【正文】 過 f REF REMOTE INPUT0 端口輸入頻率控制信號（百分比）控制變頻器工作頻率。根據(jù)供水量情況，我們把變頻器的工作頻率上限設(shè)定為水泵基頻，即頻率變化范圍控制在0~50Hz，在此范圍內(nèi)水泵運(yùn)行頻率和定子相壓成正比（及與變頻器輸入頻率成正比 ），這使得變頻器輸入、水泵運(yùn)行頻率和泵的輸出壓力成較好的線形關(guān)系，可得到較好的控制效果。 SAMI STAR 變頻器對用戶開放的 I/0 接口位于 TERMINAL BLOCK CARD 上，主要使用的有： X111（ REMOTE START/STOP）； X114（ LOCAL/REMOTE）； X1113/14（ f REF REMOTE INPUT0 、4~20mA 信號 輸入）； X1115/16（輸出 4~20mA 變頻器運(yùn)行頻率信號）； X1117/18（輸出 4~20mA 變頻泵運(yùn)行電流信號）。變頻器由 PLC 遠(yuǎn)程控制時(shí) ，啟動是由 PLC 向 X114 輸出信號，使變頻器切換到外部設(shè)備控制方式（ REMOTE 方式），再向 X111 輸出信號，啟動變頻器。在恒壓調(diào)節(jié)時(shí)， PLC 處理器把檢測到的壓力信號作為反饋值，與 PID 運(yùn)算的壓力設(shè)定值（由調(diào)度人員根據(jù)情況在 REView 上設(shè)定）進(jìn)行比較，再經(jīng)過PID 運(yùn)算得到調(diào)節(jié)后的修正值，通過模擬量輸出模板（ 1771OFE）輸出到 X1113/14，作為 REMOTE 方式下變頻器的頻率控制信號，由于該信號是相對變頻器工作頻率上限的百分比，所以變頻器將輸入信號進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算后轉(zhuǎn)為真實(shí)工作頻率。 為了使 三期變頻恒壓供水自動控制系統(tǒng)與全廠自動控制網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地結(jié)合起來，全面實(shí)現(xiàn)對恒壓供水系統(tǒng)的運(yùn)行情況和設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制，更加安全可靠地實(shí)現(xiàn)恒壓供水，我們使用 PLC 進(jìn)行 PID運(yùn)算和監(jiān)控。 PLC 的 PID 運(yùn)算調(diào)節(jié)通過該型處理器專用 PID指令完成，通過設(shè)置各參數(shù)即可由 PLC 完成 PID 運(yùn)算調(diào)節(jié)。 PID 程序段流程如圖 4。 PID 指令必須以相同的時(shí)間間隔周期性地執(zhí)行，可采用計(jì)時(shí)器，定時(shí)中斷或?qū)崟r(shí)采樣的等方法，此處選用了定時(shí)方法； PV 是 PID指令采樣的壓力控制反饋值， SP 是 PID 指令的壓力控制設(shè)定值， KP 為 PID 的比例增益， KI 為 PID 的積分增益， KD 為 PID 的微分增益，這五個(gè)控制參數(shù)作為主要的 PID 參數(shù)參與控制，確定 PID 參數(shù)時(shí)要兼顧系統(tǒng)靈敏性和穩(wěn)定性，由于我們恒壓控制要求和設(shè)備的性能條件，參數(shù)設(shè)定更強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定性（及 KI），由于微分環(huán)節(jié)有放大噪聲的特點(diǎn)，我們將 KD 盡量設(shè)置得較??； SWM為 PID 指令轉(zhuǎn)為手動直接調(diào)頻的開關(guān)， SO 設(shè)定為 PID指令的在手動控制輸出方式時(shí)的輸出值，當(dāng)變頻器從PID 自控調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)為手動直接調(diào)頻時(shí)， SO 替代 PID 運(yùn)算結(jié)果作為轉(zhuǎn)換時(shí)的輸出值，將 SO 設(shè)定為控制值就可實(shí)現(xiàn)無縫轉(zhuǎn)換，減小變頻器運(yùn)行頻率的震蕩 。 DB 為 PID指令的死區(qū)設(shè)定值，輸出超出死區(qū)時(shí) PID 指令通過自動運(yùn)算限制輸出超出限定范圍。 為了防止運(yùn)行時(shí)由于壓力變送器不可預(yù)見的故障造成 PLC 的 PID 運(yùn)算調(diào)節(jié)失實(shí)，從而造成管網(wǎng)壓力失恒引發(fā)失壓或爆管的嚴(yán)重事故。我們分別在 1和 2變頻泵后輸水管上安裝壓力變送器，可以同時(shí)測到出廠輸水管線上的壓力；在 PLC 程序上對壓力信號進(jìn)行了相應(yīng)的處理，在程序中設(shè)置選擇軟開關(guān)，調(diào)度人員可以在 RSView 上將其中一臺壓力變送器的值設(shè)定為“ 控制反饋值 ” ，另一臺壓力變送器的值則設(shè)為 “ 參考反饋值 ” （見圖 2：變頻恒壓供水系統(tǒng)控 制圖形界面（ RSView 工作站））；對 1壓力和 2壓力值進(jìn)行比較，相差 ）。壓力變送器正常工作時(shí)， “ 控制反饋值 ” 經(jīng)過平均濾波處理后，分別比較壓力報(bào)警上限和下限值，如果超出控制范圍，變頻器控制轉(zhuǎn)換為遠(yuǎn)程直接手動調(diào)頻控制，否則 “ 控制反饋值 ” 作為PID 調(diào)節(jié)的參數(shù) PV。 同時(shí)為了在就地手動控制實(shí)現(xiàn)在控制現(xiàn)場對變頻泵進(jìn)行開?？刂坪瓦\(yùn)行數(shù)據(jù)監(jiān)視。我們在變頻泵工作現(xiàn)場安裝了 AB 公司的 PanelView 圖形工作終端，該工作終端提供圖形交互界面和觸摸輸入方式，以從站的方式與 PLC 進(jìn)行通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制命令 的交換，提供就地監(jiān)控操作的通道。 根據(jù)我廠建立自動控制系統(tǒng)的原則 “ 分散控制、集中管理、現(xiàn)場無人值守 ” ，變頻恒壓供水技術(shù)的應(yīng)用提高了我廠自控系統(tǒng)的整體水平，真正作到了操作簡便安全，現(xiàn)場無人職守，運(yùn)行安全可靠。 三 液位控制器 電路工作原理 該液位自動控制器電路由電源電路和液位檢測控制電路組成，如圖所示。 圖 液位自動控制器電路 電源電路由電源開關(guān) S電源變壓器 T、整流橋堆 UR UR2 和濾波電容器 C C2 組成。 液位檢測控制電路由檢測電極 a～ c、控制按鈕S S電阻器 R1～ M、晶體管 V V發(fā)光二極管 VL VL繼電器 K、交流接觸器 KM 和二極管 VD 組成。 接通電源后，交流 220V 電壓經(jīng) T 降壓后，在 T的 W2 繞組和 W3 繞組上分別產(chǎn)生交流 6V 電壓和交流 12V 電壓。交流 12V 電壓經(jīng) UR2 整流及 C2 濾波后，為 Κ 及其驅(qū)動電路提供＋ 12V 工作電壓，同時(shí)將VL1 點(diǎn)亮。 在儲液池內(nèi)液位 低于下限時(shí)，電極 a～ c 均懸空，T 的二次繞組與整流濾波電路之間的回路處于開路狀態(tài)， V2 處于截止?fàn)顟B(tài)， V1 飽和導(dǎo)通， K 通電吸合，其常閉觸頭 K1 斷開，常開觸頭 K2 接通， KM 吸合，加液泵電動機(jī) M 通電開始工作，同時(shí) VL2 點(diǎn)亮。當(dāng)儲液池內(nèi)液位上升至電極 c 處時(shí)，電極 a 和電極 c 通過液體的電阻接通， T 的 V2 繞組上的交流 6V 電壓經(jīng)URI 整流、 C1 濾波及 R1 限流后加至 V2 的基極，使V2 導(dǎo)通， V1 截止， K 和 KM 釋放，加液泵電動機(jī) M停轉(zhuǎn)。同時(shí) VL2 熄滅， K 的常閉觸頭 K1 又接通。 當(dāng)液位再次下降至電極 a、 b 以下時(shí)， K 和 KM再次通電 工作，電路進(jìn)人下一個(gè)工作循環(huán)下。 S2 為手動停止按鈕， S3 為手動強(qiáng)制運(yùn)行按鈕。在液位處于上、下限之間時(shí)，通過 S2 和 S3 可任意停止或起動加液泵電動機(jī)。 元器件選擇 R1～ R4 選用 1／ 4W 的金屬膜電阻器或碳膜電阻器。 C1和 C2均選用耐壓值為 25V 的鋁電解電容器。 VD 選用 1N4007 型硅整流二極管。 VL1 和 VL2 均選用 φ5mm 的發(fā)光二極管。 V1 選用 58050 或 3DG12 型硅 NPN 晶體管；V2 選用 59014 或 3DG6 型硅 NPN 晶體管。 UR1 和 UR2 均選用 1A、 50V 的整流橋 堆。 K 選用 JRX13F 型 12V 直流繼電器。 KM 選用 CDC10 型 220V 交流接觸器。 S1 選用 5A、 220V 的電源開關(guān)； S2 和 S3 均選用動合按鈕。 T 選用 5～ SW 的電源變壓器。 電極 a～ c 可使用不銹鋼制作。 四 供水保護(hù)電路 一般家用小功率水泵供水電路沒有保護(hù)措施，在實(shí)際運(yùn)行中會因逆止閥日久漏水，使水泵在無水情況下運(yùn)行而燒壞電機(jī)，或因自控電路失靈造成水滿溢出。筆者針對上述缺陷在電路中增加了自動保護(hù)電路，真正實(shí)現(xiàn)了水塔無人管理，電路安全可靠，現(xiàn)介紹如下。 電路見附圖。ＶＴ１、ＶＴ２、 ＶＴ３、Ｊ１等是抽水電路主要元件，工作原理讀者不難自行分析。缺水保護(hù)電路主要由探針Ｄ和ＶＴ４組成，若抽水時(shí)間間隔過久，管內(nèi)存水漏至Ｄ以下，則水回路Ａ、Ｄ開路，ＶＴ４飽和導(dǎo)通，使ＶＴ１基極鉗位于低電位。當(dāng)水塔水位降至下限Ｂ以下時(shí)，由于ＶＴ１基極為低電平而不能導(dǎo)通，故無法抽水。只有給泵內(nèi)加水且水位超過Ｄ點(diǎn)使ＶＴ４截止時(shí)，才能解除對ＶＴ１的控制，抽水電路才能正常抽水，即ＶＴ１導(dǎo)通，ＶＴ２截止，ＶＴ３導(dǎo)通，Ｊ１吸合，Ｊ１－２閉合，水泵抽水。如逆止閥不漏水，管內(nèi)水位在Ｄ點(diǎn)以上，則當(dāng)水塔水位降至Ｂ點(diǎn)以下時(shí)，水泵自動抽水 。ＶＴ５、ＶＴ６、ＬＥＤ１組成泵缺水提示電路。 ＶＴ７、ＳＣＲ、Ｊ２等組成防水滿溢出電路。若抽水電路控制失靈，水位升至上限Ｃ仍不關(guān)機(jī)，當(dāng)水位繼續(xù)升高至Ｅ點(diǎn)時(shí)，則Ａ、Ｅ接通，ＶＴ７由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，可控硅ＳＣＲ導(dǎo)通，Ｊ２吸合，Ｊ２－２斷開水泵電源，抽水停止，Ｊ２－１閉合，ＬＥＤ２亮，提示溢水關(guān)機(jī)。 水塔探針采用鍍鉻金屬或鋁材制作，引線焊點(diǎn)應(yīng)高于 水面以防水蝕。塑料上水管內(nèi)的Ａ針、Ｄ針用鍍鋅長木螺釘擰入構(gòu)成，焊牢引線以減小電阻。在塑料管管壁開一洞，用強(qiáng)力膠斜粘一去底塑料瓶，擰上瓶蓋，以備加水之用。 第三章變頻器恒壓供水系統(tǒng) 一 系統(tǒng)介紹 變頻恒壓供水系統(tǒng)原理如圖 1 所示， 它主要是由 PLC、變頻器、 PID 調(diào)節(jié)器、 TC 時(shí)間控制器、壓力傳感器、液位傳感器、動力控制線路以及 4臺水泵等組成。用戶通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)來了解和控制系統(tǒng)的運(yùn)行。 通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器，把出口壓力信號變成 420mA 的標(biāo)準(zhǔn)信號送入 PID 調(diào)節(jié)器，經(jīng)運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)行比較，得出一調(diào)節(jié)參數(shù)，送給變頻器，由變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)系統(tǒng)供水量，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定壓力上；當(dāng) 用水量超過一臺泵的供水量時(shí)，通過 PLC 控制器加泵。根據(jù)用水量的大小由 PLC 控制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對水泵的調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí)，輸入電機(jī)的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 同時(shí)系統(tǒng)配備的時(shí)間控制器和 PID 控制器，使其具有定時(shí)換泵運(yùn)行功能（即鐘控功能，由時(shí)間控制器實(shí)現(xiàn)）和雙工作壓力設(shè)定功能（ PID 控制器和時(shí)間控制器實(shí)現(xiàn)）。此外，系統(tǒng)還設(shè)有多種保護(hù)功能，尤其是硬件 /軟件備用水泵功能，充分保證了水泵的及時(shí)維修和系統(tǒng)的正常供水。 正常情況（無泵檢修） 時(shí)，各泵的運(yùn)行順序?yàn)?1，2， 3， 4。 二 工作原理 運(yùn)行方式 該系統(tǒng)有手動和自動兩種運(yùn)行方式： ⑴. 手動運(yùn)行 按