【正文】 在李明老師宅心仁厚，不慕榮利，對學(xué)生認(rèn)真負(fù)責(zé)的身上，我感受到了他一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖交往不常，卻給以終生受益無窮之道。該系統(tǒng)采用 PCL控制變頻器進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，按實(shí)際需要隨意設(shè)定壓力給定值，根據(jù)壓差調(diào)整水泵的工作情況，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，使給水泵始終在高效率下運(yùn)行，在啟動時(shí)壓力波動小，可控制在給定值的 5%范圍內(nèi)。該系統(tǒng)成本低、信號傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng)。 控制指令如下表所示。 PLC 程 序首先應(yīng)完成 FX2N485BD 通訊適配器的初始化、控制命令字的組合、代碼轉(zhuǎn)換和變頻器應(yīng)答數(shù)據(jù)的處理工作。且每次參數(shù)設(shè)定后，需復(fù)位變頻器。 因此在本系統(tǒng)中 PLC 對變頻器的控制是通過串行通訊的方式實(shí)現(xiàn)的，變頻器選用 SIEMENS 的 MM 系列或 ABB的 ACS400 系列風(fēng)機(jī) /泵類專用變頻器，它們具有RS485 通訊接口，性價(jià)比較高。 接觸器的選擇：對于接觸器 KM選擇的是規(guī)格 SCE03C,功率 3Kw 按鈕 SB的選擇： PLC 各輸入點(diǎn)的回路的額定電壓直流 24V，各輸入點(diǎn)的回路的額定電流均小于 40mA，按鈕均只需具有 1 對常開觸點(diǎn)，按鈕均 選用 LAY3— 11型，其主要技術(shù)參數(shù)為： UN=24VDC， IN=， 含 1 對常開和 1對常閉觸點(diǎn)。 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)的 PID 調(diào)節(jié)器內(nèi)置于變頻器中。 利用 I動作消除偏差作用和用 D動作抑制振蕩作用，在結(jié)合 P動作就構(gòu)成了 PID控制，本系統(tǒng)就是采用了這種方式。用 PI控制時(shí)，能消除由改變目標(biāo)值和經(jīng)常的外來擾動等引起的偏差。能實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動，減小電氣和機(jī)械沖擊噪音，延長設(shè)備使用壽命。逆變器的輸出頻率或者異步電動機(jī)的速度超過規(guī)定值時(shí)，停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。逆變器負(fù)載側(cè)接地時(shí)，為了保護(hù)逆變器，有時(shí)要有接地過電流保護(hù) 功能。過負(fù)載是由于負(fù)載的 GD2（慣性）過大或因負(fù)載過大使電動機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。 運(yùn)算電路 將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、功率。 另外，異步電動機(jī)需要制動時(shí)，有時(shí)要附加“制動回路”。 X0接起動按鈕， X1接停止按鈕， X2接變頻器的 FU接口， X3接變頻器的 OL接口，X4接 M1的熱繼電器， X5接 M2的熱繼電器， X6接 M3的熱繼電器。 PLC 的工作過程 圖 PLC的掃描工作過程 PLC是在系統(tǒng)軟件的控制和指揮下，采用循環(huán)順序掃描的工作方式，其工作過程就是程序的執(zhí)行過程，它 分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段，如圖 。隨著微電子技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，以及工業(yè)自動化控制愈來愈高的需求， PLC無論在功能上、速度上、智能化模塊以及聯(lián)網(wǎng)通信上，都有很大的提高。所有故障解決、恢復(fù)正常后，自啟動前也要發(fā)出報(bào)警信號。 有時(shí)電源會突然斷電，若無人值班，恢復(fù)供電后若系統(tǒng)無法啟動會造成斷水，為此本系統(tǒng)設(shè)置了通電后自動變頻啟動方式。 ㈡ 自動運(yùn)行方式 在自動運(yùn)行方式下開始啟動運(yùn)行時(shí)，首先檢測水池水位，若水池水位符合設(shè)定水位要求， 1泵變頻交流接觸器吸合，電機(jī)與變頻器連通，變頻器輸出頻率從0Hz 開始上升，此時(shí)壓力變送器檢測壓力信號反饋 PLC，由 PLC 經(jīng) PID 運(yùn)算后控制變頻器的頻率輸出；如壓力不夠，則頻率上升至 50Hz，延時(shí)一定時(shí)間后，將1泵切換為工頻， 2泵變頻交流接觸器吸合，變頻啟動 2水泵 ，頻率逐漸上升，直至出水壓力達(dá)到設(shè)定壓力，依次類推增加水泵。 (三 )、 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)要具有廣泛的通用性，面向各種各樣的供水系統(tǒng)，而不同的供水系統(tǒng)管網(wǎng)結(jié)構(gòu)、用水量和揚(yáng)程等方面存在著較大的差異，因此其控制對象的模型具有很強(qiáng)的多變性。變頻恒壓供水的調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。 在居民生活用水、工業(yè)用水、各類自來水廠、油田、油庫、鍋爐定壓供熱和恒壓補(bǔ)水噴淋及消防等供水系統(tǒng)中，采用傳統(tǒng)的水塔、高位水箱、氣壓增壓等設(shè)備，不但占地面積和設(shè)備投資大，維護(hù)困難，且不能滿足高層建筑、工業(yè)、消防等高水壓、大流量的快速供水需求。 本論文分析變頻恒壓供水的原理及系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，提出不同的控制方案，通過研究和比較，本論文采用變頻器和 PLC實(shí)現(xiàn)恒壓供水和數(shù)據(jù)傳輸，然后用數(shù)字 PID對系統(tǒng)中的恒壓控制進(jìn)行設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵字：變頻調(diào)速；恒壓供水； PLC；監(jiān)控系統(tǒng) 引言 介紹了一種基于 PLC 和變頻器采用串行總線方式通訊的變頻恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理。觸摸屏顯示器可以顯示電源電壓、電流、變頻器輸出頻率、實(shí)際供水壓力和設(shè)定供水壓力和各泵的工作狀態(tài)等信息；可以通過觸摸屏在線修改設(shè)定供水壓力和控制水泵的運(yùn)行。 變頻恒壓供水系統(tǒng)能適用生活水、工業(yè)用水以及消防用水等多種場合的供水要求，該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn) : (一 )、 供水系統(tǒng)的控制對象是用戶管網(wǎng)的水壓，它是一個過程控制量，同其 他一些過程控制量 (如 :溫度、流量、濃度等 )一 樣，對控制作用的響應(yīng)具有滯后性。 (七 )、 用變頻器進(jìn)行調(diào)速，用調(diào)節(jié)泵和固定泵的組合進(jìn)行恒壓供水，節(jié)能效果顯著，對每臺水泵進(jìn)行軟啟動，啟動電流可從零到電機(jī)額定電流，減少了啟動電流對電網(wǎng)的沖擊同時(shí)減少了啟動慣性對設(shè)備的大慣量的轉(zhuǎn)速沖擊，延長了設(shè)備的使用壽命 。若系統(tǒng)中設(shè)置一臺5KW 左右的小流量水泵，為了維持出水壓力，由小流量水泵變頻工作，不僅電動機(jī)工作在較高頻率，而且消耗的電能也很小。此時(shí)， PLC切換泵則根據(jù)實(shí)際水壓的變化在工頻泵間切換?？删幊炭刂破骶哂胸S富的輸入 /輸出接口，并具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力，但它的產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，其靈活標(biāo)準(zhǔn)的配置能夠適應(yīng)工業(yè)上的各種控制。 PLC 的特點(diǎn) 現(xiàn)代可編程控制器不僅能實(shí)現(xiàn)對開關(guān)量的邏輯控制，還具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)處理、運(yùn)動控制、模擬量 PID 控制、通信網(wǎng)絡(luò)等功能。系統(tǒng)所需的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)量共為 24個點(diǎn)。而控制指令則根據(jù)外部的運(yùn)轉(zhuǎn)指令進(jìn)行運(yùn)算獲得。為了抑制電壓波動，采用電感和電壓吸收脈動電壓（電流）。 在圖 點(diǎn)劃線 內(nèi)，僅以控制電路 A部分構(gòu)成控制電路時(shí)，無速度檢測電路，為開環(huán)控制。它使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。 過載保護(hù)。對于數(shù)毫秒以內(nèi)的瞬時(shí)停電，控制電路工作正常。過載檢出裝置與逆變器保護(hù)共用，但考慮低速運(yùn)轉(zhuǎn)的過熱時(shí)，在異步電動機(jī)內(nèi)埋入溫度傳感器，或者利用轉(zhuǎn)在逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)來檢出過熱。 防止失速再生過電壓。頻率檢測的 上 /下限信號分別通過 OL和 FU輸出至 PLC的 X2與 X3輸入端作為 PLC增泵減泵控制信號。 控制對象含有積分元件的負(fù)載場合，僅 P動作控制，有時(shí)由于此積分元件的作用，系統(tǒng)發(fā)生振蕩。它比較適用于流量控制、壓力控制、溫度控制等過程量的控制。3V（ DC） 。 PLC 編程采用STEP7Micro/WIN 編程軟件，它提供一個完整的編程環(huán)境，可進(jìn)行離線編程和在線連接和調(diào)試，并能實(shí)現(xiàn)梯形圖與語句表的互相轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)主要控制回路如圖 2 所示。每個階段的數(shù)據(jù)格式均有差別。其中 X0為電動機(jī)正轉(zhuǎn)以額定速度（頻率）運(yùn)行控制按鈕， X1 為電動機(jī)變頻調(diào)速控制按鈕，實(shí)現(xiàn)電動機(jī) 的頻率調(diào)節(jié)。并且很容易實(shí)現(xiàn)多電機(jī)之間的同步運(yùn)行。 目前該系統(tǒng)已有十幾套投入使用，運(yùn)行情況良好，操作直觀方便，節(jié)能效果明顯，受到用戶好評。離校日期已日趨臨近，畢業(yè)論文的完成也隨之進(jìn)入了尾聲。 煙臺工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績評定評審等級表 指導(dǎo)教師評審意見 評語： 評定等級： 指導(dǎo)教師（簽名）： 答辯小組意見 評語： 評定等級： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 學(xué)院抽查意見 評語： 評定等級： 負(fù)責(zé)人（簽名）：