基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)以西門子s7-200系列plc作為控制器畢業(yè)論文-全文預(yù)覽
【正文】 D功能指令：它是用于PID控制的子程序，與模擬量輸入／輸出模塊一起使用，可以得到類似于使用PID過程控制的效果，但價(jià)格便宜得多。C(t)為輸出。 如下表單極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON050mVOFFONOFFONOFFON0100mV25uVONOFFOFFOFFONON0500mV125uVOFFONOFFOFFONON01V250uVONOFFOFFOFFOFFON05VONOFFOFFOFFOFFON020mA5uVOFFONOFFOFFOFFON010V雙極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFOFF25mVOFFONOFFONOFFOFF 50mV、25uVOFFOFFONONONOFF 100mV50uVONOFFOFFOFFONOFF 250mV、125uVOFFONOFFOFFOFFOFF500VmV250uVOFFOFFONOFFOFFOFF1V500uVONOFFOFFOFFOFFOFFOFFONOFFOFFOFFOFF5VOFFOFFONOFFOFFOFF10V 5mA表3. 5 EM235擴(kuò)展模塊所有的輸入設(shè)備 （三） PLC模擬量擴(kuò)展模塊（EM235）輸入數(shù)據(jù)字格式 12位數(shù)據(jù)值在CPU的模擬量輸入字中的位置 12位數(shù)據(jù)值在CPU的模擬量輸出字中的位置 PID閉環(huán)控制模塊PID控制器是比例積分微分控制(ProportionalIntegralDerivative)的簡稱。 對于某一模塊，只能將輸入端同時(shí)設(shè)置為一種量程和格式，即相同的量程和分辨率。信號放大處理電路用于將惠斯通電橋產(chǎn)生的電壓信號線性放大處理后并轉(zhuǎn)換成05VDC420mADC等多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化信號。數(shù)據(jù)貯存在EEPROM內(nèi)，即使斷電也保存完整。另外，它進(jìn)行傳感器線性化。兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。變頻器的應(yīng)用幾乎包含所有工業(yè)領(lǐng)域，如鋼鐵、有色冶金、油田、煉油、石化、化工、制藥、造紙等行業(yè)。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。（用課題是用自編的程序?qū)崿F(xiàn)PID閉環(huán)控制）（4） 定時(shí)/計(jì)數(shù)控制 PLC具有定時(shí)/計(jì)數(shù)控制，具有專門的功能指令。PLC被稱為專為工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，故其主要的應(yīng)用方面為:（1） 作為開關(guān)量控制。3 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的硬件電路構(gòu)成本設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)（水泵）、和PLC模擬量擴(kuò)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(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、和算術(shù)運(yùn)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(jī)械和生產(chǎn)過程。從而保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。 在恒壓供水系統(tǒng)中，在出水的管中設(shè)有一個(gè)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）。 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(shí)際應(yīng)用。改變輸入變頻器值，即實(shí)現(xiàn)其對水泵電機(jī)的無級調(diào)速。2 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 恒壓供水系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 總體方案簡介西門子S7200型可編程控制器（SIMATIC S7200）是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用；大范圍的各種功能模塊可以非常好的滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù)，各種單獨(dú)的模塊之泛組合以用于擴(kuò)展；多種的性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/O擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于（1） 生產(chǎn)、生活用水，亦可用于熱水供應(yīng)，恒壓噴淋等系統(tǒng)（2） 工企業(yè)、生活、生產(chǎn)供水系統(tǒng)及企業(yè)自備并改造工程，自來水廠、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)。因而實(shí)現(xiàn)了恒壓自動(dòng)控制。變頻恒壓供水系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)的無級調(diào)速，可以根據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求。 恒壓供水系統(tǒng)研究的目的和意義近年來我國中小城市發(fā)展迅速，集中用水量急劇增加。有的采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。在早期，由于國外生產(chǎn)的變頻器的功能主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、起制動(dòng)控制、變壓變頻比控制及各種保護(hù)功能。隨著技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化越來越占據(jù)主要地位。同時(shí)要保證供水的可靠性和安全性。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)通過測到的管網(wǎng)壓力，經(jīng)PLC內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算后,通過EM235模擬輸出端傳送到變頻器，調(diào)節(jié)輸出頻率，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。變頻調(diào)速技術(shù)是一種新型的、成熟的交流電機(jī)無級調(diào)速驅(qū)動(dòng)技術(shù)，變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。PLC控制單元?jiǎng)t是泵組管理的執(zhí)行設(shè)備，同時(shí)還是變頻器的驅(qū)動(dòng)控制，根據(jù)用水量的實(shí)際變化，自動(dòng)調(diào)整輸出模擬量，進(jìn)而控制變頻器。恒壓供水是指用戶端在任何時(shí)候，不管用水量的大小，總能保持網(wǎng)管中水壓的基本恒定。早期的恒壓供水系統(tǒng)是通過閥門的開斷來控制。變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的。近年來，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動(dòng)化程度高等方面的優(yōu)點(diǎn)以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后，國外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器國內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程時(shí)，大多采用國外品牌的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管的管內(nèi)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺(tái)水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器(PLC)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。因此，有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。這種情況容易造成用水高峰期時(shí)水位達(dá)不到要求，供水壓力不足；用水低峰期時(shí)供水水位超標(biāo)，壓力過高，不僅十分浪費(fèi)能源而且存在事故隱患（例如壓力過高容易造成爆管事故）?；赑LC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的智能恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡便，解決實(shí)際中問題，保證供水安全、快捷、可靠。另外，系統(tǒng)采用plc控制，容易隨時(shí)修改程序，以改變工作狀況，滿足不同控制要求，有較大的靈活性和通用性，有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。壓力變送器的作用是檢測管網(wǎng)水壓；智能PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的PID調(diào)節(jié)；PLC控制
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