【正文】 量來控制變頻器電動機泵組的速度和切換，使系統(tǒng)運行在最合理狀態(tài)，保證按需供水。(2)恒速泵加水塔的供水方式這種方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向用戶供水。(4)恒速泵加氣壓罐供水方式這種方式是利用封閉的氣壓罐代替高位水箱蓄水，通過監(jiān)測罐內壓力來控制泵的開、停。艾默生電氣公司和成都希望集團(森蘭變頻器)也推出恒壓供水專用變頻器()，無需外接PLC和PID調節(jié)器，可完成最多4臺水泵的循環(huán)切換、定時起、停和定時循環(huán)。其余水泵工頻運行，以滿足不同用水量的需求。通過變頻器面板設定一個給定頻率作為壓力給定值，變頻器根據壓力給定和實測壓力，調節(jié)輸出頻率，改變水泵轉速，控制管網壓力保持在給定壓力值上；U、V、W 輸出端并聯三個接觸器分別接 MMM3 泵電機，變頻器可分別驅動三臺泵，另外這三臺泵電機還通過另外三個接觸器并聯到工頻電源上，這 6 個接觸器線包連接到 PLC 的四個輸出點上，由 PLC 控制其工頻、變頻切換工作。(3)微分環(huán)節(jié) ：能反應偏差信號的變化趨勢(變化速率)，并能在偏差信號值變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減小調節(jié)時間。因為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。水位上下限信號分別 、它們在水淹沒時為 0，時為 1。由于 PLC 為 4 個輸出點為一組共用一個 COM 端，而本系統(tǒng)又沒有剩下單獨的 COM 端輸出組，所以通過一個中間繼電器 KA 的觸點對變頻器實行復頻控制。除此之外，泵組管理還有一個問題就是泵的工作循環(huán)控制，本例中使用泵號加 1 的方法實現變頻泵的循環(huán)控制(3 再加 1 等于 0)，用工頻泵的總數結合泵號實現工頻泵的輪換工作。系統(tǒng)的原理是通過安裝在系統(tǒng)中的壓力傳感器將系統(tǒng)壓力信號與設定壓力值作比較，再通過控制器調節(jié)變頻器的輸出調節(jié)水泵轉速。如用水量進一步增加，第二臺水泵切換至工頻運轉,變頻調速器控制第三臺水泵調頻運轉,同時工作 3 臺水泵。判斷需啟動新泵的標準是變頻器的輸出頻率達到設定的上限值。接觸器 KMKMKM6 分別控制 MMM3 的變頻運行；FRl、FRFR3 分別為三臺水泵電機過載保護用的熱繼電器：QSQSQSQS4 分別為變頻器和三合泵主機單元CPU222 AC/DC/繼電器擴展單元EM2228 點繼電器模擬量單元EM2354AI/1AO 南華學院畢業(yè)論文 第 12 頁 共 37 頁電機主電路的隔離開關；FU1 為主電路的熔斷器；VVVF 是通用變頻器。(3)變頻器的驅動控制。對于PID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。在該系統(tǒng)中我們用硬件型設計這樣可以減少編程。而交流電動機的同步轉速 （）PfN1160?式中 同步轉速，r/min； 1N 定子頻率，Hz；f 電機的磁極對數。為了保證供水的連續(xù)性，水位上下傳感器高低距離較小。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。而且在使用過程中，如果該系統(tǒng)水塔的水位監(jiān)控裝置損壞的話，水泵不能進行自動的開、停，這樣水泵的開、停，將完全由人操作，這時將會出現能量的嚴重浪費和供水質量的嚴重下降。主要表現在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現水壓降低供不應求的現象，而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現水壓升高供過于求的情況，此時將會造成能量的浪費，同時有可能使水管爆破和用水設備的損壞。本設計采用PLC控制的變頻調速供水系統(tǒng)，由PLC進行邏輯控制，由變頻器進行壓力凋節(jié)。水塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系統(tǒng)所需要壓力。罐的占地面積與水塔水箱供水方式相比較小，而且可以放在地上，設備的成本比水塔要低得多。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，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。 圖21 PLC控制的恒壓供水泵站三臺泵生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)的基本功能為： 南華學院畢業(yè)論文 第 5 頁 共 37 頁(1)生活供水時，系統(tǒng)低恒壓值運行，消防供水時高恒壓值運行。 南華學院畢業(yè)論文 第 7 頁 共 37 頁通過變頻器面板設定一個給定頻率作為壓力給定值，變頻器根據壓力給定和實測壓力，調節(jié)輸出頻率，改變水泵轉速。PID調節(jié)器的傳遞函數是： （）)](1[)(sTnsGcd???當上述控制算法公式只包含第一項時，稱為比例(P)作用，只包含第二項時，稱為積分(I)作用。這種控制方式用于從產生偏差到出現響應需要一定時間的負載系統(tǒng)效果比較好。表 31 I/O 分配名稱 代碼 地址編號輸入信號 手動和自動消防信號 SA1 水池水位下限信號 SLL 水池水位上限信號 SLH 變頻器報警信號 SU 消鈴按鈕 SB9 試燈按鈕 SB10 遠程壓力表模擬量電壓值 UP AIW0續(xù)表 31 I/O 分配名稱 代碼 地址編號輸出信號 1泵工頻運行接觸器及指示燈 KM1,HL1 1泵變頻運行接觸器及指示燈 KM2,HL2 2泵工頻運行接觸器及指示燈 KM3,HL3 2泵變頻運行接觸器及指示燈 KM4,HL4 3泵工頻運行接觸器及指示燈 KM5,HL5 3泵變頻運行接觸器及指示燈 KM6,HL6 生活消防供水轉換電磁閥 YV2 水池水位下限報警指示燈 HL7 南華學院畢業(yè)論文 第 11 頁 共 37 頁變頻器故障報警指示燈 HL8 火警報警指示燈 HL9 報警電鈴 HA 變頻器頻率復位控制 KA 控制變頻器頻率用電壓信號 UF AQW0 PLC 系統(tǒng)選型從上面分析可以知道，系統(tǒng)共有開關量輸入點 6 個、開關量輸出點 12 個；模擬量輸入點 1 個、模擬量輸出點 1 個。~ 以及 ~ 為 PLC 的輸出繼電器觸點，它們旁邊的 8 等數字為接線編號。 程序的結構及程序功能的實現PLC 在恒壓供水系統(tǒng)中的功能較多，由于模擬量單元及 PID 調節(jié)都需要編制初始化及中斷程序，本程序分可為三部分：主程序、子程序和中斷程序。使系統(tǒng)水壓無論流量如何變化始終穩(wěn)定在一定的范圍內。初步確定的增益和時間常數) 南華學院畢業(yè)論文 第 18 頁 共 37 頁增益： ?CK采樣時間 sTS積分時間 min3i表 41 程序中使用的 PLC 元件及功能器件地址 功能 器件地址 功能VD100 過程變量標準值 T38 工頻泵減泵濾波時間控制VD104 壓力給定值 T39 工頻/變頻轉換邏輯控制VD108 PI 計算值 故障結束脈沖信號VD112 比例系數 泵變頻啟動脈沖VD116 采樣時間 減泵中間繼電器VD120 積分時間 倒泵變頻啟動脈沖VD124 微分時間 復位當前變頻泵運行脈沖VD204 變頻運行頻率下限值 當前泵運行啟動脈沖VD208 生活供水變頻運行上限值 新泵變頻啟動脈沖VD212 消防供水變頻運行上限值 泵工頻/變頻轉換邏輯控制VD250 PI 調節(jié)結果存儲單元 泵工頻/變頻轉換邏輯控制VB300 變頻工作泵泵號 泵