【正文】 在本系 統(tǒng) PID 中，只是用了比例和積分控制，其回路增益和時(shí)間常數(shù)可通過(guò)工程計(jì)算初步確定，但還需要進(jìn)一步調(diào)整以達(dá)到最優(yōu)控制效果。除此之外，泵組管理還有一個(gè)問(wèn)題就是泵的工作循環(huán)控制，本例中使用泵號(hào)加 1 的方法實(shí)現(xiàn)變頻泵的循環(huán)控制 (3 再加 1 等于 0)，用工頻泵的總數(shù)結(jié)合泵號(hào)實(shí)現(xiàn)工頻泵的輪換工作。變頻自動(dòng)功能是該系統(tǒng)最基本的功能，系統(tǒng)自動(dòng)完成對(duì)多臺(tái)泵軟起動(dòng)、停止、循環(huán)變頻的全部操作過(guò)程。圖中 SA 為手動(dòng) /轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，SA 打在 1 的位置為手動(dòng)控制狀態(tài)；打在 2 的狀態(tài)為自動(dòng)控制狀態(tài)。這樣的配置是最經(jīng)濟(jì)的。 (2)三臺(tái)泵根據(jù)恒壓的需要．采取“先開(kāi)先停”的原則接人和退出。通過(guò)設(shè)置常量參數(shù)．可先選用想要的回路控制類型。對(duì)要控制的過(guò)程類型沒(méi)有限制，遲延系統(tǒng) （ 溫度、液位等）和快速系統(tǒng) （ 流量、電機(jī)轉(zhuǎn)速等）都可以作為被控對(duì)象。即使如此，在引入 I作用后， CK 應(yīng)比單純 P作用時(shí)減小 10%左右。由這一點(diǎn)出發(fā)，可從兩條途徑之一進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)湊試 ： (1)先用單純的 P作用，選出合適的值 CK ，作為基礎(chǔ)，然后適當(dāng)引入 iT 和 dT ， Ti和 Td值進(jìn)行挑選。下面簡(jiǎn)單列舉一些的準(zhǔn)則 ： 如果廣義對(duì)象的傳遞函數(shù)是 )1/( 00 0 ?? sTeK s? ，調(diào)節(jié)器的比例增益是 Kc 整個(gè)系統(tǒng)總的開(kāi)環(huán)增益是 0KKC 。偏差小時(shí)， P動(dòng)作的作用減小。只包含第一、三項(xiàng)的是 PD作用 。在恒壓供水中常見(jiàn)的 PID控制器的控制形式主要有兩種 ： 如圖 7所示 圖 41 PID控制原理圖 Fig 41 PID control scheme 硬件型，即通用 PID控制器，在使用時(shí)只需要進(jìn)行線路的連接和 P， I， D 參數(shù)及目標(biāo)值的設(shè)定。 BFM16 的 B7~B0 用于輸出數(shù)據(jù)的當(dāng)前值 （ 低 8位數(shù)據(jù)）。 25mV）的電壓信號(hào)，或 4~20Ma(分辨率為 4μ A)的電流信號(hào)。 圖 43 FX N2 4AD 的偏置和增益 Fig43 Bias and gain of FX N2 4AD （ 10） BFM29 中各位的狀態(tài)是 FX N2 4AD 錯(cuò)誤狀態(tài)信息。 （ 8） BFM22。若設(shè)為 0，則為正常轉(zhuǎn)換速度，即 15ms/通道；若設(shè)為 1，則為告訴轉(zhuǎn)換速度，即 6ms/通道。 （ 2） BFM1～ 4。其通常轉(zhuǎn)換速度為 15ms/ 通道，高速轉(zhuǎn)換速度為 6/ms通道。模擬量擴(kuò)展單元有單獨(dú)用于模 /數(shù)轉(zhuǎn)換的，單獨(dú)用于數(shù) /模轉(zhuǎn)換的，也有兼具模 /數(shù)及數(shù) /模兩種功能的。 增加一臺(tái)工頻泵投入運(yùn)行 PLC則是泵組管理的執(zhí)行設(shè)備。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。變頻器端子的 19端和 20端是傳感器壓力設(shè)定的上、下限值，該信號(hào)進(jìn) PLC，作為工頻切換的控制信息，由 PLC控制水泵的工頻或變頻運(yùn)行。 變 頻器硬件 選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 變頻器選用日本安川變頻器 CIMRP5A45P5 產(chǎn)品。變頻器常設(shè)有多段頻率選擇功能。功能碼一般有數(shù)十甚至上百條， 涉及調(diào)速操作端口指定、頻率變化范圍、 力矩控制、系統(tǒng)保護(hù)等各個(gè)方面。 （ 3）矢量控制。 fU 控制由于忽略了電動(dòng)機(jī)漏阻抗的作用，在低頻段工作特性不理想。為了電動(dòng)機(jī)制動(dòng)的需要，中間電路中有時(shí)還包括制動(dòng)電阻及一些輔助電路。負(fù)載側(cè)的變流器為逆變器。 (2)直流中間電路。 均與送 入 電機(jī)的電流頻率 /成正比例或接近于正比例。 信 號(hào)的量值與前邊提到的差值成比例，用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行設(shè)備工作。 (3)根據(jù)結(jié)定值與實(shí)測(cè)值的綜合，依一定的 調(diào)節(jié)規(guī)律發(fā)出系統(tǒng)調(diào)節(jié)信號(hào)。 圖 21 恒壓供水系統(tǒng)示意圖 Fig21 Constant pressure water supply system schematic drawing P L C 送水 消防 生活 變頻器 工頻 /變頻切換電路 1 號(hào)泵 2 號(hào)泵 3 號(hào)泵 壓力罐 壓力傳感器 調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)器 7 調(diào)節(jié)器是一種電子裝置，在 系統(tǒng)中完成以下幾種功能： (1) 設(shè)定水管壓力的給定值。恒壓供水的主要目標(biāo)是保持管網(wǎng)水壓的恒定，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速要跟隨用水量的變化而變化，這就要用變頻器為水泵電機(jī)供電。 課題來(lái)源及本 文的主要研究?jī)?nèi)容 課題來(lái)源 本課題來(lái)源于生產(chǎn)、生活供水的實(shí)際應(yīng)用。 目前國(guó)內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國(guó)外的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管管網(wǎng)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) 。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 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(lái)的。但氣壓罐供水方式也存在著許多缺點(diǎn)。 恒速泵加高位水箱的供水方式 這種方式原理與水塔是相同的，只是水箱設(shè)在建筑物的頂層。水泵處于斷續(xù)工作狀態(tài)中。在恒壓供水技術(shù)出現(xiàn)以前，出現(xiàn)過(guò)許多供水方式。 關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速 ；恒壓供水； PID調(diào)節(jié)； PLC 2 ABSTRACT With the rapid development of social economy； it demands the better of water supply39。1 摘 要 隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高 ； 再加上目前能源緊缺，利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢(shì)。 s quality and reliability of water suppl y system. Meanwhile energy resources are seriously lack. So it is inevitable tendency to design water supply system which has high function and saves on energy well， with help of advanced technique of automation， control and munication. At the same time this system can adapt different water supply fields. It is very important of the Water Supply System in Constant Pressure for the water supply in industrial and citizen existence. It is consist of the variable frequency and speed regulation， PLC， PID control system for the control system. It controls the oute of the pumps. The generator pumps are consist of parallel three pumps， and the power e from variable frequency and speed regulation or power grid. According to the water supply of constant pressure’s oute water press and flux， the control system control the variable frequency and speed regulation， parallel pumps’ speed and cut over， cause the system move in the best rational situation， assure according to wants supply water. This design has many merits such as save energy. In this paper， the control principle of VVVF providingwater system is introduced， we use PLC to carry on logic control and use inverter to modulate pressure． Through PID control principle .we realize Closedloop control in VVVF Providingwater System． The result indicates that the system has the stable pressure， simple structure， and reliable work． 3 Keywords： variable frequency and speed regulation； water supply of constant pressure； PID control system； PLC 4 目錄 摘 要 .............................................................................................................. 1 ABSTRACT ..................................................................................................... 2 1 緒論 .............................................................................................................. 1 變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義 ..................................................... 1 變頻恒壓供水系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 ................................................. 3 課題來(lái)源及本文的主要研究?jī)?nèi)容 ..................................................... 5 本論文中所做的工作 ......................................................................... 5 2 恒壓供水系統(tǒng)的基本構(gòu)成 .......................................................................... 6 3 變頻器和壓力傳感器 .................................................................................. 8 變頻器的基本結(jié)構(gòu) ............................................................................ 8 變頻器的分類及工作原理 .............................................................. 11 變頻器的操作方式及使用 .............................................................. 12 變頻器硬件選擇 .............................................................................. 13 壓力傳感器 ...................................................................................... 14 4 PLC 選擇及應(yīng)用 ........................................................................................ 16 PLC 在恒壓供水泵站中的主要任務(wù) .............................................. 16 PLC 模擬量擴(kuò)展單元的配置及應(yīng)用 .............................................. 16 模擬量輸入模塊的功能及與 PLC 系統(tǒng)的連接 ………………………… .17 模擬量輸入模塊緩沖存儲(chǔ)器（ BFM）的分配 .......................... 18 模擬量輸出模塊的功能及 PLC 系統(tǒng)連接 ............................... 20 模擬量輸出模塊的偏置、增益及分配 ....................................... 21 5