【正文】 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。特別是遇到難題時(shí)，與他們談?wù)撨^程中，使知識(shí)更深的印到腦海中。 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。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、EM23PID 控制、KYB 壓力變送器等器件的原理及應(yīng)用。各項(xiàng)控制指標(biāo)達(dá)到了用戶的要求。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。采用 PID 指令，在自動(dòng)方式下運(yùn)行。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。一個(gè)模擬量輸出一個(gè)數(shù)字量輸出。自動(dòng)工作方式是自動(dòng)完成各個(gè)流程。CPU224 是具有較強(qiáng)控制功能的控制器，其 I/O 點(diǎn)數(shù)為 14 輸入和 10 輸出，最多 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，能滿足系統(tǒng)要求。控制電動(dòng)機(jī)的是 PLC 提供給變頻器的模擬信號(hào)與確定電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止的一個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)。從而保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。 PLC 型號(hào)選擇和系統(tǒng)硬件配置 變頻調(diào)速工作過程及控制要求 在恒壓供水系統(tǒng)中，在出水的管中設(shè)有一個(gè) YBT 壓力傳送器，檢測(cè)水壓的大小，并將其轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)（電流信號(hào)） 。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。PID 指令對(duì)回路表中的某些輸入值不進(jìn)行范圍檢查，應(yīng)保證過程變量、給定值等不超限。同樣，對(duì)于 PID 指令的輸出，在將其送給 D／A 轉(zhuǎn)換器之前，也需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 輸入輸出變量的轉(zhuǎn)換 PID 控制有輸入量 2 個(gè)：給定值 sp 和過程變量 pv。 (2) 使用 PID 功能指令：它是用于 PID 控制的子程序，與模擬量輸入／輸出模塊一起使用，可以得到類似于使用 PID 過程控制的效果，但價(jià)格便宜得多。 為輸出。根據(jù)表四可得所有的輸入設(shè)備 如表六表六 EM235 擴(kuò)展模塊所有的輸入設(shè)備 PLC 模擬量擴(kuò)展模塊（EM235）輸入數(shù)據(jù)字格式圖十四 12 為數(shù)據(jù)值在 CPU 的模擬量輸入字中的位置圖十五 12 為數(shù)據(jù)值在 CPU 的模擬量輸出字中的位置 PID 閉環(huán)控制模塊PID 控制器是比例積分微分控制(ProportionalIntegralDerivative)的簡(jiǎn)稱。 PLC 模擬量擴(kuò)展模塊（EM235）的接線方式圖十三 PLC 模擬量擴(kuò)展模塊（EM235）的接線方式 對(duì)于電壓信號(hào)，按正負(fù)直接接入＋和－；對(duì)于電流信號(hào)將 R和+短接后接入電流輸入信號(hào)的“+”端；未連接傳感器的通道要將＋和－短接。壓力敏感部件采用國(guó)際高品質(zhì)擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器，其利用兩個(gè)單晶硅片結(jié)合在一起，上面硅片通過微機(jī)械加工工藝構(gòu)成一個(gè)惠斯通電橋，該電橋電壓輸出與作用在硅片上的壓力差成比例；恒流源供電電路可產(chǎn)生 2mADC 的電流，用于激勵(lì)壓力傳感器工作。D/A 轉(zhuǎn)換器把微處理器來的并經(jīng)校正過的數(shù)字信號(hào)微調(diào)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用變送器軟件修改。微處理器控制變送器的工作。測(cè)量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。脈寬調(diào)制的頻率高,因而電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪音低。對(duì)控制信號(hào)的響應(yīng)是快速和可重復(fù)的。MM420 變頻器特點(diǎn)：易于安裝。 逆變電路—直交部分 逆變電路是交直交變頻器的核心部分， 把直流電逆變成頻率、電壓都可調(diào)的三整流電路 直流中間電路逆變電路 控制電路交流電源 頻率和電壓可調(diào)的交流電相交流電源，直接控制電機(jī)。 變頻器（MM420）工作原理 MICROMASTER420 是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器系列。而當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，變頻器頻率也會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。由于變頻器的頻率不能為負(fù)，故最小頻率為：0HZ。在這我們選擇型號(hào)為：6SE64202AD311CA1 的 MM420 變頻器。電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)。保護(hù)功能：過載能力為 150％額定負(fù)載電流，持續(xù)時(shí)間 60 秒。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備 可編程控制器 PLC（S7200 ）接線方式24V 電源圖六 CPU224 接線方式 可編程控制器 PLC（S7200 ）通訊口的引腳分配表一 S7200 通訊口的引腳分配 變頻器(MM420)變頻器（MM420）全稱 MICROMASTER420 系列變頻器。設(shè)計(jì)人員只要有 PLC 就可進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)并可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬調(diào)試。PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它不僅可以控制一臺(tái)單機(jī)、一條生產(chǎn)線，還可以控制一個(gè)機(jī)群及許多條生產(chǎn)線。 （3）編程方便，易于使用 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。這樣，整個(gè)系統(tǒng)就具有樂極高的可靠性。PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。閉環(huán)過程控制 PLC 配置 PID 控制單元用來實(shí)現(xiàn)對(duì)控制現(xiàn)場(chǎng)的某些變量（電壓、電流、溫度、速度等）的閉環(huán) PID 控制。其主要結(jié)構(gòu)為 CPU，構(gòu)成為：圖五 S7200 CPU 構(gòu)成 可編程控制器 PLC（S7200 ）應(yīng)用 目前 PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化工、制藥、電力、機(jī)械制造等各個(gè)領(lǐng)域。從而保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)官網(wǎng)的恒壓供水。揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線的交點(diǎn)，稱為供水系統(tǒng)的平衡工作點(diǎn)，如圖 1 中 a 點(diǎn)。在閥門開度和水泵轉(zhuǎn)速都不變的情況下，流量 q 的大小主要取決于用戶的用水情況。改變輸入變頻器值，即實(shí)現(xiàn)其對(duì)水泵電機(jī)的無級(jí)調(diào)速。其中變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率，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，同時(shí)變頻器還可作為電機(jī)軟啟動(dòng)裝置，限制電機(jī)的啟動(dòng)電流。（3） 各種場(chǎng)合的恒壓、變壓、冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)（4） 污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)。對(duì)整個(gè)供水過程來說，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好，管理人員可根據(jù)每個(gè)季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制，具有廣泛的應(yīng)用前景。變頻器恒壓供水系統(tǒng)被看做是今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從 1990 年到 1998年，我國(guó)人均日生活用水量（包括城市公共設(shè)施等非生產(chǎn)用水）有 升增加到 升，增長(zhǎng)了 %，與此同時(shí)我國(guó)城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。但隨著社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了所有用戶的要求，逐步實(shí)現(xiàn)了基于 PLC 和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的生活恒壓供水控制系統(tǒng)即基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)。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)。出現(xiàn)了基于 PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)，即基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)?；谧冾l器的智能恒壓供水系統(tǒng)利用 PLC、傳感器、變頻器及水泵組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水塔供水控制系統(tǒng)，既保證了供水質(zhì)量又豐富了系統(tǒng)的控制功能，提高系統(tǒng)可靠性，達(dá)到節(jié)水節(jié)能的效果。 關(guān)鍵詞：恒壓供水、可編程控制器、無級(jí)調(diào)速、PID 控制、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、 目 錄1 引言 .....................................................................1 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展歷程 .................................1 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)研究的目的和意義 ...........................2 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用 .....................................22 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的