【正文】 完成上述三個階段稱作一個掃描周期。 實際數(shù)值的標準化數(shù)值 =實際數(shù)值的非標準化數(shù)值或原始實數(shù)／取值范圍 +偏移量 11 其中取值范圍 =最大可能數(shù)值 最小可能數(shù)值 =32020（單極數(shù)值）或 64000（雙極數(shù)值）；偏移量：對單極數(shù)值取 ,對雙極數(shù)值取 ；單極（ 0～ 32020），雙極（ 32020～ 32020）。從式中可以看出：積分時間常數(shù)增大，積分作用減弱，消除穩(wěn)態(tài)誤差的速度減慢。在變頻調(diào)速中，停止方式可以受控，并且有不同的停止方式可以選擇，同樣它能減少對機械部件和電動機的沖擊，從而使整個系統(tǒng)更加可靠，壽命也會相應(yīng)增加。 變頻器的作用 變頻調(diào)速能夠 應(yīng)用在大部分的電機拖動場合，由于它能提供精確的速度控制，因此 可以方便地控制機械傳動的上升、下降和變速運行。 表 21 G110控制端子功能表 端子號 標識 功能 1 DOUT1 數(shù)字輸出（ ） 2 DOUT2 數(shù)字輸出（ +） 3 DIN0 數(shù)字輸入 0 4 DIN1 數(shù)字輸入 1 5 DIN2 數(shù)字輸入 2 6 帶電位隔離的輸出 +24V∕ 50mA 7 輸出 0V 控制方式 模擬控制 USS串行接口控制 8 輸出 +10V RS485P+ 9 ADC 模擬輸入 RS485N 10 輸出 0V SINAMICS G110 是適合用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列，裝有 CPM110 可控功率模塊。一些變頻器此電阻是外接的，都有外接端子（如 DB＋， DB－）。目前新型矢量控制通用變頻器中已經(jīng)具備異步電動機參數(shù)自動辨識、自適應(yīng)功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅(qū)動異步電動機進行正常運轉(zhuǎn)之前可以自動地對異步電動機的參數(shù)進行辨識，并根據(jù)辨識結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)參數(shù)，從而對普通的異步電 動機進行有效的矢量控制。 具體實現(xiàn)以下要求： 1)系統(tǒng)要求用戶能夠的直觀了解現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)及水位的變化； 2)要求用戶能夠 實時地監(jiān)控 變頻器的啟動和停止； 3)用戶可 通過觸摸屏監(jiān)控 畫面觀察 水位的高低 ； 4)用戶可以通過觸摸屏監(jiān)控畫面進行系統(tǒng)及 PID 參數(shù)的設(shè)置 ； 5)系統(tǒng)可以 使水箱水 位 保持在一定 的 位置。本文基于 S7200 系列 PLC 編程軟件，采用模塊化的程序設(shè)計方法 ,減少軟件的開發(fā)和維護 ,利用 PLC 軟件的設(shè)計 ,實現(xiàn)變頻器的參數(shù)設(shè)置來控制電機的轉(zhuǎn)速 從而實現(xiàn)對 水箱水位的控制。 該設(shè)計具有結(jié)構(gòu)簡單 ， 操作方便， 節(jié)能 實用 的優(yōu)點 ， 能很好地滿足用戶的要求， 加上觸摸屏的靈活運用，使得系統(tǒng) 具有很好的人機界面， 具有可行性。 2 變頻調(diào)速基 礎(chǔ) 變頻調(diào)速是 國際上各大電氣公司在 70 年代末 80年代末投入全力研制、開發(fā) 的技術(shù) ，通過幾十年的發(fā)展，國內(nèi)和國外在變頻調(diào)速技術(shù)上都已經(jīng)成熟。除了上述的無 速度 傳感器矢量控制和轉(zhuǎn)矩矢量控制等，可提高異步電動機轉(zhuǎn)矩控制性能的技術(shù)外，目前的新技術(shù)還包括異步電動機控制常數(shù)的調(diào)節(jié)及與機械系統(tǒng)匹配的適應(yīng)性控制等，以提高異步電動機應(yīng)用性能的技術(shù)。 制動單元 VB 由 GTR 或 IGBT 及其驅(qū)動電路構(gòu)成。具有單相電源供電的多種型號，功率范圍涵蓋 120 W 至 3 kW 可供用戶選用。變頻應(yīng)用還可以大大地提高工藝的高效性（變速不依賴于機械部分），同時可以比原來的定速運行電動機更加節(jié)能。 （ 8）節(jié)能。 微分項 Kc*(Td/Ts)*(PVn1PVn)：根據(jù)誤差變化的速度（即誤差的微分）進行調(diào)節(jié)，具有超前和預(yù)測的特點。 將上述 AC0中的雙極數(shù)值（間距為 64000）標準化，如下所示 /R ,AC0 //使累加器中的數(shù)值標準化 +R ,AC0 //加偏移量 MOVR AC0,VD100 //將標準化數(shù)值寫入 PID 回路參數(shù)表中 2 PID 回路輸出轉(zhuǎn)換為成比例的整數(shù) 程序執(zhí)行后， PID 回路輸出 ～ ，必須被轉(zhuǎn)換成 16位成比例整數(shù)數(shù)值，才能驅(qū)動模擬輸出。在整個運行期間， PLC 的 CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。而且 PLC采用了許多硬件和軟件抗干擾措施。 運算結(jié)果輸出去調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速 ，從而調(diào)節(jié)進水量。 （ 2） 變頻器選型。用變頻器來實現(xiàn) 轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)， 其優(yōu)點是非常明顯的。 10V， 177。 。 177。各項控制達到了用戶的要求。 該 變頻器 參數(shù)設(shè)置如表 52 所示。 進水 出水閥 0 200 16 圖 52 PID調(diào)節(jié)原理圖 表 51 供水水箱 PID控制參數(shù)表 地址 參數(shù) 數(shù)值 VB200 過程變量當(dāng)前值 PVn 水位檢測計提供的模擬量經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后的標準化數(shù)值 VB204 給定值 SPn 0． 5 VB208 輸出值 Mn PID回路的輸出值（標準化數(shù)值） VB212 增益 Kc 20 VB216 采樣時間 Ts 0． 2 VB220 積分時間 Ti 30 VB224 微分時間 Td 0（關(guān)閉微分作用） VB228 上一次積分值 Mx 根據(jù) PID運算結(jié)果更新 VB232 上一次過程變量 PVn1 最近一次 PID的變量值 5． 3 系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu) 由于現(xiàn)場有一臺電機作為被控對象，可以使用單臺 PLC 進行單個對象的控制，只要適當(dāng)?shù)倪x用高性能的 PLC,完全能夠勝任此功能。一些 PLC 還根據(jù)具體問題設(shè)計了如步進梯形指令等，進一步簡化了編程。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。指令格式如 表 31所示。 3． 2 PID 控制回路 選項 在很多控制系統(tǒng)中，有時只采用一種或兩種控制回路。由于是最終的能耗是與電動機的轉(zhuǎn)速成立方比，所以采用變頻后投資回報就更快，廠家也樂意接受。變頻調(diào)速可以在零速零電壓啟動，一旦頻率和電壓的關(guān)系建立，變頻器就可以按照 V/F 或矢量控制方式帶動負載進行工作。因此，它們具有很高的運行可靠性和功能的多樣性。 三、直－交變換部 分 逆變管 V1～ V6 整 流 逆 變 AC DC 恒壓恒頻 中間直流環(huán)節(jié) AC 變壓變頻 6 組成逆變橋，把 VD1～ VD6整流的直流電逆變?yōu)榻涣麟姟? 變頻器的結(jié)構(gòu) 按變頻器主電路的結(jié)構(gòu)形式可分為交 — 直 — 交變頻器和交 — 交變頻器兩種，但交 — 交變頻器的控制方式?jīng)Q定了它的最高輸出 頻率只能達到電源頻率的 1／ 3～ 1／ 2，不能高速運行。 變頻調(diào)速的基本原理 根據(jù)異步電機知識，異步電機的轉(zhuǎn)速公式為： )1(60 spfn ?? 其中 n為電動機的轉(zhuǎn)數(shù)， f 為電源頻率， s為轉(zhuǎn)差率， p為定子旋轉(zhuǎn)磁場的極對數(shù)，所以從這個公式就可以看出，要想改變電動機的轉(zhuǎn)速，可以改變 f， s， p 這三個量中的任意一個，就能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)速，其中改變電源頻率 f是比較方便和有效的方法只要改變了電源 3 頻率 f就能夠改變電動機的轉(zhuǎn)速 。s requirements, add touch screen, the flexible use of system has good humanmachine interface, feasible. Keywords: Programmable logic Controller ； Inverter,； Water tank； Control System 目 錄 1 緒論 ...................................................................... 1 課題來源 ............................................................ 1 課題研究的目的意義 .................................................. 1 課題研究內(nèi)容 ........................................................ 2 2 變頻調(diào)速基礎(chǔ) .............................................................. 2 變頻調(diào)速的基本原理 .................................................. 2 變頻器的結(jié)構(gòu) ........................................................ 4 變頻器的主電路 ................................................. 4 G110 變頻器簡介 ................................................ 6 變頻器的作用 ........................................................ 8 3 PID 指令介紹 .............................................................. 9 3． 1 PID 算法 ............................................................ 9 3． 2 PID 控制回路選項 ................................................... 10 3． 3 回路輸入量輸出量的轉(zhuǎn)化 ............................................ 10 3． 4 PID 指令 ........................................................... 11 4 可編程控制器介紹 ......................................................... 12 PLC 的基本結(jié)構(gòu) ...................................................... 12 PLC 的工作原理 ...................................................... 13 PLC 的特點 ......................................................... 14 5 液位控制系統(tǒng)設(shè)計 .......................................