【正文】 電壓和頻率。當(dāng)用水量較小時(shí)，一臺(tái)泵在變頻器的控制下穩(wěn)定運(yùn)行，當(dāng)用水量大到水泵全速運(yùn)行也不能保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定時(shí)，PLC給定的壓力下限信號(hào)與變頻器的高速信號(hào)同時(shí)被PLC檢測(cè)到，PLC自動(dòng)將原工作在變頻狀態(tài)下的泵投入到工頻運(yùn)行，以保持壓力的連續(xù)性，同時(shí)將下一臺(tái)備用泵用變頻器起動(dòng)后投入運(yùn)行，以加大管網(wǎng)的供水量保證壓力穩(wěn)定。若2臺(tái)泵運(yùn)轉(zhuǎn)仍不能滿足壓力的要求，則依次將變頻工作狀態(tài)下的泵投入到工頻運(yùn)行，再將一臺(tái)備用泵投入變頻運(yùn)行。當(dāng)用水量減少時(shí)，首先表現(xiàn)為變頻器已工作在最低速信號(hào)有效，這時(shí)壓力上限信號(hào)如仍出現(xiàn)，PLC首先將最先工頻運(yùn)行的泵停掉，以減少供水量。當(dāng)上述2個(gè)信號(hào)仍存在時(shí)，PLC再停掉第2臺(tái)工頻運(yùn)行的電機(jī)，直到最后一臺(tái)泵用變頻器恒壓供水?！　∷兴秒姍C(jī)從停止到啟動(dòng)及從啟動(dòng)到停止都由變頻器來(lái)控制，實(shí)現(xiàn)帶載軟啟動(dòng)，避免了啟動(dòng)大電流給水泵電機(jī)帶來(lái)沖擊，相對(duì)延長(zhǎng)了電機(jī)的使用壽命。同時(shí)，系統(tǒng)供水采用變頻泵循環(huán)方式，以“先開(kāi)先關(guān)”的順序關(guān)泵，工作泵與備用泵不固定死，這樣，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)泵有相同的運(yùn)行時(shí)間，有效地防止因?yàn)閭溆帽瞄L(zhǎng)期不用發(fā)生銹死現(xiàn)象，提高了設(shè)備的綜合利用率，降低了維護(hù)費(fèi)用。 (2)系統(tǒng)硬件　　系統(tǒng)選用了西門子公司的S7214PLC，輔以輸入/輸出擴(kuò)展模塊組成，主要檢測(cè)元件有光電開(kāi)關(guān)、壓力檢測(cè)開(kāi)關(guān)，共計(jì)12個(gè)輸入信號(hào)。執(zhí)行部件有電機(jī)、變頻調(diào)速器、聲光報(bào)警器等，共3個(gè)輸出點(diǎn)。PLC主要完成現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、報(bào)警、控制變頻器完成壓力調(diào)節(jié)等功能。3臺(tái)水泵由變頻器直接驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行恒壓控制，變頻器的起動(dòng)、停止分為手動(dòng)和PLC控制。控制面板上設(shè)有一個(gè)手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，PLC對(duì)該開(kāi)關(guān)的狀態(tài)實(shí)時(shí)檢測(cè)，當(dāng)選擇手動(dòng)功能時(shí)，PLC只進(jìn)行檢測(cè)報(bào)警，由人工通過(guò)面板上的按鈕和開(kāi)關(guān)進(jìn)行水泵的起、停和切換。當(dāng)選擇自動(dòng)功能時(shí)，所有控制、報(bào)警均由PLC完成?？刂葡到y(tǒng)原理圖如圖1所示。 圖4 變頻器內(nèi)置PID功能在恒壓供水設(shè)備中的應(yīng)用圖5圖1中變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源，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。傳感器的任務(wù)是檢測(cè)管網(wǎng)水壓，壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足用戶需要的水壓期望值。壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)在輸入可編程控制器后，經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。還有一種辦法是將壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)送入PID回路調(diào)節(jié)器，由PID回路調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號(hào)，如圖1中虛線所示。一般的供水設(shè)備控制1~3臺(tái)水泵，1~2臺(tái)工作，1臺(tái)備用。在這些水泵中，一般只有一臺(tái)變頻泵。當(dāng)供水設(shè)備供電開(kāi)始工作時(shí)，先起動(dòng)變頻泵，管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，變頻器的輸出頻率則穩(wěn)定在一定的數(shù)值上。而當(dāng)用水量增加，水壓降低時(shí)，傳感器將這一信號(hào)送入可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器，可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器則送出一個(gè)較用水量增加前大的信號(hào)，使變頻器的輸出頻率上升，水泵的轉(zhuǎn)速提高，水壓上升。如果用水量增加很多，使變頻器的輸出頻率達(dá)到最大值，仍不能使管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器就發(fā)出控制信號(hào)，起動(dòng)一臺(tái)工頻泵，其他泵依次類推。反之，當(dāng)用水量減少，變頻器的輸出頻率達(dá)到最小值時(shí)，則發(fā)出減少一臺(tái)工頻電機(jī)的命令。圖1中M1~M3為電機(jī)，P1~P3為水泵，JC1~JC6為電機(jī)起、停、互相切換的交流接觸器?！　∮捎谧冾l器的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)是由可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器給出的，所以對(duì)可編程控制器來(lái)講，既要有模擬量輸入接口，又要有模擬量輸出接口。由于帶模擬量輸入/輸出接口的可編程控制器價(jià)格很高，這無(wú)形中就增加了供水設(shè)備的成本。若采用帶有模擬量輸入/數(shù)字量輸出的可編程控制器，則要在可編程控制器的數(shù)字量輸出口另接一塊PWM調(diào)制板，將可編程控制器輸出的數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭刂谱冾l器轉(zhuǎn)速5．3系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)及說(shuō)明1程序設(shè)計(jì)它主要是由PLC、變頻器、PID調(diào)節(jié)器、TC時(shí)間控制器、壓力傳感器、液位傳感器、動(dòng)力控制線路以及3臺(tái)水泵等組成。用戶通過(guò)控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)了解和控制系統(tǒng)的運(yùn)行.通過(guò)安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器，把出口壓力信號(hào)變成420mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)行比較，得出一調(diào)節(jié)參數(shù)，送給變頻器，由變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)系統(tǒng)供水量，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定壓力上；當(dāng)用水量超過(guò)一臺(tái)泵的供水量時(shí)，通過(guò)PLC控制器加泵。根據(jù)用水量的大小由PLC控制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對(duì)水泵的調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí)，輸入電機(jī)的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。2程序說(shuō)明自行設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,成本低廉，投入運(yùn)行以來(lái)，工作可靠，具有較好的控制效果。主要體現(xiàn)在:　　(1)　系統(tǒng)供水壓力平穩(wěn)，壓力變化在 以內(nèi)?！　?2)　高效節(jié)能，系統(tǒng)有plc和變頻器管理，可有效解決不同用水量時(shí)電機(jī)輕載或空載時(shí)節(jié)能問(wèn)題?！　?3)　整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，不需人員職守，故障時(shí)可以自動(dòng)保護(hù)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)?！　?4)　自動(dòng)水循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了有效的節(jié)水　根據(jù)對(duì)控制系統(tǒng)的分析，本系統(tǒng)選用中達(dá)電通公司的dvp60es00t2 plc實(shí)現(xiàn)控制，共有60點(diǎn)輸入輸出，其中36個(gè)輸入點(diǎn)，24個(gè)晶體管輸出點(diǎn)，交流供電，其環(huán)境溫度、抗沖擊、抗噪聲等性能指標(biāo)均能滿足要求，附表為plc輸入/輸出地址分配表。　　附表　plc輸入/輸出地址分配表圖66 小結(jié)本文研究設(shè)計(jì)的水塔水位控制系統(tǒng)采用可編程控制器、變頻器依據(jù)用水量的變化通過(guò)pid壓力變送器來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻驅(qū)動(dòng)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速,在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求,從而達(dá)到恒壓供水的目的?？刂葡到y(tǒng)在程序設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到負(fù)載均衡性原則,采取“先入先出”的排隊(duì)策略,執(zhí)行變頻方式輪值,確保各水泵使用率基本均衡。變頻恒壓供水改變了以往的定量供給方式,實(shí)現(xiàn)“按需分配”原則,因此變頻恒壓供水方式節(jié)省能源、操作方便、自動(dòng)化程度高。7 致謝經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的忙碌和學(xué)習(xí)，本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲。作為一個(gè)?？粕漠厴I(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有指導(dǎo)教師的的督促指導(dǎo)，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的論文指導(dǎo)老師岳東海教授。岳老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩岳老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。最后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的法學(xué)院老師，是在他們的教誨下，我掌握了堅(jiān)實(shí)的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，為我以后的揚(yáng)帆遠(yuǎn)航注入了動(dòng)力。8參考文獻(xiàn)[1]謝又成，（J），2003,(2):3637.[[M].北京:中國(guó)石化出版社，1999. 89106.[3]何衍慶，戴自樣，[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1998. 616.[4][M].重慶:重慶大學(xué)出版社，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表一、指導(dǎo)教師評(píng)分表（總分為70分）序 號(hào)考 核 項(xiàng) 目滿 分評(píng) 分1工作態(tài)度與紀(jì)律102調(diào)研論證103外文翻譯54設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告文字質(zhì)量105技術(shù)水平與實(shí)際能力156基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與成果價(jià)值157思想與方法創(chuàng)新5指導(dǎo)教師綜合評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 二、答辯小組評(píng)分表（總分為30分）序 號(hào)考 核 項(xiàng) 目滿 分評(píng) 分1技術(shù)水平與實(shí)際能力52基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)與成果價(jià)值53設(shè)計(jì)思想與實(shí)驗(yàn)方法創(chuàng)新54設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告內(nèi)容的講述55回答問(wèn)題的正確性10答辯小組評(píng)價(jià)意見(jiàn)（建議等第）： 答辯小組組長(zhǎng)教師簽名： 年 月 日三、系答辯委員會(huì)審定表1． 審定意見(jiàn)2．審定成績(jī)（等第）________ 系主任簽字： 年 月 日160