【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(jì) 7 系統(tǒng)中硬件電路構(gòu)成 7 PLC型號(hào)選擇和系統(tǒng)硬件配置 20 外部硬件電路設(shè)計(jì) 224 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 24 系統(tǒng)流程圖 24 25結(jié)術(shù)語(yǔ) 31致謝詞 32參考文獻(xiàn) 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(huì)發(fā)展和進(jìn)步，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了所有用戶(hù)的要求，逐步實(shí)現(xiàn)了基于PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)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(chǎng)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(guò)PLC設(shè)定一個(gè)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(yùn)算（包含四則運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)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(cè)量范圍。其優(yōu)點(diǎn)是不需要精確的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，有較強(qiáng)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(jì)簡(jiǎn)單、工程上易于實(shí)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(jìn)制數(shù)，這一過(guò)程是將pv與sp轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值的逆過(guò)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(duì)我精神上的鼓勵(lì)、生活上的關(guān)心和支持，讓我安心設(shè)計(jì)，無(wú)后顧之憂。各項(xiàng)控制指標(biāo)達(dá)到了用戶(hù)的要求。PLC輸入端只有四個(gè)數(shù)字量輸入，一個(gè)模擬量輸入。該模塊只需要一個(gè)模擬輸入模塊一個(gè)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(guò)程變量通常是經(jīng)過(guò)A／D轉(zhuǎn)換和計(jì)算后得到的被控量的實(shí)測(cè)值。（二） PLC模擬量擴(kuò)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(diǎn)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(diǎn)數(shù)1信號(hào)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(kuò)展模塊（EM235）常用技術(shù)參數(shù)：EM235開(kāi)關(guān)單/雙極性選擇SW1SW2SW3SW4SW5SW6單極性O(shè)N雙極性O(shè)FFOFFOFFX1OFFONX10ONOFFX100ONON無(wú)效ONOFFOFFOFFONOFFOFFOFFON EM235擴(kuò)展模塊開(kāi)關(guān)設(shè)置 上表說(shuō)明如何用DPI開(kāi)關(guān)設(shè)置EM235擴(kuò)展模塊，開(kāi)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(duì)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(qiáng)大的邏輯運(yùn)算功能，可以實(shí)現(xiàn)各種簡(jiǎn)單和復(fù)雜的邏輯運(yùn)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(duì)整個(gè)供水過(guò)程來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好，管理人員可根據(jù)每個(gè)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(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)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(shí)僅作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。壓力變送器的作用是檢測(cè)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(guò)閉環(huán)控制，使供水的壓力保持恒定。而現(xiàn)階段我國(guó)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(dòng)化程度較低。其中變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化，同時(shí)變頻器還可作為電機(jī)軟啟動(dòng)裝置，限制電機(jī)的啟動(dòng)電流。該數(shù)字信號(hào)與壓力給定值相比較，并經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算，由PLC輸出控制信號(hào)經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換通過(guò)EM235的模擬量輸入端輸出420mA的控制信號(hào)送往變頻器，控制變頻器輸出頻率，從而控制水泵電動(dòng)機(jī)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(jī)。KYB800KT型壓力變送器由壓力敏感部件、恒流源供電電路、信號(hào)放大處理電路組成。CPU只處理數(shù)字信號(hào)，故必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，采樣時(shí)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(yùn)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(yùn)算發(fā)生錯(cuò)誤，特殊存儲(chǔ)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(cuò)誤，在下一次執(zhí)行PID運(yùn)算之前，應(yīng)改變引起運(yùn)算錯(cuò)誤的輸入值，而不是更新輸出值。M為電機(jī)。 整體軟件設(shè)計(jì)（整體程序） // 電動(dòng)機(jī)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(shí)間VD1160=2；積分時(shí)間VD120=30； 微分時(shí)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(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)相除，實(shí)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(diǎn)數(shù)(實(shí)數(shù))。在我做設(shè)計(jì)期間，他盡心盡責(zé)的指導(dǎo)我，引導(dǎo)我，每當(dāng)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到困難時(shí)，給予我莫大的支持和幫助，讓我一步步前進(jìn)。學(xué)習(xí)上，給我指導(dǎo)。實(shí)現(xiàn)PI計(jì)算//pi計(jì)算值與頻率的上下限值進(jìn)行比較，判斷出進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換值// 實(shí)數(shù)相乘 ，取舍， 雙整數(shù)變整數(shù) ，字傳送。SB1為自動(dòng)啟動(dòng)、SB2為自動(dòng)停止、SB3為手動(dòng)啟動(dòng)、SB4為手動(dòng)停止。通過(guò)PLC設(shè)定一個(gè)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(lèi)似于使用PID過(guò)程控制的效果，但價(jià)格便宜得多。信號(hào)放大處理電路用于將惠斯通電橋產(chǎn)生的電壓信號(hào)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(hào)。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(jì) 系統(tǒng)的硬件電路構(gòu)成本設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)（水泵）、和PLC模擬量擴(kuò)展模塊EM235（S7200 ）