【正文】 導(dǎo)線布線造成的漏電流。 遠(yuǎn)傳壓力表 本系統(tǒng)采用 YTT150 型差動(dòng)遠(yuǎn)傳壓力表，它為二線制安全型防爆儀表，內(nèi)自帶阻尼器，可測(cè)量脈動(dòng)、沖擊、突然卸荷介質(zhì)的壓力。將其與 DDZ 電動(dòng)單元組合儀表中的顯示、記載、調(diào)節(jié)儀表聯(lián)用，組成自動(dòng)記錄、調(diào)節(jié)、控制等系統(tǒng)。5℃ 時(shí)，其溫度附加 誤差不大于 %/10℃ 。壓力表中 電阻發(fā)送器 安裝 在齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上 ， 因此當(dāng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的扇形齒輪軸產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時(shí) ， 電阻發(fā)送器的轉(zhuǎn)臂 （電刷） 也相應(yīng)地得以偏轉(zhuǎn) ，使得被測(cè)壓力值的變化變換為電阻值的變化，而傳至二次儀表上，指示出一相應(yīng)的讀數(shù)值。系統(tǒng)采用 變頻器、繼電器 以及接觸器來 控制水泵機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) ,實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓變流量供水要求 。供水系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)水泵的自動(dòng)啟停控制、水位流量、壓力的測(cè)量與調(diào)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控。結(jié)構(gòu)如圖 。變頻器根據(jù) PLC 的輸入調(diào)整電機(jī)頻率。本系統(tǒng)設(shè)置外部反饋回路，當(dāng)變頻器的運(yùn)行頻率達(dá)到 50hz時(shí)，若管網(wǎng)壓力仍低，系統(tǒng)將從外部進(jìn)行控制，將自動(dòng)啟動(dòng)一臺(tái)工頻泵；當(dāng)變頻器的運(yùn)行頻率降到 10hz 時(shí)，若管網(wǎng)壓力仍高，系統(tǒng)將自動(dòng)摘除一臺(tái)工頻泵。 由于變頻器采用的是一拖四的多頻控制系統(tǒng)，四臺(tái)泵都有可能處于變頻的狀態(tài)。而它們的運(yùn)行狀態(tài)為一臺(tái)處于變頻狀態(tài)，而其它泵任意狀態(tài)。系統(tǒng)的輸入設(shè)定值與變頻器的模擬量反饋信號(hào)作偏差輸入到 PLC中進(jìn)行各種轉(zhuǎn)換除磷，繼而控制變頻器。當(dāng)供水管網(wǎng)壓力低于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)完成變頻泵頻率的上調(diào)。以此類推，一定要按照順序?qū)崿F(xiàn)工頻泵的加入，防止切換過程過快而導(dǎo)致電弧的產(chǎn)生。如果出現(xiàn)頻率到達(dá) 10Hz時(shí)，管網(wǎng)壓力仍高則摘除一臺(tái)工頻泵。 3 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì) 主電路設(shè)計(jì) 四臺(tái)水泵手動(dòng)控制系統(tǒng) 電源頻率下，當(dāng)需要進(jìn)行手動(dòng)控制時(shí)，由于操控的電壓太大，處于安全考慮一定要進(jìn)行降壓。 此過程由繼電器邏輯控制完成。四臺(tái)水泵在理論上具有輪換對(duì)稱性，都采用了循環(huán)換泵運(yùn)行的特點(diǎn)，其手動(dòng)控制也是由四套完全獨(dú)立的控制電路組成。并且控制系統(tǒng)中還要有各種報(bào)警設(shè)備，緊急啟?？刂频劝踩雷o(hù)模塊 [13]。接觸器 KM KM KM KM7分別控制 M M M M4 的工頻運(yùn)行；接觸器 KM KM KM KM8分別控制 MM M M4 的變頻運(yùn)行。四臺(tái)水泵連接圖如圖31 所示。變頻器是把工頻電源變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。它改變了傳統(tǒng)工業(yè)中電機(jī)啟動(dòng)后只能以額定功率、定轉(zhuǎn)速的單一運(yùn)行方式，依據(jù)負(fù)荷的不同改變功率和轉(zhuǎn)速，達(dá)到節(jié)能的目的。 變頻調(diào)速器正如其名一樣，調(diào)速特性好是它的顯著特點(diǎn)，不同的變頻器調(diào)速范圍都不一樣，但是普遍都具有調(diào)速范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，并且從調(diào)整曲線上來看，其調(diào)整特性曲線平滑，測(cè)試時(shí)無(wú)論是快調(diào)還是慢調(diào)曲線都非常平穩(wěn)。尤其將它應(yīng)用于大容量負(fù)載時(shí)，可以獲 得極大的節(jié)能效果。應(yīng)用變頻設(shè)備使恒壓、恒水位供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，不用分檔位的任意調(diào)速。相信隨著科技的發(fā)展，變頻器可以有更精彩的功能被挖掘出來。由于恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)的這些優(yōu)越性，必然會(huì)引起國(guó)內(nèi)各供水廠家的 高度重視，并不斷地開發(fā)創(chuàng)新，努力使該產(chǎn)品向著高可靠性、全數(shù)字化控制、智能化方向發(fā)展。 變頻器中常用的控制方式 1）非智能控制方式 在交流變頻器中使用的非智能控制方式有 U/f 控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。 ABB 產(chǎn)品信息 ACS400 算得上是當(dāng)今市場(chǎng)上體積最小的變頻器之一。在材質(zhì)上，它大量地使用鑄鋁件和塑料件，保證了足夠的加工強(qiáng)度。 它采用全新的設(shè)計(jì)，隨著時(shí)代電子的進(jìn)步讓這款變頻器應(yīng)用最新的半導(dǎo)體技術(shù)，較之前的一系列產(chǎn)品增加了更多的可靠性。體積特別小巧，極大的為用戶節(jié)省了空間。這款產(chǎn)品由于使用了 IGBT技術(shù)應(yīng)用在磁場(chǎng)單元中，所以沒有必要再根據(jù)供電電壓選用磁場(chǎng)變壓器。 ACS400 結(jié)構(gòu)圖如圖32 所示。 PLC 自發(fā)明問世以來，隨著技術(shù)的不斷成熟，被越來越多的人所熟知，發(fā)展至今，已經(jīng)成為各工業(yè)領(lǐng)域和實(shí)驗(yàn)室等各個(gè)場(chǎng)所必不可少的控制裝置。但是在 70年代以后隨著 微處理器的問世，并被用于構(gòu)建 PLC 領(lǐng)域作為其中央處理器， PLC的能力得到了極大的增強(qiáng)，并增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸和處理等能力。今日的工業(yè)控制領(lǐng)域許多都離不開PLC 的控制，因?yàn)槠湫阅艿膬?yōu)異性，已經(jīng)發(fā)展為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一。 ② 編程簡(jiǎn)易直觀。 ④ 功能完善，接口功能強(qiáng)。 可編程控制器的控制策略 本系統(tǒng)的基本控制策略要求 :采用電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速裝置與 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)。 PLC 的 I/O 單元負(fù)責(zé)按扭、模擬信號(hào)和其它開關(guān)量信號(hào)的輸入，以及發(fā)出信號(hào)去控制接觸器、變頻器等電氣組件，進(jìn)而控制水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)及整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 另外 PLC 還負(fù)責(zé)各種 異常情況的處理。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是將泵站總管的壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。此外還需要用到 PLC 的邏輯、定時(shí)、和計(jì)數(shù)等基本功能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制。鑒于投資成本性價(jià)比和系統(tǒng)的安裝難以程度問題，所以本系統(tǒng)所選擇的 PLC 是日本歐姆龍公司的，機(jī)器型號(hào)為 CPM2A30CDRA和模擬量控制模塊 CPM1AMAD01。 ? 采用同步脈沖控制可避免異步脈沖帶來的調(diào)整時(shí)間不利的缺點(diǎn)。 ? 通 過脈沖的輸出特點(diǎn)可以進(jìn)行多種位置控制。 PLC 規(guī)格介紹如下： 表 32 PLC 規(guī)格 項(xiàng)目 40 點(diǎn) CPU 單元 電源電壓 交流電源 AC100~240V， 50/60Hz 直流電源 DC24V 允許電源電壓 交流電源 AC85~264V 直流電源 ~ 消耗電力 交流電源 60VA以下 直流電源 20W以下 浪涌電流 交流電源 60A以下 直流電源 20A以下 外部供電源（僅交流型號(hào)） 供電電壓 24VDC 供輸出容量 300mA 絕緣阻抗 20MΩ以上（ DC500V）外部電源 AC 端子與所有端子之間 耐壓 AC2300V， 50/60Hz， 1分鐘 ,外部電源 AC 端子和所有端子之間， 漏電六： 10mA以下 抗干擾性 抗干擾性： 1500Vpp:脈沖寬度： ~1μs。振幅 。主要完成供水泵的工頻、變頻自動(dòng)運(yùn)行。 I/O 地址分配表如下 表 33 I/O 地址分配表如下 輸入點(diǎn)： 序號(hào) PLC 地址 電氣符號(hào) 狀態(tài) 原理說明 1 0 KA1 NO 1 號(hào)水泵手 /自轉(zhuǎn)換 2 1 KA2 NO 2 號(hào)水泵手 /自轉(zhuǎn)換 3 2 KA3 NO 3 號(hào)水泵手 /自轉(zhuǎn)換 4 3 KA4 NO 4 號(hào)水泵手 /自轉(zhuǎn)換 5 4 R02RF2 NO 2 號(hào)水泵過載 7 6 R02RF4 NO 4 號(hào)水泵過載 9 8 KM2 NO 1 號(hào)水泵工頻運(yùn)行 10 9 KM6 NO 2 號(hào)水泵工頻運(yùn)行 11 10 BJX NO 報(bào)警消除 12 11 KAP NO 低水壓報(bào)警 13 100 KM4 NO 1 號(hào)水泵變頻運(yùn)行 14 101 KM8 NO 2 號(hào)水泵變頻運(yùn)行 15 102 KM12 NO 3 號(hào)水泵變頻運(yùn)行 16 103 KM16 NO 4 號(hào)水泵變頻運(yùn)行 17 104 KM10 NO 3 號(hào)水泵工頻運(yùn)行 18 105 KM14 NO 4 號(hào)水泵工頻運(yùn)行 19 02CH/DL P1 小區(qū)供水管網(wǎng)壓力 20 02CH/HL P2 市供水管網(wǎng)壓力 21 03CH/DL F 變頻器當(dāng)前頻率 22 03CH/HL 備用 輸出點(diǎn)： 序號(hào) PLC 地址 電氣符號(hào) 狀態(tài) 原理說明 1 1000 變頻器起?？刂? 2 1001 SWD 低水壓報(bào)警指示燈 3 1002 BJD 系統(tǒng)故障報(bào)警指示燈 4 1003 BJQ 系統(tǒng)故障報(bào)警蜂鳴器 5 1004 KM1 1 號(hào)水泵工頻運(yùn)行 6 1005 KM4 1 號(hào)水泵變頻運(yùn)行 7 1006 KM5 2 號(hào)水泵工頻運(yùn)行 8 1007 KM8 2 號(hào)水泵變頻 運(yùn)行 9 1100 KM9 3 號(hào) 水泵工頻運(yùn)行 10 1101 KM12 3 號(hào)水泵變頻運(yùn)行 11 1102 KM13 4 號(hào) 水泵工頻運(yùn)行 12 1103 KM16 4 號(hào)水泵變頻運(yùn)行 13 12CH/DL P11 小區(qū)供水管網(wǎng)壓力 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 模擬量閉環(huán)控制 管網(wǎng)水壓控制采用 PID 算法。因此 PLC內(nèi)部的 PID 算式改造為 (1) 式中 Kc—調(diào)節(jié)器的比例 Ti—調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間 Td—調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間 e—調(diào)節(jié)器 的偏差信號(hào) f(e)—變速積分控制系數(shù)，取 其中參數(shù) A用于確定變速積分的分離區(qū)間，取 A=(1/3)SP（其中 SP 為管網(wǎng)水壓設(shè)定值） 經(jīng)現(xiàn) 場(chǎng)調(diào) 試，當(dāng) SP= 時(shí)，系統(tǒng)最佳運(yùn)行參數(shù)值為 Kc=,Ti=108s,Td=3s。為防止 在水泵在水泵停開一臺(tái)水壓 不足而增開 一 臺(tái)水壓過高所造成的切換振蕩，系統(tǒng) 采用在線辯識(shí)水壓 控制區(qū)間的控制方案，即只有 越 過控制區(qū)間，泵才進(jìn)行切換。當(dāng)管網(wǎng)水壓越過這個(gè)區(qū)間時(shí)，經(jīng)一定延時(shí)，泵即開始 切換 。 系統(tǒng)流程圖 圖 41 為系統(tǒng)流程圖。本系統(tǒng)設(shè)置外部反饋回路，當(dāng)變頻器的運(yùn)行頻率達(dá)到 50hz時(shí)，若管網(wǎng)壓力仍低，系統(tǒng)將從外部進(jìn)行控制，將自動(dòng)啟動(dòng)一臺(tái)工頻泵；當(dāng)變頻器的運(yùn)行頻率降到 10hz時(shí)，若管網(wǎng)壓力仍高，系統(tǒng)將自動(dòng)摘除一臺(tái)工頻泵。首先，對(duì) PID 模塊進(jìn)行參數(shù)整定。其中臨界比例帶法就是單純調(diào)節(jié)比例常數(shù)，使輸出出現(xiàn)等幅振蕩后，記錄前兩個(gè)波峰時(shí)間差，查表來確定 PID 參數(shù)；衰減曲線法也是利用類似臨界比例帶的 辦法，不斷的調(diào)節(jié)比例系數(shù)，使輸出出現(xiàn) 4:1huozhe 10:1 波形，利用表格算出 PID 參數(shù)；試湊法就是利用人們的整定經(jīng)驗(yàn)來判斷；動(dòng)態(tài)參數(shù)法是在系統(tǒng)處于開環(huán)的狀態(tài)下，作對(duì)象的階躍擾動(dòng)試驗(yàn)，記錄階躍響應(yīng)曲線求取特征參數(shù)，再根據(jù)