變頻恒壓供水系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、綜合實(shí)訓(xùn)報(bào)告電氣工程系實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目： 系部：專 業(yè) ：班 級(jí) ：學(xué) 號(hào) ：姓 名 ： 同組成員： 指導(dǎo)教師：日 期 ：摘要隨著社會(huì)的發(fā)展， 恒壓供水越來越重要。 本系統(tǒng)以 PLC與變頻器控制水泵工作，根據(jù)壓力給定的理想值信號(hào)及管網(wǎng)水壓的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，變頻器根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速， 達(dá)到控制管網(wǎng)水壓的目的。 文中重點(diǎn)敘述了變頻節(jié)能原理，恒壓供水原理及 PID控制方式。并提供控制系統(tǒng)硬件和控制軟件，經(jīng)現(xiàn)場模擬調(diào)試成功，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行可靠、節(jié)能、低噪，維護(hù)簡單等效果。恒壓供水是指在供水網(wǎng)系中用水量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力保持不變的供水方式。系統(tǒng)由可編程控制器、變頻器、水泵電機(jī)組、壓力變送器等構(gòu)成。共三臺(tái)電

2、機(jī)，其中由一臺(tái)變頻器拖動(dòng)2 臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行與調(diào)速， 1 臺(tái)電機(jī)備用。控制系統(tǒng)中采用德國SIEMENS公司的 S7-300 可編程控制器來控制水泵電機(jī)的投入臺(tái)數(shù)及運(yùn)行方式；同時(shí)利用其中的數(shù)字PID 控制器，由 FB41 將壓力給定值與測量值的偏差進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而改變水泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來 改變水泵出水口流量， 實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使管網(wǎng)壓力穩(wěn)定在設(shè)定值附近。此方法具有短路保護(hù)、過載保護(hù)功能，工作穩(wěn)定可靠，大大延長了電機(jī)的使用壽命關(guān)鍵詞： 恒壓供水； PLC控制；閉環(huán) PID目錄摘要.1一：引言 .二：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)簡介 .1.恒壓供水系統(tǒng)的目的和意義 .2.恒

3、壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn) .三：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)理論分析 . 1.變頻恒壓供水控制系統(tǒng)構(gòu)成 .2.變頻恒壓供水控制系統(tǒng)理論模型. 四：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型. 1.變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.變頻恒壓供水系統(tǒng)器件選型 . 1）可編程邏輯控制器（ plc）簡介2）變頻器簡介 . 3)變頻器與 plc 的連接.4)壓力傳感器的簡介 .3.變頻恒壓供水系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì) 4.變頻恒壓供水系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì) .1)控制系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì) . 5. PID設(shè)計(jì)1）PID控制. 五：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)調(diào)試 六：總結(jié) . 七：研究愿望 . 參考文獻(xiàn) 附件. 致謝詞.一：引言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展， 城市建設(shè)規(guī)模的

4、不斷擴(kuò)大， 人口的增多以及人們生活水平的不斷提高， 對(duì)城市供水的數(shù)量、 質(zhì)量、穩(wěn)定性提出了越來越高的要求。而我們國家是個(gè)水資源和電能短缺的國家， 長期以來在市政供水、 小區(qū)供水， 尤其縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水等方面技術(shù)一直比較落后， 自動(dòng)化程度低。 而其中的老水廠自動(dòng)控制系統(tǒng)配置相對(duì)落后， 機(jī)組的控制主要依賴值班人員的手工操作。 控制過程繁瑣，而且手動(dòng)控制無法對(duì)供水管網(wǎng)的壓力和水位變化及時(shí)做出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。在用水高峰期， 水的供給量常常低于需求量， 出現(xiàn)水壓降低供不應(yīng)求的現(xiàn)象。 傳統(tǒng)的解決辦法是采用高位水箱、 水塔和各種氣壓罐進(jìn)行蓄水加壓， 依賴擋板和閥門的阻力調(diào)節(jié)水流量。這種靠水的勢能或氣壓供水方式具有

5、占地面積大、投資高、水泵電機(jī)啟動(dòng)頻繁、耗電多、管網(wǎng)水壓不穩(wěn)、爆管現(xiàn)象頻繁、漏失嚴(yán)重等缺點(diǎn)；不僅生活用水容易受到二次污染， 而且水泵電機(jī)的頻繁開啟使設(shè)備故障率高， 檢修、維護(hù)也存在困難， 而且像水塔這樣傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)， 在維護(hù)和升級(jí)系統(tǒng)方面， 是非常昂貴的。 因此， 如何利用有效的水源和電能保證各行各業(yè)正常供水， 己是迫在眉睫。同時(shí)隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)、 交流變頻調(diào)速技術(shù)、 信息技術(shù)、 計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能控制技術(shù)的迅速發(fā)展并日趨完善，變頻調(diào)速技術(shù)在供水領(lǐng)域得以運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了水泵電機(jī)無級(jí)調(diào)速， 能夠極大地改善給水管網(wǎng)的供水環(huán)境。 所有這些現(xiàn)代自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，無疑為現(xiàn)代化高性能的生活供水提供

6、了可能。利用PLC 控制技術(shù)和變頻調(diào)速技術(shù)開發(fā)的全自動(dòng)恒供水系統(tǒng), 管道內(nèi)水壓恒定 , 既可以滿足供水要求 , 避免出現(xiàn)供水事故 , 還可節(jié)約電能。變頻恒壓供水系統(tǒng)是利用變頻器、 PLC等器件的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，取代水塔、水箱、氣壓罐等，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。通過對(duì)水泵的智能變頻調(diào)速控制不僅能實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗， 而且有利于實(shí)現(xiàn)供水的自動(dòng)控制， 遠(yuǎn)程監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化。對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行的控制， 歸根結(jié)底是為了滿足用戶對(duì)水的壓力的需求。本文介紹的恒壓供水系統(tǒng)是采用可編程序控制器進(jìn)行邏輯控制, 采用變頻器進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。變頻器、可編程序控制器作為系統(tǒng)控制的核心部件, 時(shí)刻跟蹤管網(wǎng)壓力與

7、給定壓力的偏差變化 , 經(jīng) PID 運(yùn)算, 通過可編程序控制器控制變頻與工頻切換, 自動(dòng)控制水泵投入的臺(tái)數(shù)和電機(jī)轉(zhuǎn)速, 實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)恒壓變量供水, 在保持恒壓下達(dá)到控制流量的目的。本文首先對(duì)供水系統(tǒng)的特性和變頻調(diào)速的原理進(jìn)行介紹，在此基礎(chǔ)上，提出了本文的主要研究內(nèi)容和研究方法。對(duì)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成和工作過程、控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，通過學(xué)習(xí)德國SIEMENS公司的 S7-300 的硬件及其編程語言，做出控制用的相關(guān)程序。二：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)簡介恒壓供水系統(tǒng)的目的和意義泵站擔(dān)負(fù)著工農(nóng)業(yè)和生活用水的重要任務(wù)， 運(yùn)行中需要大量消耗能量， 提高泵站效率；降低能耗，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)有重大意

8、義。我國泵站的特點(diǎn)是數(shù)量大、范圍廣、類型多、發(fā)展速度快，在工程規(guī)模上也有一定水平，但由于設(shè)計(jì)中忽視動(dòng)能經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)以及機(jī)電產(chǎn)品類型和質(zhì)量上存在的一些問題等原因，至使在技術(shù)水平、工程標(biāo)準(zhǔn)以及經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)等方面與國外先進(jìn)水平相比，還有一定的差距。目前， 大量的動(dòng)能消耗在水泵、 風(fēng)機(jī)負(fù)載上， 城鄉(xiāng)居民用水設(shè)備所消耗的電量在這類負(fù)載中占了相當(dāng)大的比例。 因此，研究提水系統(tǒng)的能量模型， 找出能夠節(jié)能的控制策略方法是目前較為重要的一件事。以變頻器為核心結(jié)合 PLC組成的控制系統(tǒng)具有高可靠性、 強(qiáng)抗干擾能力、 組合靈活、編程簡單、 維修方便和低成本等諸多特點(diǎn)， 變頻恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、防雷避雷技術(shù)

9、、現(xiàn)代控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)與一體。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性， 方便的實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控；同時(shí)系統(tǒng)具有良好節(jié)能性， 這在能量日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng)， 對(duì)于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、 降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn)變頻頻恒壓供水系統(tǒng)在水量增加時(shí)，變頻器頻率升高， 水泵轉(zhuǎn)速加快， 供水量相應(yīng)增大；用水量減少時(shí)，變頻器頻率降低，水泵轉(zhuǎn)速減慢，供水量亦相應(yīng)減小，保證了供水效率用戶對(duì)水壓和水量的要求， 同時(shí)達(dá)到了提高供水品質(zhì)和供水效率的目的；采用該設(shè)備不需建造高位水箱，水塔，水質(zhì)無二次污染，是一種 理想的現(xiàn)代化建筑供水設(shè)備。

10、變頻恒壓供水系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：: 均配有穩(wěn)壓泵或穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓，在用水量小到一定值時(shí)，主泵可停止運(yùn)轉(zhuǎn)，減少水泵電機(jī)的機(jī)械磨損并且節(jié)約電能。 與傳統(tǒng)供水方式相比變頻恒壓供水能節(jié)能30%-60%。: 結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，安裝快，投資省，運(yùn)行穩(wěn)定，無污染，效率高。: 配置靈活，自動(dòng)化程度高，功能齊全，靈活可靠。: 運(yùn)行合理，由于一天內(nèi)的平均轉(zhuǎn)速下降，軸上的平均扭矩和磨損減少，水泵的壽命將大為提高。: 由于能對(duì)水泵實(shí)現(xiàn)軟停和軟起，消除了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊。: 采用單片機(jī)，程序靈活多變，精度高，可靠性強(qiáng)，反映速度塊，操作簡便， 省時(shí)省力。三：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)理論分析變頻恒壓供水控制系統(tǒng)構(gòu)成變頻恒壓供水

11、系統(tǒng)的供水部分主要由水泵、電動(dòng)機(jī)、管道和閥門等構(gòu)成。通常由異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵旋轉(zhuǎn)來供水， 并且把電機(jī)和水泵連成一體， 通過變頻器調(diào)節(jié)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速， 從而改變水泵的出水流量而實(shí)現(xiàn)恒壓供水的。因此，供水系統(tǒng)變頻的實(shí)質(zhì)是異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。 異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。圖 1-1水壓由壓力傳感器的信號(hào) 4-20mA送入變頻器內(nèi)部的 PID 模塊，與用戶設(shè)定的壓力值進(jìn)行比較， 并通過變頻器內(nèi)置 PID 運(yùn)算將結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號(hào)， 以調(diào)整水泵電機(jī)的電源頻率，從而實(shí)現(xiàn)控制水泵轉(zhuǎn)速。由于變頻器內(nèi)部自帶的PID 調(diào)節(jié)器采用了優(yōu)化算法，所以使水壓的調(diào)節(jié)十分平滑，

12、穩(wěn)定。同時(shí)，為了保證水壓反饋信號(hào)值的準(zhǔn)確、 不失值， 可對(duì)該信號(hào)設(shè)置濾波時(shí)間常數(shù)， 同時(shí)還可對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行換算，使系統(tǒng)的調(diào)試更為簡單、方便。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)理論模型變頻恒壓控制系統(tǒng)以供水出口管網(wǎng)水壓為控制目標(biāo)，在控制上實(shí)現(xiàn)出口總 管 網(wǎng)的實(shí)際供水壓力跟隨設(shè)定的供水壓力。設(shè)定的供水壓力可以是一個(gè)常數(shù)，也可 以是一個(gè)時(shí)間分段函數(shù)， 在每一個(gè)時(shí)段內(nèi)是一個(gè)常數(shù)。 所以， 在某個(gè)特定時(shí)段內(nèi)， 恒壓控制的目標(biāo)就是使出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力維持在設(shè)定的供水壓力上。圖 1-2從圖 1-2中可以看出，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，如果實(shí)際供水壓力低于設(shè)定壓 力，控制系統(tǒng)將得到正的壓力差， 這個(gè)差值經(jīng)過計(jì)算和轉(zhuǎn)換， 計(jì)算

13、出變頻器輸出頻率的增加值， 該值就是為了減小實(shí)際供水壓力與設(shè)定壓力的差值，將這個(gè)增量 和變頻器當(dāng)前的輸出值相加，得出的值即為變頻器當(dāng)前應(yīng)該輸出的頻率。該頻率使水泵機(jī)組轉(zhuǎn)速增大， 從而使實(shí)際供水壓力提高， 在運(yùn)行過程中該過程將被重復(fù)， 直到實(shí)際供水壓力和設(shè)定壓力相等為止。 如果運(yùn)行過程中實(shí)際供水壓力高于設(shè)定壓力， 情況剛好相反， 變頻器的輸出頻率將會(huì)降低， 水泵的轉(zhuǎn)速減小，實(shí)際供水壓力因此而減小。 同樣， 最后調(diào)節(jié)的結(jié)果是實(shí)際供水壓力和設(shè)定壓力相等。四：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與選型變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)變頻恒壓供水系統(tǒng)由控制柜，壓力傳感器，異步電動(dòng)機(jī)及水泵組成，由此 構(gòu)成一個(gè)壓力負(fù)反饋閉環(huán)控制系

14、統(tǒng)。 壓力傳感器將管道中的水壓值變換成電信號(hào)(420mA)，送入系統(tǒng)內(nèi)置數(shù)字 PID 控制器進(jìn)行比較， 其偏差值經(jīng)控制運(yùn)算后， 去控制變頻器的輸出頻率， 通過上位機(jī)對(duì)當(dāng)前壓力信號(hào)的反應(yīng)， 再由 PLC控制三臺(tái)水泵電機(jī)在工頻電網(wǎng)與變頻器輸出之間切換，改變?nèi)_(tái)水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)?？刂撇糠质且缘聡?SIEMENS可編程序控制巡檢綜合判定， 控制輸出三個(gè)邏輯過程。電氣部分包括對(duì)水泵電機(jī)， 變頻器的啟器 S7-300 為核心， 實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集， 動(dòng)、停止，以及故障檢測，指示燈的控制，S7-300 據(jù)有豐富的指令系統(tǒng)，并且依托 STEP7-V5.3 良好的編程界面，很方便程序編制和現(xiàn)場調(diào)試。

15、S7-300 屬于模塊式 PLC，主要由機(jī)架、 CPU模塊、信號(hào)模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成。傳動(dòng)裝置用了富士變頻器， 適用于異步電機(jī)無級(jí)調(diào)速控制。 該變頻器的輸出控制方式為恒壓頻比以及 IGBT大功率晶體管模塊。其優(yōu)點(diǎn)之一是具有高的切換頻率，可輸出低諧波分量的正弦波， 在低速時(shí)電機(jī)有更大的輸出轉(zhuǎn)矩， 降低電機(jī)的損耗和噪音， 減少了電機(jī)運(yùn)行時(shí)的溫升。 變頻器可將輸出頻率在控制范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，控制精度為 0.1Hz ，從而達(dá)到電機(jī)依據(jù)負(fù)載的變化連續(xù)平滑調(diào)速，減輕了電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)抖動(dòng)。 由于變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)軟起動(dòng)，降低電網(wǎng)的損耗提高了電機(jī)運(yùn)行時(shí)的 cos 中，以致于

16、可以省去為改善功率因數(shù)的電容補(bǔ)償以及相應(yīng)控制設(shè)備。傳感器選用了設(shè)計(jì)中需要測量管道出口處的壓力值，故采用遠(yuǎn)傳壓力表。 可就地顯示壓力值，還可以將信號(hào)送到控制器。外圍設(shè)備主要包括執(zhí)行設(shè)備，如水泵、接觸器、按鈕、選擇開關(guān)、電流互感器等設(shè)備，由于外圍設(shè)備種類較、型號(hào)較雜，且不是本設(shè)計(jì)的技術(shù)難點(diǎn)，故對(duì)其選型說明簡述至此。器件的選型及介紹1）：可編程邏輯控制器（ plc ）簡介S7-300屬于模塊式 PLC，主要由機(jī)架、 CPU模塊、信號(hào)模塊、功能模塊、接口模塊、通信處理器、電源模塊和編程設(shè)備組成。PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式。 OB1 是用于循環(huán)處理的組織塊（主程序），它可以調(diào)用別的邏輯塊， 或被中

17、斷程序（組織塊）中斷。在起動(dòng)完成后，不斷地循環(huán)調(diào)用OB1，在OB1 中可以調(diào)用其它邏輯塊 (FB, SFB, FC或SFC)。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件 中斷。在循環(huán)程序處理過程中， CPU并不直接訪問 I/O模塊中的輸入地址區(qū)和輸出地址區(qū)，而是訪問 CPU內(nèi)部的輸入 / 輸出過程映像區(qū)。批量輸入、批量輸出。S7-300PLC是模塊式的 PLC，本設(shè)計(jì)主要用得的有以下部分：中央處理單元（ CPU）各種CPU有不同的性能，例如有的 CPU集成有數(shù)字量和模擬量輸入 / 輸出點(diǎn)，有的CPU集成有 PROFIBUS-D等P通信接口。 CPU前面板上有狀態(tài)故障指示燈、模式開關(guān)、 24V電源端子、電池

18、盒與存儲(chǔ)器模塊盒。信號(hào)模塊（ SM）信號(hào)模塊是數(shù)字量輸入 / 輸出模塊和模擬量輸入 / 輸出模塊的總稱， 它們使不同的過程信號(hào)電壓或電流與 PLC內(nèi)部的電信號(hào)電平匹配。信號(hào)模塊主要有數(shù)字量輸入模塊 SM321和數(shù)字量輸出模塊 SM322，模擬量輸入模塊 SM331和模擬量輸出模塊SM332。模擬量輸入模塊可以輸入熱電阻、熱電偶、DC420mA和DC010V等多種不同類型和不同量程的模擬信號(hào)。 每個(gè)模塊上有一個(gè)背板總線連接器，現(xiàn)場的過程連接到前連接起的端子上。本設(shè)計(jì)主要用到的是模擬量輸入模塊SM331和模擬量輸出模塊 SM332。功能模塊（ FM）功能模塊主要用于對(duì)實(shí)時(shí)性和存儲(chǔ)容量要求高的控制任

19、務(wù)，例如計(jì)數(shù)器模塊、快速 / 慢速進(jìn)給驅(qū)動(dòng)位置控制模塊、電子凸輪控制器模塊、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定位模塊、伺服電動(dòng)機(jī)定位模塊、定位和連續(xù)路徑控制模塊、閉環(huán)控制模塊、工業(yè)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的接口模塊、稱重模塊、位置輸入模塊、超聲波位置解碼器等。水位上限水位下限變頻器報(bào)警試驗(yàn)按鈕消鈴按鈕1號(hào)泵工頻運(yùn)行L2LKA3KM2KM1I0.0Q0.0FR1HL1KA4KM1KM2FR1I0.1Q0.1HL2Y5AKM4KM3I0.2Q0.2FR2HL3SB1I0.4Q0.3KM3KM4I0.3FR2HL4SB2KM3KM5I0.4FR3Q0.4HL5FR1I0.5CPU314-2DPQ0.5HL6FR2I0.6HL7Q0.6F

20、R3HAI0.7Q0.7SB3I1.02MSB4I1.13LKM0Q1.0Q1.11MQ1.23M1號(hào)泵變頻運(yùn)行2號(hào)泵工頻運(yùn)行2號(hào)泵變頻運(yùn)行3號(hào)泵工頻運(yùn)行1號(hào)泵過載2號(hào)泵過載3號(hào)泵過載高低液位報(bào)警變頻器報(bào)警報(bào)警聲圖4.1 PLC I/O 點(diǎn)及地址分配圖PLC的接線如圖附錄 A所示，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，控制系統(tǒng)應(yīng)具備的輸入名稱地址編碼名稱地址編碼輸入信號(hào)輸出信號(hào)/ 輸出點(diǎn)數(shù)，名稱及地址編號(hào)如下表4.2 所示。水位上限I0.01 號(hào)水泵工頻運(yùn)行Q0.0水位下限I0.11 號(hào)水泵變頻運(yùn)行Q0.1變頻器報(bào)警I0.22 號(hào)水泵工頻運(yùn)行Q0.2消鈴按鈕I0.32 號(hào)水泵變頻運(yùn)行Q03試驗(yàn)按鈕I0.43 號(hào)

21、水泵工頻運(yùn)行Q0.4變頻器啟動(dòng)I0.4高低液位報(bào)警Q0.5變頻器停止I0.5變頻器報(bào)警Q0.6表 4.2I/O報(bào)警聲點(diǎn)及地址分配Q0.7變頻器簡介變頻器的基本結(jié)構(gòu)與分類變頻器是把工頻電源 (50Hz 或 60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。 變頻器包括控制電路、 整流電路、 中間直流電路及逆變電路組成。其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，整流電路將交流電變換成直流電， 直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波， 逆變電路將直流電再逆變成交流電。對(duì)于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來說，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的 CPU以及一些相應(yīng)的電路。變頻器的分類方法有多種

22、， 按照主電路工作方式分類， 可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關(guān)方式分類，可以分為 PAM控制變頻器、 PWM控制變頻器和高載頻 PWM控制變頻器；按照工作原理分類，可以分為 V/f 控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等； 按照用途分類，可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。變頻器的選型：控制方式控制方式是決定變頻器使用性能的關(guān)鍵所在。 目前市場上低壓通用變頻器品牌很多，包括歐、美、日及國產(chǎn)的共約5O 多種。選用變頻器時(shí)不要認(rèn)為檔次越高越好，其實(shí)只要按負(fù)載的特性，滿足使用要求就可，以便做到量才使用、經(jīng)濟(jì) 實(shí)惠。：變頻器容量的選擇變頻器

23、的容量直接關(guān)系到變頻調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性， 因此，合理的容量將保證最優(yōu)的投資。 變頻器的容量選擇在實(shí)際操作中存在很多誤區(qū)， 這里給出了三種基本的容量選擇方法，它們之間互為補(bǔ)充。從電流的角度：大多數(shù)變頻器容量可從三個(gè)角度表述：額定電流、可用電動(dòng)機(jī)功率和額定容量。其中后兩項(xiàng)， 變頻器生產(chǎn)廠家由本國或本公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)給出，或隨變頻器輸出電壓而降低，都很難確切表達(dá)變頻器的能力。選擇變頻器時(shí)， 只有變頻器的額定電流是一個(gè)反映半導(dǎo)體變頻裝置負(fù)載能力的關(guān)鍵量。負(fù)載電流不超過變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本原則。需要著重指出的是， 確定變頻器容量前應(yīng)仔細(xì)了解設(shè)備的工藝情況及電動(dòng)機(jī)參數(shù)， 例如潛水電泵

24、、繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的額定電流要大于普通籠形異步電動(dòng)機(jī)額定電流，冶金工業(yè)常用的輥道用電動(dòng)機(jī)不僅額定電流大很多， 同時(shí)它允許短時(shí)處于堵轉(zhuǎn)工作狀態(tài)，且輥道傳動(dòng)大多是多電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。 應(yīng)保證在無故障狀態(tài)下負(fù)載總電流均不允許超過變頻器的額定電流。從效率的角度：系統(tǒng)效率等于變頻器效率與電動(dòng)機(jī)效率的乘積， 只有兩者都處在較高的效率下工作時(shí)，則系統(tǒng)效率才較高。從效率角度出發(fā)，在選用變頻器功率時(shí)，要注意 以下幾點(diǎn)：變頻器功率值與電動(dòng)機(jī)功率值相當(dāng)時(shí)最合適， 以利變頻器在高的效率值下運(yùn)轉(zhuǎn)。在變頻器的功率分級(jí)與電動(dòng)機(jī)功率分級(jí)不相同時(shí)，則變頻器的功率要盡可能接近電動(dòng)機(jī)的功率，但應(yīng)略大于電動(dòng)機(jī)的功率。當(dāng)電動(dòng)機(jī)屬頻繁起動(dòng)、 制

25、動(dòng)工作或處于重載起動(dòng)且較頻繁工作時(shí)， 可選取大一級(jí)的變頻器，以利用變頻器長期、安全地運(yùn)行。經(jīng)測試，電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率確實(shí)有富余， 可以考慮選用功率小于電動(dòng)機(jī)功率的變頻器，但要注意瞬時(shí)峰值電流是否會(huì)造成過電流保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)變頻器與電動(dòng)機(jī)功率不相同時(shí)， 則必須相應(yīng)調(diào)整節(jié)能程序的設(shè)置， 以利達(dá)到較高的節(jié)能效果。3）. 變頻器與 PLC的連接FRRUSVMTWQFKM12Y5C11VVVFY5AFWDX1Y2KA3頻率到達(dá)50HZ24V頻率到達(dá)5HZKA4Y1CMCME圖 4.3-1變頻器變頻器與 PLC的連接如圖 4.3-2 所示，其中變頻器各端子功能如下：R,S,T 端子為主電路的電源輸入端子， 連接三

26、相電源， 不需考慮連接相序； U,S,W 端子為變頻器輸出連接端子， 連接三相電機(jī)水泵， 如電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不對(duì)， 則可交換其中的任意兩相； G端子為接地端子；端子 11 為模擬輸入信號(hào)的公共端子； 端子 12 為設(shè)定電壓輸入端，輸入 PID 控制的反饋信號(hào)，以此來設(shè)定頻率； FWD 端子為正轉(zhuǎn)運(yùn)行 / 停止命令 端子，端子 FWD-CM間：閉合（ ON），正轉(zhuǎn)運(yùn)行；斷開（ OFF），減速停止，此端子有 PLC輸出點(diǎn)控制；接點(diǎn)輸入公共端 CM為接點(diǎn)輸入信號(hào)的公共端子； X1 為選擇輸入 1 端子，作為報(bào)警復(fù)位命令信號(hào)端子； Y1、Y2 為晶體管輸出 1 端子與晶體管輸出 2 端子，為水位上限與下限

27、報(bào)警端子； 晶體管輸出公共端 CME，為晶體管輸出信號(hào)的公共端子，端子CM和 11 在變頻器內(nèi)部相互絕緣；可選信號(hào)輸出繼電器端子Y5A,Y5C,為變頻器報(bào)警輸出端子。圖 4.3-2 PLC 與變頻器的連接4）. 傳感器 的簡介傳感器的作用是將壓力、 溫度等非電量的物理信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)， 以便后續(xù)電路進(jìn)行處理。 在此系統(tǒng)中， 傳感器將供水管中的壓力轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)后， 傳送到 PLC的特殊功能模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后傳給變頻器控制電動(dòng)機(jī)。傳感器由敏感芯體和信號(hào)調(diào)理電路組成， 當(dāng)壓力作用于傳感器時(shí)， 敏感芯體內(nèi)硅片上的惠斯登電橋的輸出電壓發(fā)生變化， 信號(hào)調(diào)理電路將輸出的電壓信號(hào)作放大處理， 同時(shí)進(jìn)行溫

28、度補(bǔ)償、 非線性補(bǔ)償， 使傳感器的電性能滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。并且壓力傳感器用于檢測管網(wǎng)中的水壓， 常裝設(shè)在泵站的出水口， 壓力傳感器和壓力變送器是將水管中的水壓變化轉(zhuǎn)變?yōu)?5V或 420mA的模擬量信號(hào)， 作為模擬輸入模塊 (A/D 模塊) 的輸入，在選擇時(shí)，為了防止傳輸過程中的干擾與損耗。在壓力測量中，常有絕對(duì)壓力、表壓力、負(fù)壓力或真空度之分。絕對(duì)壓力是指被測介質(zhì)作用在單位面積上的全部壓力，用PA 表示。用來測量絕對(duì)壓力的儀表稱為絕對(duì)壓力表。地面上的空氣柱所產(chǎn)生的平均壓力稱為大氣壓力，用P0 表示。用來測量大氣壓力的儀表叫氣壓表。絕對(duì)壓力與大氣壓力之差稱為表壓力，用 PI 表示。即 P I=

29、 PA -P 0由于工程上需測量的往往是物體超出大氣壓力之外所受的壓力， 因而所使用的壓力儀表測量的值稱為表壓力。顯然當(dāng)絕對(duì)壓力值 PA 小于大氣壓力值 P0 時(shí)， 表壓力為負(fù)值， 所測值稱為負(fù)壓力或稱真空壓， 它的絕對(duì)值稱為真空度。 壓力在國際單位制中的單位是牛頓 / 平方米，通常稱為帕斯卡或簡稱帕 (Pa) ，工業(yè)上常采用千帕 (kP a) 或兆帕 (MPa ) 作為壓力的單位。設(shè)計(jì)中需要測量管道出口處的壓力值， 故采用遠(yuǎn)傳壓力表。 可就地顯示壓力值，還可以將信號(hào)送到控制器。變頻恒壓供水系統(tǒng)系統(tǒng)主電路的設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)的主電路圖結(jié)合實(shí)際情況， 本論文的恒壓供水系統(tǒng)的主電路如圖4.3 所示。系統(tǒng)

30、共有三臺(tái)電機(jī)，分別為 Ml、M2、M3。其中 Ml、 M2均可以在工頻或變頻兩種方式下運(yùn)行，而 M3只能工頻運(yùn)行。每臺(tái)電機(jī)都通過兩個(gè)接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)， 變頻器輸入電源前面接入一個(gè)自動(dòng)空氣開關(guān)，來實(shí)現(xiàn)電機(jī)、 變頻器的過流過載保護(hù)?？諝忾_關(guān)的容量依據(jù)大電機(jī)的額定電流來確定。對(duì)于有變頻/ 工頻兩種工作狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)Ml、M2，還需要在工頻電源下面接入兩個(gè)同樣的自 動(dòng)空氣開關(guān)， 來實(shí)現(xiàn)電機(jī)的過流過載保護(hù)， 空氣開關(guān)的容量依據(jù)電機(jī)的額定電流來確定。接觸器 KM1、KM3、KM5分別控制 M1、M2、M3的工頻運(yùn)行， KM2、KM4控制 M1、M2的變頻運(yùn)行。所有接觸器的選擇都要依據(jù)電動(dòng)

31、機(jī)的容量適當(dāng)選擇。FR1、FR2、FR3為三臺(tái)水泵電機(jī)過載保護(hù)用的熱繼電器，QS1、QS2分別為變頻器和水 泵電機(jī)的主電路隔離開關(guān)， FU為主電路的熔斷器，是作為主電路短路保護(hù)用的。VF為通用變頻器。圖 4.3供水系統(tǒng)主電路圖變頻器主電路電源輸入端子 (R、S、T) 經(jīng)過空氣開關(guān)與三相電源連接， 變頻器主電路輸出端子 (U、V、W)經(jīng)接觸器接至三相電動(dòng)機(jī)上，當(dāng)旋轉(zhuǎn)方向預(yù)設(shè)定不一致時(shí)，需要調(diào)換輸出端子 (U、V、W)的任意兩相。特別是對(duì)于有變頻 / 工頻兩種狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，一定要保證在工頻電源拖動(dòng)和變頻輸出電源拖動(dòng)兩種情況下電機(jī)旋 向的一致性，否則在變頻 / 工頻的切換過程中會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)換電流，

32、致使轉(zhuǎn)換無法成功。 在變頻器起動(dòng)、 運(yùn)行和停止操作中， 必須用觸摸面板的運(yùn)行和停止鍵或者是外控端 FWD(REV來) 操作，不得以主電路的通斷來進(jìn)行。變頻恒壓供水系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)圖 4.4 為本系統(tǒng)的控制電路圖?？刂齐娐分杏歇?dú)立的自動(dòng)控制部分和手動(dòng)控制部分，具有方便的手動(dòng)和自動(dòng)切換功能， 由控制電路中的轉(zhuǎn)換開關(guān)SA來實(shí)現(xiàn)。SB1、 SB3、SB5分別為 1 號(hào)泵電機(jī)、 2 號(hào)泵電機(jī)、 3 號(hào)泵電機(jī)的啟動(dòng)按鈕。 SB2、SB4、 SB6 分別為 1、2、3 號(hào)泵電機(jī)的停止按鈕。 HL1、 HL3、HL5 分別為三個(gè)泵的工頻運(yùn)行指示燈， HL2、HL4 為 1，2 號(hào)泵電機(jī)的變頻運(yùn)行指示燈，HL6

33、、HL7 分別為水位下限和變頻器故障報(bào)警指示燈，HA為故障電鈴。SAPLCFUSB1SB2KM2KM1FR1KM1Q0.0HL1Q0.1KM1KM2HL2SB3SB4KM4KM3FR2KM3Q0.2HL3Q0.3KM3KM4HL4KM5FR3Q0.4HL5Q0.5HL6Q0.6HL7Q0.7HAQ1.0KM0圖 4.4 控制系統(tǒng)電路圖其控制線路工作過程如下：手動(dòng)控制。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)處于手動(dòng)位置時(shí)， 啟動(dòng)電機(jī)， 合上電源開關(guān) Q1 、 Q2，按下啟動(dòng)按鈕 SB1，接觸器 KM1的線圈得電， 接觸器 KM1的主觸電立即閉合，電動(dòng)機(jī) M1接通電源開始全壓啟動(dòng)，同時(shí)KM1的輔助常開觸電也閉合，使 KM1

34、吸引線圈經(jīng)兩條路通電。這樣，當(dāng)松手SB1復(fù)位跳開時(shí)， KM1由于自鎖正常運(yùn)行。要使電動(dòng)機(jī) M1停止運(yùn)轉(zhuǎn)，只要按一下停止按鈕SB2即可。按下 SB2，線圈 KM1 斷電釋放， 則 KM1的主觸點(diǎn)斷開電源， 同時(shí)輔助常開觸電也斷開， 控制回路解除自鎖，電動(dòng)機(jī) M1自停車到轉(zhuǎn)速為零。電動(dòng)機(jī) M2、M3同理。在手動(dòng)方式下，水泵 只能工頻運(yùn)行，無法變頻運(yùn)行。自動(dòng)控制。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)處于自動(dòng)位置時(shí)，接觸器的通斷由PLC程序控制，變頻器啟動(dòng)，合上電源開關(guān)Q1、Q2，啟動(dòng) PLC，開始運(yùn)行程序，當(dāng) Q0.0 有輸出時(shí)， KM1的線圈得電， KM1 的主觸電閉合，水泵1 開始工頻運(yùn)行；當(dāng) Q0.1 有輸出時(shí)， K

35、M2的線圈得電， KM2 的主觸電閉合，水泵 1 開始變頻運(yùn)行。其他水泵的動(dòng)作同理。1） . 控制系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)啟動(dòng)復(fù)位通信處理開機(jī)初始化PID參數(shù)變頻器啟動(dòng)水泵啟動(dòng)水泵切換程序報(bào)警程序PLC主程序主要由系統(tǒng)初始化程序、水泵電機(jī)起動(dòng)、停止程序、水泵電機(jī)換 機(jī)程序、模擬量( 壓力、頻率) 比較計(jì)算程序和報(bào)警程序等構(gòu)成。程序流程圖如圖4.4-1 所示。圖 4.4-1主程序流程圖. 系統(tǒng)初始化程序：在系統(tǒng)開始工作的時(shí)候， 先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化， 即在開始啟動(dòng)的時(shí)候， 先對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)部分的當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行檢測， 如出錯(cuò)則報(bào)警，接著對(duì)模擬量 ( 管網(wǎng)壓力、電機(jī)頻率 ) 數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)表進(jìn)行初始化處理

36、，賦予一定的初值。. 水泵電機(jī)切換程序：水泵電機(jī)切換是根據(jù)不同時(shí)段管網(wǎng)壓力大小和壓力設(shè)定值的比較結(jié)果來進(jìn) 行切換機(jī)的。 在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中， 系統(tǒng)在一個(gè)工作周期內(nèi)有四個(gè)工作狀態(tài)，即 1 號(hào)電機(jī)變頻運(yùn)行； 1 號(hào)電機(jī)工頻運(yùn)行， 2 號(hào)電機(jī)變頻運(yùn)行（三號(hào)電機(jī)工頻運(yùn)行）； 2 號(hào)電機(jī)變頻運(yùn)行； 1 號(hào)電機(jī)變頻運(yùn)行， 2 號(hào)電機(jī)變頻運(yùn)行（三號(hào)電機(jī)工頻運(yùn)行）。一般情況下，水泵電機(jī)都處于這四種工作狀態(tài)之中，當(dāng)管網(wǎng)壓力 發(fā)生變化時(shí)， 四種工作狀態(tài)之間就要發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)換， 因此這四種工作狀態(tài)也對(duì)應(yīng)著四個(gè)切換過程。在水泵電機(jī)換機(jī)程序設(shè)計(jì)中，必須認(rèn)真考慮這幾個(gè)切換過程， 才能保證系統(tǒng)在一個(gè)工作周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)正常切

37、換與運(yùn)行。由于電機(jī)切換涉及到不同時(shí)段管網(wǎng)壓力大小和設(shè)定值的比較計(jì)算； 電機(jī)反饋頻率的大小比較計(jì)算， 因此在切換程序設(shè)計(jì)中還應(yīng)包含模擬量 ( 壓力、頻率) 比較計(jì)算和邏輯運(yùn)算程序設(shè)計(jì)； 同時(shí)要考慮電機(jī)根據(jù)“先起先?！?的原則，使各泵平均運(yùn)行以避免一臺(tái)泵長期工作， 所以切換是根據(jù)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間的長短來自動(dòng)完成不同電機(jī)間的切換；泵在啟動(dòng)時(shí)有軟啟動(dòng)功能，即在啟動(dòng)前變頻器頻率要復(fù)位。. 報(bào)警程序報(bào)警程序是依據(jù)電動(dòng)機(jī)的熱繼電器動(dòng)作進(jìn)行設(shè)計(jì)的，當(dāng)電動(dòng)機(jī)過熱時(shí)， 熱繼電器常開觸點(diǎn)閉合， 作為 PLC的輸入條件。 對(duì)于電動(dòng)機(jī)的熱繼電器輸入， 報(bào)警指示輸出既需要三個(gè)端口顯示哪一臺(tái)電機(jī)故障， 也需要一個(gè)輸出端子進(jìn)行蜂

38、鳴器報(bào)警輸出?？梢愿鶕?jù)實(shí)際情況增加相應(yīng)的報(bào)警功能。PID設(shè)計(jì)1） .PID 控制比例r(t)e(t)+U(t)y(t)+積分驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象-+微分PID 控制方式是現(xiàn)代工業(yè)控制中應(yīng)用的最廣泛的反饋控制方式之一。它的原理如圖 4.6 所示。圖 4.6 PID控制原理圖PID 控制器是一種線性控制器，它根據(jù)給定值r(t)與實(shí)際輸出值 y(t)構(gòu)成的控制偏差12e(t)=y(t)一 r(t)（4-1 ）將偏差 e(t) 的比例、積分和微分通過線性組合構(gòu)成控制器，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，故稱 PID 控制器。PID 控制器各個(gè)部分的作用及其在控制中的調(diào)節(jié)規(guī)律如下：比例增益部分 (P) 用于保證控制量的輸出含

39、有與系統(tǒng)偏差成線性關(guān)系的分量，能夠快速反應(yīng)系統(tǒng)輸出偏差的變化情況。 由經(jīng)典控制理論可知， 比例環(huán)節(jié)不能徹底消除系統(tǒng)偏差， 系統(tǒng)偏差隨比例系數(shù)的增大而減少，但比例系數(shù)過大將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。積分部分 (I) 表明控制器的輸出不僅與輸入控制的系統(tǒng)偏差的大小有關(guān)， 還與偏差持續(xù)的時(shí)間有關(guān)，即與偏差對(duì)時(shí)間的積分成線性關(guān)系。只要偏差存在， 控制就要發(fā)生改變， 實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的調(diào)節(jié)， 直到系統(tǒng)偏差為零。 因此積分作用主要是用來消除系統(tǒng)的靜態(tài)偏差， 提高精度， 改善系統(tǒng)的靜態(tài)特性。 積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)。 然而， 單純的積分作用速度太慢， 無法及時(shí)對(duì)系統(tǒng)的偏差變化做出快速反應(yīng)。微分部分 (D) 可

40、以對(duì)輸入的變化趨勢做出反應(yīng)，即它的輸入與輸出的大小無關(guān)，但與輸入量的導(dǎo)數(shù)成線性關(guān)系。 它是用來控制被調(diào)量的振蕩， 減小超調(diào)量， 使系統(tǒng)趨向穩(wěn)定， 減小調(diào)節(jié)時(shí)間， 用來改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特特性。 由于微分環(huán)節(jié)在系統(tǒng)傳遞函數(shù)中引入了一個(gè)零點(diǎn)，如果使用不當(dāng)會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定。PID 的三種作用是各自獨(dú)立的，互不影響的。改變一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)，只影響一種調(diào)節(jié)作用，不會(huì)影響其他的調(diào)節(jié)作用。顯然，對(duì)于大多數(shù)系統(tǒng)來說，單獨(dú)使 用上面任意一種控制規(guī)律都難以獲得良好的控制性能。如果能將它們的作用作適當(dāng)?shù)呐浜希梢允拐{(diào)節(jié)器快速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確的運(yùn)行，從而獲得滿意的控制效果。一般來說，系統(tǒng)是使用它們的組合，如PI 控制算法， PD控

41、制算法和 PID 控制算法。五：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)調(diào)試計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）作為編程通過專用通信電纜與PLC（下位機(jī)）進(jìn)行通信。在連接或斷開專用電纜時(shí)， 應(yīng)關(guān)閉控制電源； 同時(shí)須注意專用電纜接插頭插入的位置，否則易損壞上述儀器設(shè)備。在進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試時(shí)應(yīng)逐級(jí)調(diào)試，即先軟件，再硬件；先弱電，再強(qiáng)電；先低壓，再高壓；先輸入，再輸出；先開環(huán)，再閉環(huán)；先電氣，再機(jī)械。PLC的輸入和輸出的公共端 COM必須分開，不能直接連接。六：總結(jié)本文針對(duì)我國中小城市水廠供水的特點(diǎn)， 設(shè)計(jì)一套變頻調(diào)速恒壓供水自動(dòng)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)包括可編程控制器、變頻器、水泵電機(jī)組、壓力傳感器以及接觸器 控制柜等。 采用一臺(tái)變頻器拖動(dòng) 2 臺(tái)電

42、動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、 運(yùn)行與調(diào)速。 壓力傳感器采樣管網(wǎng)輸出點(diǎn)的壓力信號(hào)，壓力傳感器輸出的是420mA的電信號(hào)，將這個(gè)輸出與 PLC的模擬量輸入端相連， 同時(shí)變頻器輸出電機(jī)頻率信號(hào)， 這兩個(gè)信號(hào)反饋給PLC的 PID 模塊， PLC根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)經(jīng) PID 運(yùn)算，發(fā)出指令，對(duì)水泵電機(jī)的投入、停止，工頻和變頻之間的切換進(jìn)行控制。采用模塊化的編程方式進(jìn)行了PLC程序的設(shè)計(jì)、編寫、調(diào)試，使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)性能、程序控制算法都基本達(dá)到系統(tǒng)工藝的要求。恒壓供水技術(shù)因采用變頻器改變電動(dòng)機(jī)電源頻率， 而達(dá)到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力， 比靠調(diào)節(jié)閥門的控制水泵出口壓力的方式， 具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。

43、由于變量泵工作在變頻工況， 在其出口流量小于額定流量時(shí)，泵轉(zhuǎn)速降低， 減少了軸承的磨損和發(fā)熱， 延長泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。實(shí)現(xiàn)恒壓自動(dòng)控制， 不需要操作人員頻繁操作， 降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度， 節(jié)省了人力。七：研究愿望本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括： 恒壓供水系統(tǒng)原理、 恒壓供水系統(tǒng)的電氣實(shí)現(xiàn)、 系統(tǒng)的硬件選型、系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和PLC軟件編程等。由西門子 S7 - 300系列PLC、變頻器和壓力傳感器等組成的恒壓供水系統(tǒng), 充分發(fā)揮了 PLC 內(nèi)置的PID 運(yùn)算模塊 , 自動(dòng)調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率、 投入使用泵數(shù) , 達(dá)到恒壓供水的目的 ; 通過泵號(hào)管理程序 , 實(shí)現(xiàn)泵號(hào)自動(dòng)切換 , 使每臺(tái)水泵工作狀況基本相同 , 提高設(shè)備利用率并減少維修費(fèi)用 ; 同時(shí)通過變頻器自帶保護(hù)功能可輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障診斷。 實(shí)際運(yùn)行情況證明了本系統(tǒng)具有可靠性高、 自動(dòng)化程度高、便于維護(hù)和高節(jié)能性等特點(diǎn) , 具有很大的應(yīng)用價(jià)值。隨著各方面技術(shù)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，與此同時(shí)能量卻日益緊缺，在這種情況下， 變頻恒壓供水系統(tǒng)的使用肯定會(huì)越來越普及，當(dāng)然對(duì)恒壓供水控制技術(shù)將提出更高的要求。 如對(duì)系