【正文】 再次感謝我在大學(xué)傳授給我知識(shí)以及給我?guī)椭凸膭?lì)的老師，同學(xué)和朋友，謝謝你們 ! 。 通過(guò)此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了太多太多的知識(shí)，過(guò)去我們只是被動(dòng)的學(xué)習(xí)，老師教什么我們學(xué)什么，而在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中我們變被動(dòng)為主動(dòng)，根據(jù)設(shè)計(jì)的需要自己去學(xué)習(xí)去解決問(wèn)題，對(duì)于不懂之處積極尋求答案，在此獲得很多老師的幫助； 在設(shè)計(jì) 過(guò)程中出現(xiàn)的任何問(wèn)題都不要輕視，要通過(guò)正確的途徑去解決，要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就可以找到 思路去解決問(wèn)題的；而且要學(xué)會(huì)與同學(xué)們一起合作，這樣會(huì)事半功倍。同時(shí)，論文 的順利完成，離不開(kāi)其它各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。本論文從選題到完成，每一步都在 頡 老師的指導(dǎo) 之 下，傾注了 頡 老師大量的心血。所以變頻恒壓供水技術(shù)在逐走向成熟的過(guò)程中，仍然有必要對(duì)其進(jìn)行更深入的研究。如對(duì)系統(tǒng)采用基于 GPRS的無(wú)線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)等。實(shí)際運(yùn)行情況證明了本系統(tǒng)具有可靠性高、自動(dòng)化程度高、便于維護(hù)和高節(jié)能性等特點(diǎn) ,具有很大的應(yīng)用價(jià)值。通過(guò)泵號(hào)管理程序 ,實(shí)現(xiàn)泵號(hào)自動(dòng)切換 ,使每臺(tái)水泵工作狀況基本相同 ,提高設(shè)備利用率并減少維修費(fèi)用 。 七：研究愿望 本次設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：恒壓供水系統(tǒng)原理、恒壓供水系統(tǒng)的電氣實(shí)現(xiàn)、系統(tǒng)的硬件選型、系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)和 PLC 軟件編程等。由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于 額定流量時(shí)，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。 采用模塊化的編程方式進(jìn)行了 PLC程序的設(shè)計(jì)、編寫(xiě)、調(diào)試，使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)性能、程序控制算法都基本達(dá)到系統(tǒng)工藝的要求。采用一臺(tái)變頻器拖動(dòng) 2 臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行與調(diào)速。 六：總結(jié) 本 文針對(duì)我國(guó)中小城市水廠供水的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一套變頻調(diào)速恒壓供水自動(dòng)控制系統(tǒng)。 在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)應(yīng)逐級(jí)調(diào)試，即先軟件，再硬件；先弱電，再?gòu)?qiáng)電；先低壓，再高壓；先輸入，再輸出；先開(kāi)環(huán)，再閉環(huán)；先電氣，再機(jī)械。 五：變頻恒壓供水控制系統(tǒng)調(diào)試 計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）作為編程通過(guò)專(zhuān)用通信電纜與 PLC（下位機(jī)）進(jìn)行通信。如果能將它們的作用作適當(dāng)?shù)呐浜希梢允拐{(diào)節(jié)器快速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確的運(yùn)行，從而獲得滿意的控制效果。改變一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)，只影響一種調(diào)節(jié)作用，不會(huì)影響其他的調(diào)節(jié)作用。由于微分環(huán)節(jié)在系統(tǒng)傳遞函數(shù)中引入了一個(gè)零點(diǎn)，如果使用不當(dāng)會(huì)使系統(tǒng)不穩(wěn)定。 ③ 微分部分 (D)可以對(duì)輸入的變化趨勢(shì)做出反應(yīng)，即它的輸入與輸出的大小無(wú)關(guān)，但與輸入量的導(dǎo)數(shù)成線性關(guān)系。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)。只要偏差存在，控制就要發(fā)生改變，實(shí) 現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的調(diào)節(jié)，直到系統(tǒng)偏差為零。由經(jīng)典控制理論可知，比例環(huán)節(jié)不能徹底消除系統(tǒng)偏差，系統(tǒng)偏差隨比例系數(shù)的增大而減少，但比例系數(shù)過(guò)大將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。 比 例積 分微 分驅(qū) 動(dòng) 控 制 對(duì) 象y ( t )U ( t )++e ( t )r ( t )+圖 PID 控制 原理圖 PID 控制器是一種線性控制器，它根據(jù)給定值 r(t)與實(shí)際輸出值 y(t)構(gòu)成的控制 偏差 [12] e(t)=y(t)一 r(t) （ 41） 將偏差 e(t)的比例、 積分和微分通過(guò)線性組合構(gòu)成控制器，對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，故稱(chēng) PID 控制器。 5. PID 設(shè)計(jì) 1） .PID 控制 PID 控制方式是現(xiàn)代工業(yè)控制中應(yīng)用的最廣泛的反饋控制方式之一。對(duì)于電動(dòng)機(jī)的熱繼電器輸入，報(bào)警指示輸出既需要三個(gè)端口顯示哪一臺(tái)電機(jī)故障，也需要 一個(gè)輸出端子進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警輸出。由于電機(jī)切換涉及到不同時(shí)段管網(wǎng)壓力大 小 和設(shè)定值的比較計(jì)算； 電機(jī)反饋頻率 的 大小比較計(jì)算，因此在切換程序設(shè)計(jì)中還應(yīng)包含模擬量 (壓力、頻率 )比較計(jì)算和邏輯運(yùn)算程序設(shè)計(jì) ；同時(shí)要考慮電機(jī)根據(jù)“先起先?！钡脑瓌t，使各泵平均運(yùn)行以避免一臺(tái)泵長(zhǎng)期工作，所以 切換是根據(jù) 電 機(jī)運(yùn)行時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)自動(dòng)完成不同 電機(jī)間 的切換 ；泵在啟動(dòng)時(shí)有軟啟動(dòng)功能，即在啟動(dòng)前變頻器頻率要復(fù)位。一般情況下，水泵電機(jī)都處于這 四 種工作狀態(tài)之中，當(dāng)管網(wǎng)壓力發(fā)生 變 化 時(shí)， 四 種工作狀態(tài)之間就要發(fā)生相應(yīng)轉(zhuǎn)換，因此這 四 種工作狀態(tài)也對(duì)應(yīng)著 四 個(gè)切換過(guò)程。 ② .水泵電機(jī)切換程序 ： 水泵電機(jī)切換是根據(jù)不同時(shí)段管網(wǎng)壓力 大 小和壓力設(shè)定值的比較結(jié) 果來(lái)進(jìn)行 切 換機(jī) 的 。 程序流程圖如圖。其他水泵的動(dòng)作同理。 B．自動(dòng)控制。電動(dòng)機(jī) M M3 同理。要使電動(dòng)機(jī) M1 停止運(yùn)轉(zhuǎn)，只要按一下停止按鈕 SB2 即可。萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)處于手動(dòng)位置時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)，合上電源開(kāi)關(guān) 2，按下啟動(dòng)按鈕 SB1，接觸器 KM1 的線圈得電，接觸器 KM1 的主觸電立即閉合，電動(dòng)機(jī) M1接通電源開(kāi)始全壓?jiǎn)?dòng)，同時(shí) KM1 的輔助常開(kāi)觸電也閉合，使 KM1 吸引線圈經(jīng)兩條路通電。 HL HL HL5 分別為三個(gè)泵的工頻運(yùn)行指示燈， HL HL4 為 1， 2 號(hào)泵電機(jī)的變頻運(yùn)行指示燈， HL HL7分別為水位下限和變頻器故障報(bào)警指示燈， HA 為故障電鈴。SB SB SB5 分別為 1 號(hào)泵電機(jī)、 2號(hào)泵電機(jī)、 3 號(hào)泵電機(jī)的啟動(dòng)按鈕。 控制電路設(shè)計(jì) 圖 為本系統(tǒng)的控制電路圖。特別是對(duì)于有變頻 /工頻兩種狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，一定要保證在工頻電源拖動(dòng)和變頻輸出電源拖動(dòng)兩種情況下電機(jī)旋向的一致性，否則在變頻 /工頻的切換過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)換電流，致使轉(zhuǎn)換無(wú)法成功。VF為通用變頻器。所有接觸器的選擇都要依據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量適當(dāng)選擇。對(duì)于有變頻 /工頻兩種工作狀態(tài)的電動(dòng)機(jī) Ml、 M2，還需要 在工頻電源下面接入兩個(gè)同樣的自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的過(guò)流過(guò)載保護(hù)，空氣開(kāi)關(guān)的容量依據(jù)電機(jī)的額定電流來(lái)確定。每臺(tái)電機(jī)都通過(guò)兩個(gè)接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)，變頻器輸入電源前面接入一個(gè)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)、變頻器的過(guò)流過(guò)載保護(hù)。系統(tǒng)共有三臺(tái)電機(jī)，分別為 Ml、 M M3?？删偷?顯示壓力值，還可以將信號(hào)送到控制器。壓力在國(guó)際單位制中的單位是牛頓 /平方米，通常稱(chēng)為帕斯卡或簡(jiǎn)稱(chēng)帕 (Pa)，工業(yè)上常采用千帕 (kPa)或兆帕 (MPa)作為壓力的單位。即 PI=PA P0 由于工程上需測(cè)量的往往是物體超出大氣壓力之外所受的壓力，因而所使用的壓力儀表測(cè)量的值稱(chēng)為表壓力。用來(lái)測(cè)量大氣壓力的儀表叫氣壓表。用來(lái)測(cè)量絕對(duì)壓力的儀表稱(chēng)為絕對(duì)壓力表。 在壓力測(cè)量中，常有絕對(duì)壓力、表壓力、負(fù)壓力或真空度之分。 傳感器由敏感芯體和信號(hào)調(diào)理電路組成，當(dāng)壓力作用于傳感器時(shí)，敏感芯體內(nèi)硅片上的惠斯登電橋的輸出電壓發(fā)生變化，信號(hào)調(diào)理電路將輸出的電壓信號(hào)作放大處理，同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償、非線性補(bǔ)償，使傳感器的電性能滿足 技術(shù)指標(biāo)的要求。 圖 PLC 與變頻器的 連接 4） .傳感器 的簡(jiǎn)介 傳感器的作用是將壓力、溫度等非電量的物理信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)，以便后續(xù)電路進(jìn)行處理。 當(dāng)變頻器與電動(dòng)機(jī)功率不相同時(shí)，則必須相應(yīng)調(diào)整節(jié)能程序的設(shè)置，以利達(dá)到較高的節(jié)能效果。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)屬頻繁起動(dòng)、制動(dòng)工作或處于重載起動(dòng)且較頻繁工作時(shí)，可選取大一級(jí)的變頻器，以利用變頻器長(zhǎng)期、安全地運(yùn)行。從效率角度出發(fā)，在選用變頻器功率時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)： 變頻器功率值與電動(dòng)機(jī)功率值相當(dāng)時(shí)最合適，以利變頻器在高的效率值下運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)保證在無(wú)故障狀態(tài)下負(fù)載總電流均不允許超過(guò)變頻器的額定電流。負(fù)載電流不超過(guò)變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本原則。其中后兩項(xiàng)，變頻器生產(chǎn)廠家由本國(guó)或本公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)給出，或隨變頻器輸出電壓而降低，都很難確切表達(dá)變頻器的能力。變頻器的容量選擇在實(shí)