【正文】 變送器相同，所不同的是低壓室壓力是大氣壓或真空，內(nèi)含有 A/D 轉(zhuǎn)換器、D/A 轉(zhuǎn)換器。微處理器控制變送器的工作。重置測量范圍。D/A 轉(zhuǎn)換器把微處理器來的并經(jīng)校正過的數(shù)字信號微調(diào)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可用變送器軟件修改。 KYB 壓力變送器變送器由擴(kuò)散硅壓力芯片和信號處理電路組成，當(dāng)外加壓力時，將引起壓力芯片的輸出電壓以生變化，再經(jīng)信號處理電路將其放大，并轉(zhuǎn)換為與輸入壓力成線性對應(yīng)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號。壓力敏感部件采用國際高品質(zhì)擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器，其利用兩個單晶硅片結(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，用于激勵壓力傳感器工作。 KYB 壓力變送器技術(shù)特點 KYB800KT 系列產(chǎn)品采用國際先進(jìn)生產(chǎn)工藝及電子元部件，在嚴(yán)格的質(zhì)量保證體系的保障下生產(chǎn)制造，具有精度高、體積小、重量輕、安裝方便、工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。 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 對于電壓信號，按正負(fù)直接接入＋和－；對于電流信號將 R和+短接后接入電流輸入信號的“+”端；未連接傳感器的通道要將＋和－短接。由該表得，DIP 開關(guān) SW6 決定模擬量輸入的單雙極性，當(dāng) SW6 為 ON 時，模擬量輸入為單極性輸入，SW6 為 OFF 時，模擬量輸入為雙極性輸入。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)的簡稱。 PID 閉環(huán)控制系統(tǒng)原理本系統(tǒng)的 PID 閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖如下圖。 為輸出。CPU 只處理數(shù)字信號，故必須經(jīng)過轉(zhuǎn)換，采樣時間 T 第 N 次采樣得到的偏差 e(n),控制器輸出 M（n） ，則微分用差分代替，積分用求和代替。 (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，但價格便宜得多。 本設(shè)計中采用 PLC 的 CPU 為 S7200，S7200 中具有 PID 指令。 輸入輸出變量的轉(zhuǎn)換 PID 控制有輸入量 2 個：給定值 sp 和過程變量 pv。給定值和過程變量都是和被控對象有關(guān)的值，對于不同的系統(tǒng)，它們的大小、范圍與工程單位有很大的不同。同樣，對于 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。圖十七 PID 指令表 指令中 TBL 是回路表的起始地址，LOOP 是回路編號。PID 指令對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。每次完成 PID 運(yùn)算后，都要更新回路表內(nèi)的輸入值 Mn，它被限制在 ～ 之間如果 PID 指令中的算術(shù)運(yùn)算發(fā)生錯誤，特殊存儲器位 SM (溢出或非法數(shù)值)被置為1，并將中止 PID 指令的執(zhí)行，想要消除這種錯誤，在下一次執(zhí)行 PID 運(yùn)算之前，應(yīng)改變引起運(yùn)算錯誤的輸入值，而不是更新輸出值。最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計 PLC 控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計中最重要的一條原則。 （2）保證 PLC 控制系統(tǒng)安全可靠。這就要求設(shè)計者在系統(tǒng)設(shè)計、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。一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。這就要求設(shè)計者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、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，不宜盲目追求自動化和高指標(biāo)。由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設(shè)計時要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。 PLC 型號選擇和系統(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 YBT 壓力傳送器，檢測水壓的大小，并將其轉(zhuǎn)化成模擬信號（電流信號） 。利用 PID 計算形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。從而保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。該模塊只需要一個模擬輸入模塊一個模擬輸出模塊，故選用模擬輸入輸出模塊（EM235） ?？刂齐妱訖C(jī)的是 PLC 提供給變頻器的模擬信號與確定電動機(jī)啟動或停止的一個數(shù)字量輸出點。分別是 CPU22CPU22CPU22CPU226及 CPU226XM。CPU224 是具有較強(qiáng)控制功能的控制器，其 I/O 點數(shù)為 14 輸入和 10 輸出，最多 7 個擴(kuò)展模塊，能滿足系統(tǒng)要求。 系統(tǒng)輸入輸出點分配表八 系統(tǒng)輸入輸出點分配 外部硬件電路設(shè)計 主電路圖 圖十八 主電路圖 控制電路圖 輸入 輸出 自動啟動 電動機(jī)啟動 自動停止 AQW0 模擬量輸出 手動啟動 手動停止AIW0 模擬量輸入圖十九 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 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，系統(tǒng)有兩種工作方式：手動和自動。自動工作方式是自動完成各個流程。 系統(tǒng)流程圖KYB 壓力變送器測定值 B圖 系統(tǒng)流程圖 軟件設(shè)計 電機(jī)啟動模塊設(shè)計電機(jī)啟動分為自動啟動手動啟動和自動停止手動停止。一個模擬量輸出一個數(shù)字量輸出。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 ～之間的實數(shù)的轉(zhuǎn)換程序為： /R ,AC0//將累加器中的實數(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 ～ 之間的實數(shù)。用下面的下式將回路輸出轉(zhuǎn)換為實數(shù)：式中，RScal 是回路輸出對應(yīng)的實數(shù)值；Mn 是回路輸出標(biāo)準(zhǔn)化的實數(shù)值。所以在軟件設(shè)計中，只需要設(shè)定 PID中。采用 PID 指令，在自動方式下運(yùn)行。// 設(shè)定值與實際值比較， 起始位置 VB100 回路號 0 。實現(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。節(jié)能效果十分顯著，啟動平穩(wěn)，啟動電流小，避免了電機(jī)啟動時對電網(wǎng)的沖擊，延長了泵和閥門等的使用壽命，消除了啟動和停機(jī)時的水錘效應(yīng)。各項控制指標(biāo)達(dá)到了用戶的要求。在實習(xí)調(diào)查中，提出解決該設(shè)計的思路及方法，結(jié)合社會發(fā)展趨勢，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。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。當(dāng)水量發(fā)生變化時，變頻器根據(jù)管內(nèi)的壓力設(shè)定值和變頻器反饋的實際壓力值之差，經(jīng)過模擬輸入、D/A 轉(zhuǎn)換、PID 計算、A/D 轉(zhuǎn)換、模擬輸出等對電動機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)管內(nèi)所測壓力值比實際壓力值大時，需要自動控制 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)所測壓力值比實際壓力值小時，需要自動控制 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） 。 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)我們的同時給我們創(chuàng)造了一個和諧自由的設(shè)計環(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。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。特別是遇到難題時，與他們談?wù)撨^程中，使知識更深的印到腦海中。最后要感謝學(xué)校給我們畢業(yè)生提供設(shè)計的環(huán)境，實習(xí)的地點，讓我們在畢業(yè)的一學(xué)期中不僅學(xué)習(xí)知識，也學(xué)習(xí)了在社會中生存的法則。感謝我的家人，感謝他們對我精神上的鼓勵、生活上的關(guān)心和支持，讓我安心設(shè)計，無后