【正文】 信號（由PLC擴(kuò)展模擬輸入輸出模塊接受信號）后，經(jīng)過PID調(diào)節(jié)，向變頻器輸出運(yùn)轉(zhuǎn)頻率指令，壓力傳感器檢測管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為PLC控制器可接受的數(shù)字信號，進(jìn)行調(diào)節(jié)。（3） 各種場合的恒壓、變壓、冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)（4） 污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)。變頻恒壓供水系統(tǒng)被看做是今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。但隨著社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了所有用戶的要求，逐步實(shí)現(xiàn)了基于PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的生活恒壓供水控制系統(tǒng)即基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)。出現(xiàn)了基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)，即基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：恒壓供水、可編程控制器、無級調(diào)速、PID控制、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、 目錄1 緒論 1 恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展歷程 1 恒壓供水系統(tǒng)研究的目的和意義 2 恒壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用 32 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 4 恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 4 變頻恒壓供水原理 63 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 7 系統(tǒng)中硬件電路構(gòu)成 7 PLC型號選擇和系統(tǒng)硬件配置 20 外部硬件電路設(shè)計(jì) 224 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 24 系統(tǒng)流程圖 24 25結(jié)術(shù)語 31致謝詞 32參考文獻(xiàn) 331 緒論 變頻恒壓供水系統(tǒng)成為現(xiàn)在建筑中普遍采用的一種水處理系統(tǒng)。摘要基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)以西門子S7200系列PLC作為控制器，采用其擴(kuò)展模擬輸入輸出模塊EM235，利用其內(nèi)部的PID控制指令，配合MM420型號的變頻器和電機(jī)，同時(shí)用KBY壓力變送器來檢測管網(wǎng)壓力。隨著社會(huì)和變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展和人們節(jié)水節(jié)能意識的不斷增強(qiáng)，變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能特性使得其越來越廣泛用于工廠、住宅、高層建筑的生活及消防供水系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中為了滿足供水量大小需求不同時(shí)，保證管內(nèi)壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中可以看出，隨著社會(huì)的發(fā)展，對于能適應(yīng)不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制的研究還是不夠的。與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設(shè)備投資，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有很大優(yōu)勢。（5） 農(nóng)業(yè)排灌、園林噴淋、水景和音樂噴泉系統(tǒng)（6） 賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。下圖 。利用PID計(jì)算形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。用PLC實(shí)施控制，其實(shí)質(zhì)是按控制功能要求，通過程序按一定算法進(jìn)行輸入、輸出變換，并將這個(gè)變換給以物理實(shí)現(xiàn)，并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。（本課題中大量用到數(shù)據(jù)傳送可運(yùn)算功能）（3） 可編程控制器（S7200 ）特點(diǎn) （1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) （2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)（3）編程方便，易于使用 （4） 功能強(qiáng)，擴(kuò)展能力強(qiáng)（5） PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便 （6）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 （7）體積小，重量輕，能耗低 ，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 （四） 可編程控制器（S7200 ）接線方式24V電源 CPU224接線方式（五） 可編程控制器（S7200 ）通訊口的引腳分配連接器針號信號1屏蔽機(jī)殼地224V返回邏輯地3RS485信號BRS485信號B4請求發(fā)送RTS(TTL)55V返回邏輯地6+5V+V,1000串聯(lián)電阻7+24V+24V8RS485信號ARS485信號A9未用選擇十位協(xié)議（輸入）連接器外殼屏蔽機(jī)殼地 S7200 通訊口的引腳分配(MM420) 變頻器（MM420）全稱MICROMASTER420系列變頻器（一）變頻器（MM420）工作原理 MICROMASTER420是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器系列。（四）變頻器（MM420）與電機(jī)連接方式及接線圖 接單相電源時(shí)，變頻器與電機(jī)連接 接三相電源時(shí)，變頻器與電機(jī)連接 變頻器（MM420）接線圖 KYB壓力變送器（一） KYB壓力變送器工作原理 壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)壓力變送器被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在即敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。工程單位換算、阻尼、開方，傳感器微調(diào)等運(yùn)算，以及診斷和數(shù)字通信。主要性能特點(diǎn)（1） 穩(wěn)定性高（2） 溫度誤差?。?） 實(shí)用性強(qiáng)（4） 安裝維修方便（三） KYB壓力變送器接線方式二線制電流輸出端子連接 二線制電流輸出端子連接三線制電流輸出端子連接 三線制電流輸出端子連接二線制電壓輸出端子連接 二線制電壓輸出端子連接 PLC模擬量擴(kuò)展模塊（EM235）EM235是常用的模擬量擴(kuò)展模塊，它具有4路模擬量輸入和一路模擬量輸出的功能。（一） PID閉環(huán)控制系統(tǒng)原理本系統(tǒng)的PID閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖如下圖。 本設(shè)計(jì)中采用PLC的CPU為S7200，S7200中具有PID指令。 PID 指令表 指令中TBL是回路表的起始地址，LOOP是回路編號。當(dāng)水量發(fā)生變化時(shí)，變頻器根據(jù)管內(nèi)的壓力設(shè)定值和變頻器反饋的實(shí)際壓力值之差，經(jīng)過模擬輸入、D/A轉(zhuǎn)換、PID計(jì)算、A/D轉(zhuǎn)換、模擬輸出等對電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)管內(nèi)所測壓力值比實(shí)際壓力值大時(shí)，需要自動(dòng)控制PLC的模擬輸出模塊，控制變頻器的輸出頻率（降低）但不能低于變頻器的最低頻率（下限）；當(dāng)管內(nèi)所測壓力值比實(shí)際壓力值小時(shí)，需要自動(dòng)控制PLC的模擬輸出模塊，控制變頻器的輸出頻率（升高）但不能高于變頻器的最高頻率（上限）。其中CPU221無擴(kuò)展功能，CPU222最多能帶兩個(gè)模塊的擴(kuò)展模塊，不滿足本系統(tǒng)要求。手動(dòng)工作方式主要完成電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，以及出現(xiàn)不正常工作情況時(shí)通過手動(dòng)操作使系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。用下面的下式將回路輸出轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)：式中，RScal是回路輸出對應(yīng)的實(shí)數(shù)值；Mn是回路輸出標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值。用變頻器和PLC來實(shí)現(xiàn)恒壓供水，與其它供水方式相比較而言，其優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。本設(shè)計(jì)中采用最簡單的順序控制利用可編程控制器PLC和變頻器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。在老師引導(dǎo)下，能最快的無意間解決一直困惑的難題。為我們畢業(yè)后踏入社會(huì)奠定基礎(chǔ)。從而保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。供水控制系統(tǒng)提高了的供水質(zhì)量。所以在軟件設(shè)計(jì)中，只需要設(shè)定PID中控制器參數(shù)初值如壓力設(shè)定值、回路增益Kc、采樣時(shí)間Ts、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD等。KYB壓力變送器測定值 B 系流程圖 系統(tǒng)流程圖 軟件設(shè)計(jì) 電機(jī)啟動(dòng)模塊設(shè)計(jì)電機(jī)啟動(dòng)分為自動(dòng)啟動(dòng)手動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)停止手動(dòng)停止。故選用S7200CPU224型號。 系統(tǒng)I/O確定 YBT壓力傳送器檢測到的管內(nèi)水壓需轉(zhuǎn)換為模擬信號輸送到PLC,同時(shí)經(jīng)過PID計(jì)算，A/D轉(zhuǎn)換后得到模擬量輸出PLC，所以系統(tǒng)需要一個(gè)模擬輸入輸出模塊