【正文】 ： 水泵電機是輸出環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速由變頻器調(diào)節(jié)，變頻器接受PLC控制器的信號對轉(zhuǎn)速進行控制，PLC控制器綜合給定和反饋信號（由PLC擴展模擬輸入輸出模塊接受信號）后，經(jīng)過PID調(diào)節(jié)，向變頻器輸出運轉(zhuǎn)頻率指令，壓力傳感器檢測管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為PLC控制器可接受的數(shù)字信號，進行調(diào)節(jié)。下圖 。PLC作為可編程控制器，協(xié)調(diào)各元件順利運行。 整體方框圖 控制部分方框圖 系統(tǒng)控制要求本課題來源于生產(chǎn)、生活供水的實際應用。本系統(tǒng)主要由變頻器、可編程控制器、壓力傳感器組成。本文研究的目標是對恒壓控制技術給予提升，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能效果進一步提高，操作更加簡捷，故障報警及時迅速。該系統(tǒng)可以為生活和消防等供水的供水。 在恒壓供水系統(tǒng)中，在出水的管中設有一個YBT壓力傳送器，檢測水壓的大小，并將其轉(zhuǎn)化成模擬信號（電流信號）。通過PLC設定一個恒定壓力值、變頻器上限（最高頻率）和下限（最低頻率）。利用PID計算形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。當水量發(fā)生變化時，變頻器根據(jù)管內(nèi)的壓力設定值和變頻器反饋的實際壓力值之差，經(jīng)過模擬輸入、D/A轉(zhuǎn)換、PID計算、A/D轉(zhuǎn)換、模擬輸出等對電動機的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，當管內(nèi)所測壓力值比實際壓力值大時，需要自動控制PLC的模擬輸出模塊，控制變頻器的輸出頻率降低但不能低于變頻器的最低頻率（下限）；當管內(nèi)所測壓力值比實際壓力值小時，需要自動控制PLC的模擬輸出模塊，控制變頻器的輸出頻率升高但不能高于變頻器的最高頻率（上限）。從而保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。 變頻恒壓供水原理 該系統(tǒng)的恒壓控制采用閉環(huán)控制，在水泵的輸出管網(wǎng)中安裝一個壓力變送器，將管內(nèi)水壓轉(zhuǎn)換成15V的信號輸入PLC的擴展模擬量輸入輸出模塊（EM235）的模擬量輸入端并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。該數(shù)字信號與壓力給定值相比較，并經(jīng)過PID運算，由PLC輸出控制信號經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換通過EM235的模擬量輸入端輸出420mA的控制信號送往變頻器，控制變頻器輸出頻率，從而控制水泵電動機轉(zhuǎn)速，使水壓穩(wěn)定在設定值。在恒壓供水系統(tǒng)中，當水量發(fā)生變化時，變頻器根據(jù)管內(nèi)的壓力設定值和變頻器反饋的實際壓力值之差，發(fā)生相應的變化，保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。3 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)硬件設計 系統(tǒng)的硬件電路構(gòu)成本設計論文包含的硬件主要有，PLC（可編程控制器）、變頻器(MM420)、壓力傳感器、電動機（水泵）、和PLC模擬量擴展模塊EM235（S7200 ）（1） 可編程控制器（S7200 ）原理可編程控制器（PLC）是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計，采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械和生產(chǎn)過程。采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，主要有CPU、電源、存儲器和專門設計的輸入/輸出接口電路組成。用PLC實施控制，其實質(zhì)是按控制功能要求，通過程序按一定算法進行輸入、輸出變換，并將這個變換給以物理實現(xiàn)，并應用于工業(yè)現(xiàn)場。（2） 可編程控制器（S7200 ）應用目前PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、制藥、電力、機械制造等各個領域。PLC被稱為專為工業(yè)環(huán)境下的應用而設計，故其主要的應用方面為:（1） 作為開關量控制。 是PLC的基本功能，得力于PLC具有強大的邏輯運算功能，可以實現(xiàn)各種簡單和復雜的邏輯運算。（2） 模擬量控制 因為PLC只能處理數(shù)字量，為處理溫度、壓力、流量、液位、速度等模擬量，PLC中專門配置了A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊（例如EM235），將模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送PLC處理，將PLC處理后所得數(shù)字量經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量去控制被控設備（本課題是控制變頻器），來完成現(xiàn)場連續(xù)控制。（3） 閉環(huán)過程控制 PLC配置PID控制單元用來實現(xiàn)對控制現(xiàn)場的某些變量（電壓、電流、溫度、速度等）的閉環(huán)PID控制。（用課題是用自編的程序?qū)崿F(xiàn)PID閉環(huán)控制）（4） 定時/計數(shù)控制 PLC具有定時/計數(shù)控制，具有專門的功能指令。（本課題中未用該指令）（5） 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)在PLC不僅具備數(shù)字運算（包含四則運算、矩陣運算、函數(shù)運算、浮點運算）和數(shù)據(jù)傳送功能，而且還具有數(shù)據(jù)比較、轉(zhuǎn)換、通信、顯示等功能。（本課題中大量用到數(shù)據(jù)傳送可運算功能）（3） 可編程控制器（S7200 ）特點 （1）可靠性高，抗干擾能力強 （2）配套齊全，功能完善，適用性強（3）編程方便，易于使用 （4） 功能強，擴展能力強（5） PLC控制系統(tǒng)設計、安裝、調(diào)試方便 （6）系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造 （7）體積小，重量輕，能耗低 ，易于實現(xiàn)機電一體化 （四） 可編程控制器（S7200 ）接線方式24V電源 CPU224接線方式（五） 可編程控制器（S7200 ）通訊口的引腳分配連接器針號信號1屏蔽機殼地224V返回邏輯地3RS485信號BRS485信號B4請求發(fā)送RTS(TTL)55V返回邏輯地6+5V+V,1000串聯(lián)電阻7+24V+24V8RS485信號ARS485信號A9未用選擇十位協(xié)議（輸入）連接器外殼屏蔽機殼地 S7200 通訊口的引腳分配(MM420) 變頻器（MM420）全稱MICROMASTER420系列變頻器（一）變頻器（MM420）工作原理 MICROMASTER420是用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列。該變頻器由微處理器控制，并采用絕緣柵雙極性晶體管（IGBT）作為功率輸出器件。為交直交變頻器，即先把頻率、電壓都固定的交流電整流成直流電，再把直流電逆變成頻率、電壓都可調(diào)的三相交流電源。該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖為：整流電路直流中間電路 控制電路交流電源逆變電路頻率和電壓可調(diào)的交流電 變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) （1） 整流電路—交直部分 整流電路通常由二極管或晶閘管構(gòu)成的橋式電路組成，把頻率、電壓都固定的交流電整流成直流電（2） 直流中間電路部分—濾波電路 根據(jù)儲能元件不同，濾波電路分為電容濾波和電感濾波兩種，分別構(gòu)成電壓型變頻器和電流型變頻器。 （3） 逆變電路—直交部分 逆變電路是交直交變頻器的核心部分， 把直流電逆變成頻率、電壓都可調(diào)的三相交流電源，直接控制電機。（二）變頻器（MM420）參數(shù)表參數(shù)號參數(shù)名稱DefaultLevelDSQCR0000驅(qū)動裝置只讀參數(shù)的顯示值.2..P0003用戶的參數(shù)訪問級11CUT.P0004參數(shù)過濾器01CUT.P0010調(diào)試用的參數(shù)過濾器01CTNP3950訪問隱含的參數(shù)04CUT.P3900“快速調(diào)試結(jié)束”01CQP0970復位為工廠設定值01C. 變頻器常用參（三）變頻器（MM420）應用及特點 變頻器不僅可以用于