【正文】 因此，有待于進(jìn)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(yīng)用于生活、 生產(chǎn)實(shí)踐中。 ⑵ 點(diǎn)擊 工具條中的“工具箱”圖標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”。定義數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍，確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時(shí)間范圍和保存期限等。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設(shè)計(jì)封面圖形，確定自動(dòng)啟動(dòng)的窗口，設(shè)定動(dòng)畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時(shí)間等。 按下 SB6,斷開 KM4，在 10 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動(dòng) M3 在變頻電源下運(yùn)行。 圖 4. 4 自動(dòng)運(yùn)行順序功能圖 按下按鈕 SB10 之后，啟動(dòng)了變頻器，系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)運(yùn)行模式。為了變頻向工頻切換時(shí)保護(hù)變頻器免于受到工頻電壓的反向沖擊，在切換時(shí)，用時(shí)間繼電器作了時(shí)間延遲，當(dāng)壓力過大時(shí)，可以手動(dòng)按下 SBn（ n=2,4,6） 按鈕，切斷工頻運(yùn)行的電機(jī)，同時(shí)啟動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行。 該傳感器的量程為 0～ ，工作溫度為 5℃ ～ 60 ℃ ，供電電源為 28177。偏差小時(shí)， P動(dòng)作的作用減小。系統(tǒng)所需的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)量共為 24 個(gè)點(diǎn)。另外，變頻器的輸出頻率不能夠?yàn)樨?fù)值，最低只能是 0Hz。開始時(shí)， 1 泵電機(jī)在 PLC 控制下先投入調(diào)速運(yùn)行，其運(yùn)行速度由變頻器調(diào)節(jié)。 ⑵ 變頻器 :它是對水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元。由 于變頻器內(nèi)部自帶的 PID調(diào)節(jié)器采用了優(yōu)化算法，所以使水壓的調(diào)節(jié)十分平滑，穩(wěn)定。電路的可靠性和抗干擾能力都不太好。這樣，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)泵有相同的運(yùn)行時(shí)間，有效地防止因?yàn)閭溆帽瞄L期不用發(fā)生銹死現(xiàn)象，提高了設(shè)備的綜合利用率，降低了維護(hù)費(fèi)用。 國內(nèi)恒壓供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀 目前 ,就國內(nèi)而言，歸結(jié)起來主要采用以下三種方法 : ⑴ 水池－水泵（恒壓變頻或氣壓罐）－管網(wǎng)系統(tǒng)－用水點(diǎn) 這種方式是集中供水。結(jié)合使用可編程控制器，可實(shí)現(xiàn) 主泵 變頻， 副泵 軟啟動(dòng)，具有短路保護(hù)、過流保護(hù)功能，工作穩(wěn)定可靠，大大延長了 電機(jī) 的使用壽命 。目前變頻恒壓供水系統(tǒng)正向著高可靠性、全數(shù)字化微機(jī)控制、多品種系列化的方向發(fā)展。首先恒壓變頻供水保證出水壓力不變，根據(jù)用水量大小進(jìn)行變頻供水，既節(jié)約電能，又保證水泵軟啟動(dòng)（對電網(wǎng)電壓沖擊不大），延長了水泵壽命。這些費(fèi)用要在用戶的水電費(fèi)上來扣除，這對于居民和學(xué)校來說是巨大的壓力，所以也不可取。還有一種辦法是將壓力設(shè)定信號和壓力反饋信號送入 PID 回路調(diào)節(jié)器，由 PID 回路調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后，輸入給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號。三臺(tái)水泵中每臺(tái)泵的出水管均裝有手動(dòng)閥，以供維修和調(diào)節(jié)水量之用，三臺(tái)泵協(xié)調(diào)工作以滿足供水需要；變頻供水系統(tǒng)中檢測管路壓力的壓力傳感器，一般采用電阻式傳感器 (反饋 0～ 5V 電壓信號 )或壓力變送器 (反饋 4～ 20mA 電流 )；變頻器是供水系統(tǒng)的核心，通過改變電機(jī)的頻率實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無極調(diào)速、無波動(dòng)穩(wěn)壓的效果和各項(xiàng)功能。通過人機(jī)界面，使用者可以更改設(shè)定壓力，修改一些系統(tǒng)設(shè)定以滿足不同工藝的需求，同時(shí)使用者也可以從人機(jī)界面上得知系統(tǒng)的一些運(yùn)行情況及設(shè)備的工作狀態(tài)。 減泵工作過程：假定減泵順序依次為 1泵。由于在變頻運(yùn)行狀態(tài)下，水泵機(jī)組中電機(jī)的運(yùn)行頻率由變頻器的輸出頻率決定， 這個(gè)下限頻率也就成為變頻器頻率調(diào)節(jié)的下限頻率。在同時(shí)控制 M1 電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)接觸器 KM KM0 線圈中分別串入了對方的常閉觸頭形成電氣互鎖。采用 PID 控制較其它組合控制效果 要好，基本上能獲得無偏差、精度高和系統(tǒng)穩(wěn)定的控制過程。工作流程如圖 所示。 21 編程及介紹 總程序的順序功能圖 系統(tǒng)分為自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行兩部分 圖 4. 2 總程序的順序功能圖 自動(dòng)運(yùn)行順序功能圖 按下 SB8 按鈕 ，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行模式，順序功能圖如 所示。 起動(dòng) 1泵 按下起動(dòng)按鈕，系統(tǒng)檢測采用那種運(yùn)行模式。 電機(jī)只能在一種頻率下運(yùn)行，當(dāng)電機(jī)工頻 /變頻同時(shí)打開時(shí)將發(fā)出警報(bào)且電機(jī)停止運(yùn)行。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動(dòng)畫連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對象。 圖 參數(shù)的設(shè)置 31 編輯界面 編輯畫面 選中“變頻恒壓供水系統(tǒng)”窗口圖標(biāo)，單擊“動(dòng)畫組態(tài)”，進(jìn)入動(dòng)畫組態(tài)窗口，開始編輯 畫面。 ⑻ 按上面前三步后，雙擊“ PLC 設(shè)備”，雙擊“三菱”再雙 擊“ FX232”在下方出現(xiàn)三菱 FX232，選中點(diǎn)擊增加，確認(rèn)。 感謝我的父母，感謝他們的生育、教育之恩，正是他們至始至終的關(guān)心、理解、鼓勵(lì)和支持，我才能全身心地投入到學(xué)習(xí)、工作中去。該系統(tǒng)采用 PCL控制變頻器進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)，按實(shí)際需要隨意設(shè)定壓力給定值，根據(jù)壓差調(diào)整水泵的工作情況，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，使給水泵始終在高效率下運(yùn)行，在啟動(dòng)時(shí)壓力波動(dòng)小，可控制在給定值的 5%范圍內(nèi)。 33 添加 PLC 設(shè)備 FX232設(shè)備必須掛接在串口父設(shè)備下，串口父設(shè)備在通用設(shè)備構(gòu)件中。 ⑷ 在“用戶窗口”中，選中“變頻恒壓供水系統(tǒng)”，點(diǎn)擊右鍵，選擇下拉菜單中的“設(shè)置為啟動(dòng)窗口”選項(xiàng)，將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時(shí)自動(dòng)加載的窗口。 MCGS 組態(tài)軟件的整體結(jié)構(gòu) MCGS 組態(tài)軟件（以下簡稱 MCGS） 由“ MCGS 組態(tài)環(huán)境 ”和“ MCGS 運(yùn)行環(huán)境 ” 兩個(gè)系統(tǒng)組成。 起動(dòng) 1， 2泵 ： 輸出的下限信號使 PLC 關(guān)閉 KM KM2，開啟 KM3， 2水泵變頻起動(dòng)。 為了防止出現(xiàn)某臺(tái)電動(dòng)機(jī)既接工頻電又接變頻電設(shè)計(jì)了電氣互鎖。如果 PLC 接到頻率下限信號，則執(zhí)行減泵程序，減少水泵的工作數(shù)量。 ⑵ 軟件型：使用離散形式的 PID 控制算法在可編程序控制器 (或單片機(jī) )上做PID控制器 此次使用硬件型控制形式。為了消除殘留偏差，一般采用增加 I動(dòng)作的 PI 控制。 熱繼電器 (FR)是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電 路，它在電路中的用作電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。 盡管通用變頻器的頻率都可以在 0400Hz 范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，但當(dāng)它用在供水系統(tǒng)中，其頻率調(diào)節(jié)的范圍是有限的，不可能無限地增大和減小。變頻器根據(jù)頻率給定信號及預(yù)先設(shè)定好的加速時(shí)間控制水泵的轉(zhuǎn)速以保證水壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)恒壓控制。 ② 報(bào)警信號 :它反映系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，水泵電機(jī)是否過載、變頻器是否有異常。如果采用一個(gè)開關(guān)量輸入，輸出的可編程控制器和一個(gè) PID 回路調(diào)節(jié)器，其成本也和帶模擬量輸入，輸出的可編程控制器差不多。如圖 所示，是這棟小樓的供水流程。 此方式已簡化為單元總水表進(jìn)水。 ⑷ 在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中，由于有定量泵的加入控制，而定量泵的控制(包括定量泉的停止和運(yùn)行 )是時(shí)時(shí)發(fā)生的，同時(shí)定量泵的運(yùn)行狀態(tài)直接影響供水系統(tǒng)的模型 參數(shù)，使其不確定性地發(fā)生變化，因此可以認(rèn)為，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的控制對象是時(shí)時(shí)變化的。 1 摘 要 建設(shè)節(jié)約型社會(huì)，合理開發(fā)、節(jié)約利用和有效保護(hù)水資源是一項(xiàng)艱巨任務(wù)。 ⑶ 變頻調(diào)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(wǎng)結(jié)構(gòu)、用水量和揚(yáng)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(qiáng)的多變性。 ⑶ 單元水箱－單元增壓泵－單元高位水箱－各單位用水點(diǎn) 。這棟樓有 10層，由于高層樓對水壓的要求高，在水壓低時(shí)，高層用戶將無法正常用水甚至出現(xiàn)無水的情況，水壓高時(shí)將造成能源的浪費(fèi)。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(shè)備，降低了整套設(shè)備的可靠性。 在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號包括自來水出水水壓信號和報(bào)警信號 : ① 水壓信號 :它反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。根據(jù)壓力設(shè)定值 (根據(jù)管網(wǎng)壓力要求設(shè)定 )與壓力實(shí)際值 (來自于壓力傳感器 )的偏差進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)，并輸出頻率給定信號給變頻器。那么何時(shí)進(jìn)行切換，才能使系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，同時(shí)使機(jī)組不過于頻繁的切換。 KM KM KM5 分別為電動(dòng)機(jī) M1 、 M2 、 M3 變 頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器， KM0、 KM2 、 KM4 分別為電動(dòng)機(jī) M M M3工 頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器。 圖 3. 3變頻器接線圖 PID 調(diào)節(jié)器 僅用 P 動(dòng)作控制，不能完全消除偏差。在恒壓供水 中常見的 PID 控制器的控制形式主要有兩種 : ⑴ 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)及日標(biāo)值的設(shè)定。 在自動(dòng) 運(yùn)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(shù)量。 再次接到下限信號就關(guān)閉 KM KM0，吸合 KM1，只剩 1水泵變頻運(yùn)行。 起動(dòng) 1泵 ： 接到下限信號就關(guān)閉 KM KM0， 吸合 KM1，只剩 1水泵變頻運(yùn)行。具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。 ⑶ 將窗口名稱改為：變頻恒壓供水系統(tǒng)；窗口標(biāo)題改為 ：變頻恒壓供水系統(tǒng)；窗口位置選中“最大化顯示”，其它不變，單擊“確認(rèn)”。 MCGS的結(jié)構(gòu)形式使其成為一個(gè)“與設(shè)備無關(guān)”的系統(tǒng)，對于不同的硬件設(shè)備，只需定制相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件，放置到設(shè)備窗口中，并設(shè)置相關(guān)的屬性，系統(tǒng)就可對這一設(shè)備進(jìn)行操作，而不需要對整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作任何改動(dòng)。恒壓供 水系統(tǒng)以 PLC和變頻