【正文】 等場合中。功能塊圖（FBD）語言是一種基于電子器件門電路邏輯運算形式的編程語言,利用功能塊圖可以查看到普通邏輯門圖形的邏輯盒指令，該編程語言沒有梯形圖的觸點和線圈，但與之等價的指令，作為指令盒出現(xiàn)，功能塊圖中各部分模塊都有輸入端和輸出端，輸入端和輸出端的關(guān)系使用與、或、非等邏輯運算，各模塊的連接方式與電路連接方式相同，但該方式在我國較少適用。 恒壓供水控制系統(tǒng)主程序PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)程序主要包含：（1）初始化子程序（2）供水壓力給定值設(shè)定（3）系統(tǒng)增減泵延時（4）水泵電機(jī)工作時間比較（5）水泵電機(jī)的運行邏輯控制（6）報警。其中各部分的功能如下：（1）初始化子程序：系統(tǒng)開始運行時，首先對整個系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)置，其中主要是對變頻器頻率的上下限頻率、PID控制的各個參數(shù)根據(jù)用戶需求進(jìn)行初始化設(shè)置，在參數(shù)設(shè)定結(jié)束后，轉(zhuǎn)入中斷程序。該操作主要是通過調(diào)用初始化子程序來實現(xiàn)的。（2）供水壓力給定值設(shè)定：該部分主要功能是根據(jù)用戶對供水壓力的需求，設(shè)定壓力給定值，以確定系統(tǒng)在恒定的設(shè)定壓力下供水。（3）系統(tǒng)增減泵延時：當(dāng)系統(tǒng)需要增加或減少水泵時，首先先對增減水泵信號進(jìn)行5分鐘的延時，當(dāng)5分鐘之后，仍需增減水泵時，再執(zhí)行增減水泵的程序，該部分主要是防止供水管網(wǎng)水壓不穩(wěn)，使水泵電機(jī)頻繁起停，減少系統(tǒng)的使用壽命。（4）水泵電機(jī)工作時間比較：該部分主要是對個臺水泵電機(jī)的工作時間進(jìn)行比較，以達(dá)到當(dāng)增加水泵時，增加工作時間最少的水泵，減少水泵時，減少工作時間最長的水泵的目的，以此來實現(xiàn)水泵電機(jī)的等時運行。（5）水泵電機(jī)的運行邏輯控制：該部分主要對水泵電機(jī)的變頻運行、軟啟動、工頻運行三部分進(jìn)行控制，其中主要實現(xiàn)各個水泵電機(jī)之間變頻運行、軟啟動、工頻運行三中運行狀態(tài)的互鎖，以避免同一臺水泵電機(jī)變頻、工頻同時運行以及同一時間有一臺以上水泵電機(jī)變頻或軟啟動運行，對系統(tǒng)造成損害。（6）報警：該部分主要目的是使系統(tǒng)能夠在安全、平穩(wěn)的環(huán)境下運行。系統(tǒng)通過該部分程序?qū)ο到y(tǒng)各個部件監(jiān)測，其中包括水池液位、變頻器故障及各臺水泵電機(jī)過載的監(jiān)測，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，由警鈴報警，以使系統(tǒng)盡早得到維修，減少不必要的損失。： 可編程控制器元件及功能器件地址功能器件地址功能VD01號水泵運行總時間3號水泵運行情況匯總VD42號水泵運行總時間4號水泵運行情況匯總VD83號水泵運行總時間5號水泵運行情況匯總VD124號水泵運行總時間故障信號匯總VD165號水泵運行總時間水池水位下限信號VD201號水泵運行中時間變頻器故障信號VD242號水泵運行中時間1號泵變頻器啟動信號VD283號水泵運行中時間1號泵工頻啟動信號VD324號水泵運行中時間2號泵變頻器啟動信號VD385號水泵運行中時間2號泵工頻啟動信號VD100過程變量標(biāo)準(zhǔn)化值3號泵變頻器啟動信號VD104供水壓力給定值3號泵工頻啟動信號VD108PID計算值4號泵變頻器啟動信號VD112比例系數(shù)4號泵工頻啟動信號VD116采樣時間5號泵變頻器啟動信號VD120積分時間5號泵工頻啟動信號VD124微分時間T37增泵延時濾波VD212時間計數(shù)器最小值T38減泵延時濾波VD216時間計數(shù)器最大值T391號水泵軟啟動時間VD220增加水泵號T402號水泵軟啟動時間VD224減少水泵號T413號水泵軟啟動時間VD250PID調(diào)節(jié)結(jié)果存儲單元T424號水泵軟啟動時間1號水泵運行情況匯總T435號水泵軟啟動時間2號水泵運行情況匯總。、軟啟動、工頻運行詳細(xì)流程圖，、軟啟動、工頻作了詳細(xì)的補(bǔ)充。 系統(tǒng)主程序流程圖 1號水泵變頻運行流程圖 1號水泵工頻運行流程圖 變頻恒壓供水系統(tǒng)PID控制在PLC變頻器恒壓供水系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的恒壓供水，本設(shè)計中采用PLC的PID調(diào)節(jié)來實現(xiàn)供水管網(wǎng)壓力對系統(tǒng)壓力設(shè)定值的跟蹤PID控制主要包含比例（P）、積分（I）、微分（D）三部分，PID控制是目前控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的控制方式。[12]： PID控制原理框圖系統(tǒng)的PID控制公式為[13]： 式（）：Kp代表比例系數(shù)，Ti代表積分時間，Td代表微分時間，其傳遞函數(shù)為： 式（）由系統(tǒng)的控制對象可知，系統(tǒng)控制的是一個時變的、非線性的、滯后的對象，因此我們不能得到一個明確的數(shù)學(xué)模型，只能近似的等效。由以上對系統(tǒng)的工作特性分析可知，該系統(tǒng)可以近似等效為一個帶純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，即系統(tǒng)的微分時間為0，其等效傳遞函數(shù)為[14]： 式（）根據(jù)本系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計采用動態(tài)特性參數(shù)法對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行整定，即根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)廣義過程（包括節(jié)流閥Wv(s)、被控對象Wo(s)、測量變送器Wm(s)）階躍響應(yīng)特性近似計算的方法。分析可知，該系統(tǒng)是一個單閉環(huán)控制系統(tǒng)，[15]： 變頻恒壓供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖鑒于本系統(tǒng)對壓力控制有較高的要求，因此本設(shè)計采用PI控制，系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為： 式（）假設(shè)該系統(tǒng)傳遞函數(shù)為，其中變頻器可以近似為一個比例環(huán)節(jié)，即Wv(s)=50，反饋回路傳遞函數(shù)Wm(s)=。由于本系統(tǒng)有自衡能力，有當(dāng)， 式() 式()由以上公式計算可得：,。系統(tǒng)整體程序請參閱附件。結(jié) 論本設(shè)計根據(jù)污水處理廠中水供水控制需求，設(shè)計了一套PLC變頻器恒壓供水系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，利用可編程控制器對系統(tǒng)的管網(wǎng)水壓、水池液位等信號進(jìn)行監(jiān)測，通過PLC內(nèi)部程序的運行處理，控制五臺水泵的變頻運行、軟啟動以及工頻運行。系統(tǒng)通過變頻器接收可編程控制器的PID輸出，控制變頻器的輸出頻率，從而控制工頻泵的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到恒壓供水的目的。該系統(tǒng)不僅有效地實現(xiàn)了污水處理廠中水供水管網(wǎng)的壓力恒定，同時具有系統(tǒng)工作穩(wěn)定、節(jié)能效果明顯、手動/自動控制、便于維修擴(kuò)展、性價比高等優(yōu)點。該設(shè)計的主要工作如下：（1）對目前的供水系統(tǒng)做一個比較全面的調(diào)查，根據(jù)需求對各類供水系統(tǒng)進(jìn)行比較，確定一個比較完善的設(shè)計方案。（2）確定系統(tǒng)需要的各個硬件設(shè)備，并根據(jù)各種設(shè)備的功能、設(shè)備之間的兼容性及性價比對設(shè)備型號進(jìn)行選擇。（3）根據(jù)對系統(tǒng)各部分的分析，繪制系統(tǒng)的硬件連接圖，實現(xiàn)可編程控制器、變頻器、軟啟動器對水泵的控制，達(dá)到變頻恒壓供水的目的。（4）通過對系統(tǒng)控制過程及原理的分析，利用西門子公司提供的S7200編程軟件，設(shè)計變頻器恒壓供水系統(tǒng)的軟件控制程序，通過PLC對各外部信號的監(jiān)測，實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。致 謝 伴隨著緊張愉快的心情，為期一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計終于漸漸地要拉下帷幕了。這一個學(xué)期，是我大學(xué)四年來收獲最大的一個學(xué)期，我深感受益匪淺。在此，我要對趙江老師以及電氣學(xué)院的所有老師表示衷心的感謝，感謝各位老師大學(xué)四年來尤其是這個學(xué)期對我的幫助與教誨，老師們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕陶d、淵博的專業(yè)知識、認(rèn)真的工作態(tài)使我深受感染。在此，我還要感謝我的父母，是他們無私地奉獻(xiàn),將我養(yǎng)育成人。是他們的關(guān)心、理解與支持，使我能夠?qū)⑸硇娜客度氲綄W(xué)習(xí)中去。最后，再次感謝關(guān)心我、教育我、鼓舞我的老師、同學(xué)、親人和朋友們，感謝大家為我所付出的一切。參 考 文 獻(xiàn) 1 崔金貴，變頻調(diào)速恒壓供水在建筑給水應(yīng)用的理論探討[J]，蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報，20002 張燕賓，變頻調(diào)速應(yīng)用實踐，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20023 王永華，現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)，北京：航空航天大學(xué)出版社，20084 Cynthia Cooper, Programmable Logic Controller, the free wikipedia encyclopedia,20025 顧繩谷，電機(jī)及拖動基礎(chǔ)，機(jī)械工業(yè)出版社，20106 胡軍 熊偉，可編程控制器原理應(yīng)用與實例解析，北京：清華大學(xué)出版社，20077 楊東平，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)綜述，南京職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，20048 李方圓，PLC行業(yè)應(yīng)用實踐，中國電力出版社，20079 M K Chung, Optimun values of design variables versus specific speed for centrifugal pumps, Proceeding of the Institution of Mechanieal Enfineers,199910 郭丙君 黃旭峰，深入淺出PLC技術(shù)及應(yīng)用設(shè)計，中國電力出版社，200811 Russell P Fleming, Introducing the variable speed pump, NFPA Journal,200412 陳伯時，電力拖動自動控制系統(tǒng)，機(jī)械工業(yè)出版社，201013 廖常初，PLC編程及應(yīng)用，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200814 吳浩烈，電機(jī)及電力拖動基礎(chǔ)，重慶：重慶大學(xué)出版社，1996 戴先忠，過程控制工程，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200715