【正文】 文） 19 變頻器 變頻器的結構 變頻器的種類可以按照以下幾種方式劃分：按應用分，有變頻器和專用變頻器；按結構分，有交 交變頻器（直接變頻器）和交 直 交（間接變頻器）；在交 直 交變頻器中，按直流側電源性質分，有電壓源型變頻器和電流源型變頻器；按輸出電壓調節(jié)方式分，有脈沖幅值調節(jié)方式（ pulse amplitude modulation， PAM）和脈寬調制方式（ pulse width modulation， PWM）。 圖 變頻器結構圖 變頻器的控制方式 當對異步電動機調速時，需要根據(jù)電動機的特性對供電電壓（電流）和頻率進行適當控制，采用不同的控制方法所得到的調速性能、特性和作用是不同的。開環(huán)控制主要是 U/f 協(xié)調控制。變頻器的控制方式是按 U/f 控制、轉差頻率控制、矢量控制的順序發(fā)展起來的，越是后來的控制方式其性能越優(yōu)良。當然，先進的控制方式其控制比較復雜，需要專門的知識，同時需要調整的因素多，變頻器的價格也比較高。 本科生畢業(yè)設計（論文） 20 變頻器的選型 本系統(tǒng)采用 POWERLEX 70 系列變頻器。 Rockwell 的 PowerFlex7 系列變頻器使用羅克韋爾自動化的 NetLinxTM 開放網絡體系。當用戶進行控制、組態(tài)和采集數(shù)據(jù)的時候，可以很容易地管理從車間底層到頂層的信息并無縫地將他們集成為一個完整 的系統(tǒng)。 （ 2） 300～ 480V AC，三相交流 PowerFlex70 變頻器。 控制電機 常規(guī)泵 M M M3 的功率為 ，輔助泵的功率為 4kW。 R S T 變頻器 U V W M1 M2 M3 M4 QA1 QA4 QA2 QA5 QA3 QA6 QA7 QA7 三相進線 一號泵 二號泵 三號泵 輔助泵 QA0 圖 恒壓供水主回路 本科生畢業(yè)設計（論文） 21 第 4章 軟件設計 程序地址分配 CPU 是 PLC 的核心，起神經中樞的作用， 每套 PLC 至少有一個 CPU，它按 PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和 PLC 內部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。 在程序設計過程中，使用了許多 PLC 程序分配表及主要中間變量說明 ，它們的名稱和作用如表 所示。平均值濾 波法包括算術平均值濾波法和加權平均濾波法兩種，適用于供水系統(tǒng)隨機干擾信號的濾波。 變 量 表 清 零是 否 采 樣向 變 量 表 移 入 當 前采 樣 值 , 移 出 最 早一 次 的 采 樣 值是求 算 術 平 均 值是 否 結 束否是否結 束開 始 圖 平移式平均值濾波法程序框圖 本科生畢業(yè)設計（論文） 23 這里以 PLC 中常用的平移式平均值法，其基本原理為：若要采樣 N 次，則用這 N 次采樣值的平均值代替當前值。這樣每個掃描周期只需采樣一次，但都要取 N1 個采樣值（ 1 個當前值， N1 個歷史值）來計算濾波值。平移式平均值濾波法程序框圖如圖 9 所示。 L +MNL 1C P U 2 2 4A C / D C / R e l a yML +R AL 1E M 2 3 54 A I / 1 / A OA +壓 力 傳 感 器 ( 電 流 信 號 )2 2 0 V A C 圖 接線圖 （ 2）進行程序編制 采用平移式平均值濾波法，對五次采樣進行處理。如圖 所示為典型的 PLC 恒壓供水原理圖。 通過 PLC 的 PID 控制，當用戶使用流量增大時，根據(jù)水泵特性，水泵出口壓力降低，壓力傳感器將壓力作為反饋信號送到 PLC，通過調節(jié)后刷新輸出，送給變頻器，使變頻器增大輸出頻率，水泵電動機轉速也隨之增大，管網壓 力提高。 根據(jù)反饋原理，要想維持一個物理量不變或基本不變 ,就應該將這個物理量與恒定值進行比較，形成閉環(huán)系統(tǒng)。 P I D 運算 變頻器驅動電路 M 設定點 y 偏差 反饋值 X f 1 圖 PID閉環(huán)系統(tǒng) 在很多情況下，并不一定需要全部比例、積分和微分三個單元，可以取其中的一列到兩個單元，但比例控制單元是必不可少的。 恒壓供水系統(tǒng)的總體流程 流程圖 下圖是變頻調速恒壓供水系統(tǒng)主流程。 剛開機初始化 PID 參數(shù)，供水設定值VD504=，增益 VD512=，采樣時間 VD516=，積分時間 VD520=，微分時間 VD524=0；開啟定時中斷（事件號 10）。 （ 2）當三號泵自動運行規(guī)律時，分三種情況 : VB=1 時，只有 接通 ,二號泵變頻運行； VB=2 時，只有 和 接通 ,三號泵變頻運行 ,二號泵工頻運行。 （ 3）當三號泵自動運行規(guī)律時，分三種情況： VB=1 時，只有 接通，三號泵變頻運行； VB=2 時，只有 和 接通，一號泵變頻運行，三號泵工頻運行； VB=3 時，只有 、 、 接通，二號泵變頻運行，一、三號泵工頻運行。 本課題設計內容：用 PLC 做控制器，輸入電源為三相 380V 電源，常規(guī)泵M M M3 的功率為 ，輔助泵的功率為 4kW，壓力設定分消防和生活兩種，為保證每臺泵不銹蝕，需要按照一定規(guī)律進行輪換，保證壓力值控制精度在177。 本論文依據(jù)供水要求，設計了一套由 PLC、變頻器、遠傳壓力表、多臺水泵機組等主要設備構成的全自動變頻恒壓供水，具有全自動變頻恒壓運行、自動工頻運行和現(xiàn)場手動控制等功能。 論文分析了多泵供水方式的各種供水狀態(tài)及轉換條件，分析了電機由變頻轉工頻運行方式的切換過程及存在的問題。 本科生畢業(yè)設計（論文） 33 參考文獻 [1] 吳建強 .可編程控制器原理及應用 .哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學出版社 ,2020 [2] 吳中俊 ,黃永紅 .可編程 序控制器原理及應用 .北京 :機械工業(yè)出版社 ,2020 [3] 張萬忠 ,劉明芹 .電器與 PLC 控制技術 .北京 :化學工業(yè)出版社 ,2020 [4] 鄭萍 .現(xiàn)代電氣控制技術 .重慶 :重慶大學出版社 ,2020 [5] 宋建成 .PLC 控制和應用 .北京 :科學出版社 , 2020 [6] 王永華 .現(xiàn)代電氣及可編程控制技術 .北京 :北京航空航天大學出版社 ,2020 [7] 趙明 .工廠電氣控制設備 .北京 :機械工業(yè)出版社 ,1998 [8] 金曉明 , 王樹青 .工業(yè)過程先進控制的概念設計 [J]. 化工自動化及儀表 ,2020,27(4):15 [9] 薛美盛 , 吳剛 , 孫 德敏等 . 工業(yè) 過程的先 進控制 [J]. 化 工自動化 及儀表 ,2020,29(2):19 [10] 周梅芳 ,金向平 ,陳偕雄 .基于 PLC 的智能 PID 控制方法及其應用 [J].化工自動化及儀表 , 2020,30(4):6267 [11] 周梅芳 ,金向平 ,陳偕雄 .新型 PID 控制及其應用 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 , [12] 王偉 , 張晶濤 , 柴天佑 .PID 參 數(shù) 先 進 整 定 方 法 綜 述 [J]. 自動化學報 ,2020,26(3):4755 [13] 林宗虎 ,徐通模 . 鍋爐手冊 [M].北京 : 機 械工業(yè)出版社 , [14] 宋海勇 ,董永卿 .化工自動化及儀表 ,2020,31(1):7072 [15] 李士勇 .神經控制和智能控制論 [M].哈爾濱 :哈爾濱大學出版社 , 471 [16] 孫增圻 .智能控制理論與技術 [M].北京 :清華大學出版社 , [17] 王樹青等 .工業(yè)過程先進控制的概念設計 [J].蘭州；化工自動化及儀表 ,2020,27(4):15 [18] 白文峰，路光明 .鍋爐汽包水位測量及保護系統(tǒng)的試驗研究 [J].化工自動化及儀表 ,2020,13(07):3658 [19] Astrom K J, Hagglund Controllers(2ndEdition)[M].Instrument Society of America, [20] Clarke D W ,Mohtadi C, Tuffs P S. 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Plc and the basic design is the puter functional improvements, flexible, generic and other advantages and relay control system simple and easy to operate, such as the advantages of cheap prices bined controller hardware is standard and overall. According to the practical application of target software in order to control the content of the user procedures memory controller, the controller and connecting the accused convenient target. In the mid1970s, the Plc has been widely used as a central processing unit microprocessor, import export module and the external circuits are used, largescale integrated circuits even when the Plc is no longer the only logical (IC) judgement functions also have data processing, PID conditioning and data munications functions. International Electrotechnical Commission (IEC) standards promulgated programmable controller for programmable controller draft made the following definition : programmable controller is a digital electronic puters operating system, specifically for applications in the indu