第一篇：电子分频器的使用技巧
使用电子分频器不当造成的严重后果
使用电子分频器不当造成的严重后果 来源：网络
早些年合肥一个特大型的酒吧，在国庆期间开业，音响系统中共使用了单12寸全频主音箱16只，双18寸重低音音箱22只，还有其它20多只辅助音箱。但开业几天后发现主音箱的单12寸的喇叭坏了2只，开始那里的技术人员以为是正常损坏，更换了2只新的喇叭了事，但后来一个星期内陆陆续续的又坏了6只12寸的全频喇叭，这样就很不正常了，而且除了12寸主音箱外别的音箱都没有问题。后来我帮忙去检查下系统，发现原来是电子分频器使用不当，我只是把分频器的分频点从130Hz调高到了230Hz，这样问题就解决了，而且低音效果也比以前好了很多。其实道理也很简单：这个系统中由于要兼顾人声演出，所以采用了对人声表现较好的12寸全频主音箱，开始时电子分频器的分频点在130Hz，这是什么概念呢?就是说系统中22只低音音箱的44只18寸喇叭只能发出130Hz以下的声音，作用真的有限，大大的浪费了资源;而系统中16只12寸的喇叭却要负担130Hz以上的主要声音，我们知道声音的力度和震撼度都集中在200多Hz左右，因此这16只12寸喇叭由于口径小根本就不堪重负，这样的分频和使用方法简直是等于谋杀!结果就可想而知了。调整后就大不一样了，16只主音箱只发230Hz以上的声音，230Hz以下的声音由22只低音音箱负责，这样两套音箱各司其职，搭配的也更完美，关键是发挥了它们各自的特长。从上面的例子当中我们可以清楚知道，使用电子分频器需要多么灵活呀!
关于主音箱和电子分频器的连接
大家知道，现在我们使用的音响系统中一般都是两分频的系统多，正常的情况下是由电子分频器分出适合的低频信号送给低音音箱工作，当然分频点是多少要灵活掌握。那可能还有一个问题也许经常困扰着大家：就是主音箱到底是经过分频器好呢还是不经过好呢?如果是大功率的主音箱不经过电子分频器这样更灵活一些，因为主音箱我们一般都配置有专业均衡器，我们也可以灵活的调整主音箱的低频部分，让它更好的配合低音音箱工作;但如果主音箱通过了电子分频器，假如我们把分频点设定在200Hz，这时候主音箱就只能发200Hz以上的声音了，大家想想，如此一来那么多主音箱的低音喇叭岂不是浪费了?
使用电子分频器时需要注意的问题：
1、 分频点：如果在一个2分频的音响系统中，对分频点的调整实际上不取决于低音音箱，而是要看中高音音箱。因为低音音箱在300Hz以下工作都可以，但有些中高音音箱由于扬声器口径太小，动态范围不够大，必须在200Hz以上工作才能保证它们的安全，如果此时分频点分在130Hz附近，那么这些中高音音箱工作起来就很危险了。
2、 音量控制：不管是输入电平还是输出电平，调整的时候都要有一个度，不要开的太大。如果是电子分频器上的各个音量旋钮都开到很大了，系统的声压还不够，那就要调整电子分频器前面信号的电平或者调整电子分频器下面功放的电平和音量衰减开关了。这个要格外注意，否则电子分频器内的信号产生失真就容易损坏下级设备了。
3、 有一些电子分频器上有一个：X10的按钮，大家注意不要轻易按下它。例如我们的分频点调整在200Hz的话，按下此按钮200 X 10就变成2000Hz了，因此除非是需要，否则一般不要按下此按钮。
4、 有些电子分频器后面板有一个低音模式的选择，它可以把立体声2路信号合成1路输出，这样可以减少低音箱之间的声干涉。大家可以适当利用下。当然要是低音分频点分的较高，那么低音音箱发出的声音就会有一定的指向性了，此时还是要在2路立体声信号的状态下工作较好。
5、 系统中低音信号的输出和中高音信号的输出一定不要搞混了，否则高音信号给了低音音箱，低音信号给了高音音箱，那样南辕北辙的做法音响系统中就真的没有声音出来了，因为频率不对呀!搞不好还会烧坏音箱呢!
6、 主音箱是否经分频：上面说了主音箱是不是要经过电子分频器，大家应该有各自的主见，不明白的时候可以多次对比试验一下再决定，在心里没底的情况下不要盲目的下决定。
第二篇：电子白板的使用
电子白板的应用技术
一、什么是电子白板
电子白板又称电子交叉白板，是一种新的高科技电子教学系统。它是由硬件电子感应白板和软件白板操作系统集成。电子白板集传统的黑板、计算机、投影仪等多种功能为一身，使用非常方便。
电子交互白板技术为课堂互动、师生互动、生生互动，提供了技术可能和方便。为建立以学生学习为中心的课堂教学奠定技术基础。
二、电子白板软件启动方法：(有两种)
1、双击桌面上的一个快捷方式。
2、对击双侧30个快捷键，随便打开任意一侧，任意一个键，也可以将软件打开。
三、如何把软件最大化最小化
浮动工具条倒数第一个按键，用来把软件最大化和最小化操作。
四、如何关闭软件
关闭软件是用工具栏倒数第二个按键文件夹，单机退出，选择退出的同时，系统会给出一个保存提出，可根据需要来选择。
五、页面模式(分四种)
1、桌面模式
2、窗口模式
3、边框模式
4、全屏模式
六、浮动工具条
包含了软件当中所有工具按钮
七：把所有工具分类(分为五种选项)
第一排分成5个选项卡
1、开始选项卡
包含软件当中常用的工具，每门学科应用最多的都在开始排列。
2、页面选项卡
包含所有页面功能相关的。
3、插入选项卡
插入根据学科相关的素材，也是插入资源使用。
4、笔盒选项卡
倒数第二个按钮是笔盒选项卡，提供了所有软件不同功能，不能颜色，不能粗细的书写笔。
5、学科工具选项
包含不能学科的功能
八、 按顺序看看每个选项卡中常用的功能
(一)页面选项卡
新建页面(代加号)——打开页面，新建一个页面。 删除页面——对当前页面整张删除。 清页——将所有页面所有内容进行清除，
前一页(左箭头)——左箭头和右箭头，是对前后页面翻页。 后一页(右箭头)——左箭头和右箭头，是对前后页面翻页。
漫游(小手)——小手按键是代替漫游的功能，单指书写(代替实现书写)，多指漫游(三个以上手指同时在板子上是对书写进行无限漫游)。 页面回放——可以把所有页面回放，方便学生复习。 放大——每张页面可以以1。25倍的倍数进行放大。 缩小——可以以0.25倍的倍数进行缩小。
背景色——添加不同的背景颜色，可以根据需要调整当前页面背景颜色。 背景图——添加不同学科的背景模拟图。
删除背景图(带垃圾桶)——倒数第一个按键，删除刚刚添加过的背景模拟图。 (二) 笔盒选项卡
硬笔——书写粉笔笔迹。 软笔——书写毛笔的笔迹。
竹笔——可以把线条加粗，看上去带有立体感。构化特殊的线条，是美术老师的专用。 荧光笔——可标出重点。有透明页，可以多个重点同时标注。
激光笔——可标出重点。颜色可以闪烁。画下一个重点时，前一个重点可以隐藏，只显示最后一个画出的重点。
纹理笔(豹纹)——对一个答案进行刮擦(必须以图片形式保存)。方法：
1、选择纹理笔图标;
2、选择调色牌;
3、点击下面其它选项，打开路径;
4、在需要位置进行刮擦;
5、最后答案可以显示在板面当中。
智能笔(三角形)——数学、美术老师在勾画平面图形时使用，划出轨迹，自动转换。 手势笔——有三个功能：
1、实现书写功能;
2、前后翻页(像左划出一个箭头，向前翻页，向后划出一个箭头，向后翻页(长度必须超过版面长度的1/2);
3、擦除(在需要擦除的地方重复两次以上，代替板擦。 笔色——更改书写笔的颜色。 宽度——调整书写笔宽度。 填充色——需要填充的颜色。 线头——对线头的更改。 线体——对线体的更改。 线尾——堆线尾的更改。
橡皮擦——有三种方式：
1、区域擦除;
2、点擦除。
3、在双侧快捷键没一侧倒数第五个按键实行擦除，是默的区域擦除。
(三)插入选项卡
资源浏览器——有两种：
1、本地资源：提供了从幼儿园到高中的相关素材。例如：地理老师需要的地图。单机浏览器中的所需要的地图——选择拖拽对象——选择大小——单击选择键。
2、网络资源：
媒体——电脑桌面，查找动态图片，先在需要的地方显示。
文本框(大写的T)——手写识别。把手写体转换为印刷体。方法：先选择工具栏下方第一个点击两个大写的A，手写识别弹出一个小工具栏，老师可以(ab)答案覆盖。将矢量图形或者自选图形覆盖，最下角第五个按键，属性浏览器，把边框颜色改成白色，当下一次用时，将屏幕白色一同拉开。区域拖拽，下面有播放器按钮，除了视频 矢量图形——老师讲课或者制作课件时候用。
自选图形——更改大小，控制点。在对象上单击——出现4个控制点，——左上角是移动;右上角是顺时或者逆时针旋转，右下角按键往外拖是无限放大，往里推是缩小，在左下角按键包含了很多功能，剪切、复制、粘贴等。 投票器——教师备课使用。出示向导——选项——选择出题——可以选择多项还是单项。根据需要打开软件或者打开键盘输入。 展台——
(四)学科工具选项
数学学科工具栏(平方a)——点击数学学科——出现数学工具栏(先拖拽，再书写，出现错误，用圈擦清除，最后移动漫游，只显示印刷体。
物理学科工具栏——包括：力学、光学、电学、电磁学和电学图意。 化学学科工具栏——两种化学反应方程式。
1、利用键盘。
2、拖拽手写识别。
语文学科工具栏——有三个工具按钮。
1、点击第一个书写汉字。
2、上方有两个大写AA，手写识别，
3、把英文切换为中文。再板面任何位置书写汉字，转换为中文默认值;例如：“中华”书写体转换为印刷体两种方法，横排和竖排转换：中华“控制点(绿色)调控，从“中华”两字中间向上划一下;第二种在小工具栏有个向上箭头，也可以固定;最后，退出这些小工具栏，单击小工具栏第一个按钮。
4、字典功能;把书写的汉字笔画设置，拼音自带汉字随意设置;按书写笔画演示。
5、最后一个是：字典功能，清——写——查。
英语学科工具栏——
1、拖拽一下，书写音标;使用键盘上脱机用。
2、设置显示方式。(转换为英文格式。)
时钟计时器——单击时钟，设计时间。分针秒针可以设置。 计算器——跟电脑计算器使用方法是一样的。
屏布——
1、单击一下，拖拽页面当中所有选项，遮挡。使用时，点击可以左右上下垂直，都可以更改。
2、在屏布遮挡器任何一个地方，可以设置背景图的颜色。不需要，点击退出。 手写识别——跟插入手写识别方法相同。(书写体变成印刷体)
抓屏工具(小剪刀)——把软件当中复习内容包括外面资料的一个截取。
1、捕捉书写内容;
2、捕捉书写内容，捕捉导入区域。选择截图——选择——拖拽——可以选择书写笔批注。
屏幕键盘——不需要书写输入。打开软件盘输入。
聚光灯——实现智能灯的功能，点击红色边框拖拽，设置大小;在灰色暗地方点击，可更改透明度。指灰色区域，可以设置图形，单击退出。 窗口播放器——在软件格式当中打开其它格式课件。
遮屏——可以随意设置遮挡。拉幕是需要按钮调控，而遮屏不用。 书写窗口——对重点，对某个重点讲解。倒数第四个按键打开。
放大镜——移动局部放大。倒数第三个是局部放大，单击，选择，关闭。
屏幕录放器——对声音进行录制。打开节目录制器，打开红色按键，录制，单击灰色按键，保存最小化，回到桌面格式。
锁屏——禁防不透明物体飞入，影响课件效果，或者白板翻页。单击小钥匙，锁上，向右划下是解锁。
(五)左侧还有四个按钮(索引栏、属性浏览器、资源面板、动作面板) 索引栏——点击索引栏，左侧展开每一个页面都是相当于每次完成的一个幻灯片的保存，页面也可以上下移动，也可以删除，跟幻灯片是一样的。
属性浏览器——对某一个对象，更改某一个属性对象。有两种方法：
1、单击左下角第5个按键，显示属性浏览器;
2、单击板面左侧第二个属性浏览器来选择设置。
资源面板——它代替插入选项卡按键，包括第一个资源。打开管理资源，包含本地资源和网络资源。
动作面板——类似一个幻灯片的链接文本文件。例如书写字体：先选择字体，单开动作面板第一个加号(显隐链接)，可以链接到文件，幻灯片，白板页面(白板一共所有页)。打开，确定。动作显隐1，小猫隐藏，在对象小猫身上就显示1，打开动作面板，确定显示，最后取消。
(六)如何把软件保存
就是可以脱机备课，也可以把这些软件装在家里的电脑上，或者办公室的电脑上，实现脱机备课;把所有29个页面进行保存(28/29)。共有三种保存方法：
1、选择退出关闭软件的时候，会问你是否需要保存;
2、在主工具栏中倒数第二个文件夹，然后第一个文件里会有保存，这个保存，可以首先选择路径，保存桌面上，命名可以更改，保存白板的形式(hht)格式;
3、第三种保存方法，可以点击快捷键。无论这三种哪一种格式都是白板格式。还可以保存其它格式，
(七)如何把白板格式转换成幻灯片格式
1、打开白板软件;
2、切换到桌面模式，然后找路径，打开幻灯片，全屏播放，幻灯片下播放，或者用鼠标点开播放;
(八)如何把其它格式转换为白板格式
1、首先选择打开文件，
2、再换到桌面模式，打开幻灯片;
3、幻灯片一共有29页，要先把第一页转换为白板模式，在工具栏倒数第四个按键，新建页面，点击新建屏幕页，发生三种变化。首先幻灯片右上角有页码提示，再次单击幻灯片模式，翻页，翻到第二页，点击新建屏幕页，出现右上角页码提示，说明已经转换为白板模式了!第三页，第四页方法是一样的!最后删除第一页。即：切换——翻页——新建屏幕页
随着多媒体计算机技术的不断发展，黑板和多媒体大屏幕投影在教学中已显的格格不入，而交互式电子白板正顺应了时代的发展和教学的需要。我们有理由相信它会成为未来中国课堂教学的必选媒体。当然，正如著名的媒体技术专家克拉克说的[6]：“是教学设计而不是用来传递教学的媒体，决定了学习者的学习”。该白板系统仅是一个辅助教学工具，若要达到理想的教学效果，还需要教师对资源进行优化设计，发掘交互白板平台中蕴涵的教学策略，将其真正的融于课堂教学中。
第三篇：变频器和PLC恒压供水变频器系统的设计
摘要
随着社会的不断发展，工业自动化领域不断走入正规和壮大。对于人们日常生存等需求日益增加，实现工业自动化与智能化已经迫在眉睫。其中在城市供水系统中，可以通过可编程控制器(PLC)、变频器控制电机的转速以及PID控制来实现对城市恒压供水。
从上个世纪80年代至90年代中期，PLC领域得到了快速的发展，在这期间，PLC在处理模拟信号、数字信号以及人机交互等方面的发展，促使PLC技术大量应用于工业自动化控制领域。PLC具有通用性强、使用便捷简单、抗干扰能力强等优点，也使得PLC在工业控制中的地位，在可预见的未来，是无法替代的。
本文是依照西门子三菱 PLC为控制系统，来实现对恒压控制系统的手动及自动控制，通过三菱变频器来直接控制三相异步电动机的转速，从而实现恒压输出。变频器可以接收来自PLC的信号，主要分为手动和自动方式来调节水压。
本文主要针对恒压供水来设计，需要PID控制系统来调节水压，而一些变频器内置了PID功能，这也显示了变频器在工业领域的可实施性。通过压力设定值与压力变送器返回值进行比较，将偏差反馈给变频器内部的PID调节器，PID调节器经过运算处理，得出调节信号，从而实现闭环控制。
关键词：PLC、变频器、恒压、PID控制
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第一章 绪论
随着社会的迅速发展，工业也逐渐步入了4.0时代，机器人等一些智能化控制也逐渐进入了我们的生活。恒压供水一直以来是工业以及生活中维持生存的命脉。为了实现日常生活和工业生产的正常供水，我们必须寻找一种稳定的供水系统来解决昼夜用水量不同以及用户日益增加的问题。
PLC的快速发展发生在上世纪80年代至90年代中期。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到了很大的提高和发展。PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PID控制是迄今为止最通用的控制方法之一。因为其可靠性高、算法简单、鲁棒性好，所以被广泛应用于过程控制中,尤其适用于可建立精确数学模型的确定性系统。PID控制的效果完全取决于其四个参数,即采样周期ts、比例系数 Kp、积分系数Ki、微分系数Kd。因而,PID参数的整定与优化一直是自动控制领域研究的重要课题。PID在工业过程控制中的应用已有近百年的历史，在此期间虽然有许多控制算法问世,但由于PID算法以它自身的特点，再加上人们在长期使用中积累了丰富经验，使之在工业控制中得到广泛应用。在PID算法中，针对P、I、D三个参数的整定和优化的问题成为关键问题。
1.1 PLC变频调速恒压供水系统的意义
近年来，由于工业迅猛的发展和人们日常物质的需求不断提高，这使得高塔供水系统的水压不稳定，从而影响工业生产和人们日常生活需求。为了提高供水水压的稳定性和恒速输出，我们可以通过三相异步电动机的转速来控制水压以及水速，三相异步电动机可以通过变频器来调节频率来控制电机的转速，为了实现整个恒压供水控制系统的手动以及自动控制，我们可以通过PLC来控制整个系统。
PLC是基于微型计算机技术的通用工业自动控制设备。由于PLC体积小、功能强、速度快、可靠性高，又具有较大的灵活性和可扩展性，目前已被应用到机械制造、冶金、化工、交通、电子、纺织、印刷、建筑等诸多领域。
变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率的方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、控制单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得
2 到了非常广泛的应用。
通过变频器、PLC以及继电器等元件组成的恒压控制系统具有较高的可靠性，对外界具有较高的抗干扰能力，PLC编程通俗易懂，易于控制，所需成本低等优良特点，使得PLC变频调速恒压供水系统在日常生活用水以及工业生产用水成为可能。
恒压供水系统在无人操作的情况下，可以完成对供水管道的恒压输出，保持供水的恒压输出也就是供水流量的稳定，根据力学原理，水泵的流量与电机的转速成正比。变频恒压供水系统的基本原理是依照系统中的压力传感器对系统供水管道中的压力进行实时检测，并通过过程控制的原理将压力信号和设定值进行比较，反馈给处理器，通过执行机构变频器，来完成对泵机转速的控制，使得在外界干扰的作用下，水压及水流量能稳定在某一范围内，这就是所谓的恒压控制系统。其意义可显而易见，保障恒压供水，可以使人们日常生活及工业生产更加方便和稳定。
1.2 国内外研究现状及发展
现在社会上，随着计算机的普及以及工业技术的不断完善，使得对供水的恒压控制已经成为可能。PLC技术的不断发展以及变频器的广泛应用，也使得恒压供水系统可靠性、实用性等性能得到体现。
从查阅的资料来看，国内供水系统发展比较缓慢，最开始是通过高塔供水系统来提供生活及工业生产供水，高塔供水系统最大缺点就是供水水压不稳定，随着社会的不断发展以及工业技术的不断进步，恒压供水系统是在变频器技术不断改善的基础上发展起来的，最先由于国外生产的变频器功能的局限性，在恒压供水控制系统中，变频器仅仅作为执行机构，就是单单接收控制器信号来控制电机的转速。为了满足供水时的恒压稳定输出，变频器也随之改进，人们在变频器内部囊括了PID控制，通过外部控制器和压力传感器，对压力进行闭环控制。
最初由于变频器技术的不成熟，国外的恒压供水系统在设计时都采用一台变频器控制一台电机的方式，很少使用一台变频器控制多台电机组的形式，这使得整个恒压供水控制系统成本高。随着变频技术的不断改善，以及PLC技术的巩固，使得变频恒压供水系统的稳定性、可靠性的性能显著提高。目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程，大多采用国外的变频器控制水泵的转速，水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，有的采用可编程控制器(PLC)及相应的软件予以实现;有的采用单片机及相应的软件予以实现。但在系统的动态性能、稳定性能、抗扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说，还远远没能达到所有用户的要求。
变频供水系统目前正在向集成化、维护操作简单化方向发展,在国内外，专门
3 针对供水的变频器集成化越来越高，很多专用供水变频器集成了PLC 或PID，甚至将压力传感器也融入变频组件。同时维护操作也越来越简明显偏高，维护成本也高于国内产品。 目前国内有不少公司在从事进行变频恒压供水的研制推广，国产变频器主要采用进口元件组装或直接进口国外变频器，结合PLC 或PID调节器实现恒压供水，在小容量、控制要求的变频供水领域，国产变频器发展较快，并以其成本低廉的优势占领了相当部分小容量变频恒压供水市场。目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究设计中，对于能适应不同的用水场合，结合现代控制技术、网络和通讯技术同时兼顾系统的电磁兼容性(EMC)，的变频恒压供水系统的水压闭环控制研究得不够。因此，有待于进一步研究改善变频恒压供水系统的性能，使其能被更好的应用于生活、生产实践。
1.3本课题主要研究内容
本设计是按照中小城市自来水厂为研究背景，应用变频技术、PLC技术、过程控制技术等，实现对供水系统的恒压控制。
本设计采用三菱PLC和变频器，通过PLC系统的控制和变频器的变频变压，并且利用变频器内置的PID控制器来完成恒压的闭环控制。本文主要研究内容及结构如下：
1)针对PLC及变频器技术基础展开全文，介绍PLC的发展过程及应用、PLC的基本组成、工作原理等;简单介绍了变频器，包括变频器的基本组成单元、变频器的分类及工作原理。还简单介绍了PID控制技术。
2)针对供水系统的恒压控制的设计。本次设计采用选用三菱FX2N～32MR系列的可编程控制器，变频器选用型号为三菱的FR—A540，首先通过介绍了三菱FX2N～32MR的PID控制器引入主题，通过使用PLC的编程控制、变频器的主电路对电机的控制以及变频器内部PID功能模块对供水输出水压的反馈控制，我们仅需使用两者变实现对恒压供水系统的控制。本章还介绍了供水系统的组成、PLC编程软件等的内容。
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第二章 PLC和变频器技术基础
PLC是专门应用于工业控制的一种计算机，也就是人们所说的可编程控制器，在工业控制领域，它作为整个系统的控制中心，执行逻辑、顺序、计数、定时等功能，通过模拟量和数字量的输入输出信号，来控制工业生产的正常运行。
2.1 可编程控制技术
2.1.1 可编程控制器的发展过程及应用
PLC起源于美国，在1969年，美国数设备公司成功研制出第一台可编程控制器PDP-14，由于技术的局限，该产品功能比较简单，但这是首次采用程序化的手段应用于工业控制，因此被世界公认为第一台PLC。1971年，日本从美国引进了这项技术，很快也研制出本国的第一台PLC ，被命名为DSC-18。1973年西欧国家也相继研发出他们的产品。我国可编程控制器发展较晚，是从1974开始研制，1977年才应用于工业控制领域。从20世纪70年代开始，随着电子技术的迅猛发展，PLC采用通讯微处理器的技术逐渐发展成熟，使得PLC控制功能得到进一步的增强。20世纪80年代，随着集成电路等微电子技术的发展，以16位和32位微处理器构成的微机化PLC，使得PLC功能进一步加强，如工作速度快，抗干扰能力强、可靠性高、成本低、编程及故障检测更加灵活简单等。目前，PLC已进入成熟阶段，广泛应用于我们的日常生活领域和工业生产领域，如石油、化工、电力、建筑、汽车、环保、水力等各个行业。
2.1.2可编程控制器的组成和工作原理
可编程控制器组成包括CPU控制单元、I/O输入输出单元、内存单元、电源模块、底板或机架。
1.CPU控制单元
CPU控制单元是PLC的核心部分，CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现他们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。CPU按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，他们决定了PLC的工作速度，I/O输入输出信号点的数量及软件的容量等，因此是PLC控制规模的决定性因素。
2. I/O输入输出模块
5 PLC输入输出模块是PLC控制系统接收信号和发出信号的模块，也就是与电气回路的接口。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入(DI)，开关量输出(DO)，模拟量输入(AI)，模拟量输出(AO)等模块。
常见的I/O信号的分类有：
开关量信号：输入输出信号按电压高低分类，有220VAC、110VAC、24VDC,按隔离方式划分，有集体管隔离和继电器隔离两种。
模拟量信号：按信号类型分，有电流型(4-20mA,0-20mA)、电压型(0-10V,0-5V,-10-10V)等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数的限制。我们在设计过程中需要根据输入输出信号点的数量以及信号类型来选择PLC的类型。
3. 编程器
编程器的作用是用来供用户进行程序的输入、编辑、调试和监视的。编程器一般分为简易型和智能型两类。简易型只能联机编程，且往往需要将梯形图转化为机器语言助记符后才能送入。而智能型编程器(又称图形编程器)，不但可以连机编程，而且还可以脱机编程。操作方便且功能强大。
4. 电源
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源(220VAC或110VAC)，直流电源(常用的为24VDC)。 可编程控制器的工作原理: PLC的工作方式与一般的计算机是不同的，它对I/O状态和用户程序作周期性的循环扫描、解释并加以执行，这一周期称为基本扫描周期，由程序长短和CPU指令执行时间所确定，一般为数十毫秒。开关控制输出方式可为继电器、晶闸管或晶体管，连续量输出可为电流或电压。
PLC工作的全过程可用图 2-1 所示的运行框图来表示。
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图 2-1 可编程控制器运行框图
2.1.3可编程控制器的分类及特点
(一)小型PLC 小型PLC 的I/O 点数一般在128 点以下，其特点是体积小、结构紧凑，整个硬件融为一体，除了开关量I/O以外，还可以连接模拟量I/O 以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术、运算数据处理和传送通讯联网以及各种应用指令。
(二)中型PLC 中型PLC 采用模块化结构，其I/O 点数一般在256～1024 点之间，I/O 的处
7 理方式除了采用一般PLC 通用的扫描处理方式外，还能采用直接处理方式即在扫描用户程序的过程中直接读输入刷新输出，它能联接各种特殊功能模块，通讯联网功能更强，指令系统更丰富，内存容量更大，扫描速度更快。
(三)大型PLC 一般I/O 点数在1024 点以上的称为大型PLC，大型PLC 的软硬件功能极强，具有极强的自诊断功能、通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块可以构成三级通讯网实现工厂生产管理自动化，大型PLC 还可以采用冗余或三CPU 构成表决式系统使机器的可靠性更高。
2.2 变频器技术
变频器的产生解决了启动电流过大而损耗电机和工作电网不稳等问题，一定程度上它增加了电机的使用寿命，也起到了一定节能的效果。变频器的产生主要是变频技术和微电子技术发展的产物。变频器是通过改变电机电源频率的方式来控制电机的速度。变频器最大特点是可以改变电源的频率，通过改变频率，来实现对交流异步电机的变频调速、软启动、过流保护、过载保护、节能等功能。
2.2.1变频器的组成
变频器通常有四部分组成：整流单元、高容量电容、逆变器、控制器。 整流单元：整流单元的主要是通过变流器或者可逆变流器，将工频交流电源转换为直流电源。
高容量电容：存储转换后的电能。
逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。
控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机。
2.2.2变频器工作原理
主电路是给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容。电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。 它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的“整流器”，吸收在变流器和逆变器产生的电压脉动的“平波回路”，以及将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。按照变换环节有无直流环节，变频器可分为交一交变频器和交一直一交变频器。
交一直一交变频器主电路可分三部分：
8
+三相交流电源VT1VT2VT3ZAUVT4ABVT5VT6CZBZCO-整流电路逆变电路滤波电路
图2-2交一直一交变频器主电路
1. 整流电路：交一直部分整流电路通常由二极管或是可控硅构成的桥式电路组成。根据输入电源不同，可以分为单相和三相桥式整流电路。常用的小型变频器通常为单相220V输入，而较大功率变频器通常为380V三相输入。
2. 中间环节：滤波电路
滤波电路一般可分为电感滤波电路和电容滤波电路。由于流过电感的电流不能突变，电容两端的电压不能突变，所以用电感滤波就构成电流源型变频器，用电容滤波就构成了电压源型变频器。
3. 逆变电路：直一交部分
逆变电路部分是交一直一交变频器的核心之处，其中6个三极管按其导通顺序分别用VT1~VT6表示，与三极管反向并联的二极管起续流作用。
按每个三极管的导通角度又分为120°导通型和180°导通型两种类型。 逆变电路的输出电压为阶梯波，虽然不是正弦波，却是彼此相差120°的交流电压，即实现了从直流电到交流电的逆变。输出电压的频率取决于逆变器开关器件的切换频率，达到了变频的目的。
除此之外，逆变电路还有保护半导体元件的缓冲电路，三极管也可以用门极可关断晶闸管代替。
交一交变频器是指无直流中间环节，直接将电网固定频率的恒压恒频交流电源变换成变压变频交流电源的变频器，被人们称为直接变压变频器，也称为周波变频器。
交一交变频器的基本原理如下：
在有源逆变电路中，若才用两组反向并联的可控整流电路，适当控制各组可控硅的关断和导通，就可以在负载上得到电压极性和大小都改变的直流电压。若再适当控制正反两组可控硅的切换频率，在负载两端就能得到交变的输出电压，从而实现交一交直接变频。
9 2.3 PID控制
在工业电气控制方面，按照控制方式可分为开环控制和闭环控制两种，PID控制是比例积分微分控制的简称，也是闭环控制的一种经典的控制规律。
开环控制方式是指控制装置与被控对象之间，只有顺向作用而没有反向联系的控制过程，按这种方式组成的系统称之为开环控制系统，其特点是系统的输出量不会对系统的控制作用发生影响。开环控制系统可以按给定量控制方式组成，也可以按照扰动控制方式组成。
闭环控制也称为反馈控制，其控制方式是按照偏差进行控制的，其特点是不论什么原因使被控量偏离期望值而出现偏差时，必定会产生一个相应的控制作用去减少或者是消除这个偏差，使被控量与期望值接近相等。按闭环控制方式组成的闭环控制系统，具有抑制任何内、外扰动对被控量产生影响的能力，有较高的控制控制精度。
闭环控制的基本框图如下：
给定值+-调节器D/A转换器被控量执行器过程A/D转换测量变送图2-3 闭环控制框图
上图是闭环控制的一个经典的闭环控制系统的框图。图中用“○”号代表比较元件，它将测量元件检测出的值与输入值进行比较，“—”号代表两者的符号相反，也就是所谓的负反馈;“+”号表示被控量与输入量的符号相同，即正反馈。信号从输入端经过调节器、执行结构等到达输出端，称为前向通道;系统输出量经过测量元件的测量变送，反馈给输入值，此段通道称之为反馈通道。
通常，闭环控制系统的外作用有两种形式，一种是系统的输入量，另一种为外界的干扰因素，即扰动量。在正常的工业生产中，扰动是不可避免的，不同的生产环境，扰动的因素也有所不同，而且它可以在整个控制系统的任何元部件进行干扰作用。也正是因为干扰因素的作用，我们才引入了闭环控制系统。
闭环控制是过程控制的一种类型。过程控制是通过通过各种检测仪表、控制仪表、电子计算机等自动化技术元件，对整个工艺生产过程进行自动检测自动控制、自动监控。对于一个过程控制系统来说，是由被控过程及过程检测仪表两部分构成的，过程控制系统主要有调节器、检测元件、调节阀、变送器等构成。对于过程控制系统的设计经验而讲，主要有两方面，一是工业过程的工艺要求，其
10 次是过程特性，设计时可以根据实际生产需求来选用相应的过程控制仪表，进而创建系统，最后通过PID参数的设定，实现对工业生产过程的最佳控制。
在选择控制器时，我们可根据过程特性来选择，若无法准确的建模或者是过程的数学建模很复杂时，可根据何种控制规律适用于何种过程特性与工艺要求来选择，常用的控制规律有比例控制(P)、比例积分控制(PI)、比例微分控制(PD)、比例积分微分控制(PID)。
1. 比例控制规律(P)：
采用比例控制规律能较快地克服扰动的影响，使得系统稳定下来，但是存在余差。它适用于控制通道滞后较小、负荷变化不大、控制要求不高、被控参数允许在一定范围内有余差的场合。
2. 比例积分控制(PI)
在工程设计上，比例积分控制是应用最常见的一种控制方式，其最大的特点是能消除余差，它适用于控制滞后较小、负荷变化不大、被控参数不允许有余差等范畴。如某些流量、液位等要求无余差的控制系统。
3.比例微分控制(PD)
比例微分控制的特点是具有超前作用，对于具有容量滞后的控制特性，可以使用微分控制规律来改善系统的动态性能指标。因此对于控制通道的时间常数或是容量滞后较大的场合，为了提高系统的稳定性，减少动态偏差等可选择使用比例微分控制，但是对于纯滞后较大，测量信号有噪声或是周期性扰动的系统，则不宜采用微分控制。
4.比例积分微分控制(PID)
比例积分微分控制是一种较理想的控制规律，它在比例的基础上应用积分的作用，来消除余差，再通过微分的作用，可以提高系统的稳定性。它适用于控制系统时间常数或是容量滞后较大、控制要求高的现场。如恒压、恒温的控制等。
PID控制器参数的设定是整个控制系统的核心内容，它决定了整个系统稳定性能，参数设定主要包括PID控制器的比例系数、微分时间和积分时间。PID控制参数设定方法主要分为两大类：一是工程设定方法，主要通过工程的积累经验，直接通过在控制系统的调试中进行，由于其通俗易懂、容易掌握，被工程调试广泛应用。二是通过数学理论设定，它主要是根据数学理论模型，按照一定的数学运算规律来确定控制器的各个参数变量，这种参数计算方法一般不能直接应用到工业调试中，还需要结合现场实际情况进行调整和修改。
现场调试一般使用工程整定的方法来调节参数，主要有临界比例法、衰减法和反应曲线三种方法。临界比例法是最常见的一种设定方法。其整定步骤如下：
1) 预设定一个足够短的采样周期来让控制系统工作。
2)仅加入比例控制参数进行调节，直到控制系统对输入的阶跃响应出现临界
11 震荡现象，记下纯比例控制的放大系数和临界状态下的震荡周期
3)在一定的控制力度下，使用公式计算得到相应的PID控制器的参数。
12
第三章 恒压控制电路的设计
本次设计是为了实现对供水系统的恒压控制，通过使用PLC和变频器可以完成对恒压供水系统的设计。通过查阅资料和现场实践，本文选用三菱FX2N～32MR系列的可编程控制器，变频器选用型号为三菱的FR—A540，FR-A540变频器内置PID控制模块。压力传感器选择没什么特殊的要求，我们在此选用一般的压力表Y-100和XMT-1270数显仪实现压力的显示、检测及传送信号的功能。采用两台泵机来提供动力，使得系统稳定保障大大提高。
3.1三菱FR-A540变频器的PID功能
三菱变频器在工业应用非常广泛，在设计供/排水系统时选用三菱变频器后常会用到PID控制功能。目前所有的三菱变频器均有PID控制功能。FR-A540变频器采用矢量控制方式，使得驱动性能更加好，由于使用了智能功率模块和调制原理，使得变频器的噪声降低、抗干扰性能更高、变频器的输出波形更加稳定。同时FR-A540内部置入PID控制单元、顺序制动、变频、工频顺序切换、停电减速制动等功能，使得FR-A540变频器得到广泛的应用。
三菱变频器内部PID控制单元，通过对水压的给定值和压力检测装置的输入信号进行对比，将偏差直接传送给内部PID控制单元，按照预先设定的调节规律进行计算，得出调节信号，再直接控制变频器的输出电压和频率，实现对泵机的转速控制，进而保持整个供水系统管道的恒压控制。
控制框图如下：
给定值+-反馈值偏差变频器驱动回路电机MPID运算测量变送图3-1 PID控制框图
3.2 恒压供水系统的设计思路
根据水厂的日常生产来看，工作人员通过操作系统控制面板上的按钮以及指示灯的提示来完成对恒压供水系统的实现。为了保障整个操作系统的稳定的前提下，必须尽可能的考虑到系统操作简便易懂，安全系数高等因素。
13 本文通过手动和自动两种运行形式来实现对变频恒压供水系统的控制。手动运行方式是通过操作面板上的按钮来控制相应的设备，比如各个泵机的运行、停止等。在水厂正常运行期间，很少使用手动运行方式来控制供水的恒压输出，然而手动方式仍是必不可少的，手动运行方式的作用主要有：
1)方便调试。在整个系统正处于测试阶段，还未进入生产时，可以通过手动的运行方式来试验是否整个系统的各个环节已具备自动运行的条件。
2)有利于日后的维护、维修及保养。若出现某一电机不能正常运行或者警示灯闪烁等现象时，我们可以在手动运行的方式下进行检测、维修相应的故障设备，日后也可以对相应的设备进行保养等。
系统的自动运行方式主要是通过对输出水管的压力和设备运行状态的动态检测，从而保证管道的正常供水。通过自动启动的一键启动运行，整个系统便处于自动状态，之后整个系统无需人为的进行操作控制。启动系统时，变频器软启动其中的一台水泵，水泵开始工作，供水管道的压力逐渐上升，同时，系统中的压力检测装置将检测的水压转换成电流或是电压的形式将电信号传给变频器中的PID控制器，再经过与设定的压力参数进行比较，得到的偏差再传送给该变频器的主电路，再由变频器来改变输出频率，从而实现供水管道的恒压控制。
3.3 恒压供水系统组成设计
现今，恒压供水系统主要由变频控制系统、PLC控制系统以及PID过程控制系统三部分组成。如图3-2所示，该图为中小型恒压供水系统的整体组成。主要组成单元有电气控制柜(主要包括PLC及变频器等电控器件)、泵机、压力传感器、蓄水池、通水管道等。
电气控制柜变频器主电路PLCPID控制器反馈信号蓄水池用户用水水泵电机通水管道压力传感器图3-2 恒压供水系统组成图
电气控制柜：电气控制柜在工业现场应用非常广泛，它一定程度上保证了一些电气元件的工作环境的稳定。本设计电气控制柜主要安装PLC、变频器、接触器、继电器等元器件。电气控制柜是本设计的电气控制中心。
压力传感器：通水管道的压力作用于压力传感器上，压力传感器将检测的压
14 力值以一定的转换方式，转变为电信号，将电信号传送给控制器，起到测量、变送的功能。本设计选用压电式压力传感器，其工作原理是基于某些晶体材料的压电效应。压电效应指，某些离子型晶体电介质沿着某一个方向受力而发生机械形变(压缩或伸长)时，其内部将发生极化现象，而在其某些表面上会产生电荷，此电荷经电荷放大器和测量电路放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出。当外力撤消后，又重新回到不带电状态。
泵机：泵机是整个系统的执行机构，它是供水的基础，水压可以通过泵机的转速来控制，结合变频器和PLC可以实现恒压输出的目的。
蓄水池：该设备是水厂的储水装置，是供水的保障。
通水管道：通水管道是输送用水的动脉，它是用户用水与供水厂的媒介。
3.4 恒压供水系统主电路设计
根据实际应用，恒压供水系统一般采用一台变频器控制多台泵机并联运行的控制方式，本次设计采用一台变频器对两台水泵的控制，主电路如图3-3所示。
KM1A泵机三菱变频器FR-540三相电源KM3B泵机~KM2KM4
图3-3 恒压供水系统主电路
在手动状态下，通过继电器和接触器的关断作用，可以分别对A、B泵进行变频控制和工频控制。注意的是在PLC编程设计时，手动状态下应该保证仅有一种工作状态运行，这种情况下，可以在软件上进行互锁的方式实现，或者在硬件上实现，比如通过使用接触器的常闭触点来进行关联。当自动运行的条件满足时，自动启动按钮按下，通过外部感应器件的检测变送、变频器、PLC控制器的控制执行，从而实现恒压供水正常的自动运行。
KM
1、KM2及KM
3、KM4的关断可以控制A和B泵在工频和变频之间的切换，通过PLC编程设计可以实现;接触器之间需要互锁，防止接触器同时吸合，
15 发生故障。在自动运行的情况下，通过PLC的信号给出，首先给A泵通电信号，即KM1吸合，使得变频器仅作用A泵运行，变频器逐步控制A泵电机的输入频率，直至达到设定的信号值，若输入频率达到工频时仍然没有达到设定的信号值，即一台泵机无法满足流量及压力的需求，此时要将A泵机切换到工频的控制方式，同时以变频的启动方式启动B泵机，通过B泵机的变频调速，直至达到预期值。
当用户用水量的减少时，此时若不改变泵机的工作频率，水压会升高，所以当水压升高时，需要相应的减少泵机的工作频率，通过PLC及变频器的作用，首先将B泵机运行速度逐渐降低，直至使得管道压力达到预定值，若仍无法达到预定值时，可以将B泵机电源切断，同时将A泵机进入工频运行模式，最后通过回复A泵机的变频模式来控制泵机运行，从而控制水压稳定输出。
在正常生产时，由于会出现一台泵机总是处于工作状态，然而另一台泵机处于待机状态。本设计可以通过PLC中的时间定时器来控制两台泵机在 上述情况下的运行切换。
3.5变频器设计
变频器端子接线图如下：变频器的L
1、L
2、L3端接三相电的供电端，U、V、W端为变频器的输出端，输出端的电压和频率会发生相应的改变，这主要取决于对变频器的人为设置。其次还有接入PLC的输入端和输出端的端子，主要有频率上限信号点、频率下限信号点、故障信号点、正转信号点、停止运行信号点。针对变频器中的内置PID控制模块，通过设定电位器设定，并将压力传感器检测的压力值传送给变频器
4、5号端子，两者相互比较，有内部PID控制模块处理，最终使变频器输出相应的频率和电压，与此同时变频器也会给PLC相应的信号，促使PLC做出相应的处理，PLC经过处理在将处理后的信号传送给继电器、变频器、接触器等执行机构。
16
变频器三相电源L1L2UV输出电源PLC输入X4X4X5COMPLC输出Y11Y12COMFR-A540-3.7CHL3W10254FUSUACSESTFMRSSD反馈信号压力传感器24VDC
图3-4 变频器接线图
变频器参数设定主要是在现场中根据实际情况，来进行调试确定，但参数的设定是具有一定规律的，从供水系统的特性以及泵机为平方律负载等方面来比较，变频器的参数设置主要有一下几点需要注意：
1)下限频率的设置。一般来说，转速过低，由于泵机的实际工作性质，泵机容易产生“空转”现象;再者，对于电机而言，在低频的情况下运行时间过长时，电机会发热厉害，对电机的寿命有一定的影响，所以下限频率不能太低。
2)最高频率设置。由于泵机属于平方律负载，若泵机的实际转速超过额定转速时，转矩将以平方的形式增加，使得泵机的寿命缩短，且很容易烧坏电机，因此变频器的最大输出频率不能超过泵机的额定工作频率，最高可以为泵机额定频率。
3)上限频率设置。在恒压供水系统设计中，理论上将设置的上限频率与额定工作频率相等时，即在工频下运行最好，但实际情况下，由于变频器内部往往具有转差补偿的功能，所以应该将上限频率设置的略低于额定频率。
4) PID控制器参数的设置。设置PID参数时，需要保证整个恒压控制系统稳定的条件下，来减小静态误差和提高动态响应。在调试过程中，通过对供水系统压力传感器的实际测量值的观察及分析，通过调节各参数，进而维持系统的稳定性。
17 3.6 恒压供水系统中PLC电气设计 3.6.1三菱FX2N系列PLC的概述
三菱FX2N系列PLC是高性能、高运行速度、小型化的控制装置，它也是FX系列中最高档的超小控制装置。FX系列的PLC具有无可匹及的运行速度，高级的定位控制及功能逻辑选件等优点。FX2N系列的可编程控制器的基本组成如下：
1)基本单元包括CPU、存储器、输入输出口及电源。
CPU: CPU的功能作用有接收并存储用户程序和数据;诊断电源、编程的语法错误及PLC的工作状态;接收输入输出信号，送入数据寄存器并保存;运行时顺序读取、解释、执行用户程序，完成用户程序的各种操作;将用户程序的执行结果送至输出端。FX2N系列有各种不同性能档次的CPU模块可供使用，各种CPU有各种不同的性能。
存储器：包括系统程序存储器、系统数据存储器和用户存储器。系统存储器其功能是存放系统工作程序;存放模块化应用功能子程序;存放命令解释程序;存放功能子程序的调用管理程序;存放存储系统参数。用户存储器作用是存放用户工作程序和存放工作数据。
输入输出口：包括输入单元和输出单元，输入输出单元均为带光电隔离电路。输入单元有多种辅助电源类型，有AC电源DC24V输入、DC电源DC24V输入、DC电源DC12V输入、开关量信号、模拟量信号等类型。输出单元输出方式有晶体管、晶闸管和继电器三种方式，其中晶体管输出方式为驱动直流负载，晶闸管为驱动非频繁动作的交/直流负载，继电器为驱动频繁动作的交/直流负载。
通讯及编程接口：采用RS-485或RS-422串行总线。功能有连接专用编程器(FX-20P、FX-10P);连接个人PC机，实现编程及在线监控;连接工控机，实现编程及在线监控;连接网络设备，实现远程通讯;连接打印机等计算机外设装置。
I/O扩展接口：采用并行通讯的方式。主要分为扩展I/O模块、扩展位置控制模块、扩展通讯模块、扩展模拟量控制模块。
3.6.2 PLC电气电路设计
针对电气PLC的电路设计，本文主要包括电气主控柜的设计、PLC控制器的外部端子接线设计、PLC编程设计。 1.电气控制柜设计
按照工业生产的需求以及安全生产的要求，需要对控制柜进行相应的操作和保护等设计。电气控制柜内装载了安装板，用来安装电气元件，在安装元器件时应该注意元器件的分布，尽可能将大功率大电流用电器与控制器及信号线远离，
18 在允许的条件下可以使用屏蔽措施屏蔽，工业现场非常复杂，外界干扰很难杜绝，也很难解决。通过控制柜元器件的合理布置、线路的合理分布及接地的合理应用，可以使得设计人员在现场调试更加容易快捷。下面本节先介绍一下控制柜面板，如下图3-5所示：
红灯黄灯绿灯蜂鸣器故障报警三相电源控制电源指示指示指示24V电源指示系统运行指示A泵运行指示B泵运行指示手自动控制旋钮启/停 旋钮A泵运行按钮B泵运行按钮备用按钮系统启动报警消音备用备用故障复位急停按钮图3-5 恒压控制系统电气控制柜面板
指示灯：加入故障报警指示、三相电源指示、控制电源指示、24V直流电源指示、系统运行指示、A泵运行指示、B泵运行指示。
柱形灯：有红灯、黄灯、绿灯指示，还有蜂鸣器四部分组成，通过PLC输出端子给定信号。红灯主要起到变频器故障、断电停机、延时保护等指示。黄灯主要起到A、B泵机的运行状态，黄灯闪烁一般为泵机开始运行。绿灯指示可有可无，本次设计使用绿灯来指示系统无故障可进行正常工作的指示。
控制按钮：包括带自锁的急停按钮、系统启动旋钮、手自动控制旋钮、启停旋钮、A泵机运行按钮、B泵机运行按钮、报警消音按钮、故障复位按钮。急停按钮是在出现紧急情况下，按下该按钮，此按钮由220V控制电源直接控制，一旦该按钮按下，则从硬件上直接将控制回路断电，从而将整个系统停止运行。系统启动旋钮采用钥匙旋钮，来实现对系统的开启，选用钥匙旋钮可以防止非操作人员或维修人员的误操作。手自动旋钮采用两位自锁旋钮，分为手动档和自动档，来实现系统的手自动运行。启停按钮，配合A、B泵机运行按钮来控制A、B泵的启
19 动和停止。报警消音按钮选用白色的平头按钮，用来消除蜂鸣器的噪声。故障复位选用普通的非自锁旋钮，用来在故障信号解决的情况下，恢复系统的正常运行。
电压表、电流表：用来显示主回路的电压和电流。 2.PLC外部接线设计
本设计采用FX2N～32MR的三菱PLC控制器，I/O信号点为16个数字输入量和16个数字输出量。PLC的I/O端子分配及接线设计如下：
电源FX2N-32MRCOMXOX1X2X3X4X5X6X7X10X11X12X13X14X15X16YOY1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y11Y12Y13Y14Y15X1-X16为输入信号Y1-15为输出信号
图3-5 PLC的IO接线图
3.PLC编程设计
本设计采用三菱FX2N系列的PLC,需要使用相应的编程软件来对系统进行设计编程。本文采用GX Developer编程软件对三菱FX2N系列PLC进行编程。下面简单介绍编程过程。
1)首先打开编程软件GX Developer，显示如下主画面
20
2)打开工程选项，新建新工程，会弹出如下画面，选择使用的PLC系列及类型，并选择程序编写的类型，创建工程名为PLC与变频器的恒压供水系统，新工程创建完成。
3)创建完工程，点击创建新工程窗口的确定按钮，会弹出如下框图，在如下框图完成对可编程控制器的程序编程和PLC参数的修改。
21
主程序在工程项目内MAIN里编写。编写程序时应该注意程序的互锁，例如电机的正反转问题;注重保护程序的编写，大约为整个程序的30%左右，保护程序决定了日常的正常生产。在编程中应多使用中间继电器，可以使得程序简短，通俗易懂，编写程序应在保证安全的基础上尽量简捷。
22
结束语
本文通过使用三菱PLC及变频器，应用过程控制中经典的PID控制，对供水厂实现恒压供水控制。通过采用PLC的可编程控制、变频器的变频变压输出以及PID闭环控制，得到了一个精度比较高、反应比较迅速的恒压供水控制系统。该系统主要特点如下：
1)运行方式为手动模式和自动模式。
采用手自动模式来控制系统，既实现了恒压供水的自动控制，在维护维修等非正常工作的情况下，又能通过手动操作完成相应的控制。手自动模式的切换使得整个恒压供水系统操作更加灵活方便。
2)采用一台变频器控制两台泵机来实现恒压输出。
使用两台泵机调节水压，在一定程度上存在冗余的现象，但这使得供水系统更加可靠，而且对用水量的承载能力翻倍。在用水量少的情况下，通过两台泵机的轮流切换运行，可以使得整个恒压供水控制系统更加安全可靠。采用一台变频器来控制两台泵机，使得系统的设计成本降低，符合工业设计要求。 3)采用PID控制技术
PID控制是过程控制中的经典控制规律，通过对各个参数的设定，可以较精确的对供水压力进行控制。
当然，本设计内容还有很多不足之处。比如说，恒压供水系统管道破裂检测、蓄水池水位检测、通水管道阀门的控制、消防供水等都没有进行相应的设计。另外本文利用闭环控制系统中的简单PID算法来实现对恒压供水系统的设计，随着工业技术的发展，工业领域不断涌现出新型的PID控制算法，例如模糊控制算法、自适应控制算法、智能控制算法，这些先进的控制算法已经从一些高端的工业控制领域逐渐发展起来了，先进控制技术的引入可以使得恒压供水系统更加可靠稳定。除此之外，随着集成电路的发展，PLC与变频器可以集成一体，将恒压供水系统的控制机构与执行机构融为一体，只需外加一个压力检测装置，即可方便地控制供水系统的恒压输出。
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致谢
在毕业设计即将顺利完成之际，回顾整个学习过程，首先我要特别感谢我的指导老师。我的指导老师教学工作繁忙，但在我们毕业设计的各个阶段，包括从开题、外出实习到查阅资料、方案修改都给予了我们无微不至的关心和帮助。他时刻地督促我们，激励我们，使我们不断的学习成长。我的指导老师严谨的治学精神、精益求精的工作作风以及忘我的奉献精神，深深地感染和激励着我们。
毕业设计是对大学所学知识的检阅与升华。在设计过程中，遇到了很多问题，需要不断分析问题和解决问题，使我查漏补缺的同时学到了很多课本无法涉及到的知识，体会到了工程设计的复杂与艰辛，和每次突破后都会感到的兴奋。问题的解决以至毕业设计的完美结束，有我个人的努力，还有来自老师和同学们耐心的指导和帮助。在此感谢给予我帮助的同学，感谢他们仔细的为我寻找设计中的缺陷，感谢他们耐心的为我解答难题。
大学生活在师长、亲友的支持下即将划上一个句号，而对于人生而言只是一个逗号。学习仍要继续，学习之路漫长而崎岖。而我们积累的大量知识应该使我们更加沉稳和自信，相信自己可以像解决现在的问题一样解决未来的问题。在此希望即将步入社会熔炉的我们都能够百炼成钢!
最后，向本届毕业答辩委员会组织致以崇高的敬意!向担任本次本专业毕业设计评审和答辩的所有老师们表示我最衷心的感谢和美好的祝福!
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参考文献
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第四篇：电子书包使用中的问题
电子书包使用中的问题[转] 当前，我国各地的电子书包试点项目，在通过一段时间实际应用后，均遭到社会、家长，以及部分专家的质疑和指责。主要问题有以下几方面。
功能缺陷。首先，玩物丧志。网络信息良莠不齐，充斥着各种有害信息，还有各种游戏，而身心都未成熟的青少年学生一旦缺失控制和监管，很容易深溺于其中而迷失自己，更枉谈学习。其次，信息过载。网络是一个信息海洋，对于中小学生来说，他们更需要的是适合他们学习要求和兴趣发展的有限信息。过量的信息，只会增加他们的学习负担和认知负荷，于他们的身心发展和课程学习不仅无益，反而有害。
教学效能。其一，黑板/屏幕搬家。将原来“班班通”投射在大屏幕上的教案或课件、习题，转发到每个学生电子书包的小屏幕上，然后该如何教还是如何教。其二，重复教学(网校、双课堂等)。正式教学还是传统教学方式，不懂之处课下再进行网络学习;或传统教学与网络教学各教一遍。其三，仅用于作业或测试。其四，教学点缀。教学还是以传统课堂为主，电子书包作为演示工具或信息工具偶尔用之。
放任自流。其一，替代教学。让学生完全基于网络自主、自由学习，教师只作壁上观，其结果是个别已具备良好学习习惯和方法的学生更优，而不具备学习方法和学习能力的差生则更差，中游学生则很容易跟不上而沦为差生。其二，自主放任。2012年信息化教学模式中最热门的词汇无疑是来自美国的“翻转课堂”。有专家指出，将主体学习放在家里或课下私自进行，没有自觉性的学生不按要求学习，而这在中国又是很普遍的事情，教师该如何处置?将新课学习放在课外，由学生自主看视频学懂，一则占用课外时间，变相加重学习负担，二则对于学习困难学生很难仅通过看视频就能学懂，三则当学习受阻时学生很难自行解决，所以所谓的“翻转课堂”在中国当下根本不可行。
当前电子书包教学应用中的种种问题，其深层根源在哪儿呢? 技术问题：牛头不对马嘴。首先，观念陈旧，倡导“辅助”，忽视“主导”。“辅助教学”观念认为，在教学中起主导作用的永远是教师，而网络和计算机只能作为教学工具，与黑板、粉笔、三角尺、圆规、烧杯等一样在教学中起辅助作用。这一观念无视当前IT技术越来越强大的现实和其透明、即时、精准、智能的四大特点，而将其作为传统教学工具使用，贬低了它在教学中的作用和地位，埋没了它的教学功能和潜能，致使我国教育技术的研究和教育信息化建设进程严重受阻，至今没有突破性进展和根本性转变。其次，理论错误，以“学生中心”为幌子。虽然新课改一再强调要实施以学生为中心的教学，但在实际教学操作中并不尽然。虽然在信息化教学领域，技术是最为活跃的生产力，“教师中心”教学观受到了冲击，但结果却是走向了两个极端：要么放任自流，在教学中实施极端的自由主义，且美其名曰“自主学习”;要么仍未摆脱“教师中心”的桎梏而成为教师变本加厉实施“电灌”的得力工具。再次，模式守旧，不懂“数字式整合”。受制于教学观念和教学理论的束缚，虽然专家们和教师们提出了各种五花八门的信息化教学模式，但大部分还是基于传统教学模式的模拟式整合模式，即在信息技术环境下实施传统教学模式。这种整合，将信息技术手段这张皮附加在传统教学这个肉体上，二者貌合神离，结果是不仅不能提高教学效率，反而比传统教学效率更低。最后，技术幼稚，忽视“教学环境”营建。当前，教学资源被众多的教育官员和所谓的“专家”尊为信息化教学的基础和核心，认为信息化教学之所以效率低、效果差的根本原因，是没有丰富而高质量的“教学资源”之故。其实，教学资源只是教学内容的信息化表现形式;而教学环境，才是教学思想、教学理论、教学模式的全面体现。只有抓住、抓好信息化教学环境建设，才能释放信息化教学的强大威力，全面达成在减轻教学负担的同时，提升教学效率和教学质量的建设目标。
管理体制：购者不管用，用者无权购。中小学电子书包等设备的采购权，完全操控在主管教育的政府官员和教育行政部门首长手中，而一线的中小学校长和教师根本无权过问。这就造成了“购者不管用;用者无权购”的怪现象，严重背离了“应用主导”法则。这一管理缺陷，也严重背离了“优胜劣汰”的市场法则，扼杀教育技术创新，制约着我国教育信息化及电子书包应用项目的健康发展。
链接
电子书包是一款致力于提高中国教育信息化、提高家庭和学校配合效率的产品，产品将主要针对中小学教育。除了传统家校通包含的家校沟通功能，电子书包还提供更加丰富的教育信息化功能，如数字化教育资源、学生成长史等，让其真正成为孩子们学习和生活的信息助手，一个真正的“数字化书包”。
电子书包是基于一个全新的产品组合概念，它包含主产品掌上阅读工具、远程网上家教和一支精美可人的书写工具，以及其他附赠品，可以说是学生真正意义上的电子书包。主产品为掌上阅读工具。
第五篇：《电子邮箱的使用》教学设计
一、教材分析
本课是第一章内容中的重点，也是难点。本课主要学习如何利用因特网中的电子邮箱来传递信息，掌握收发电子邮件的一些知识，以及如何管理邮箱。
二、教学目标
1.了解电子邮件传递途径及电子邮件地址的组成; 2.掌握收发邮件的其他方式和技巧; 3.掌握管理邮箱和邮件的方法。
三、教学重点与难点
重点：电子邮件传递途径及电子邮件地址的组成; 难点：收发邮件的其他方式和技巧。
四、教学过程
(一)引入新课
通过打开自己信箱中的一封新年贺卡，让学生看到通过电子邮件原来可以如此方便快捷的得到朋友的祝福。电子邮件为什么可以那么快的传递信息?他是使用什么方法来传递信息?有哪些关于发邮件的新方法?我们怎样保护自己的邮箱呢?
这节课我们就是要解决这些问题。同学们学完这一课后，一定能够掌握到关于电子邮件的更多知识。
(二)新课
上一节课同学们已经申请了一个属于自己的电子邮箱，下面请同学们以最快的速度打开自己的电子邮箱，已经打开的同学可以举手。(以竞赛的方式让学生熟悉电子邮件打开的方式)
同学们都打开了自己的电子邮箱，那么大家能不能完整的说出自己邮箱的地址是什么?(通过学生说出的地址来对电子邮件地址进行讲解) 1.电子邮件地址
组成：<邮箱帐号>@<邮箱服务器域名>
@<163.com> 2.如何发送邮件
(1)请同学们思考一下怎样把一封信发给多个人呢?学生回答，教师总结。
提出使用加逗号隔开的方法，可以把一封信发给多个人，学生自己动手试验。
(2)教师打开一封收到的信，转发给一名同学，介绍转发的方法。
(3)教师打开一张照片，提出有没有办法把照片通过邮件发送出去?学生讨论，得出结论：提出附件、粘贴法。 (4)让学生亲手试一下发送一篇自己的文档出去。 3.管理邮箱邮件
让学生谈一下自己管理邮箱的心得，自己总结一下自己的管理方法。 (1)对废物邮件扔进回收站，长期不用的彻底删除。 (2)对不明信件不要打开，避免感染病毒。 (3)定期打开自己的邮箱。
(三)课堂小结
今天学习的是有关电子邮件的问题，(教师打开板书，给学生复习)。
1.电子邮件的地址(记住格式)。
2.用几种新方法发送邮件(三种方法，再次提醒学生)。 3.如何管理邮箱、邮件。
(四)练习
自己试着用三种方法发邮件给老师，作为作业，下次检查