【正文】 王金梅老師悉心指導(dǎo)我們完成了科研工作，在學(xué)習(xí)上和生活上都給予了我很大的關(guān)心和幫助。（3）用水量減少時(shí)當(dāng)用水量減少，用水需求 供水能力 ，水壓上升，壓力反饋信號 y 增大，偏UQG差 e = y r0， PID 輸出的控制增量 Δu 0，變頻器輸出頻率下降，水泵轉(zhuǎn)速降低，降低供水能力，最后達(dá)到一個新的平衡狀態(tài)，使壓力回復(fù)，維持供需平衡。（3）微分環(huán)節(jié)：微分環(huán)節(jié)主要用來控制被調(diào)量的振蕩，減小超調(diào)量，加快系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。水泵運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊流程圖如圖 42 所示；根據(jù)水泵運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊流程圖編制的輔泵/主泵、主泵（S20→S23 →S26）之間切換的部分程序見附錄， （S21→S24→S27 ）及（S22→S25→S28）之間的切換雷同，略其程序 輸出極限頻率X1壓力上限 X3壓力下限 X2YESYES減泵加泵維持NO圖 42 比較環(huán)節(jié)流程圖295 恒壓供水系統(tǒng)的 PID 調(diào)節(jié) PID 控制及其控制算法PID 控制器是一種線性控制器，它是對給定值和實(shí)際輸出值之間的偏差 [12][13] （51）()()etryt=經(jīng)比例（P） 、積分（ I）和微分（D）運(yùn)算后通過線性組合構(gòu)成控制量 ，對被控對象進(jìn)行控制，故稱 PID 控制器。輔助泵轉(zhuǎn)主泵運(yùn)行是指由輔助泵供水，水壓達(dá)到壓力下限時(shí)，延時(shí) 1 分鐘，關(guān)閉輔助泵，用變頻器啟動一臺主泵運(yùn)行的過程。(4)梯形圖中信息流程從左到右，繼電器線圈應(yīng)與右母線直接相連，線圈的右邊不能有觸點(diǎn)，而左邊必須有觸點(diǎn)。梯形圖編程語言是一種圖形化編程語言，它沿用了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制中的觸點(diǎn)、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語和圖形符號，與傳統(tǒng)的繼電器控制原理電路圖非常相似，但又加入了許多功能強(qiáng)而又使用靈活的指令。 狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件供水狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件是依據(jù)變頻器輸出頻率是否到達(dá)極限頻率及水壓是否達(dá)到上、下限值。若變頻器輸出頻率達(dá)到下限頻率時(shí)，水壓仍過高，延時(shí) 1 分鐘，按“先起先?！钡脑瓌t，由 PLC 給出控制信號，將當(dāng)前供水狀態(tài)中最先工作在工頻方式的水泵關(guān)閉，同時(shí) PID 調(diào)節(jié)器將根據(jù)新的水壓偏差自動升高變頻器輸出頻率，加大供水量，維持水壓。當(dāng)出現(xiàn)變頻器故障、電機(jī)故障、PLC 故障以及水位過低等現(xiàn)象時(shí)，自動撥打管理人員的電話，提高系統(tǒng)故障的應(yīng)急處理能力。而且二者在接地時(shí)，應(yīng)盡量分開，不要使用同一接地線。表 33 現(xiàn)場器件與 I/O 端子功能示意表現(xiàn)場器件與接線端子 I/O地址 功能注釋中間繼電器KA常開觸點(diǎn) X0 自動/手動功能轉(zhuǎn)換變頻器Y2端子 X1 變頻器輸出頻率極限信號遠(yuǎn)傳壓力表壓力上限電節(jié)點(diǎn) X2 壓力下限到達(dá)信號遠(yuǎn)傳壓力表壓力下限電節(jié)點(diǎn) X3 壓力上限到達(dá)信號水池水位下限信號 X4 水池水位下限信號（缺水）變頻器輸出報(bào)警繼電器30A X5 變頻器故障報(bào)警信號FR1常開觸點(diǎn) X6 1電機(jī)過載信號FR2常開觸點(diǎn) X7 2電機(jī)過載信號FR3常開觸點(diǎn) X10 3電機(jī)過載信號FR4常開觸點(diǎn) X11 4電機(jī)過載信號KM1常開輔助觸點(diǎn) X12 1電機(jī)變頻運(yùn)行故障信號KM3常開輔助觸點(diǎn) X13 2電機(jī)變頻運(yùn)行故障信號KM5常開輔助觸點(diǎn) X14 3電機(jī)變頻運(yùn)行故障信號KA25常開輔助觸點(diǎn) X15 1電機(jī)跳空開故障信號KA26常開輔助觸點(diǎn) X16 2電機(jī)跳空開故障信號輸入KA27常開輔助觸點(diǎn) X17 3電機(jī)跳空開故障信號接變頻器FWD端 Y0 實(shí)線復(fù)位/運(yùn)行控制KA1線圈 Y1 1變頻運(yùn)行控制及指示KA2線圈 Y2 1工頻運(yùn)行控制及指示KA3線圈 Y3 2變頻運(yùn)行控制及指示KA4線圈 Y4 2工頻運(yùn)行控制及指示KA5線圈 Y5 3變頻運(yùn)行控制及指示KA6線圈 Y6 3工頻運(yùn)行控制及指示輸出KA7線圈 Y7 輔助泵工頻運(yùn)行控制及指示21KA10線圈 Y10 水池水位下限報(bào)警指示KA11線圈 Y11 變頻器故障報(bào)警指示KA12線圈 Y12 現(xiàn)場手動控制指示KA13線圈 Y13 自動變頻運(yùn)行指示KA14線圈 Y14 自動工頻運(yùn)行指示KA15線圈 Y15 遠(yuǎn)程手動運(yùn)行指示KA16線圈 Y16 變頻器X1端子功能有效KA17線圈 Y17 無人值守電話自動報(bào)警FX2N32MR 主要參數(shù)及特點(diǎn):I/O 點(diǎn)數(shù)： 16/16；用戶程序步數(shù):：4K；基本指令：27 條；功能指令：298 條；基本指令執(zhí)行時(shí)間： 微秒；通信功能：強(qiáng)；輸出形式：繼電型；輸出能力：2A/點(diǎn)。19④ 保護(hù)功能具有過電壓/欠電壓保護(hù)、短路保護(hù)、過熱保護(hù)、PTC 熱敏電阻保護(hù)、電機(jī)鎖死保護(hù)、缺相保護(hù)、電涌保護(hù)、失速保護(hù)、CPU/存貯器異常保護(hù)等。（2） 型號選擇根據(jù)控制功能不同，通用變頻器為分為三種類型。16圖 35 電氣控制線路圖 系統(tǒng)主要配置的選型水泵機(jī)組的選型根據(jù)系統(tǒng)要求，考慮到用水量類型為連續(xù)型高流量變化型，確定采用 3 臺主水泵機(jī)組和 1 臺輔助泵機(jī)組，設(shè)備選用型號及參數(shù)見表 31。在手動狀態(tài)，通過按鈕 SB1SB14 控制各臺泵的起停。圖 34 給出了供水系統(tǒng)電氣控制主回路的主要聯(lián)線關(guān)系。連線時(shí)一定要注意，保證水泵旋向正確，接觸器的選擇依據(jù)電動機(jī)制容量來確定。供水系統(tǒng)的恒壓是通過壓力變送器、PID 調(diào)節(jié)器和變頻器組成的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制的。連續(xù)型是指一天內(nèi)很少有流量為零的時(shí)候，或本身管網(wǎng)的正常泄漏就有一定的流量。變頻調(diào)速對供水系統(tǒng)安全性的作用 (1)消除水錘效應(yīng)，減少對水泵及管道系統(tǒng)的沖擊，大大延長水泵及管道系統(tǒng)的壽命。2=3 semCUPIrP該損耗和電機(jī)的轉(zhuǎn)差率成正比，又稱為轉(zhuǎn)差功率，以電阻發(fā)熱方式消耗。由三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式 [5]： （31）160()(1)fnssp=式中， —異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，r/min；1nn —異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，r/min；p —異步電動機(jī)磁極對數(shù)；f —異步電動機(jī)定子電壓頻率，即電源頻率；s —轉(zhuǎn)速差， 1=0%nS180。 壓強(qiáng)過低又會導(dǎo)致管子的癟塌。所以，在某個特定時(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 [3]。而揚(yáng)程則從 上升到 ，運(yùn)行工況點(diǎn)從 E 點(diǎn)移到 F 點(diǎn)，此時(shí)水泵輸出0H1功率用圖形表示為(0, ,F, )圍成矩形部分，其值為 [1]：21 （21）02=DQPgh當(dāng)用調(diào)速控制時(shí)，若采用恒壓( )，變速泵( )供水，管阻特性曲線為 ，揚(yáng)程特性0H2n2?變?yōu)榍€ ，工作點(diǎn)從 E 點(diǎn)移到 D 點(diǎn)。而管阻特性是以水泵的轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤?，表明閥門在某一開度下，揚(yáng)程U與流量 Q 之間的關(guān)系 H=f（ ） 。時(shí)變性在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中，由于有定量泵的加入控制，而定量泵的控制是時(shí)時(shí)發(fā)生的，同時(shí)定量泵的運(yùn)行狀態(tài)直接影響供水系統(tǒng)的模型參數(shù)，使其不確定性地發(fā)生變化，因此，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的控制對象是時(shí)變的。同時(shí)維護(hù)操作也越來越簡單，部分新品的變頻供水只需簡單設(shè)定壓力值就可以正常運(yùn)行，控制軟件和其它參數(shù)在出廠時(shí)就已設(shè)定或利用傳感器自動獲取完畢。如希望集團(tuán)推出的恒壓供水專用變頻器。如最初的恒壓供水系統(tǒng)采用繼電接觸器控制電路，是與開關(guān)量邏輯控制技術(shù)結(jié)合，通過人工啟動或停止水泵和調(diào)節(jié)泵出口閥來實(shí)現(xiàn)恒壓供水。 variable frequency to working frequency目錄摘 要 ........................................................................................................................IABSTRACT .............................................................................................................II1 緒 論 .....................................................................................................................1 課題背景及意義 ................................................................................................1 變頻恒壓供水的現(xiàn)況 ........................................................................................1 變頻恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn) ................................................................................32 變頻恒壓供水系統(tǒng)理論分析 ...............................................................................4 供水系統(tǒng)的基本特性 ........................................................................................4 不同控制方式下的能耗分析與比較 ................................................................5 變頻恒壓控制的理論模型 ................................................................................6 供水系統(tǒng)中的水錘效應(yīng)及消除方法 ................................................................73 供水系統(tǒng)恒壓控制與硬件設(shè)計(jì) ...........................................................................8 異步電動機(jī)調(diào)速方法及選型 ............................................................................8 變極調(diào)速 .........................................................................................................8 變頻調(diào)速 .........................................................................................................9 供水系統(tǒng)的方案確定 ......................................................................................10 供水系統(tǒng)的流量類型 ...................................................................................10 總體設(shè)計(jì)方案確定 ........................................................................................10 恒壓供水電控系統(tǒng)組成 ........