【正文】 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 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 224 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計 24 系統(tǒng)流程圖 24 25結(jié)術(shù)語 31致謝詞 32參考文獻 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)。但隨著社會發(fā)展和進步，這遠遠滿足不了所有用戶的要求，逐步實現(xiàn)了基于PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計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)。（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)。通過PLC設(shè)定一個恒定壓力值、變頻器上限（最高頻率）和下限（最低頻率）。（本課題中未用該指令）（5） 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)在PLC不僅具備數(shù)字運算（包含四則運算、矩陣運算、函數(shù)運算、浮點運算）和數(shù)據(jù)傳送功能，而且還具有數(shù)據(jù)比較、轉(zhuǎn)換、通信、顯示等功能。重置測量范圍。其優(yōu)點是不需要精確的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，有較強的靈活性和適應(yīng)性，而且PID控制器的結(jié)構(gòu)典型、程序設(shè)計簡單、工程上易于實現(xiàn)、參數(shù)調(diào)整方便。 （四） PID指令及其回路表 S7200的PID指令如下圖所示。分別是CPU22CPU22CPU22CPU226及CPU226XM。將回路輸出送給D／A轉(zhuǎn)換器之前，必須轉(zhuǎn)換成16位二進制數(shù)，這一過程是將pv與sp轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值的逆過程。根據(jù)恒壓供水的原理，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了MM420變頻器、S7200 PLC、EM23PID控制、KYB壓力變送器等器件的原理及應(yīng)用。感謝我的家人，感謝他們對我精神上的鼓勵、生活上的關(guān)心和支持，讓我安心設(shè)計，無后顧之憂。各項控制指標(biāo)達到了用戶的要求。PLC輸入端只有四個數(shù)字量輸入，一個模擬量輸入。該模塊只需要一個模擬輸入模塊一個模擬輸出模塊，故選用模擬輸入輸出模塊（EM235）。給定值通常是固定值，過程變量通常是經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換和計算后得到的被控量的實測值。（二） PLC模擬量擴展模塊（EM235）的技術(shù)參數(shù)常用技術(shù)參數(shù)：模擬量輸入特性模擬量輸入點數(shù)4 輸入范圍電壓（單極性）010V、05V、01V、0500mV、0100mV、050mV電壓（雙極性）10V、5V、1V、500VmV、250mV、100mV、50mV、25mV電流020mA數(shù)據(jù)字格式單極性 全量程范圍32000+32000雙極性 全量程范圍032000分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸出特征模擬量輸出點數(shù)1信號范圍電壓輸出10V電流輸出020mA數(shù)據(jù)字格式電壓 32000+32000電流 032000分辨率電流電壓 12位電流11位 PLC模擬量擴展模塊（EM235）常用技術(shù)參數(shù)：EM235開關(guān)單/雙極性選擇SW1SW2SW3SW4SW5SW6單極性O(shè)N雙極性O(shè)FFOFFOFFX1OFFONX10ONOFFX100ONON無效ONOFFOFFOFFONOFFOFFOFFON EM235擴展模塊開關(guān)設(shè)置 上表說明如何用DPI開關(guān)設(shè)置EM235擴展模塊，開關(guān)1到6可選擇輸入模擬量的單/雙極性、增益和衰減。壓力變送器和絕對壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空，內(nèi)含有 A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器。 是PLC的基本功能，得力于PLC具有強大的邏輯運算功能，可以實現(xiàn)各種簡單和復(fù)雜的邏輯運算。本系統(tǒng)主要由變頻器、可編程控制器、壓力傳感器組成。對整個供水過程來說，系統(tǒng)的可擴展性好，管理人員可根據(jù)每個季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電能，達到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制，具有廣泛的應(yīng)用前景。因此，當(dāng)變頻器應(yīng)用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中時僅作為執(zhí)行機構(gòu)。壓力變送器的作用是檢測管網(wǎng)水壓。 恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展歷程恒壓供水系統(tǒng)是指通過閉環(huán)控制，使供水的壓力保持恒定。而現(xiàn)階段我國在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)比較落后，自動化程度較低。其中變頻器的作用是為電機提供可變頻率，實現(xiàn)電機的無級調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化，同時變頻器還可作為電機軟啟動裝置，限制電機的啟動電流。該數(shù)字信號與壓力給定值相比較，并經(jīng)過PID運算，由PLC輸出控制信號經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換通過EM235的模擬量輸入端輸出420mA的控制信號送往變頻器，控制變頻器輸出頻率，從而控制水泵電動機轉(zhuǎn)速，使水壓穩(wěn)定在設(shè)定值。 （3） 逆變電路—直交部分 逆變電路是交直交變頻器的核心部分， 把直流電逆變成頻率、電壓都可調(diào)的三相交流電源，直接控制電機。KYB800KT型壓力變送器由壓力敏感部件、恒流源供電電路、信號放大處理電路組成。CPU只處理數(shù)字信號，故必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換，采樣時間T第N次采樣得到的偏差e(n),控制器輸出M（n），則微分用差分代替，積分用求和代替。每次完成PID運算后，都要更新回路表內(nèi)的輸入值Mn，～如果PID指令中的算術(shù)運算發(fā)生錯誤，特殊存儲器位SM (溢出或非法數(shù)值)被置為1，并將中止PID指令的執(zhí)行，想要消除這種錯誤，在下一次執(zhí)行PID運算之前，應(yīng)改變引起運算錯誤的輸入值，而不是更新輸出值。M為電機。 整體軟件設(shè)計（整體程序） // 電動機的停、轉(zhuǎn) //初始化程序 上限VD204=1800；下限VD208=22400； 比例系數(shù)VD112=；采樣時間VD1160=2；積分時間VD120=30； 微分時間VD124=0；采用PI調(diào)節(jié)器，壓力設(shè)定值VD101=//整數(shù)至雙整數(shù)，雙整數(shù)至實數(shù)，實數(shù)相除，實數(shù)傳送等一系列轉(zhuǎn)換，將輸入模擬量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化的浮點數(shù)(實數(shù))。在我做設(shè)計期間，他盡心盡責(zé)的指導(dǎo)我，引導(dǎo)我，每當(dāng)設(shè)計過程中遇到困難時，給予我莫大的支持和幫助，讓我一步步前進。學(xué)習(xí)上，給我指導(dǎo)。實現(xiàn)PI計算//pi計算值與頻率的上下限值進行比較，判斷出進行D/A轉(zhuǎn)換值// 實數(shù)相乘 ，取舍， 雙整數(shù)變整數(shù) ，字傳送。SB1為自動啟動、SB2為自動停止、SB3為手動啟動、SB4為手動停止。通過PLC設(shè)定一個恒定壓力值、變頻器上限（最低頻率）和下限（最低頻率）。 (2) 使用PID功能指令：它是用于PID控制的子程序，與模擬量輸入／輸出模塊一起使用，可以得到類似于使用PID過程控制的效果，但價格便宜得多。信號放大處理電路用于將惠斯通電橋產(chǎn)生的電壓信號線性放大處理后并轉(zhuǎn)換成05VDC420mADC等多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化信號。變頻器的應(yīng)用幾乎包含所有工業(yè)領(lǐng)域，如鋼鐵、有色冶金、油田、煉油、石化、化工、制藥、造紙等行業(yè)。3 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)的硬件電路構(gòu)成本設(shè)計論文包含的硬件主要有，PLC（可編程控制器）、變頻器(MM420)、壓力傳感器、電動機（水泵）、和PLC模擬量擴展模塊EM235（S7200 ）