【導(dǎo)讀】模擬輸入輸出模塊EM235，利用其內(nèi)部的PID控制指令，配合MM420型號(hào)的變頻器和電機(jī)，同時(shí)用KBY壓力變送器來檢測(cè)管網(wǎng)壓力。電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。的作用是檢測(cè)管網(wǎng)水壓。PLC控制單元?jiǎng)t是泵。模擬量，進(jìn)而控制變頻器。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)通過測(cè)到的管網(wǎng)壓力，經(jīng)PLC內(nèi)置PID. 變頻恒壓供水系統(tǒng)成為現(xiàn)在建筑中普遍采用的一種水處理系統(tǒng)。隨著社會(huì)和變頻調(diào)速。同時(shí)要保證供水的可靠性和安全性。恒壓供水系統(tǒng)是指通過閉環(huán)控制，使供水的壓力保持恒定。比控制及各種保護(hù)功能。因此，當(dāng)變頻器應(yīng)用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中時(shí)僅作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn);有的采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。因此，有待于進(jìn)一步。研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。近年來我國中小城市發(fā)展迅速，集中用水量急劇增加。增長(zhǎng)了%，與此同時(shí)我國城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。

　　

【正文】 7個(gè)擴(kuò)展模塊，能滿足系統(tǒng)要求。故選用 S7200CPU224 型號(hào)。 系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)分配 表八 系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)分配 外部硬件電路設(shè)計(jì) 主電路圖 輸入 輸出 自動(dòng)啟動(dòng) 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng) 自動(dòng)停止 AQW0 模擬量輸出 手動(dòng)啟動(dòng) 手動(dòng)停止 AIW0 模擬量輸入 圖十八 主電路圖 控制電路圖 圖十九 控制電路圖 PLC 外圍接線圖 圖二十 PLC 外圍接線圖 4 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，系統(tǒng)有兩種工作方式：手動(dòng)和自動(dòng)。手動(dòng)工作方式主要 完成電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，以及出現(xiàn)不正常工作情況時(shí) 通過手動(dòng)操作是系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。自動(dòng)工作方式是自動(dòng)完成各個(gè)流程。本系統(tǒng)自動(dòng)程序設(shè)計(jì)采用順序控制，用梯形圖編輯。 系 統(tǒng) 流程圖 KYB壓力變送器測(cè)定值 B 圖 系統(tǒng)流程圖 軟件設(shè)計(jì) 電機(jī)啟動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 電機(jī)啟動(dòng)分為自動(dòng)啟動(dòng)手動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)停止手動(dòng)停止。 PLC 輸入端只有四個(gè)數(shù)字量輸入，一個(gè)模擬量輸入。一個(gè)模擬量輸出一個(gè)數(shù)字量輸出。 其數(shù)字量輸入輸出部分 PID 控制模塊軟件設(shè)計(jì) 回路輸入的轉(zhuǎn)換 (A／ D) 首先，將給定值或 A／ D 轉(zhuǎn)換后得到的整數(shù)值由 16位整數(shù)轉(zhuǎn) 換為浮點(diǎn)數(shù)，可以用下面的程序?qū)崿F(xiàn)這種轉(zhuǎn)換： XORD AC0,AC0 //清除累加器 MOVW AIW0,AC0 //將待轉(zhuǎn)換的模擬量存入累加器 LDW=AC0,0 //如果模擬量為正 DTR AC0,AC0 //直接轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù) NOP //否則 ORD 16FFFF0000,AC0 //將 AC0 內(nèi)數(shù)值進(jìn)行符號(hào)位擴(kuò)展成 32 位負(fù)數(shù) LBL 0 DTR AC0,AC0 //將 32 位整數(shù)轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù) 然后，將實(shí)數(shù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成 ～ 之間的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)，可用式下式對(duì)給定值及過程變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化： o ffse tsp a nRR R a wNo r m ?? )( 式中： RNorm 為標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)值； RRaw 為標(biāo)準(zhǔn)化前的值； offset 為偏移量，對(duì)單極性變量為，對(duì)雙極性變量為 ； Span 為取值范圍，等于變量的最大值減去最小值，單極性變量的典型值為 32 000，雙極性變量的典型值為 64 000。 下面的程序?qū)⑸鲜鲛D(zhuǎn)換后得到的 AC0 中的雙極性數(shù) (其中 span=64 000)轉(zhuǎn)換為 ～ 之間的實(shí)數(shù)的轉(zhuǎn)換程序 為： /R ,AC0//將累加器中的實(shí)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化 +R ,AC0、加上偏移量，使其在 之間 MOVR AC0,VD100//將標(biāo)準(zhǔn)化的值存入回路表中 回路輸出的轉(zhuǎn)換 (D／ A) 回路輸出即 PID 控制器的輸出，它是標(biāo)準(zhǔn)化的 ～ 之間的實(shí)數(shù)。將回路輸出送給 D／ A 轉(zhuǎn)換器之前，必須轉(zhuǎn)換成 16 位二進(jìn)制數(shù)，這一過程是將 pv 與 sp 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值的逆過程。 用下面的下式將回路輸出轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)： 式中， RScal 是回路輸出對(duì)應(yīng)的實(shí)數(shù)值； Mn是 回路輸出標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值。 將回路輸出轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的實(shí)數(shù)的程序?yàn)椋? MOVR VD108,AC0 //將回路輸出送入累加器 R ,AC0 //單極性變量乘以 將代表回路輸出的實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)化為 16 位整數(shù)的指令為： ROUND AC0,AC0 //將實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)化為 32 位整數(shù) MOVW AC0,AQW0 //將 16 為整數(shù)寫入模擬輸出（ D/A）寄存器 PID 計(jì)算 因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)中利用 PID指令實(shí)現(xiàn) PID 閉環(huán)控制。所 以在軟件設(shè)計(jì)中，只需要設(shè)定 PID 中?？刂破鲄?shù)初值 如壓力設(shè)定值、回路增益 Kc、采樣時(shí)間 Ts、積分時(shí)間 TI、微分時(shí)間 TD等。采 用 PID 指令，在自動(dòng)方式下運(yùn)行。 整體軟件設(shè)計(jì) // 電動(dòng)機(jī)的停、轉(zhuǎn) //初始化程序 上限 VD204=1800；下限 VD208=22400； 比例系數(shù) VD112=；采樣時(shí)間VD1160=2；積分時(shí)間 VD120=30； 微分時(shí)間 VD124=0；采用 PI 調(diào)節(jié)器，壓力設(shè)定值 VD101= //整數(shù)至雙整數(shù)，雙整數(shù)至實(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)相除，實(shí)數(shù)傳送等一系 列轉(zhuǎn)換，將輸入模擬量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化的浮點(diǎn)數(shù) (實(shí)數(shù) )。 // 設(shè)定值與實(shí)際值比較， 起始位置 VB100 回路號(hào) 0 。實(shí)現(xiàn) PI 計(jì)算 //pi 計(jì)算值與頻率的上下限值進(jìn)行比較，判斷出進(jìn)行 D/A轉(zhuǎn)換值 // 實(shí)數(shù)相乘 ，取舍， 雙整數(shù)變整數(shù) ，字傳送。實(shí)現(xiàn) D/A 轉(zhuǎn)換 結(jié) 束 語 隨著變頻調(diào)速技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)普遍使用。用 變頻器 和 PLC 來實(shí)現(xiàn)恒壓供水，與其它供水方式相比較而言，其優(yōu)點(diǎn) 是非常明顯的。節(jié)能效果十分顯著，啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)電流小，避免了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)了泵和閥門等的使用壽命，消除了啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)。供水控制系統(tǒng)提高了的供水質(zhì)量。各項(xiàng)控制指標(biāo)達(dá)到了用戶的要求。 通過對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展歷程、在國內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)的了解，確定了設(shè)計(jì)的方向。在實(shí)習(xí)調(diào)查中，提出解決該設(shè)計(jì)的思路及方法，結(jié)合社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，人們的需求，基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。 通過本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)基于變頻器的恒壓供水系統(tǒng)有了深入的理解。根據(jù)恒壓供水的原理，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了 MM420 變頻器、 S7200 PLC、 EM23 PID控制、 KYB 壓力變送器等器件的原理及應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中采用最簡(jiǎn)單的順序控制利用可編程控制器 PLC 和變頻器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。當(dāng)水量發(fā)生變化時(shí)，變頻器根據(jù)管內(nèi)的壓力設(shè)定值和變頻器反饋的實(shí)際壓力值之差，經(jīng)過模擬輸入、 D/A 轉(zhuǎn)換、 PID計(jì)算、 A/D 轉(zhuǎn)換、模擬輸出等對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)管內(nèi)所測(cè)壓力值比實(shí)際壓力值大時(shí)，需要自動(dòng)控制 PLC 的模擬輸出模塊，控制變頻器的輸出頻率（降低）但不能低于變頻器的最低頻率（下限）；當(dāng)管內(nèi)所測(cè)壓力值比實(shí)際壓力值小時(shí)，需要自動(dòng)控制 PLC 的模擬輸出模塊，控制 變頻器的輸出頻率（升高）但不能高于變頻器的最高頻率（上限）。從而保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。 致 謝 首先要感謝我的大學(xué)老師們，特別是劉榮元老師，劉老師在指導(dǎo)我 們 的 同時(shí)給我 們 創(chuàng)造了一個(gè)和諧自由的設(shè)計(jì)環(huán)境，給我們充分發(fā)揮的空間，提高了我學(xué)習(xí)創(chuàng)造的積極性。在我做設(shè)計(jì)期間，他盡心盡責(zé)的指導(dǎo)我，引導(dǎo)我，每當(dāng)設(shè)計(jì)過程中遇到困難時(shí)，給予我莫大的支持和幫助，讓我一步步前進(jìn)。 其次要深深感謝我的同學(xué)們，在生活上幫助我，讓我安心做設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)上，給我指導(dǎo)。特別是遇到難題時(shí)，與他們談?wù)?過程中，使知識(shí)更深的印到腦海中。在老師引導(dǎo)下，能最快的無意間解決一直困惑的難題。 最后要感謝學(xué)校給我們畢業(yè)生提供設(shè)計(jì)的環(huán)境，實(shí)習(xí)的地點(diǎn)，讓我們?cè)诋厴I(yè)的一學(xué)期中不僅學(xué)習(xí)知識(shí)，也學(xué)習(xí)了在社會(huì)中生存的法則。為我們畢業(yè)后踏入社會(huì)奠定基礎(chǔ)。 感謝我的家人，感謝他們對(duì)我精神上的鼓勵(lì)、生活上的關(guān)心和支持，讓我安心設(shè)計(jì)，無后顧之憂。 參考文獻(xiàn) [1]張宏林 ,PLC 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐 ［ M］ ,北京 :人民郵電出版社 , [2]海心、馬銀忠、劉樹青，西門子 PLC 開發(fā)入門與典型實(shí)例 ［ M］ ,北京 :人民郵電出版社 , [3]張萬忠 ,可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)例（西門子 S7200 系列） ［ M］ ,北京：中國電力出版社 ,2020 [4]張發(fā)玉 ,可編程控制器應(yīng)用技術(shù) ［ M］ ,西安 :西安電子科技大學(xué)出版社， 2020 [5]鄒金慧 ,可編程控制器及其系統(tǒng) ［ M］ ,重慶 :重慶大學(xué)出版社 ,2020 [6]王永華 ,現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) ［ M］ ,北京 :被金華航空航天大學(xué)出版社 ,2020 [7]王衛(wèi)星、傅立思、孫耀杰 ,可編程控制器原理及應(yīng)用 ［ M］ ,北京 :中國水利電力出版社 ,2020 [8]肖朋生、張文、王建輝 ,變頻器及其控制系統(tǒng) ［ M］ ,北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,