基于plc的恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-06-27 18:17本頁面
【正文】 Tb為表征水流慣性的時間常數(shù)；Kb為常數(shù)；Kg為表征水流“反調(diào)節(jié)”作用的微分系數(shù)。 Simulink環(huán)境仿真及PID參數(shù)設(shè)置用simulink創(chuàng)建系統(tǒng)模型并對系統(tǒng)線性化模型進(jìn)行仿真，在Simulink環(huán)境下改變PID參數(shù)，通過仿真觀察輸出響應(yīng)確定PID參數(shù)值。增加比例控制器的比例系數(shù)可以減小系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差，提高精度，但系統(tǒng)相對穩(wěn)定性降低。積分控制器可提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，但使系統(tǒng)相對穩(wěn)定性變差。微分控制器能改善系統(tǒng)瞬態(tài)特性并有助于增加系統(tǒng)穩(wěn)定性[10]。為了提高泵供水系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能，加上比例積分微分(PID)控制器以減小穩(wěn)態(tài)誤差使系統(tǒng)穩(wěn)定。經(jīng)過仿真試驗(yàn)觀察系統(tǒng)輸出響應(yīng)得到以下結(jié)論：改變比例環(huán)節(jié)P，積分微分(ID)環(huán)節(jié)不變，系統(tǒng)在響應(yīng)開始時會振蕩，但穩(wěn)態(tài)性能較好，隨著比例系數(shù)的增大，開始時段的振蕩也增大。比例系數(shù)繼續(xù)增大到一定值時系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。改變微分環(huán)節(jié)D，比例積分(PI)環(huán)節(jié)不變時，系統(tǒng)在微分時間常數(shù)較小時有較好的穩(wěn)態(tài)性能但響應(yīng)曲線在開始時不光滑，而且隨著微分時間常數(shù)增大到一定值時系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。當(dāng)比例微分(PD)環(huán)節(jié)不變時，改變積分環(huán)節(jié)I，積分時間常數(shù)越大，超調(diào)量σ%越小，調(diào)整時間ts越長。因此選取較小的比例系數(shù)，較小的微分時間常數(shù)，合適的積分時間常數(shù)作為系統(tǒng)的PID參數(shù)。各個環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)可根據(jù)以上公式及系統(tǒng)參數(shù)計(jì)算出，本系統(tǒng)設(shè)置如下:設(shè)定供水壓力給定值為1 Mpa，輸出是水壓測量值。simulink模塊圖如下： 恒壓供水系統(tǒng)階躍響應(yīng)仿真波形圖。這說明系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能較差。要使系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)態(tài)性能，需增加一個控制器調(diào)節(jié)以滿足要求。第五章 PLC控制及編程 PLC控制PLC在系統(tǒng)中的作用是控制交流接觸器組進(jìn)行工頻—變頻的切換和水泵工作數(shù)量的調(diào)整。圖5. 1 PLC程序流程圖 手動運(yùn)行當(dāng)按下SB7按鈕，用手動方式。按下SB10手動啟動變頻器。當(dāng)系統(tǒng)壓力不夠需要增加泵時，按下SBn（n=1,3,5）按鈕，此時切斷電機(jī)變頻，同時啟動電機(jī)工頻運(yùn)行,再起動下一臺電機(jī)。為了變頻向工頻切換時保護(hù)變頻器免于受到工頻電壓的反向沖擊，在切換時，用時間繼電器作了時間延遲，當(dāng)壓力過大時，可以手動按下SBn（n=2,4,6）按鈕，切斷工頻運(yùn)行的電機(jī)，同時啟動電機(jī)變頻運(yùn)行。可根據(jù)需要，停按不同電機(jī)對應(yīng)的啟停按鈕，. 自動運(yùn)行由PLC分別控制某臺電機(jī)工頻和變頻繼電器，在條件成立時，進(jìn)行增泵升壓和減泵降壓控制. 升壓控制：系統(tǒng)工作時，每臺水泵處于三種狀態(tài)之一，即工頻電網(wǎng)拖動狀態(tài)、供水管道內(nèi)水壓力為零，在控制系統(tǒng)作用下，變頻器開始運(yùn)行，第一臺水泵M1，啟動且轉(zhuǎn)速逐漸升高，當(dāng)輸出壓力達(dá)到設(shè)定值，其供水量與用水量相平衡時，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，通過壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)水泵按設(shè)定速率加速到另一個穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。反之用水量減少水壓增加時，變頻器輸出頻率增加至工頻時，水壓仍低于設(shè)定值，由PLC控制切換至工頻電網(wǎng)后恒速運(yùn)行。同時，使第二臺水泵M2投入變頻器并變速運(yùn)行，系統(tǒng)恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。如果用水量繼續(xù)增加，每當(dāng)加速運(yùn)行的變頻器輸出頻率達(dá)到工頻時，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，變頻器輸出頻率達(dá)到工頻，壓力仍未達(dá)到設(shè)定值時，控制系統(tǒng)就會發(fā)出故障報(bào)警.降壓控制：當(dāng)用水量下降水壓升高，變頻器輸出頻率降至起動頻率時，水壓仍高于設(shè)定值，系統(tǒng)將工頻運(yùn)行時間最長的一臺水泵關(guān)掉，恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，每當(dāng)減速運(yùn)行的變頻器輸出頻率降至起動頻率時，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，直到剩下最后一臺變頻泵運(yùn)行為止。參考文獻(xiàn)[1]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.[2]吳忠智，吳加林。：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.[3]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.[4]，1996，[5]:機(jī)械工業(yè)出版社，1996[6]、:機(jī)械工業(yè)出版社[7](3):179，202。致謝本論文是在導(dǎo)師吳學(xué)娟的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的學(xué)識，優(yōu)秀的師德，深厚的學(xué)術(shù)造詣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度使我受益匪淺。在整個論文工作中，論文里的供水方案圖出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤，老師一一給出分析與解決辦法。后面的仿真過程中數(shù)學(xué)模型使用不當(dāng)，使效果與實(shí)際相違甚大，但經(jīng)吳老師的指出都依次解決，使我得以順利完成論文工作。在論文工作中，吳老師為我提供了大量的研究資料，并給予了精心指導(dǎo)，從開題到實(shí)驗(yàn)研究到論文撰寫，提出了很多非常好的意見和建議。我能順利完成學(xué)業(yè)及論文的撰寫，與吳老師的關(guān)心、支持和幫助是分不開的。在此，向支持與幫助我的同學(xué)和在這段時間內(nèi)教導(dǎo)我的老師表示最衷心的感謝。23
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