中的稳态误差，它的输出与输入偏差信号的积分成正比关系。

加入积分调节能保证系统的静态精度，但积分作用会使得系统的动态响应变慢，若参数选择不当会影响系统的稳定性。

微分调节（D ）主要反映系统偏差信号的变化率，控制器的输出与输入偏差信号的变化率成正比关系。

适当使用微分，能够减小被控量的超调。

口试题之二：水泵的启动/停止、手动/自动及检修
（口试题之二：根据工艺流程和梯型图，说明如何控制电动机起动、停止、自动与检修等程序。

） 答：上电时，输出Y 0对变频器复位2S （秒）［用M10自保；2S （秒）后切断］
按启动按钮X 0，在复位已完成，变频器无故障时输出Y 5，接通变频器电源KM10，在选择开关S 02为“自动”（ON ）的情况下，进入步进初始状态S 1，先接通Y 6（KM1）使1#泵电源由变频器提供，再延时1S 后输出Y 4，即KA 1＝ON ，变频器正转启动（STF=ON ，MRS=OFF ）以后就自动根据压力情况对3台泵进行控制。

按动停止按钮X 1，切断Y 5自锁，即断开变频器电源，同时退出步进流程，将所有状态无条件复位，停止所有水泵电动机运行。

变频器发生故障时，变频器的报警输出继电器触点A 、C 接断，PLC 输入继电器X 2接通，除了进行与停止时相同的操作之外，还输出Y 14进行声光报警
在手动检修时，将选择开关S 02转为OFF （手动状态），则程序与停止时进行同样操作，即退出步进流程，停止所有泵运转，切断变频器电源，然后将检修开关S 01转到检修位置，PLC 输出端子的电源全部切除，由手动操作开关SA 1、SA 2、SA 3，分别接通接触器KM 11、KM 12、KM 13，以选择1#、2#、3#泵通电运行。

口试题之三：3台水泵的切换
（口试题之三：根据工艺流程和梯形图说明三台水泵从变频到工频之间关系） 1． 分析要点：
切换信号：
M 0――为从变频切换到工频信号（1台泵变为2台泵）
频率到上限但压力仍不够时产生：101310X X AL SU M ∙=∙=
M 1――为切除工频泵信号（2台泵变为1台泵）
频率到下限但压力仍太高时产生：101111X X AL FU M ∙=∙=
2．3台泵轮流工作：
变频工频、变频变频工频、变频变频工频、变频#########133********
010−→−−→−−→−−→−−→−M M M M M
3．切换过程中延时：
（1）切换信号M 0、M 1，从满足切换条件，到发出信号要延时10S ，在这10S 中若切换条件不符合了就撤销计时，以避免频繁切换。

（2）1台泵切换到2台泵的过程：
M 0信号发出后，立即进入下一状态，切断Y 4（KA 1），使变频器一方面停车，输出电压和频率按下降时间减小；另一方面禁止输出，使电动机按惯性自由减速不至于降速太快，避免在切换到工频时产生较大的冲击电流。

延时1S（秒）后断开变频器与电动机之间的接触器，接通电网与电动机之间的接触器，使电动机为工频运行，进入下一状态。

再延时5S，使变频器输出的电压和频率足以下降到0后接通下一台泵与变频器之间的接触器，再延时1S（秒）后输出Y4，接通KA1启动变频器，使下一台泵为变频运行。

（3）2台泵切换到1台泵
M1信号发出后，立即进入下一状态，切断在工频运行状态的泵，变频运行状态的泵仍继续运行。

口试题之四：PLC程序设计时应有哪些步骤？
答：程序设计时有1、了解系统的工艺要求和基本流程
2、确立控制方案
3、系统，设计系统工艺流程图、语句表、梯形图等
4、程序调试及修改
具体说明：
1、了解系统的工艺要求和基本流程
控制对象：三台水泵电动机
控制要求：保持水压稳定（用水量大时水压减小，应使水泵转速升高，如1台泵不够则再加一台泵用水量小时，水压会增大，应使水泵转速降低。

如2台泵太多则减去一台）控制流程：3台泵轮换工作
2、确立控制方案：
系统应闭环运行，要使压力恒定则应使用压力的反馈控制；
反馈信号用压力变送器，采用4～20mA的电流信号送到调节器以提高抗干扰能力。

用压力调控器作独立的PID调节器以方便操作，给定量由调节器面板设置，调节器输出4～20mA的电流信号送到变频器作为频率给定信号。

执行部件变频器为开环运行，按调节器送来的频率给定信号输出相应频率的变频电流到水泵电动机以改变水泵的转速，从而对水压进行自动调节。

由PLC实现3台水泵的启动、停止和切换。

3、系统设计：
PLC选型：需7点输入，10点输出，输出端要驱动接触器，无特殊功能要求，考虑留一定裕量和经济价格比较，选用继电器输出的三菱FX2N-48MR
I/O分配：P378页表32－8，画电路图：P352页图32－10
画控制流程图：以3台泵轮流工作顺序画出控制流程。

设计程序梯形图：P380页状态图32－26
4、程序调试及修改：
输入程序，进行检查，模拟调试，现场调试及修改后再调试，反复进行，直到满足要求。

开机时，使Y0得电，将变频器复位，用时2秒
X0-启动；Y5（KM10）：
启动后首先接通变频器电源
如果变频器运行达到频率上限（X13=ON），如果维持10秒，实测压力末达到给定值（PID 调节器的压力报警AL1没有压力报警信号）X10=0则形成M0=ON
变频器输出频率到下限频率（X11=OFF）10秒后，AL1（X10）有报警信号（X10=ON），则使M1=ON
选择自动（X3=1）起动X0=1
启动后首先接通Y6→KM1→1#泵变频运行
延时1秒后，接通Y4→KA1→变频器正转起动
如果运行频率到上限（X13=1）10秒，M0=1，转工频运行
转换到S2→KA1（Y6）失电，变频运行1秒后断开，
变频器正转运行信号关闭
变频停止1秒后，接通Y7→KM11→电机作工频运行
工频运行5秒后启动Y10→KM2→2#泵变频运行
延时1秒后，接通Y4→KA1→变频器正转起动作变频运行
此时，工频与变频同时运行，管网压力上升，压力偏差减少，如果压力超限（→M1=1），转换到S4
转换到S4，则Y7关闭，停止1#泵工频运行。

如果变频运行到达频率的上限，而实测压力
仍末达到给定值（10秒后），M0=1，转S5
2#泵变频继续运行1秒后关闭，然后接通Y11→KM12→起动2#泵工频运行
进入工频运行后，转S6
2#泵工频运行5秒后，接通Y12→KM3→3#泵变频运行控制接触器
1秒后，接通Y4→KA1→控制3#泵变频运行
此时，工频与变频同时运行，管网压力上升，压力偏差减少，如果压力超限，→M1=1，转换到S7，则Y11停→关闭2#泵工频运行，保持3#泵的变频运行
如果变频运行到达频率的上限，而实测压力仍末达到给定值（10秒后），M0=1，转S8，Y4=0→KA1=0→停止，关闭变频器正转启动信号。

1秒后，关闭Y12→停止KM3→接通Y3→KM13=1→3#泵工频运行启动
工频运行开始后，立刻转S9
运行5秒后→接通Y6→KM1→接通1#泵变频运行接触器
1秒后，接通Y4→KA1→变频器正转运行启动
此时，工频与变频同时运行，管网压力上升，压力偏差减少，如果压力超限，→M1=1，转换到S1
X1—停止按钮；X2—变频器（A、C接通）异常报警信号
X3--（S2）手动、自动选择开关。