測(cè)速輥及其氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

無(wú)錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)緒論隨著城市建筑測(cè)速輥及其氣動(dòng)問(wèn)題的日益突出，保持測(cè)速輥及其氣動(dòng)壓力的恒定，提高測(cè)速輥及其氣動(dòng)質(zhì)量是相當(dāng)重要的；同時(shí)要求測(cè)速輥及其氣動(dòng)的可靠性和安全性。本次設(shè)計(jì)是針對(duì)上述問(wèn)題設(shè)計(jì)的測(cè)速輥及其氣動(dòng)方式和控制系統(tǒng)，由主回路，備用回路，一個(gè)清水池及泵房組成。其中，泵房裝有1#~3#共3臺(tái)泵機(jī)，還有多個(gè)電動(dòng)閘閥或蝶閥控制各測(cè)速輥及其氣動(dòng)回路和水流量?？刂葡到y(tǒng)采用了以具有豐富功能的氣動(dòng)為核心的多功能高可靠性控制系統(tǒng)。水泵作為測(cè)速輥及其氣動(dòng)工程中的通用機(jī)械，消耗著大量的能源，電耗往往占制水成本的60%以上，在我國(guó)，每年水泵的電能消耗占電能總消耗的21%。為了節(jié)約降耗，必須采取調(diào)節(jié)措施使泵站適應(yīng)負(fù)荷變化的運(yùn)行。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容包括氣動(dòng)設(shè)計(jì)常用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，設(shè)計(jì)內(nèi)容力求做到簡(jiǎn)明扼要，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而設(shè)計(jì)出復(fù)合設(shè)計(jì)要求，適合實(shí)際生產(chǎn)情況的氣動(dòng)測(cè)速輥及其氣動(dòng)系統(tǒng)，真正做到使生產(chǎn)效率大大提高，節(jié)約了生產(chǎn)成本，節(jié)省生產(chǎn)成本。本次設(shè)計(jì)介紹一種變頻調(diào)速恒壓測(cè)速輥及其氣動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)管網(wǎng)瞬間壓力變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)某臺(tái)水泵的轉(zhuǎn)速和多臺(tái)水泵的投入及退出，使管網(wǎng)主干管出口端保持在恒定的設(shè)定壓力值，并滿足用戶(hù)的流量需求，使整個(gè)系統(tǒng)始終保持高效節(jié)能的最佳狀態(tài)。優(yōu)缺點(diǎn)：

本系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面:

(1)系統(tǒng)造價(jià)經(jīng)濟(jì)性

由于采用“一拖多”控制方式，與“一控一”方式相比較，硬件投資成本較少，具有較高的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì);

(2)系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)單和易維護(hù)性

系統(tǒng)由功能相對(duì)獨(dú)立的通用設(shè)備單元構(gòu)成，便于故障判斷和日常維護(hù)保養(yǎng)及功能性單元替換;

(3)通用性和靈活性

系統(tǒng)基本不受用戶(hù)的使用場(chǎng)所和應(yīng)用環(huán)境限制，可通過(guò)軟件功能塊的組合將其擴(kuò)展到其他類(lèi)同的測(cè)速輥及其氣動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)合，具有較強(qiáng)的靈活性;

(4)智能性

系統(tǒng)可在無(wú)人職守的情況下，通過(guò)對(duì)故障的檢測(cè)判斷，自動(dòng)地按“優(yōu)美降級(jí)使用”方案處理，減少了系統(tǒng)停機(jī)斷水現(xiàn)象;

(5)保護(hù)功能全面性

系統(tǒng)除具有常規(guī)的過(guò)載、過(guò)流、過(guò)壓等保護(hù)功能，還具有無(wú)水停機(jī)、管網(wǎng)上限壓力保護(hù)等附加功能性保護(hù)。當(dāng)然，本次設(shè)計(jì)的測(cè)速輥及其氣動(dòng)系統(tǒng)也并非完美無(wú)缺，比如在某臺(tái)電機(jī)變頻運(yùn)行向工頻運(yùn)行切換的過(guò)程中，由于在變頻驅(qū)動(dòng)切斷后電機(jī)處于滑停運(yùn)轉(zhuǎn)方式，此時(shí)，電機(jī)處于感應(yīng)發(fā)電狀態(tài)，存在著感應(yīng)發(fā)電相位與工頻電源的相位不一致的可能性，容易造成在向工頻切換時(shí)的電流沖擊現(xiàn)象。為避免這一現(xiàn)象，可采用通過(guò)軟起動(dòng)器驅(qū)動(dòng)各個(gè)需工頻運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)的方案。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)于380V/110kW以下容量的電機(jī)，只要縮短電機(jī)自由滑停段的時(shí)間(一般控制在200ms以?xún)?nèi))，就可以減少感應(yīng)發(fā)電狀態(tài)下的非同期相位的電量累積，減小工頻切換時(shí)的沖擊影響。氣動(dòng)的用途與特點(diǎn)一.氣動(dòng)的用途氣動(dòng)的初期由于其價(jià)格高于繼電器控制裝置,使其應(yīng)用受到限制。但近年來(lái)由于微處理器芯片及有關(guān)元件價(jià)格大大下降,使氣動(dòng)的成本下降,同時(shí)又由于氣動(dòng)的功能大大增強(qiáng),使氣動(dòng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,廣泛應(yīng)用于鋼鐵、水泥、石油、化工、采礦、電力、機(jī)械制造、汽車(chē)、造紙、紡織、環(huán)保等行業(yè)。氣動(dòng)的應(yīng)用通?？煞譃槲宸N類(lèi)型：（1）順序控制這是氣動(dòng)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，用以取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。氣動(dòng)可應(yīng)用于單機(jī)控制、多機(jī)群控、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等。如注塑機(jī)、印刷機(jī)械、訂書(shū)機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制等。（2）運(yùn)動(dòng)控制氣動(dòng)制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)的單軸或多軸位置控制模版。在多數(shù)情況下，氣動(dòng)把掃描目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模版塊，其輸出移動(dòng)一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣龋_保運(yùn)動(dòng)平滑。相對(duì)來(lái)說(shuō)，位置控制模塊比計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）裝置體積更小，價(jià)格更低，速度更快，操作方便。（3）閉環(huán)過(guò)程控制氣動(dòng)能控制大量的物理參數(shù)，如溫度、壓力、速度和流量等。PID（ProportionalIntergralDerivative）模塊的提供使氣動(dòng)具有閉環(huán)控制功能,即一個(gè)具有PID控制能力的氣動(dòng)可用于過(guò)程控制。當(dāng)過(guò)程控制中某一個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí),PID控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出,把變量保持在設(shè)定值上。（4）數(shù)據(jù)處理在機(jī)械加工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的氣動(dòng)和計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）設(shè)備緊密結(jié)合的趨向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已將CNC控制功能作為氣動(dòng)的一部分。為了實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)和CNC設(shè)備之間內(nèi)部數(shù)據(jù)自由傳遞，該公司采用了窗口軟件。通過(guò)窗口軟件，用戶(hù)可以獨(dú)自編程，由氣動(dòng)送至CNC設(shè)備使用。美國(guó)GE公司的CNC設(shè)備新機(jī)種也同樣使用了具有數(shù)據(jù)處理的氣動(dòng)。預(yù)計(jì)今后幾年CNC系統(tǒng)將變成以氣動(dòng)為主體的控制和管理系統(tǒng)。（5）通信和聯(lián)網(wǎng)為了適應(yīng)國(guó)外近幾年來(lái)興起的工廠自動(dòng)化（FA）系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）及集散控制系統(tǒng)（DCS）等發(fā)展的需要，必須發(fā)展氣動(dòng)之間，氣動(dòng)和上級(jí)計(jì)算機(jī)之間的通信功能。作為實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，不僅氣動(dòng)數(shù)據(jù)通信速率要求高，而且要考慮出現(xiàn)停電故障時(shí)的對(duì)策。二.氣動(dòng)的特點(diǎn)（1）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高繼電接觸器控制系統(tǒng)雖具有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸頭，使設(shè)備連線復(fù)雜，由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動(dòng)及觸頭在開(kāi)閉時(shí)受電弧的損害大大降低了系統(tǒng)的可靠性。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良，容易出現(xiàn)故障，氣動(dòng)用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件，接線可減少互繼電器控制系統(tǒng)的1/10--1/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。而氣動(dòng)采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器件來(lái)完成，大部分繼電器和復(fù)雜的連線被軟件程序所取代，故壽命長(zhǎng)，可靠性大大提高。微機(jī)雖然具有很強(qiáng)的功能，但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁波干擾，電源波動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)，溫度和濕度的變化，都可能使一般通用微機(jī)不能正常工作。而氣動(dòng)在電子線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸收了生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn)，主要模塊均采用了大規(guī)模集成電路，I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、抗震等都有精確的考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾能力，目前個(gè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的氣動(dòng)，平均無(wú)故障時(shí)間都大大超過(guò)了IEC規(guī)定的10萬(wàn)小時(shí)，有的甚至達(dá)到了幾十萬(wàn)小時(shí)。（2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、應(yīng)用靈活氣動(dòng)產(chǎn)品均成系列化生產(chǎn)，品種齊全，外圍模塊品種也多，可有各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。在氣動(dòng)構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需在氣動(dòng)的端子上接入相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)線即可，不需要諸如繼電器之類(lèi)的物理電子器件和大量而有繁雜的硬件接線線路。當(dāng)控制要求改變，需要變更控制系統(tǒng)功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，修改接線量很小。同一個(gè)氣動(dòng)裝置有、用于不同的控制對(duì)象，只是輸入、輸出組件和應(yīng)用軟件不同而已。（3）編程方便，易于使用氣動(dòng)是面向用戶(hù)的設(shè)備，氣動(dòng)的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，氣動(dòng)程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類(lèi)似，直觀易懂，容易掌握，不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí)和語(yǔ)言，深受現(xiàn)場(chǎng)電氣技術(shù)人員的歡迎，近年來(lái)又發(fā)展了面向?qū)ο蟮捻樞蚩刂屏鞒虉D語(yǔ)言，也稱(chēng)功能圖，使編程更加簡(jiǎn)單方便。（4）功能完善，擴(kuò)展能力強(qiáng)氣動(dòng)中含有數(shù)量巨大的用于開(kāi)關(guān)量處理的繼電器類(lèi)軟件，可輕松地實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的開(kāi)關(guān)量邏輯控制，這是一般的繼電器控制所不能實(shí)現(xiàn)的。氣動(dòng)內(nèi)部具有許多控制功能，能方便地實(shí)現(xiàn)D/A、A/D轉(zhuǎn)換及PID運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制、數(shù)字控制等功能。氣動(dòng)具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，他不僅可以控制一臺(tái)單機(jī)，一條生產(chǎn)線，還可以控制一個(gè)機(jī)群，許多生產(chǎn)線。他不但可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制，還可以用于遠(yuǎn)程控制。（5）氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便氣動(dòng)中相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等“軟元件”數(shù)量巨大，硬件齊全，且為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，并已商品化，故可按性能、容量（輸入、輸出點(diǎn)、內(nèi)存大?。┑冗x用組裝。又由于用軟件編程取代了硬接線實(shí)現(xiàn)控制功能，使安裝接線量大大減小，設(shè)計(jì)人員只要一臺(tái)氣動(dòng)就可進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試。而繼電接觸器系統(tǒng)需要在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，工作量很大且繁難。（6）維修方便，維修工作量小氣動(dòng)具有完善的自診斷，履歷情況存儲(chǔ)及監(jiān)視功能。對(duì)于內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài)和I/O點(diǎn)的狀態(tài)均有顯示。工作人員通過(guò)他可查出故障原因，便于迅速處理，及時(shí)排除。（7）結(jié)構(gòu)緊湊體積小、重量輕，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。由于以上特點(diǎn)，使得氣動(dòng)獲得極為廣泛的應(yīng)用。第二章系統(tǒng)組成及控制要求2.1系統(tǒng)簡(jiǎn)介為改善生產(chǎn)環(huán)境，某公司投資清潔水技改工程并建成一座日產(chǎn)水2.5萬(wàn)頓的測(cè)速輥及其氣動(dòng)系統(tǒng)，分別建設(shè)了抽水泵系統(tǒng)、加壓泵系統(tǒng)和高位水池。根據(jù)公司用水需求特點(diǎn)，從抽水泵系統(tǒng)過(guò)來(lái)的水一部分直接供給生產(chǎn)用水部門(mén)，一部分則需通過(guò)加壓泵輸送到高位水池，而供給生產(chǎn)用水部門(mén)的水壓與供給高位水池的水壓相差較大。同時(shí)高位水池距抽水泵房較遠(yuǎn)達(dá)十多公里，高位水池的液位高低和加壓泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及如何與抽水泵系統(tǒng)“聯(lián)動(dòng)”也是較難解決的。鑒于以上特點(diǎn)，從技術(shù)可靠和經(jīng)濟(jì)實(shí)用角度綜合考慮，我們?cè)O(shè)計(jì)了用氣動(dòng)控制與變頻器控制相結(jié)合的自動(dòng)恒壓控制測(cè)速輥及其氣動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)主水管線壓力傳遞較經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)了加壓泵系統(tǒng)與抽水泵系統(tǒng)“遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)”的控制目的2.2系統(tǒng)組成系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)，變頻器，氣動(dòng)控制器，軟起動(dòng)器，電機(jī)保護(hù)器數(shù)據(jù)采集及其輔助設(shè)備組成。2.3控制要求及技術(shù)指標(biāo)1：測(cè)速輥及其氣動(dòng)壓力要求恒定，波動(dòng)一定要小，尤其在換泵時(shí)。2：三臺(tái)泵根據(jù)壓力的設(shè)定，采用“先開(kāi)先?！钡脑瓌t。3：為了防止一臺(tái)泵長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，需設(shè)定運(yùn)行時(shí)間。當(dāng)時(shí)間到時(shí)，自動(dòng)切換到下一抬泵，以防止泵長(zhǎng)時(shí)間不用而銹死。4：要有完善的保護(hù)和報(bào)警功能。5：為了檢修和應(yīng)急要設(shè)有手動(dòng)功能。6：需要有水池防抽空功能。技術(shù)指標(biāo)●測(cè)速輥及其氣動(dòng)揚(yáng)程：4—120m●測(cè)速輥及其氣動(dòng)流量：2—2000m3/h●水泵功率：0.55—75KW●平均節(jié)電率：30—60%●壓力調(diào)節(jié)精度：0.01Mpa●預(yù)定壓力設(shè)定數(shù)：第1、2壓力。其中第2壓力設(shè)定值為消防用水壓力。水泵數(shù)量及功率可根據(jù)用戶(hù)實(shí)際情況來(lái)選定。2.4變頻器的技術(shù)參數(shù)ABBACS400是具有多種功能的變頻器，在本例中由于已選PID調(diào)節(jié)器，因此就不用變頻器的內(nèi)部PID調(diào)節(jié)，而只用變頻器的工廠宏FACTORY（0）就可以了。壓力傳感器將壓力信號(hào)傳給PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器根據(jù)壓力設(shè)定，輸出4~20MA給變頻器以調(diào)節(jié)電機(jī)的速度，變頻器的運(yùn)行要根據(jù)可編程序控制器輸出Q1.0（DCOM1-DI2）是否閉合來(lái)確定，變頻器的停止要根據(jù)編程序控制器輸出Q0.7（DCOM1-DI1）是否閉合來(lái)確定。將變頻器內(nèi)部可編程繼電器RO1，RO2設(shè)定成頻率到達(dá)。相關(guān)參數(shù)設(shè)定如下：代碼功能設(shè)定值代碼功能設(shè)定值9902APPLICMACRO02102STOPFUNCTION11001EXICOMMANDS33201SUPERV1PARAM01031003DIRECTION13202SUPERV1LIMLO15HZ1102EXT1/EXT263203SUPERV1LIMHI50HZ1103EXTREF1SEL03204SUPERV1V2PARAM0103第三章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1確定控制方案工頻手動(dòng)方式系統(tǒng)設(shè)計(jì)了手動(dòng)工頻的操作方式，將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到“工頻”檔位，操作人員可以根據(jù)需要自己決定起動(dòng)或停止任意一臺(tái)泵的運(yùn)行。由于在該操作方式下，氣動(dòng)、PID、變頻器等均不參加控制，因此，從技術(shù)角度上來(lái)說(shuō)，該方式無(wú)法保障出水管網(wǎng)壓力值的恒定，所以必須有人監(jiān)守。該方式主要供氣動(dòng)、變頻器、PID儀表、壓力變送器等設(shè)備故障檢修時(shí)使用。4.5PID應(yīng)用及介紹變頻器的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率是如何確定的呢？首先，通過(guò)安裝在出水管網(wǎng)上的壓力變送器，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的DC4～20mA的模擬量信號(hào)送入PID調(diào)節(jié)器;然后，經(jīng)PID儀表將壓力設(shè)定值與壓力反饋值進(jìn)行比較計(jì)算后，PID儀表輸出一個(gè)執(zhí)行值作為變頻器的頻率給定值，由變頻器控制電機(jī)水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)管網(wǎng)出口處測(cè)速輥及其氣動(dòng)壓力，達(dá)到恒壓測(cè)速輥及其氣動(dòng)目的。若是通過(guò)HMI設(shè)定壓力值，那么，實(shí)際管網(wǎng)壓力反饋的模擬量信號(hào)就要進(jìn)入氣動(dòng)模擬量輸入端口，通過(guò)用戶(hù)氣動(dòng)程序來(lái)完成設(shè)定值與實(shí)際值的比較計(jì)算，根據(jù)差值大小來(lái)決定每次執(zhí)行值調(diào)節(jié)的頻度與幅度(解決好調(diào)節(jié)頻度與調(diào)節(jié)幅度的問(wèn)題是保障管網(wǎng)壓力穩(wěn)定的關(guān)鍵所在，也是避免系統(tǒng)振蕩的關(guān)鍵技術(shù)所在)，從而達(dá)到改變變頻器的給定頻率，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)速的目的。PID閉環(huán)控制原理和控制接線圖如圖1所示。圖1（a）表示了多泵循環(huán)變頻恒壓測(cè)速輥及其氣動(dòng)系統(tǒng)壓力閉環(huán)PID控制原理，圖1（a）表示了具體的PID閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)方法:線路連接圖。當(dāng)壓力設(shè)定值大于壓力實(shí)際值時(shí)，PID儀表將通過(guò)增加模擬量輸出值來(lái)加速水泵電機(jī)的運(yùn)行;當(dāng)壓力設(shè)定值小于實(shí)際壓力值時(shí)，PID儀表將通過(guò)減小模擬量輸出值來(lái)降低水泵電機(jī)的運(yùn)行;PID儀表將不斷地通過(guò)改變模擬量輸出值的大小來(lái)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到測(cè)速輥及其氣動(dòng)管網(wǎng)壓力恒定的目的。當(dāng)PID儀表的模擬量輸出值達(dá)到最大且管網(wǎng)壓力仍處于壓力下限狀態(tài)時(shí)(通過(guò)修改PID儀表的正負(fù)偏差值的大小來(lái)設(shè)定上下限報(bào)警點(diǎn))，利用氣動(dòng)程序開(kāi)始計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)時(shí)間到后(計(jì)時(shí)的目的是為了對(duì)該報(bào)警信號(hào)的穩(wěn)定性確認(rèn)，避免增減投運(yùn)臺(tái)數(shù)的頻繁動(dòng)作或錯(cuò)誤判斷動(dòng)作)，氣動(dòng)將作出一系列動(dòng)作命令來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)前狀態(tài)向下一個(gè)狀態(tài)的遷移，必須指出的是在每次狀態(tài)遷移時(shí)，首先應(yīng)斷開(kāi)變頻器起動(dòng)信號(hào)后再斷開(kāi)變頻器與電機(jī)間的變頻方式接觸器，并且變頻器停止方式參數(shù)最好設(shè)置為“自由停車(chē)”方式，若動(dòng)作執(zhí)行順序相反，將會(huì)造成變頻器故障或損壞。在變頻工作方式向工頻工作方式轉(zhuǎn)換過(guò)程中，當(dāng)斷開(kāi)變頻接觸器后應(yīng)在盡量短的時(shí)間內(nèi)完成工頻工作方式的投入，否則，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速降到一定程度后就會(huì)產(chǎn)生起動(dòng)沖擊。同樣，當(dāng)PID儀表的模擬量輸出值達(dá)到最小且管網(wǎng)壓力仍處于壓力上限狀態(tài)時(shí)，氣動(dòng)程序開(kāi)始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間到后，氣動(dòng)將完成當(dāng)前狀態(tài)向上一個(gè)狀態(tài)的遷移，通常要設(shè)置一個(gè)最低輸出頻率下限的變頻器參數(shù)，一般取15Hz～20Hz，這樣做一方面是為了避免電機(jī)在低頻狀態(tài)下可能的失速現(xiàn)象和電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間低頻運(yùn)行的溫升問(wèn)題，另一方面也是為了減少頻繁狀態(tài)遷移帶來(lái)的系統(tǒng)振蕩。4.6PID計(jì)算PID運(yùn)算電路如圖2所示。線性集成放大器的輸入阻抗為：

（1）

反饋?zhàn)杩篂椋海?）

若線性集成元件為理想情況，其輸出為：

（3）對(duì)上式進(jìn)行拉氏變換可得：

（4）

令，則：

（5）

由上式可見(jiàn)，此圖實(shí)現(xiàn)了PID功能。4.7氣動(dòng)系統(tǒng)狀態(tài)分析對(duì)于多泵循環(huán)變頻恒壓測(cè)速輥及其氣動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其在正常條件下的狀態(tài)數(shù)滿足以下公式:

式中，Sn為正常狀態(tài)總數(shù)，n為多泵循環(huán)系統(tǒng)的泵的臺(tái)數(shù)。

式(1)表達(dá)了正常狀態(tài)與泵的臺(tái)數(shù)的關(guān)系以及各個(gè)狀態(tài)之間相互遷移的條件，它是一個(gè)典型的多入口多出口狀態(tài)遷移圖，控制邏輯較為復(fù)雜。其他諸如指定某臺(tái)電機(jī)處于檢修狀態(tài)所增加的(n-1)2個(gè)狀態(tài)還必須在應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中加以體現(xiàn)。因此，可以肯定地說(shuō)，多泵循環(huán)控制系統(tǒng)的程序規(guī)模至少隨著泵的臺(tái)數(shù)的增加而成平方級(jí)增長(zhǎng)?？紤]到各種其他外部條件的因素，實(shí)際上程序規(guī)?？赡軙?huì)達(dá)到:

結(jié)束語(yǔ)通過(guò)以上各部分的分析與描述可知，在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，必須調(diào)查清楚用戶(hù)的需求，然后綜合考慮各需求之間的關(guān)系和處理方法。變頻器選擇ABB公司的產(chǎn)品，IG5或IS5或IH等，它不僅完全具備控制系統(tǒng)對(duì)其功能的需求，而且具有較高的可靠性和性?xún)r(jià)比?；跉鈩?dòng)控制的多泵循環(huán)變頻恒壓測(cè)速輥及其氣動(dòng)系統(tǒng)采用氣動(dòng)的開(kāi)關(guān)量輸入/輸出方式來(lái)控制電機(jī)的起動(dòng)與停止、狀態(tài)遷移、檢修與故障處理等功能，通過(guò)PID儀表、壓力變送器來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻驅(qū)動(dòng)電機(jī)水泵的速度調(diào)節(jié)(當(dāng)然也可以通過(guò)觸摸屏和模擬量輸入輸出混合模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻速度調(diào)節(jié))，從而達(dá)到恒壓測(cè)速輥及其氣動(dòng)的目的?？刂葡到y(tǒng)在程序設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到負(fù)載均衡性原則，采取“先開(kāi)先?！钡呐抨?duì)策略，執(zhí)行變頻方式輪值，確保各泵使用率基本均衡。變頻恒壓測(cè)速輥及其氣動(dòng)一改以往的定量供給方式，首次實(shí)現(xiàn)“按需分配”原則，因此變頻恒壓測(cè)速輥及其氣動(dòng)方式與工頻控制方式相比，不僅具有上面所述功能優(yōu)點(diǎn)，而且同樣具備很好的節(jié)能效果，在以往的工程中通常節(jié)電率達(dá)到20%以上。通過(guò)這幾個(gè)月畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，我深深的感受到氣動(dòng)在社會(huì)上的應(yīng)用，也充分的讓我明白在當(dāng)今這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)，只有自己不斷的學(xué)習(xí)，你才不會(huì)被這個(gè)社會(huì)所淘汰，只有我們堅(jiān)持一個(gè)信念--要勇往直前，不怕艱苦，不斷的提升自己，超越自己，你才能成功!氣動(dòng)在高樓測(cè)速輥及其氣動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用！一方面它可以很方便的為客戶(hù)提供很好的服務(wù),另一方面它可以為社會(huì)節(jié)省大量的水資源，間接的在為國(guó)家省錢(qián)！今天的社會(huì)不像過(guò)去了，工業(yè)在飛速的發(fā)展，你不進(jìn)步別人就會(huì)進(jìn)步，反過(guò)來(lái)你就在退步，總之你要適應(yīng)這個(gè)社會(huì)，那樣你才能主宰你自己，才能為社會(huì)作出貢獻(xiàn)！參考文獻(xiàn)

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