【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1壓力傳感器液位傳感器技術(shù)參數(shù)： 最大工況：Pn ≤1MpaT≤+200℃ 防護(hù)等級(jí)：IP65 防爆等級(jí)：dⅡBT46 絕緣強(qiáng)度： 輸出信號(hào)：模擬信號(hào)：（010）mA三線制、（420）mA二線制； 智能信號(hào)：（420）mA二線制帶HQRT協(xié)議 觸點(diǎn)容量：≤5A 220V （） 測(cè)量范圍：0～5000mm≥5000m協(xié)商供貨 測(cè)量精度：177。10m（測(cè)點(diǎn)位置） 介質(zhì)密度：≥ 安裝尺寸： Dn125法蘭式或架裝式, 浮球直徑ф85 溫度傳感器本設(shè)計(jì)中測(cè)溫范圍在0攝氏度到60攝氏度之間。選用AD590能夠滿足設(shè)計(jì)要求。技術(shù)參數(shù)：工作溫度：55~155攝氏度 輸出方式：電壓、電流輸出 精 度：1攝氏度 工作電壓：4~30v 電機(jī)水泵電機(jī)水泵調(diào)速方式有調(diào)壓調(diào)速、變級(jí)調(diào)速、串級(jí)調(diào)速、變頻調(diào)速等等，在設(shè)計(jì)中選用變頻調(diào)速。在供水中用戶用水量一般是動(dòng)態(tài)的，因此供水不足或供水過(guò)剩的情況時(shí)有發(fā)生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力大。保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時(shí)供水也多，用水少時(shí)供水也少，從而提高了供水的質(zhì)量，因此通過(guò)變頻調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)恒壓供水時(shí)非常必要的。電機(jī)根據(jù)壓力反饋信號(hào)，通過(guò)PID運(yùn)算自動(dòng)調(diào)整變頻器輸出頻率，改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，最終達(dá)到恒壓供水的目的。工作水泵型號(hào)的選擇，應(yīng)根據(jù)逐時(shí)、逐日、逐季的用水量變化，要求的水壓，機(jī)組的效率和功率因素等確定。水泵和電動(dòng)機(jī)是供水系統(tǒng)的重要組成部分，水泵選擇恰當(dāng)與否和動(dòng)力費(fèi)用有很大的關(guān)系，故須加以重視。選泵時(shí)，首先要滿足供水系統(tǒng)的要求:水泵揚(yáng)程應(yīng)大于實(shí)際供水高度；水泵流量總和應(yīng)大于實(shí)際最大供水量；水泵能力足以供應(yīng)最高用水量時(shí)的用水量，揚(yáng)程應(yīng)在該泵特性曲線的高效工作區(qū)內(nèi)，以減少耗電量；水泵型號(hào)應(yīng)使泵站建筑面積和泵站的基礎(chǔ)埋深為最小，以降低泵站造價(jià)；水泵構(gòu)造應(yīng)使泵站內(nèi)管線簡(jiǎn)單，以減少水頭損失；安裝管理方便。安裝臥式離心泵的泵站，平面尺寸較大而高度較低；立式軸流泵的泵站，情況正好相反，泵站的高度較大而平面尺寸較小。因此在深埋式的地下泵站可優(yōu)先考慮立式泵，半地下式和地面式泵站可用臥式泵。綜合上述，對(duì)水泵進(jìn)行選用時(shí)，要根據(jù)供水系統(tǒng)對(duì)流量的大小、揚(yáng)程的高低和實(shí)際需要進(jìn)行選擇。在此水泵選用山東淄博博山大通水泵有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為500LX5的離心式清水泵，揚(yáng)程61m，；電機(jī)型號(hào)為Y132S4，,額定電壓為380V,，轉(zhuǎn)速為1450r/min。 變頻器變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，其電路由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制四個(gè)部分組成。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式。先通過(guò)整流將工頻50Hz的交流電變?yōu)橹绷麟?，然后再將直流電逆變成為所需要頻率的交流電。在工業(yè)控制領(lǐng)域，變頻調(diào)速普遍適用于各種調(diào)速系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)能源的充分利用和生產(chǎn)的需要，需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，考慮到電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、調(diào)速和控制的特性，系統(tǒng)中由PLC完成數(shù)據(jù)的采集和對(duì)變頻器、電機(jī)等設(shè)備的控制任務(wù)。變頻器的選擇包括變頻器的型式選擇、容量選擇和變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選擇三個(gè)方面。其總的原則是首先保證可靠地滿足工藝要求，再盡可能節(jié)省資金。 變頻器的型式選擇根據(jù)控制功能可將通用變頻器分為三種類:普通功能型U/F控制變頻器、具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高性能U/F控制變頻器知矢量控制高性能型變頻器。變頻器類型的選擇要根據(jù)負(fù)載的要求進(jìn)行。對(duì)于風(fēng)機(jī)，泵類等平方轉(zhuǎn)矩，低速負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，通?？蛇x擇普通功能型的變頻器。在變頻器選型前應(yīng)掌握傳動(dòng)系統(tǒng)的以下參數(shù):（1）電動(dòng)機(jī)的極數(shù)。一般電動(dòng)機(jī)極數(shù)以不多于4極為宜，否則變頻器容量要適當(dāng)加大；（2）轉(zhuǎn)矩特性。在同等電動(dòng)機(jī)功率情況下，相對(duì)于高過(guò)載轉(zhuǎn)矩模式，變頻器規(guī)格可以降額選?。蛔冾l器的選型應(yīng)滿足以下條件:（1）電壓等級(jí)與驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)相符；（2）～；（3）根據(jù)被驅(qū)動(dòng)設(shè)備的負(fù)載特性選擇變頻器的控制方式； 變頻器容量選擇變頻器的容量可從三個(gè)角度表述:額定電流、可用電動(dòng)機(jī)功率和額定容量。其中后兩項(xiàng)變頻器生產(chǎn)廠家由本國(guó)或本公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)給出，或隨變頻器輸出電壓而降低，都很難確切表達(dá)變頻器的能力。選擇變頻器時(shí)，只有變頻器的額定電流量是一個(gè)反映半導(dǎo)體變頻器裝置負(fù)載能力的關(guān)鍵量。負(fù)載電流不超過(guò)變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本原則。變頻器的額定功率指的是它適用的4級(jí)交流異步電動(dòng)機(jī)的功率。由于同容量電動(dòng)機(jī)，其極數(shù)不同，電動(dòng)機(jī)額定電流不同。隨著電動(dòng)機(jī)極數(shù)的增多，電動(dòng)機(jī)額定電流增大。變頻器的容量選擇不能以電動(dòng)機(jī)額定電流為依據(jù)。同時(shí)，對(duì)于原來(lái)采用變頻器的改造項(xiàng)目，變頻器的容量選擇也不能以電動(dòng)機(jī)額定電流為依據(jù)。這是因?yàn)?，電?dòng)機(jī)的容量選擇在考慮最大負(fù)載，富裕系數(shù)，電動(dòng)機(jī)規(guī)格等因素，往往電動(dòng)機(jī)的容量富裕較大，工業(yè)用電動(dòng)機(jī)常常在50%～60%額定負(fù)荷下運(yùn)行。變頻器與電動(dòng)機(jī)的匹配主要是電動(dòng)機(jī)的額定電壓及電流，如果電動(dòng)機(jī)額定電流小于同功率的變頻器額定電流，一般來(lái)說(shuō)用同等功率的就足夠了，但如果大了，只好用大一級(jí)的變頻器。對(duì)于鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，這樣可以最大限度地節(jié)約資金。 變頻器箱體結(jié)構(gòu)的選用變頻器的箱體結(jié)構(gòu)要與環(huán)境條件相適應(yīng)，即必須考慮溫度，濕度，粉塵，酸堿度，腐蝕性氣體等因素，這些因素與能否長(zhǎng)期安全、可靠運(yùn)行有很大的關(guān)系。常見(jiàn)有下列幾種結(jié)構(gòu)類型可供設(shè)計(jì)中選用:（1）敞開(kāi)型IP00。本身無(wú)機(jī)箱，適合裝在電控箱內(nèi)或電氣室內(nèi)的屏，盤，架上，尤其是多臺(tái)變頻器集中使用，選用這種型式較好，但環(huán)境條件要求較高；（2）封閉IP20。適用一般用途，可用于有少量粉塵或少許溫度、濕度變化的場(chǎng)合；（3）密閉型IP65。適用環(huán)境條件差，有水，塵及一定腐蝕氣體的場(chǎng)合。根據(jù)以上理論，選用三菱FRA540系列變頻器。該變頻器采用先進(jìn)磁通矢量控制方式，實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)調(diào)整功能，調(diào)速比可達(dá)1：120（～60Hz）；可拆御風(fēng)扇和接線端子，維護(hù)方便；柔性PWM，實(shí)現(xiàn)更低噪音運(yùn)行；內(nèi)置RS485通信口，可插擴(kuò)展卡符合全世界主要通信標(biāo)準(zhǔn)；PID等各種功能適合各種應(yīng)用場(chǎng)合。應(yīng)用三菱FRA540系列變頻器內(nèi)置PID功能的PLC控制恒壓供水系統(tǒng)，效率高，損耗小，調(diào)速供水節(jié)能效果突出，運(yùn)行穩(wěn)定，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，體現(xiàn)了變頻調(diào)速恒壓供水的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，取代了水塔、水箱、氣壓罐等，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，成為供水網(wǎng)的換代產(chǎn)品。本系統(tǒng)選用FRA540系列變頻器，如下圖所示： FRA540的管腳說(shuō)明 電磁閥電磁閥的作用是控制水的回流。當(dāng)電磁閥通電時(shí)電磁閥閥門開(kāi)啟，在一般情況下電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí)電磁閥才會(huì)打開(kāi)，斷電時(shí)電磁閥閥門關(guān)閉，在正常工作時(shí)電磁閥是關(guān)閉的。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)選擇電動(dòng)式電磁閥，該電磁閥接受控制器傳送來(lái)的模擬信號(hào)改變電磁閥開(kāi)度的大小進(jìn)而對(duì)流量進(jìn)行控制，達(dá)到控制效果。規(guī)格：公稱直徑：DN5020000mm壓力范圍：介質(zhì)溫度：20400閥體材料：WCB、30316功能選項(xiàng)：開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié) 電加熱器選擇為滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求需配備50千瓦電加熱器為輔助熱源的產(chǎn)熱水系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)選擇熱電對(duì)水箱中的水進(jìn)行加熱使水位達(dá)到用戶使用的溫度。類型：鐵鉻鋁電熱合金品牌：鋼?dān)椥吞?hào)：材質(zhì)：0cr25AI5 Cr20nNi80常溫電阻：1070（Ω）功率：9000w（W）主要用途：加熱管　家用電器　工業(yè)熱處理產(chǎn)品認(rèn)證：SGS 恒壓供水配電電路圖 恒壓供水配電電路圖，其作用主要是將來(lái)自供電柜的電壓通過(guò)變壓器使其變?yōu)楸鞠到y(tǒng)所需要的電壓。上圖從左到右依次為總電源進(jìn)線、總電源開(kāi)關(guān)、總電源指示、電源插座、風(fēng)扇、柜內(nèi)燈、PLC電源、直流穩(wěn)壓電源。 水泵控制主電路設(shè)計(jì)，電機(jī)為M。接觸器KM1控制電機(jī)M的工頻運(yùn)行，接觸器KM2控制M的變頻運(yùn)行，F(xiàn)R水泵電機(jī)過(guò)載保護(hù)用的熱繼電器，QSQS2分別為變頻器和水泵電機(jī)主電路的隔離開(kāi)關(guān)，F(xiàn)U為主電路的熔斷器，變頻器選用FRA540。 水泵控制主電路圖 第4章 數(shù)字PID及系統(tǒng)編程 PID調(diào)節(jié)原理僅用P動(dòng)作控制，不能完全消除偏差。為了消除殘留偏差，一般采用增加I動(dòng)作的 P+I控制。用 PI控制時(shí)，能消除由改變目標(biāo)值和經(jīng)常的外來(lái)擾動(dòng)等引起的偏差。但是，I動(dòng)作過(guò)強(qiáng)時(shí)，對(duì)快速變化偏差響應(yīng)遲緩。對(duì)有積分元件的負(fù)載系統(tǒng)可以單獨(dú)使用P動(dòng)作控制。 對(duì)于PD控制，發(fā)生偏差時(shí)，很快產(chǎn)生比單獨(dú)D動(dòng)作還要大的操作量，以此抑制偏差的增加。偏差小時(shí)，P動(dòng)作的作用減小。控制對(duì)象含有積分元件的負(fù)載場(chǎng)合，僅P動(dòng)作控制，有時(shí)由于此積分元件的作用，系統(tǒng)發(fā)生振蕩。在該場(chǎng)合，為使P動(dòng)作的振蕩衰減和系統(tǒng)穩(wěn)定，可用PD控制。換言之，該種控制方式適用于過(guò)程本身沒(méi)有制動(dòng)作用的負(fù)載。利用I動(dòng)作消除偏差作用和用D動(dòng)作抑制振蕩作用。在結(jié)合P動(dòng)作就構(gòu)成了PID控制，本系統(tǒng)就是采用了這種方式。采用PID控制較其它組合控制效果要好，基本上能獲得無(wú)偏差、精度高和系統(tǒng)穩(wěn)定的控制過(guò)程。這種控制方式用于從產(chǎn)生偏差到出現(xiàn)響應(yīng)需要一定時(shí)間的負(fù)載系統(tǒng)（即實(shí)時(shí)性要求不高，工業(yè)上的過(guò)程控制系統(tǒng)一般都是此類系統(tǒng)，本系統(tǒng)也比較適合PID調(diào)節(jié)）效果比較好。PID調(diào)節(jié)器的動(dòng)作規(guī)律是 （41）或 （42）式中 ：調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)：調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間：調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間：比例帶，它是慣用增益的倒數(shù): 調(diào)節(jié)器的偏差信號(hào)：輸出PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)是 （43）不難看出，由上式表示的調(diào)節(jié)器動(dòng)作規(guī)律在物理上是不能實(shí)現(xiàn)的。工業(yè)上實(shí)際采用的PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)一般為 （44）其中；；式中帶（’）的量是調(diào)節(jié)器參數(shù)的實(shí)際值，不帶的為參數(shù)的刻度值。F成為相互干擾系數(shù)：為積分增益；為微分增益。 PID參數(shù)設(shè)置P增益：設(shè)定范圍：～這是操作量和偏差之間有比例關(guān)系的動(dòng)作。增益取大時(shí)，響應(yīng)快，但過(guò)大將產(chǎn)生振蕩。增益取小時(shí)，響應(yīng)遲后。積分時(shí)間：設(shè)定范圍：～3600s， ：不動(dòng)作。操作量（輸出頻率）的變化速度和偏差成比例關(guān)系的動(dòng)作，即輸出按偏差積分的動(dòng)作。積分時(shí)間大時(shí)，響應(yīng)遲后，另外，對(duì)外部擾動(dòng)的控制能力變差。積分時(shí)間小時(shí)，響應(yīng)速度快，但過(guò)小將產(chǎn)生振蕩。實(shí)際中我們?nèi)?800s。微分時(shí)間：設(shè)定范圍：001～ ：不動(dòng)作。操作量（輸出頻率）和偏差的微分值成比例動(dòng)作（D動(dòng)作）。微分時(shí)間大時(shí)，能使發(fā)生偏差時(shí)P動(dòng)作引起的振蕩很快衰減。微分時(shí)間小時(shí)，發(fā)生偏差時(shí)的衰減作用小。我們關(guān)閉微分作用。 PID設(shè)定值的調(diào)整 PID值可以在用示波器監(jiān)視響應(yīng)波形的同時(shí)進(jìn)行調(diào)整。可作如下總體調(diào)整： P增益，在不發(fā)生振蕩條件下增大其值； I積分時(shí)間，在不發(fā)生主振蕩條件下減小其值； D微分時(shí)間，在不發(fā)生振蕩條件下增大其值； 對(duì)于抑制超調(diào)，可以增大積分時(shí)間，減小微分時(shí)間，； 對(duì)于加快響應(yīng)速度，如果允許有小量超調(diào)的話，可以減小積分時(shí)間，增大微分時(shí)間，； 抑制比積分時(shí)間長(zhǎng)的周期振蕩，增大積分時(shí)間，； 抑制大約和微分時(shí)間同樣長(zhǎng)周期的振蕩，減小微分時(shí)間。 STEP7Micro/Win32簡(jiǎn)介STEP7Micro/Win32是西門子公司專為SIWATIC S7200系列可編程控制器研制開(kāi)發(fā)的編程軟件，它是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強(qiáng)大，既可用于開(kāi)發(fā)用戶程序，又可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。STEP7Micro/Win32的基本功能是協(xié)助用戶開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件，在該環(huán)境下可創(chuàng)建用戶程序，修改和編輯原有的用戶程序，實(shí)現(xiàn)用戶所編輯程序的管理。該軟件還具有語(yǔ)法檢查功能，可在編程中檢查用戶程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤。利用該軟件的監(jiān)控功能還可以實(shí)現(xiàn)用戶程序的調(diào)試及監(jiān)控。軟件的大部分功能，如程序的編制、編譯、調(diào)試相關(guān)的組態(tài)等工作，在離線工作方式——計(jì)算機(jī)并未和PLC連接時(shí)即可實(shí)現(xiàn)，部分功能需在在線情況下實(shí)現(xiàn)。STEP 7Micro/WIN32 221/222/224/224XP/226功能進(jìn)行編程。同時(shí)也可以使用STEP 7Micro/WIN16 ，但是它只支持對(duì)S721x同樣具有的功能進(jìn)行編程。如果使用STEP 7Micro/WIN32 ，則也可以通過(guò)SIMATIC CP 5511或CP 5611編程。在這種情況下。 可以利用PC/PPI 電纜和自由口通訊功能把 S7200 CPU 連接到許多和RS232標(biāo)準(zhǔn)兼容的設(shè)備。 用STEP 7Micro/WIN創(chuàng)建用戶程序：要打開(kāi)STEP 7Micro/WIN，可以雙擊STEP 7Micro/WIN圖標(biāo)，也可以在命令菜單中選擇開(kāi)始SIMATIC STEP 7 Micro/WIN 32 。，STEP 7Micro/WIN項(xiàng)目窗口為創(chuàng)建的控制程序提供了一個(gè)便利的工作環(huán)境。工具欄提供有常用的菜單命令的快捷按鈕。您可以顯示或者隱藏任意工具欄。操作欄為訪問(wèn)STEP 7Micro/WIN中不同的程序組件提供了一組圖標(biāo)。指令樹顯示了所有的項(xiàng)目對(duì)象和創(chuàng)建的控制程序所需要的指令。可以將指令從指令樹中拖到您的應(yīng)用程序中，也可用雙擊指令的方法將該指令插入到程序編輯器中的當(dāng)前光標(biāo)所在地。程序編輯器中包括程序邏輯