【正文】 就是 PID 控制。系統(tǒng)利用布置在管網(wǎng)上的壓力傳感器上測得的結果將管網(wǎng)系統(tǒng)內因用水量的變化引起的水壓變化及時地用信號（ 420mA或 010V）反饋到 PID 調節(jié)器，網(wǎng)管壓力采用三個差壓變送器分別放在現(xiàn)場的三個位置進行測量。 變頻節(jié)能理論 交流電機變頻調速原理： 交流電機轉速特性： n=60f(1s)/p，其中 n為電機轉速， f 為交流電頻率， s 為轉差率， p為極對數(shù)。所以為了保證水泵由工頻到變頻之間安全可靠的運行，避免變頻器輸出端與工頻電源出現(xiàn)短路狀況，控制水泵的兩臺接觸器觸點和 PLC 里面的觸點必須加以互鎖。反之，如果變頻器工作頻率下降，并且低于下限，壓力和規(guī)定值相比較大時，則停止 1泵的運行，系統(tǒng)又處在一個工頻運行一個變頻運行的狀態(tài)，如果變頻器工作頻率再次低于下限值，則停止 2泵的運行，這時僅僅有一臺水泵處于變頻運行狀態(tài)，而其他使泵都停止運行。 運行特征 假設供水泵的臺數(shù)為四臺，供水系統(tǒng)運行時， PLC 作為整個系統(tǒng)的 “大腦 ”，支配 著變頻器運行，1泵被啟動，其轉速平滑地逐漸加快，處于變頻模式轉動。用傳統(tǒng)的二次加壓和水塔對小區(qū)居民供水方式曾持續(xù)了相當長的時間，雖然這種方式能夠保障人們的用水，但是能耗損失的程度也是較大的。 ④ 自來水廠增壓系統(tǒng)。 供水系統(tǒng)的概述 變頻恒壓供水系統(tǒng)主要特點 以及傳統(tǒng)定壓方式弊病 變頻恒壓供水首先節(jié)能是最主要的特點，平均可以節(jié)電 20%40%，實現(xiàn)了綠色用電。變頻器體積小，操作穩(wěn)定可靠，并且有強大的保護功能，可以在許多行業(yè)中使用，特別是現(xiàn)在供水行業(yè)中備受青睞。早些年的供水靠的是水泵來升高水壓，勢必導致泵所提升的水壓高出我們實際用水的壓力值，導致水資源的浪費，而且控制精度我們很難掌握，也造成了能量的大量損耗和機械損耗。恒壓供水系統(tǒng)可以讓電機在轉速的調節(jié)范圍內的任意一點都可以平滑穩(wěn)定的運行，我們稱之為無級調速，并且它還可以根據(jù)居民用水情況對其實行操作系數(shù)的自動調節(jié)，滿足各樓層居民的日常用水，改變了以往高層水壓上不來的情況。而傳統(tǒng)定壓方式其管道易起腐蝕，系統(tǒng)操作頻繁，多次的啟停泵對電動機和開關器件大量磨損。 恒壓供水技術實現(xiàn) 將壓力傳感器配置在管網(wǎng)中，測量管網(wǎng)水壓，轉換成現(xiàn)場所需的模擬信號，控制系統(tǒng)中的 PID會將其信號接收。自從變頻調速技術得以在供水行業(yè)中得以應用，能耗和污染的情況得到了很大程度的改變。當滿足供水量 Q為 2／ 3Qmaxmax 時， CPU 發(fā)出指令再將 2泵置于工頻運行狀態(tài)，此時原理同上，用來保證最不利點的供水壓力恒定。為防止操作過電壓對電器設備造成的損害，需要多預留時間，這是因為一般水泵電機由變頻狀態(tài)轉至工頻狀態(tài)時 ，需要等待幾秒電機定速運行后接觸器才能自動閉合。 可以設定切換水泵工作的時間，長時間工作的水泵應令其停止運行，確保所有水泵都能平均工作，避免一些水泵工作時間太長而造成機器磨損等情況。 其中流量、轉矩、 功率與轉速的 關系如下： 流量與轉速成正比： Ｑ ∝ Ｎ 轉矩與轉速的平方成正比： Ｔ ∝ Ｎ 2 功率與轉速的三次方成正比： Ｐ ∝ Ｎ 3 變頻調速在工作中 自身的能量損 耗 不到 10%，在各種轉速下變頻器輸入功率幾乎等于電機軸功率 。并且控制系統(tǒng)會將測量的中間值與差壓變送器的輸出進行比較，一旦偏差超出一定范圍將會觸發(fā)高報警或者低報警模塊。在水泵控制系統(tǒng)中，在外部使用壓力傳感器將壓力信號給入到變頻器中，變頻器進行一系列的處理放大，進而控制水泵。設定時間的長短會帶來不同的后果，其中設定時間過短會導致變頻器在加速時過電流保護和減速時的過電壓保護；設定時間過長會導致變頻器在調速運行時使系統(tǒng)變得緩慢，遲滯，易處在短期不穩(wěn)定狀態(tài)中。 遠傳壓力表 本系統(tǒng)采用 YTT150 型差動遠傳壓力表，它為二線制安全型防爆儀表，內自帶阻尼器，可測量脈動、沖擊、突然卸荷介質的壓力。系統(tǒng)采用 變頻器、繼電器 以及接觸器來 控制水泵機組運行狀態(tài) ,實現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓變流量供水要求 。本系統(tǒng)設置外部反饋回路，當變頻器的運行頻率達到 50hz時，若管網(wǎng)壓力仍低，系統(tǒng)將從外部進行控制，將自動啟動一臺工頻泵；當變頻器的運行頻率降到 10hz 時，若管網(wǎng)壓力仍高，系統(tǒng)將自動摘除一臺工頻泵。當供水管網(wǎng)壓力低于設定值時，系統(tǒng)完成變頻泵頻率的上調。 此過程由繼電器邏輯控制完成。四臺水泵連接圖如圖31 所示。尤其將它應用于大容量負載時，可以獲 得極大的節(jié)能效果。 變頻器中常用的控制方式 1）非智能控制方式 在交流變頻器中使用的非智能控制方式有 U/f 控制、轉差頻率控制、矢量控制、直接轉矩控制等。體積特別小巧，極大的為用戶節(jié)省了空間。但是在 70年代以后隨著 微處理器的問世，并被用于構建 PLC 領域作為其中央處理器， PLC的能力得到了極大的增強，并增加了運算、數(shù)據(jù)傳輸和處理等能力。 可編程控制器的控制策略 本系統(tǒng)的基本控制策略要求 :采用電動機變頻調速裝置與 PLC 構成控制系統(tǒng)。此外還需要用到 PLC 的邏輯、定時、和計數(shù)等基本功能對系統(tǒng)進行控制。 PLC 規(guī)格介紹如下： 表 32 PLC 規(guī)格 項目 40 點 CPU 單元 電源電壓 交流電源 AC100~240V， 50/60Hz 直流電源 DC24V 允許電源電壓 交流電源 AC85~264V 直流電源 ~ 消耗電力 交流電源 60VA以下 直流電源 20W以下 浪涌電流 交流電源 60A以下 直流電源 20A以下 外部供電源（僅交流型號） 供電電壓 24VDC 供輸出容量 300mA 絕緣阻抗 20MΩ以上（ DC500V）外部電源 AC 端子與所有端子之間 耐壓 AC2300V， 50/60Hz， 1分鐘 ,外部電源 AC 端子和所有端子之間， 漏電六： 10mA以下 抗干擾性 抗干擾性： 1500Vpp:脈沖寬度： ~1μs。RF2 NO 2 號水泵過載 7 6 R02當管網(wǎng)水壓越過這個區(qū)間時，經一定延時，泵即開始 切換 。其中臨界比例帶法就是單純調節(jié)比例常數(shù)，使輸出出現(xiàn)等幅振蕩后，記錄前兩個波峰時間差，查表來確定 PID 參數(shù)；衰減曲線法也是利用類似臨界比例帶的 辦法，不斷的調節(jié)比例系數(shù)，使輸出出現(xiàn) 4:1huozhe 10:1 波形，利用表格算出 PID 參數(shù)；試湊法就是利用人們的整定經驗來判斷；動態(tài)參數(shù)法是在系統(tǒng)處于開環(huán)的狀態(tài)下，作對象的階躍擾動試驗，記錄階躍響應曲線求取特征參數(shù)，再根據(jù)經驗公式算出各個參數(shù)。 處理 003CH 通道中的數(shù)值，將常 ON 指令當作控制指令，將 003CH 的內容與數(shù)值 FF00進行邏輯 “與 ”操作，最后輸出的結果傳送到數(shù)據(jù)區(qū) DM320 中，這個數(shù)據(jù)區(qū)我們當作備用。并設置移位程序對變頻運行標志二進制數(shù)進行左移操作，將變頻運行標志移交到下一臺泵上。延時結束后，要注意摘泵的順序并不是先投先摘，后投后摘，而是先投入的工頻泵要最后摘，而后投入的工頻泵則優(yōu)先摘，要注意無擾切換。 LD bpb1 IL(02) LDNOT ka1g ANDNOT jzkb ANDNOT pqgz ANDNOT pys LD INKM4 TIM 11 1200 LDNOT ka2g AND INKM4 LD fmax AND TIM011 OR ka21 ANDLD LDNOT fmin OR ls3 OR ls4 ANDLD OUT ka21 LD INKM6 LD INKM8 TIM 12 1200 LDNOT ka3g AND INKM4 LD fmax AND TIM012 LD fmax AND ka2g AND TIM011 ORLD OR ka31 ANDLD LDNOT fmin OR ls4 ANDLD OUT ka31 LD INKM10 ANDNOT INKM12 TIM 13 1200 LDNOT ka4g AND INKM4 LD fmax AND TIM013 LD fmax AND ka3g AND TIM012 ORLD LD fmax AND ka2g AND ka3g AND TIM011 ORLD 下面我們考慮當系統(tǒng)出現(xiàn)上述所說故障信號時應該如何處理。為了避免故障修復后扔長時間報警而無法判斷故障是否修復的情況，系統(tǒng)提供了報警消除按鈕，按下該按鈕后，可以消除報警器發(fā)聲。 參考文獻 [1] 汪曉光，孫曉瑛，王艷丹等 .可編程控制器原理及應用 (上 .下 )冊 [M].機械工業(yè)出版社 ,. [2] 王兆義 .可編程控制器實用技術 [M].機械工業(yè)出版社 ,. [3] 張瑞武 .智能建筑 [M].清華大學出版社 ,1996. [4] 戴瑜興 .民用建筑電氣設計手冊 [M].中國建筑工業(yè)出版社 ,. [5] 溫伯銀 .智能建筑技術 [M].同濟大學出版社 ,1996. [6] 張傳祥 .電氣自動控制系統(tǒng) [M].電子工業(yè)出版社 .2020. [7] 吳宏鑫 .PID 控制的應用與理論依據(jù) [J].控制工程期刊 , 1期 . [8] CPM2A/CPM2AH 可編程序控制器操作手冊 ,. [9] CPM1/CPM1A/CPM2A/CPM2AH/CPM2C/SRM1(V2)可編程序控制器 .編程手冊 ,. [10] 鐘肇新 .可編程控器原理及應用 [M].華南理工大學出版社 ,2020. [11] 周萬珍 .高鴻斌 . PLC 分析與設計應用 [M].電子工業(yè)出版社 ,2020. [12] 韓安榮 .通用變頻器及其應用（第 2版） [M]. 機械工業(yè)出版社 ,2020. [13] 陳伯時 .電力拖動自動控制系統(tǒng)（第 2 版） [M].機械工業(yè)出版社 ,2020. [14] 姚福來 .水泵變頻調速的節(jié)電量計算及系統(tǒng)設計 [M].科學出版社 ,2020. [15] 金 傳偉 ,毛綜源 .變頻調速技術在水泵控制系統(tǒng)中的應用 [M].廣州華南理工大學 ,1999.