【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(cè)得的結(jié)果將管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)因用水量的變化引起的水壓變化及時(shí)地用信號(hào)（ 420mA或 010V）反饋到 PID 調(diào)節(jié)器，網(wǎng)管壓力采用三個(gè)差壓變送器分別放在現(xiàn)場(chǎng)的三個(gè)位置進(jìn)行測(cè)量。 變頻節(jié)能理論 交流電機(jī)變頻調(diào)速原理： 交流電機(jī)轉(zhuǎn)速特性： n=60f(1s)/p，其中 n為電機(jī)轉(zhuǎn)速， f 為交流電頻率， s 為轉(zhuǎn)差率， p為極對(duì)數(shù)。所以為了保證水泵由工頻到變頻之間安全可靠的運(yùn)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(tái)接觸器觸點(diǎn)和 PLC 里面的觸點(diǎn)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(shí)，則停止 1泵的運(yùn)行，系統(tǒng)又處在一個(gè)工頻運(yùn)行一個(gè)變頻運(yùn)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(yùn)行，這時(shí)僅僅有一臺(tái)水泵處于變頻運(yùn)行狀態(tài)，而其他使泵都停止運(yùn)行。 運(yùn)行特征 假設(shè)供水泵的臺(tái)數(shù)為四臺(tái)，供水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)， PLC 作為整個(gè)系統(tǒng)的 “大腦 ”，支配 著變頻器運(yùn)行，1泵被啟動(dòng)，其轉(zhuǎn)速平滑地逐漸加快，處于變頻模式轉(zhuǎn)動(dòng)。用傳統(tǒng)的二次加壓和水塔對(duì)小區(qū)居民供水方式曾持續(xù)了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)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(lái)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(diǎn) 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(diǎn)，平均可以節(jié)電 20%40%，實(shí)現(xiàn)了綠色用電。變頻器體積小，操作穩(wěn)定可靠，并且有強(qiáng)大的保護(hù)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(lái)升高水壓，勢(shì)必導(dǎo)致泵所提升的水壓高出我們實(shí)際用水的壓力值，導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)，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(jī)械損耗。恒壓供水系統(tǒng)可以讓電機(jī)在轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)都可以平滑穩(wěn)定的運(yùn)行，我們稱之為無(wú)級(jí)調(diào)速，并且它還可以根據(jù)居民用水情況對(duì)其實(shí)行操作系數(shù)的自動(dòng)調(diào)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(lái)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(duì)電動(dòng)機(jī)和開關(guān)器件大量磨損。 恒壓供水技術(shù)實(shí)現(xiàn) 將壓力傳感器配置在管網(wǎng)中，測(cè)量管網(wǎng)水壓，轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)所需的模擬信號(hào)，控制系統(tǒng)中的 PID會(huì)將其信號(hào)接收。自從變頻調(diào)速技術(shù)得以在供水行業(yè)中得以應(yīng)用，能耗和污染的情況得到了很大程度的改變。當(dāng)滿足供水量 Q為 2／ 3Qmaxmax 時(shí)， CPU 發(fā)出指令再將 2泵置于工頻運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)原理同上，用來(lái)保證最不利點(diǎn)的供水壓力恒定。為防止操作過(guò)電壓對(duì)電器設(shè)備造成的損害，需要多預(yù)留時(shí)間，這是因?yàn)橐话闼秒姍C(jī)由變頻狀態(tài)轉(zhuǎn)至工頻狀態(tài)時(shí) ，需要等待幾秒電機(jī)定速運(yùn)行后接觸器才能自動(dòng)閉合。 可以設(shè)定切換水泵工作的時(shí)間，長(zhǎng)時(shí)間工作的水泵應(yīng)令其停止運(yùn)行，確保所有水泵都能平均工作，避免一些水泵工作時(shí)間太長(zhǎng)而造成機(jī)器磨損等情況。 其中流量、轉(zhuǎn)矩、 功率與轉(zhuǎn)速的 關(guān)系如下： 流量與轉(zhuǎn)速成正比： Ｑ ∝ Ｎ 轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比： Ｔ ∝ Ｎ 2 功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比： Ｐ ∝ Ｎ 3 變頻調(diào)速在工作中 自身的能量損 耗 不到 10%，在各種轉(zhuǎn)速下變頻器輸入功率幾乎等于電機(jī)軸功率 。并且控制系統(tǒng)會(huì)將測(cè)量的中間值與差壓變送器的輸出進(jìn)行比較，一旦偏差超出一定范圍將會(huì)觸發(fā)高報(bào)警或者低報(bào)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(hào)給入到變頻器中，變頻器進(jìn)行一系列的處理放大，進(jìn)而控制水泵。設(shè)定時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)帶來(lái)不同的后果，其中設(shè)定時(shí)間過(guò)短會(huì)導(dǎo)致變頻器在加速時(shí)過(guò)電流保護(hù)和減速時(shí)的過(guò)電壓保護(hù)；設(shè)定時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致變頻器在調(diào)速運(yùn)行時(shí)使系統(tǒng)變得緩慢，遲滯，易處在短期不穩(wěn)定狀態(tài)中。 遠(yuǎn)傳壓力表 本系統(tǒng)采用 YTT150 型差動(dòng)遠(yuǎn)傳壓力表，它為二線制安全型防爆儀表，內(nèi)自帶阻尼器，可測(cè)量脈動(dòng)、沖擊、突然卸荷介質(zhì)的壓力。系統(tǒng)采用 變頻器、繼電器 以及接觸器來(lái) 控制水泵機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) ,實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓變流量供水要求 。本系統(tǒng)設(shè)置外部反饋回路，當(dāng)變頻器的運(yùn)行頻率達(dá)到 50hz時(shí)，若管網(wǎng)壓力仍低，系統(tǒng)將從外部進(jìn)行控制，將自動(dòng)啟動(dòng)一臺(tái)工頻泵；當(dāng)變頻器的運(yùn)行頻率降到 10hz 時(shí)，若管網(wǎng)壓力仍高，系統(tǒng)將自動(dòng)摘除一臺(tái)工頻泵。當(dāng)供水管網(wǎng)壓力低于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)完成變頻泵頻率的上調(diào)。 此過(guò)程由繼電器邏輯控制完成。四臺(tái)水泵連接圖如圖31 所示。尤其將它應(yīng)用于大容量負(fù)載時(shí)，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(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)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(wèn)世，并被用于構(gòu)建 PLC 領(lǐng)域作為其中央處理器， PLC的能力得到了極大的增強(qiáng)，并增加了運(yùn)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(dòng)機(jī)變頻調(diào)速裝置與 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)。此外還需要用到 PLC 的邏輯、定時(shí)、和計(jì)數(shù)等基本功能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。 PLC 規(guī)格介紹如下： 表 32 PLC 規(guī)格 項(xiàng)目 40 點(diǎn) 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(hào)） 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(hào)水泵過(guò)載 7 6 R02當(dāng)管網(wǎng)水壓越過(guò)這個(gè)區(qū)間時(shí)，經(jīng)一定延時(shí)，泵即開始 切換 。其中臨界比例帶法就是單純調(diào)節(jié)比例常數(shù)，使輸出出現(xiàn)等幅振蕩后，記錄前兩個(gè)波峰時(shí)間差，查表來(lái)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(diào)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(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷；動(dòng)態(tài)參數(shù)法是在系統(tǒng)處于開環(huán)的狀態(tài)下，作對(duì)象的階躍擾動(dòng)試驗(yàn)，記錄階躍響應(yīng)曲線求取特征參數(shù)，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式算出各個(gè)參數(shù)。 處理 003CH 通道中的數(shù)值，將常 ON 指令當(dāng)作控制指令，將 003CH 的內(nèi)容與數(shù)值 FF00進(jìn)行邏輯 “與 ”操作，最后輸出的結(jié)果傳送到數(shù)據(jù)區(qū) DM320 中，這個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)我們當(dāng)作備用。并設(shè)置移位程序?qū)ψ冾l運(yùn)行標(biāo)志二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行左移操作，將變頻運(yùn)行標(biāo)志移交到下一臺(tái)泵上。延時(shí)結(jié)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(wú)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(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)上述所說(shuō)故障信號(hào)時(shí)應(yīng)該如何處理。為了避免故障修復(fù)后扔長(zhǎng)時(shí)間報(bào)警而無(wú)法判斷故障是否修復(fù)的情況，系統(tǒng)提供了報(bào)警消除按鈕，按下該按鈕后，可以消除報(bào)警器發(fā)聲。 參考文獻(xiàn) [1] 汪曉光，孫曉瑛，王艷丹等 .可編程控制器原理及應(yīng)用 (上 .下 )冊(cè) [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,. 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