【正文】 量下降能耗增加。但這種供水方式基建設備投資最大，占地面積也最大。這種系統(tǒng)形式簡單、造價最低，但耗電、耗水嚴重，水壓不穩(wěn)，供水質量極差。 PLC。本論文設計與實現(xiàn)通過MCGS進行數據傳輸的遠程網絡巡回監(jiān)控系統(tǒng)。 參考文獻：[1][J],蘭州鐵道學院學報,2000,1:8488[2][M].北京:機械工業(yè)出版社,2002,135137[3]金傳偉,[J],電子技術應用,2000,2:3839[4][M].北京:機械工業(yè)出版社,2002,244251[5]:機械工業(yè)出版社，1996[6]，2002(3)：3335[7],2000 20(3)[8] 1997[9]李建勛,[J].變頻世界,2008[10] [J].CNKI,2005[11]呂國芳，劉希濤, 基于PLC的PID控制算法在恒壓供水系統(tǒng)中的應用[J].自動化儀表,2005[12]李建勛,[J].變頻世界,2008[13] [J].CNKI,2005[14]呂國芳，劉希濤, 基于PLC的PID控制算法在恒壓供水系統(tǒng)中的應用[J].自動化儀表,2005[15]李嬌. 基于MATLAB的輸送帶配料模糊PID控制的仿真研究 [J].煤礦機械,2008[16]吳宏鑫 PID控制的應用與理論依據 控制工程期刊 2003年第1期[17]二、主要設計（研究）思想、解決的關鍵問題、擬采用的技術方案、設計（研究）工作步驟1．設計內容采用電動機、變頻器與可編程控制器(PLC)構成控制系統(tǒng)，進行優(yōu)化控制泵組的調速運行，并自動調整泵組的運行臺數，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網流量變化時達到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的?？梢钥闯觯壳霸趪鴥韧庾冾l調速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設計中，對于能適應不同的用水場合，結合現(xiàn)代控制技術、網絡和通訊技術同時兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)的變頻但壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制的研究還是不夠的。以變頻器為核心結合PLC組成的控制系統(tǒng)具有高可靠性、強抗干擾能力、組合靈活、編程簡單、維修方便和低成本等諸多特點，變頻恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術、電氣技術、防雷避雷技術、現(xiàn)代控制、遠程監(jiān)控技術于一體。即1968年，丹麥的丹佛斯公司發(fā)明并首家生產變頻器(丹佛斯是傳動產品全球五大核心供應商之一)后，隨著變頻技術的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動化程度高等方面的優(yōu)點以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認可后，國外許多生產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，像瑞典、瑞士的ABB集團推出了HVAC變頻技術，法國的施耐德公司就推出了恒壓供水基板，備有“變頻泵固定方式”，“變頻泵循壞方式”兩種模式。由于PLC應用向智能化和網絡化方向發(fā)展。 石家莊鐵道學院畢業(yè)設計(論文)石家莊鐵道學院畢業(yè)設計（論文）基于PLC的變頻恒壓供水控制系統(tǒng)VF constant pressure water supply PLC2014屆石家莊鐵道學院成人教育分院(系)專 業(yè) 電氣自動化應用 學 號 201024111 學生姓名 傅東敏 指導教師 劉東嵐 完成日期 2013年 10 月 20 日 畢業(yè)設計（論文）任務書題目基于PLC的變頻恒壓供水控制系統(tǒng)專業(yè)電氣自動化應用班級電氣技師10班學生姓名 傅東敏 承擔指導單位蘭州鐵路技師學院導師姓名劉東嵐導師職稱一、畢業(yè)設計（論文）的技術背景和設計依據：變頻恒壓供水是通過改變水泵電機的供電頻率，調節(jié)水泵轉速，通過儀表檢測出供水壓力并加以控制，保證在用水量變化時供水量也隨之變化，實現(xiàn)供水量與用水量的匹配，保護供水的壓力恒定即恒壓供水。為了保障高層建筑和供水管線終端用戶能正常用水，需要針對實際情況對上述用戶的供水系統(tǒng)增加壓力，恒壓供水系統(tǒng)可有效地解決高層建筑和供水管線終端的用戶水壓不足，而影響正常供水問題。從查閱的資料的情況來看，國外的恒壓供水工程在設計時都采用一臺變頻器只帶一臺水泵機組的方式，幾乎沒有用一臺變頻器拖動多臺水泵機組運行的情況，因而投資成本高。因此，研究提水系統(tǒng)的能量模型，找出能夠節(jié)能的控制策略方法，這里大有潛力可挖，是減少能耗，保障供水的一個很有意義的工作。該變頻器將壓力閉環(huán)調節(jié)與循環(huán)邏輯控制功能集成在變頻器內部實現(xiàn)，但其輸出接口限制了帶負載容量，同時操作不方便且不具有數據通信功能，因此只適用于小容量，控制要求不高的供水場所。以變頻器為核心結合PLC組成的控制系統(tǒng)具有高可靠性、強抗干擾能力、組合靈活、編程簡單、維修方便和低成本低能耗等諸多特點。最后對系統(tǒng)的軟硬件設計進行了詳細的介紹。 constant pressure water supply。這種供水方式，水泵整日不停運轉，有的可能在夜間用水低谷時段停止運行。供水壓力比較穩(wěn)定。一些動物甚至人都可能進入水箱污染水質。①出口恒壓控制水泵出口恒壓控制是將壓力傳感器安裝在水泵出口處，使系統(tǒng)在運行過程中水泵出口水壓恒定。使系統(tǒng)在運行過程中保持最不利點的壓力恒定。同時由于氣壓罐體積大，占地面積一般為幾十平米。由此可見，變頻調速式供水系統(tǒng)具有節(jié)約能源、節(jié)省鋼材、節(jié)省占地、節(jié)省投資、調節(jié)能力大、運行穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢，具有廣闊的應用前景和明顯的經濟效益與社會效益。造成不必要的能量浪費。從查閱的資料的情況來看，國外的恒壓供水工程在設計時都采用一臺變頻器只帶一臺水泵機組的方式，幾乎沒有用一臺變頻器拖動多臺水泵機組運行的情況，因而投資成本高。該變頻器將壓力閉環(huán)調節(jié)與循環(huán)邏輯控制功能集成在變頻器內部實現(xiàn)，但其輸出接口限制了帶負載容量，同時操作不方便且不具有數據通信功能，因此只適用于小容量，控制要求不高的供水場所。以變頻器為核心結合PLC組成的控制系統(tǒng)具有高可靠性、強抗干擾能力、組合靈活、編程簡單、維修方便和低成本低能耗等諸多特點。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數據傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。這標志著可編程控制器已步入成熟階段?？删幊炭刂破鞯慕Y構多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為核心的結構。通用型微處理器常見的如Intel公司的8088018到Pentium系列芯片，單片機型的微處理器如Intel公司的MCS96系列單片機，位片式微處理器如AMD 2900系列的微處理器。輸入電路通常以光電隔離和阻容濾波的方式提高抗干擾能力，~15ms之間。西門子公司具有品種非常豐富的PLC產品。連續(xù)調節(jié)電源頻率，就可以平滑地改變電動機的轉速。 減少無功功率無功功率不但增加線損和設備的發(fā)熱，更主要的是因無功功率因素的降低導 致電網有功功率的降低。積分作用的強弱取決與積分時間常數Ti,Ti越小,積分作用就越強。對于PD控制，發(fā)生偏差時，很快產生比單獨D動作還要大的操作量，以此來抑制偏差的增加。 PID控制框圖 PID控制框圖通過對被控制對象的傳感器等檢測控制量(反饋量)，將其與目標值(溫度、流量、壓力等設定值)進行比較。變頻恒壓供水的調速系統(tǒng)可以實現(xiàn)水泵電機無級調速，依據用水量的變化自動調節(jié)系統(tǒng)的運行參數，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今最先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。(3)變頻調速恒壓供水系統(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)管網結構、用水量和揚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的多變性。是這棟小樓的供水流程。實現(xiàn)電機的無級調速，從而使管網水壓連續(xù)變化。這樣，可編程控制器的成本沒有降低，還增加了連線和附加設備，降低了整套設備的可靠性?？紤]以上六種方案后，此次設計采用第六種方案。該信號為開關量信號。(4)人機界面人機界面是人與機器進行信息交流的場所。變頻器根據頻率給定信號及預先設定好的加速時間控制水泵的轉速以保證水壓保持在壓力設定值的上、下限范圍之內，實現(xiàn)恒壓控制。在PLC的邏輯控制下將1泵電機與變頻器連接的電磁開關斷開，1泵電機切換到工頻運行，同時變頻器與2泵電機連接， 控制2泵投入調速運行。盡管通用變頻器的頻率都可以在0400Hz范圍內進行調節(jié)，但當它用在供水系統(tǒng)中，其頻率調節(jié)的范圍是有限的，不可能無限地增大和減小。這個頻率在實際應用中就是電機運行的下限頻率。四臺電機分別為MMMM4。 第4章 PLC控制及編程 PLC控制PLC在系統(tǒng)中的作用是控制交流接觸器組進行工頻—變頻的切換和水泵工作數量的調整。按下SB10手動啟動變頻器。判斷需啟動新水泵的標準是變頻器的輸出頻率達到設定的上限值。系統(tǒng)初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，這樣可以節(jié)省掃描時間。復位當前變頻泵運行脈沖VB401工頻運行泵的臺數水位下限故障消鈴邏輯泵變頻啟動脈沖因此，有待于進一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應用于生活、生產實踐中。恒壓供水在日常生活中非常重要，基于PLC和變頻器技術設計的生活恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動態(tài)響應速度快。輸入信號手動和自動消防信號SA1水池下限信號SLL水池上限信號SLH變頻器報警信號SU消鈴按鈕SB7試燈按鈕SB8水壓低信號SY1水壓高信號SY2水位上、。泵工/變頻轉換邏輯控制T37工頻泵增泵判斷時間控制 能在本設計中，控制要求中規(guī)定任一臺泵連續(xù)變頻運行不得超過3h，因此每次需啟動新水泵或切換變頻泵時，以新運行泵為變頻泵是合理的。反之用水量減少水壓增加時，變頻器輸出頻率增加至工頻時，水壓仍低于設定值，由PLC控制切換至工頻電網后恒速運行。手動模式主要是解決系統(tǒng)出錯或器件出問題在自動運行模式中，如果PLC接到頻率上限信號，則執(zhí)行增泵程序，增加水泵的工作數量。手動運行時，可用按鈕SB1~SB10控制四臺泵的起/停和電磁閥YV2的通/斷；自動運行時，系統(tǒng)在PLC程序控制下運行。所謂延時判別，是指系統(tǒng)僅滿足頻率和壓力的判別條件是不夠的，如果真的要進行機組切換，切換所要求的頻率和壓力的判別條件必須成立并且能夠維持一段時間（比如12分鐘），如果在這一段延時的時間內切換條件仍然成立，則進行實際的機組切換操作。要增加實際供水壓力，正如前面所講的那樣，只能夠通過水泵機組切換，增加運行機組數量來實現(xiàn)。如果在晚間用水不多時，當最后一臺正在運行的主泵處于低速運行時，如果供水壓力仍大于設定值，則停機并啟動輔泵投入調速運行，從而達到節(jié)能效果。增泵工作過程：假定增泵順序為l、4泵。由于本系統(tǒng)能適用于不同的供水領域，所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運行，防止因電機過載、變頻器報警、電網過大波動、供水水源中斷、出水超壓、泵站內溢水等等造成的故障，因此系統(tǒng)必須要對各種報警量進行監(jiān)測，由PLC判斷報警類別，進行顯示和保護動作控制，以免造成不必要的損失。②變頻器:它是對水泵進行轉速控制的單元。恒速泵:水泵運行只在工頻狀態(tài)，速度恒定。這些產品將PID調節(jié)器以及簡易可編程控制器的功能都綜合進變頻器內，形成了帶有各種應用的新型變頻器。由于變頻器的轉速控制信號是由可編程控制器或PID回路調節(jié)器給出的，所以對可編程控制器來講。因此，控制精度較低、水泵切換時水壓波動大、調試較麻煩、工頻泵起動時有沖擊、抗干擾能力較弱，但其成本較低。(6)水泵的電氣控制柜，其有遠程和就地控制的功能和數據通訊接口，能與控制信號或控制軟件相連，能對供水的相關數據進行實時傳送，以便顯示和監(jiān)控以及報表打印等功能。追求高度智能化、系列化、標準化，是未來供水設備適應城鎮(zhèn)建設中成片開發(fā)、智能樓宇、網絡供水調度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢。在恒壓供水中常見的PID控制器的控制形式主要有兩種:(1)硬件型：即通用PID控制器，在使用時只需要進行線路的連接和P、I、D參數及日標值的設定。換言之，該種控制方式適用于過程本身沒有制動作用的負載。為了消除殘留偏差，一般采用增加I動作的PI控制。 PID調節(jié)器PID是比例,積分,微分的縮寫.BR比例調節(jié)作用：是按比例反應系統(tǒng)的偏差,系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差,比例調節(jié)立即產生調節(jié)作用用以減少偏差。而傳統(tǒng)的擋板和法門進行流量調節(jié)時，耗用功率變化不大。從上式可知，三相異步電動機的調速方法有：(l) 改變電源頻率(2) 改變電機極對數(3) 改變轉差率改變電機極對數調速的調控方式控制簡單，投資省，節(jié)能效果顯著，效率高，但需要專門的變極電機，是有級調速，而且級差比較大，即變速時轉速變化較大，轉矩也變化大，因此只適用于特定轉速的生產機器。4. 外設接口外設接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器，并能通過外設接口組成PLC的控制網絡。用戶程序和中間運算數據存放的隨機存儲器RAM中，RAM存儲器是一種高密度、低功耗、價格便宜的半導體存儲器，可用鋰電池做備用電源。這些電路通常都被封裝在一個集成的芯片上。 PLC的工作過程 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。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。這種調控方式以穩(wěn)定水壓為目的，各種優(yōu)化方案都是以母管(市政來水管)進口壓力保持恒定為條件。目前國內有不少公司在做變頻恒壓