基于PLC控制的變頻恒壓供水系統(tǒng)1.doc

安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書基于PLC控制的變頻恒壓供水系統(tǒng)系 （部） 電氣工程系 專 業(yè) 電機(jī)與電器 班 級 電機(jī)3092 姓 名 余海平 學(xué) 號 1306093078 指導(dǎo)教師 耿 楠 2011 2012 學(xué)年第 1 學(xué)期摘要隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市建設(shè)發(fā)展十分迅速，同時(shí)也對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。城市供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個(gè)重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性直接影響到用戶的正常工作和生活。隨著人們對供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性要求的不斷提高，利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè)計(jì)出高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)供水廠復(fù)雜環(huán)境的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢。變頻恒壓供水的調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無級調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實(shí)際應(yīng)用中如何充分利用專用變頻器內(nèi)置的各種功能，對合理設(shè)計(jì)變頻恒壓供水設(shè)備、降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等有著重要意義。變頻恒壓供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設(shè)備的投資，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有無法比擬的優(yōu)勢，而且具有顯著的節(jié)能效果。目前變頻恒壓供水系統(tǒng)正向著高可靠性、全數(shù)字化微機(jī)控制、多品種系列化的方向發(fā)展。追求高度智能化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，是未來供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)中成片開發(fā)、智能樓宇、網(wǎng)絡(luò)供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢?；谧冾l器的智能恒壓供水系統(tǒng)以西門子S7-200系列PLC作為控制器，采用其擴(kuò)展模擬輸入輸出模塊EM235，利用其內(nèi)部的PID控制指令，配合MM420型號的變頻器和電機(jī)，同時(shí)用KBY壓力變送器來檢測管網(wǎng)壓力。構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。變頻調(diào)速技術(shù)是一種新型的、成熟的交流電機(jī)無級調(diào)速驅(qū)動(dòng)技術(shù)，變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。壓力變送器的作用是檢測管網(wǎng)水壓。智能PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的PID調(diào)節(jié)。PLC控制單元?jiǎng)t是泵組管理的執(zhí)行設(shè)備，同時(shí)還是變頻器的驅(qū)動(dòng)控制，根據(jù)用水量的實(shí)際變化，自動(dòng)調(diào)整輸出模擬量，進(jìn)而控制變頻器。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)通過測到的管網(wǎng)壓力，經(jīng)PLC內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算后,通過EM235模擬輸出端傳送到變頻器，調(diào)節(jié)輸出頻率，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。 關(guān)鍵詞：恒壓供水、可編程控制器、無級調(diào)速、PID控制、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)目 錄摘 要2目 錄3第一章 概 述41.1 恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展歷程41.2 恒壓供水系統(tǒng)研究的目的和意義41.3 恒壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用5第二章 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案62.1 恒壓供水系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)62.2 變頻恒壓供水原理7第三章 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)83.1 系統(tǒng)中硬件電路構(gòu)成83.2 PLC型號選擇和系統(tǒng)硬件配置193.3 外部硬件電路設(shè)計(jì)21第四章 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)234.1 系統(tǒng)流程圖234.2軟件設(shè)計(jì)24結(jié)術(shù)語29參考文獻(xiàn)30 第一章 概述1.1 恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展歷程恒壓供水系統(tǒng)是指通過閉環(huán)控制，使供水的壓力保持恒定。早期的恒壓供水系統(tǒng)是通過閥門的開斷來控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化越來越占據(jù)主要地位。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)。在該系統(tǒng)中為了滿足供水量大小需求不同時(shí)，保證管內(nèi)壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對壓力進(jìn)行閉環(huán)控制。變頻恒壓供水是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的。在早期，由于國外生產(chǎn)的變頻器的功能主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、起制動(dòng)控制、變壓變頻比控制及各種保護(hù)功能。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)。從查閱的資料的情況來看，國外的恒壓供水工程在設(shè)計(jì)時(shí)都采用一臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式，幾乎沒有用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)多臺(tái)水泵機(jī)組運(yùn)行的情況，因而投資成本高。近年來，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動(dòng)化程度高等方面的優(yōu)點(diǎn)以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后，國外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器國內(nèi)有不少公司在做變頻恒壓供水的工程時(shí)，大多采用國外品牌的變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，水管的管內(nèi)壓力的閉環(huán)調(diào)節(jié)及多臺(tái)水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器(PLC)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn);有的采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。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)。目前在國內(nèi)外變頻調(diào)速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)中可以看出，隨著社會(huì)的發(fā)展，對于能適應(yīng)不同的用水場合，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通訊技術(shù)同時(shí)兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制的研究還是不夠的。因此，有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。1.2 恒壓供水系統(tǒng)研究的目的和意義近年來我國中小城市發(fā)展迅速，集中用水量急劇增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1990年到1998年，我國人均日生活用水量（包括城市公共設(shè)施等非生產(chǎn)用水）有175.7升增加到241.1升，增長了37.2%，與此同時(shí)我國城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。而現(xiàn)階段我國在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)比較落后，自動(dòng)化程度較低。這種情況容易造成用水高峰期時(shí)水位達(dá)不到要求，供水壓力不足；用水低峰期時(shí)供水水位超標(biāo)，壓力過高，不僅十分浪費(fèi)能源而且存在事故隱患（例如壓力過高容易造成爆管事故）。 變頻恒壓供水系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)的無級調(diào)速，可以根據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求。變頻恒壓供水系統(tǒng)被看做是今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設(shè)備投資，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)型還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有很大優(yōu)勢?；赑LC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的智能恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。因而實(shí)現(xiàn)了恒壓自動(dòng)控制。對整個(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。 1.3 恒壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用基于PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的智能恒壓供水控制系統(tǒng)，是在原有系統(tǒng)的技術(shù)改造下，提高生產(chǎn)過程的自動(dòng)化水平。使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡便，解決實(shí)際中問題，保證供水安全、快捷、可靠。該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于: 1.生產(chǎn)、生活用水，亦可用于熱水供應(yīng)，恒壓噴淋等系統(tǒng) 2.工企業(yè)、生活、生產(chǎn)供水系統(tǒng)及企業(yè)自備并改造工程，自來水廠、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)。 3.各種場合的恒壓、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)。 5.農(nóng)業(yè)排灌、園林噴淋、水景和音樂噴泉系統(tǒng) 6.賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。 另外，系統(tǒng)采用PLC控制，容易隨時(shí)修改程序，以改變工作狀況，滿足不同控制要求，有較大的靈活性和通用性，有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。第2章 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案2.1 恒壓供水系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1.1 總體方案簡介西門子S7-200型可編程控制器（SIMATIC S7-200）是模塊化中小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用；大范圍的各種功能模塊可以非常好的滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù)，各種單獨(dú)的模塊之泛組合以用于擴(kuò)展；多種的性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的I/O擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。因此，基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)以西門子S7-200系列PLC作為控制器，采用其擴(kuò)展模擬輸入輸出模塊EM235，利用其內(nèi)部的PID控制指令，配合MM420型號的變頻器和電機(jī)，同時(shí)用KBY壓力變送器來檢測管網(wǎng)壓力，與設(shè)定的壓力值進(jìn)行比較，構(gòu)成閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。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。壓力變送器的作用是檢測管網(wǎng)水壓；智能PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的PID調(diào)節(jié)；PLC控制單元?jiǎng)t是泵組管理的執(zhí)行設(shè)備，同時(shí)還是變頻器的驅(qū)動(dòng)控制，根據(jù)用水量的實(shí)際變化，自覺調(diào)節(jié)輸出模擬信號數(shù)值。改變輸入變頻器值，即實(shí)現(xiàn)其對水泵電機(jī)的無級調(diào)速。 如下圖2.1整體方框圖和圖2.2控制部分方框圖所示： 水泵電機(jī)是輸出環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)速由變頻器調(diào)節(jié)，變頻器接受PLC控制器的信號對轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，PLC控制器綜合給定和反饋信號（由PLC擴(kuò)展模擬輸入輸出模塊接受信號）后，經(jīng)過PID調(diào)節(jié)，向變頻器輸出運(yùn)轉(zhuǎn)頻率指令，壓力傳感器檢測管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為PLC控制器可接受的數(shù)字信號，進(jìn)行調(diào)節(jié)。下圖 2.2控制部分方框圖所示。PLC作為可編程控制器，協(xié)調(diào)各元件順利運(yùn)行。 圖2.1 整體方框圖 圖2.2 控制部分方框圖2.1.2 系統(tǒng)控制要求本課題來源于生產(chǎn)、生活供水的實(shí)際應(yīng)用。本系統(tǒng)主要由變頻器、可編程控制器、壓力傳感器組成。本文研究的目標(biāo)是對恒壓控制技術(shù)給予提升，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能效果進(jìn)一步提高，操作更加簡捷，故障報(bào)警及時(shí)迅速。該系統(tǒng)可以為生活和消防等供水的供水。 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，檢測水壓的大小，并將其轉(zhuǎn)化成模擬信號（電流信號）。通過PLC設(shè)定一個(gè)恒定壓力值、變頻器上限（最高頻率）和下限（最低頻率）。利用PID計(jì)算形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。當(dāng)水量發(fā)生變化時(shí)，變頻器根據(jù)管內(nèi)的壓力設(shè)定值和變頻器反饋的實(shí)際壓力值之差，經(jīng)過模擬輸入、D/A轉(zhuǎn)換、PID計(jì)算、A/D轉(zhuǎn)換、模擬輸出等對電動(dòng)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(shí)際壓力值大時(shí)，需要自動(dòng)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(shí)際壓力值小時(shí)，需要自動(dòng)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）。從而保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。2.2 變頻恒壓供水原理 該系統(tǒng)的恒壓控制采用閉環(huán)控制，在水泵的輸出管網(wǎng)中安裝一個(gè)壓力變送器，將管內(nèi)水壓轉(zhuǎn)換成15V的信號輸入PLC的擴(kuò)展模擬量輸入輸出模塊（EM235）的模擬量輸入端并經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。該數(shù)字信號與壓力給定值相比較，并經(jīng)過PID運(yùn)算，由PLC輸出控制信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換通過EM235的模擬量輸入端輸出420mA的控制信號送往變頻器，控制變頻器輸出頻率，從而控制水泵電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使水壓穩(wěn)定在設(shè)定值。在恒壓供水系統(tǒng)中，當(dāng)水量發(fā)生變化時(shí)，變頻器根據(jù)管內(nèi)的壓力設(shè)定值和變頻器反饋的實(shí)際壓力值之差，發(fā)生相應(yīng)的變化，保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。第三章 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 系統(tǒng)的硬件電路構(gòu)成本設(shè)計(jì)論文包含的硬件主要有，PLC（可編程控制器）、變頻器(MM420)、壓力傳感器、電動(dòng)機(jī)（水泵）、和PLC模擬量擴(kuò)展模塊EM2353.1.1可編程控制器（S7-200 ）1.可編程控制器（S7-200 ）原理可編程控制器（PLC）是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要有CPU、電源、存儲(chǔ)器和專門設(shè)計(jì)的輸入/輸出接口電路組成。用PLC實(shí)施控制，其實(shí)質(zhì)是按控制功能要求，通過程序按一定算法進(jìn)行輸入、輸出變換，并將這個(gè)變換給以物理實(shí)現(xiàn)，并應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場。2.可編程控制器（S7-200 ）應(yīng)用目前PLC在國內(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。PLC被稱為專為工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)，故其主要的應(yīng)用方面為:（1） 作為開關(guān)量控制。 是PLC的基本功能，得力于PLC具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算功能，可以實(shí)現(xiàn)各種簡單和復(fù)雜的邏輯運(yùn)算。（2） 模擬量控制 因?yàn)镻LC只能處理數(shù)字量，為處理溫度、壓力、流量、液位、速度等模擬量，PLC中專門配置了A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊（例如EM235），將模擬信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送PLC處理，將PLC處理后所得數(shù)字量經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成模擬量去控制被控設(shè)備（本課題是控制變頻器），來完成現(xiàn)場連續(xù)控制。（3） 閉環(huán)過程控制 PLC配置PID控制單元用來實(shí)現(xiàn)對控制現(xiàn)場的某些變量（電壓、電流、溫度、速度等）的閉環(huán)PID控制。（用課題是用自編的程序?qū)崿F(xiàn)PID閉環(huán)控制）（4） 定時(shí)/計(jì)數(shù)控制 PLC具有定時(shí)/計(jì)數(shù)控制，具有專門的功能指令。（本課題中未用該指令）（5） 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)在PLC不僅具備數(shù)字運(yùn)算（包含四則運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、浮點(diǎn)運(yùn)算）和數(shù)據(jù)傳送功能，而且還具有數(shù)據(jù)比較、轉(zhuǎn)換、通信、顯示等功能。（本課題中大量用到數(shù)據(jù)傳送可運(yùn)算功能）3.可編程控制器（S7-200 ）特點(diǎn) （1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) （2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)（3）編程方便，易于使用 （4）功能強(qiáng)，擴(kuò)展能力強(qiáng)（5）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便（6）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 （7）體積小，重量輕，能耗低 ，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 4.可編程控制器（S7-200 ）接線方式24V電源圖3.1 CPU224接線方式5.可編程控制器（S7-200 ）通訊口的引腳分配表3.1 S7-200 通訊口的引腳分配連接器針號信號1屏蔽機(jī)殼地224V返回邏輯地3RS-485信號BRS-485信號B4請求發(fā)送RTS(TTL)55V返回邏輯地6+5V+V,1000串聯(lián)電阻7+24V+24V8RS-485信號ARS-485信號A9未用選擇十位協(xié)議（輸入）連接器外殼屏蔽機(jī)殼地3.1.2變頻器(MM420) 變頻器（MM420）全稱MICROMASTER420系列變頻器1.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。該變頻器由微處理器控制，并采用絕緣柵雙極性晶體管（IGBT）作為功率輸出器件。為交-直-交變頻器，即先把頻率、電壓都固定的交流電整流成直流電，再把直流電逆變成頻率、電壓都可調(diào)的三相交流電源。該系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖為：整流電路直流中間電路 控制電路交流電源逆變電路頻率和電壓可調(diào)的交流電 圖3.2 變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)（1）整流電路交-直部分 整流電路通常由二極管或晶閘管構(gòu)成的橋式電路組成，把頻率、電壓都固定的交流電整流成直流電（2）直流中間電路部分濾波電路 根據(jù)儲(chǔ)能元件不同，濾波電路分為電容濾波和電感濾波兩種，分別構(gòu)成電壓型變頻器和電流型變頻器。 （3）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)的三相交流電源，直接控制電機(jī)。2.變頻器（MM420）參數(shù)表表3.2 變頻器常用參數(shù)參數(shù)號參數(shù)名稱DefaultLevelDSQCR0000驅(qū)動(dòng)裝置只讀參數(shù)的顯示值.2.P0003用戶的參數(shù)訪問級11CUT.P0004參數(shù)過濾器01CUT.P0010調(diào)試用的參數(shù)過濾器01CTNP3950訪問隱含的參數(shù)04CUT.P3900“快速調(diào)試結(jié)束”01CQP0970復(fù)位為工廠設(shè)定值01C.3.變頻器（MM420）應(yīng)用及特點(diǎn) 變頻器不僅可以用于標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)調(diào)速，而且可以用于其他調(diào)速電動(dòng)機(jī)，在節(jié)能、較少維修、提高產(chǎn)量、保證質(zhì)量等方面都取得良好經(jīng)濟(jì)效益。變頻器的應(yīng)用幾乎包含所有工業(yè)領(lǐng)域，如鋼鐵、有色冶金、油田、煉油、石化、化工、制藥、造紙等行業(yè)。例如在機(jī)床上，變頻器能使其選擇無級的最佳速度運(yùn)轉(zhuǎn)；在各種搬運(yùn)機(jī)械中，調(diào)節(jié)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，變頻或者工頻運(yùn)轉(zhuǎn)。4.變頻器（MM420）與電機(jī)連接方式及接線圖圖3.3 接單相電源時(shí)，變頻器與電機(jī)連接圖3.4 接三相電源時(shí)，變頻器與電機(jī)連接圖3.5 變頻器（MM420）接線圖3.1.3 KYB壓力變送器1.KYB壓力變送器工作原理 壓力傳感器是工業(yè)實(shí)踐中最為常用的一種傳感器，其廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。 壓力變送器被測介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，作用在即敏感元件的兩側(cè)隔離膜片上，通過隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測量膜片兩側(cè)。測量膜片與兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號。壓力變送器和絕對壓力變送器的工作原理和差壓變送器相同，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。A/D轉(zhuǎn)換器將解調(diào)器的電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，其值被微處理器用來判定輸入壓力值。微處理器控制變送器的工作。另外，它進(jìn)行傳感器線性化。重置測量范圍。工程單位換算、阻尼、開方，傳感器微調(diào)等運(yùn)算，以及診斷和數(shù)字通信。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。數(shù)據(jù)貯存在EEPROM內(nèi)，即使斷電也保存完整。 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(shí)，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。KYB-800KT型壓力變送器由壓力敏感部件、恒流源供電電路、信號放大處理電路組成。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(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。信號放大處理電路用于將惠斯通電橋產(chǎn)生的電壓信號線性放大處理后并轉(zhuǎn)換成0-5VDC4-20mADC等多種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化信號。2.KYB壓力變送器技術(shù)特點(diǎn) KYB-800KT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(diǎn)。主要性能特點(diǎn)（1） 穩(wěn)定性高（2） 溫度誤差小（3） 實(shí)用性強(qiáng)（4） 安裝維修方便3.KYB壓力變送器接線方式二線制電流輸出端子連接 圖3.6 二線制電流輸出端子連接三線制電流輸出端子連接 圖3.7 三線制電流輸出端子連接二線制電壓輸出端子連接圖3.8 二線制電壓輸出端子連接3.1.4 PLC模擬量擴(kuò)展模塊（EM235） EM235是常用的模擬量擴(kuò)展模塊，它具有4路模擬量輸入和一路模擬量輸出的功能。1.PLC模擬量擴(kuò)展模塊（EM235）的接線方式圖3.9 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。 對于某一模塊，只能將輸入端同時(shí)設(shè)置為一種量程和格式，即相同的量程和分辨率。2.PLC模擬量擴(kuò)展模塊（EM235）的技術(shù)參數(shù)常用技術(shù)參數(shù)： 表3.3 PLC模擬量擴(kuò)展模塊（EM235）常用技術(shù)參數(shù)：模擬量輸入特性模擬量輸入點(diǎn)數(shù)4 輸入范圍電壓（單極性）010V、05V、01V、0500mV、0100mV、050mV電壓（雙極性）10V、5V、2.5V、1V、500VmV、250mV、100mV、50mV、25mV電流020mA數(shù)據(jù)字格式單極性 全量程范圍-32000+32000雙極性 全量程范圍032000分辨率12位A/D轉(zhuǎn)換器模擬量輸出特征模擬量輸出點(diǎn)數(shù)1信號范圍電壓輸出10V電流輸出020mA數(shù)據(jù)字格式電壓 -32000+32000電流 032000分辨率電流電壓 12位電流11位 表3.4 EM235擴(kuò)展模塊開關(guān)設(shè)置SW1SW2SW3SW4SW5SW6單極性O(shè)N雙極性O(shè)FFOFFOFFX1OFFONX10ONOFFX100ONON無效ONOFFOFF0.8OFFONOFF0.4OFFOFFON0.2 上表說明如何用DPI開關(guān)設(shè)置EM235擴(kuò)展模塊，開關(guān)1到6可選擇輸入模擬量的單/雙極性、增益和衰減。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(shí)，模擬量輸入為單極性輸入，SW6為OFF時(shí)，模擬量輸入為雙極性輸入。SW4和SW5決定輸入模擬量的增益選擇，而SW1,SW2,SW3共同決定了模擬量的衰減選擇。根據(jù)表3.5可得所有的輸入設(shè)備如下表表3. 5 EM235擴(kuò)展模塊所有的輸入設(shè)備單極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON050mV12.5uVOFFONOFFONOFFON0100mV25uVONOFFOFFOFFONON0500mV125uVOFFONOFFOFFONON01V250uVONOFFOFFOFFOFFON05V1.25mVONOFFOFFOFFOFFON020mA5uVOFFONOFFOFFOFFON010V2.5mV雙極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFOFF25mV12.5uVOFFONOFFONOFFOFF 50mV、25uVOFFOFFONONONOFF 100mV50uVONOFFOFFOFFONOFF 250mV、125uVOFFONOFFOFFOFFOFF500VmV250uVOFFOFFONOFFOFFOFF1V500uVONOFFOFFOFFOFFOFF2.5V1.25mAOFFONOFFOFFOFFOFF5V2.5mAOFFOFFONOFFOFFOFF10V 5mA 3.PLC模擬量擴(kuò)展模塊（EM235）輸入數(shù)據(jù)字格式圖3.10 12位數(shù)據(jù)值在CPU的模擬量輸入字中的位置圖3.11 12位數(shù)據(jù)值在CPU的模擬量輸出字中的位置 3.1.5 PID閉環(huán)控制模塊PID控制器是比例-積分-微分控制(Proportional-Integral-De-rivative)的簡稱。其優(yōu)點(diǎn)是不需要精確的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，有較強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性，而且PID控制器的結(jié)構(gòu)典型、程序設(shè)計(jì)簡單、工程上易于實(shí)現(xiàn)、參數(shù)調(diào)整方便。1.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。圖3.12 PID閉環(huán)控制系統(tǒng)原理圖 其中是sp(t)給定值、pv(t)是反饋量，由壓力變送器測得。C(t)為輸出。PID控制器的輸入輸出關(guān)系為 （3-1） 式中e(t)=sp(t)-pv(t)稱為偏差值，M(t)為PID控制器的輸出，Kp為比例系數(shù)，回路增益Kc、采樣時(shí)間Ts、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD。 微分用差分代替，積分用求和代替。則數(shù)字化的PID計(jì)算為（3-2）可得：為微分系數(shù)。（3-3）2.PLC實(shí)現(xiàn)PID控制的方式 用PLC對模擬量進(jìn)行PID控制大致有如下幾種方法： (1) 使用PID過程控制模塊：這種模塊的PID控制程序是PLC廠家設(shè)計(jì)的，并放在模塊中，用戶使用時(shí)只需要設(shè)置一些參數(shù)，使用起來非常方便。 (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。如S7-200的PID指令 (3) 用自編的程序?qū)崿F(xiàn)PID閉環(huán)控制：在沒有PID過程控制模塊和功能指令的情況下，仍希望采用某種改進(jìn)的PID控制算法，此時(shí)用戶需要自己編制PID控制程序。 本設(shè)計(jì)中采用PLC的CPU為S7-200，S7-200中具有PID指令。故該設(shè)計(jì)中利用PID指令實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制。3.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。給定值通常是固定值，過程變量通常是經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換和計(jì)算后得到的被控量的實(shí)測值。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。應(yīng)用PLC的PID指令對這些量進(jìn)行運(yùn)算之前，必須將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化的浮點(diǎn)數(shù)(實(shí)數(shù))。同樣，對于PID指令的輸出，在將其送給DA轉(zhuǎn)換器之前，也需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。4.PID指令及其回路表 S7-200的PID指令如下圖所示。圖3.13 PID 指令表 指令中TBL是回路表的起始地址，LOOP是回路編號。編譯時(shí)如果指令指定的回路表起始地址或回路號超出范圍，CPU將生成編譯錯(cuò)誤(范圍錯(cuò)誤)，引起編譯失敗?；芈繁砣缦卤硭颈?.6 回路表偏移地址變量格式類型描述0過程變量雙字節(jié)數(shù)輸入應(yīng)在.0.01.0之間4給定值雙字節(jié)數(shù)輸入應(yīng)在.0.01.0之間8輸出值雙字節(jié)數(shù)輸入/輸出應(yīng)在.0.01.0之間12增益雙字節(jié)數(shù)輸入比例常數(shù)，可正可負(fù)16采樣時(shí)間雙字節(jié)數(shù)輸入單位s，必須為正20積分時(shí)間雙字節(jié)數(shù)輸入單位min，必須為正24 微分時(shí)間雙字節(jié)數(shù)輸入單位min，必須為正28上一次的積分值雙字節(jié)數(shù)輸入/輸出應(yīng)在.0.01.0之間32上一次過程變量雙字節(jié)數(shù)輸入/輸出最后一次運(yùn)算過程變量值 過程變量與給定值是PID運(yùn)算的輸入值，在回路表中他們只能被PID指令讀取而不能改寫。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0.01.0之間。 如果PID指令中的算術(shù)運(yùn)算發(fā)生錯(cuò)誤，特殊存儲(chǔ)器位SM 1.1(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(cuò)誤，在下一次執(zhí)行PID運(yùn)算之前，應(yīng)改變引起運(yùn)算錯(cuò)誤的輸入值，而不是更新輸出值。3.2 PLC型號選擇和系統(tǒng)硬件配置3.2.1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，檢測水壓的大小，并將其轉(zhuǎn)化成模擬信號（電流信號）。通過PLC設(shè)定一個(gè)恒定壓力值、變頻器上限（最低頻率）和下限（最低頻率）。利用PID計(jì)算形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。當(dāng)水量發(fā)生變化時(shí)，變頻器根據(jù)管內(nèi)的壓力設(shè)定值和變頻器反饋的實(shí)際壓力值之差，經(jīng)過模擬輸入、D/A轉(zhuǎn)換、PID計(jì)算、A/D轉(zhuǎn)換、模擬輸出等對電動(dòng)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(shí)際壓力值大時(shí)，需要自動(dòng)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(shí)際壓力值小時(shí)，需要自動(dòng)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）。從而保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。3.2.2 系統(tǒng)I/O確定 YBT壓力傳送器檢測到的管內(nèi)水壓需轉(zhuǎn)換為模擬信號輸送到PLC,同時(shí)經(jīng)過PID計(jì)算，A/D轉(zhuǎn)換后得到模擬量輸出PLC，所以系統(tǒng)需要一個(gè)模擬輸入輸出模塊。該模塊只需要一個(gè)模擬輸入模塊一個(gè)模擬輸出模塊，故選用模擬輸入輸出模塊（EM235）。根據(jù)該工作過程及控制要求可知，系統(tǒng)中只需要自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)停止、手動(dòng)啟動(dòng)、手動(dòng)停止按鍵四個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)，一個(gè)接受壓力傳感器數(shù)值的模擬輸入信號?？刂齐妱?dòng)機(jī)的是PLC提供給變頻器的模擬信號與確定電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止的一個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)。 3.2.3 PLC型號選擇，輸入輸出點(diǎn)分配 S7-200CPU22*系列PLC共有5種CPU模塊。分別是CPU221、CPU222、CPU224、CPU226及CPU226XM。其中CPU221無擴(kuò)展功能，CPU222最多能帶兩個(gè)模塊的擴(kuò)展模塊，不滿足本系統(tǒng)要求。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。故選用S7-200CPU224型號。輸入輸出點(diǎn)分配：表3.7系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)分配輸入輸出I0.0自動(dòng)啟動(dòng)Q0.0電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)I0.1自動(dòng)停止AQW0模擬量輸出I0.2手動(dòng)啟動(dòng)I0.3手動(dòng)停止AIW0模擬量輸入 表3.8輔助繼電器表格VD101壓力設(shè)定值VD112比例系數(shù)VD204頻率上限VD116采樣時(shí)間VD208頻率下限VD120積分時(shí)間VD100處理后模擬量輸入值VD124 微分時(shí)間VD250PI調(diào)節(jié)結(jié)果存儲(chǔ)單元VD108PI計(jì)算值3.3 外部硬件電路設(shè)計(jì)3.3.1 主電路圖如圖3.15所示為系統(tǒng)的主電路圖。M為電機(jī)。KM為接觸器；FR為水泵電機(jī)過載保護(hù)用的熱繼電器：QS為變頻器和泵電機(jī)主電路的隔離開關(guān)；FU為主電路的熔斷器；VVVF是通用變頻器。FUFUR S TU V WNL1L2L3KM QSVVVF 3M13FR圖3.15 主電路圖3.3.2控制電路圖圖3.16為系統(tǒng)的控制電路圖，按下按鈕啟動(dòng)或停止水泵，可根據(jù)需要控制水泵的啟動(dòng)或停止，方便排除故障用；自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)在PLC程序控制下運(yùn)行。SB1為自動(dòng)啟動(dòng)、SB2為自動(dòng)停止、SB3為手動(dòng)啟動(dòng)、SB4為手動(dòng)停止。圖3.16 控制電路圖 3.3.3 PLC外圍接線圖圖3.17 PLC外圍接線圖第四章 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，系統(tǒng)有兩種工作方式：手動(dòng)和自動(dòng)。手動(dòng)工作方式主要完成電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，以及出現(xiàn)不正常工作情況時(shí)通過手動(dòng)操作使系統(tǒng)回到初始狀態(tài)。自動(dòng)工作方式是自動(dòng)完成各個(gè)流程。KYB壓力變送器測定值 B4.1 系流程圖圖4.1 系統(tǒng)流程圖4.2 軟件設(shè)計(jì)4.2.1 電機(jī)啟動(dòng)模塊設(shè)計(jì) 電機(jī)啟動(dòng)分為自動(dòng)啟動(dòng)手動(dòng)啟動(dòng)和自動(dòng)停止手動(dòng)停止。PLC輸入端只有四個(gè)數(shù)字量輸入，一個(gè)模擬量輸入。一個(gè)模擬量輸出一個(gè)數(shù)字量輸出。其數(shù)字量輸入輸出部分： 圖4.2 數(shù)字量輸入輸出部分程序圖4.2.2 PID控制模塊軟件設(shè)計(jì)1.回路輸入的轉(zhuǎn)換(AD)首先，將給定值或AD轉(zhuǎn)換后得到的整數(shù)值由16位整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)，可以用下面的程序?qū)崿F(xiàn)這種轉(zhuǎn)換：XORD AC0,AC0 /清除累加器MOVW AIW0,AC0 /將待轉(zhuǎn)換的模擬量存入累加器LDW=AC0,0 /如果模擬量為正DTR AC0,AC0 /直接轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù)NOP /否則ORD 16#FFFF0000,AC0 /將AC0內(nèi)數(shù)值進(jìn)行符號位擴(kuò)展成32位負(fù)數(shù)LBL 0DTR AC0,AC0 /將32位整數(shù)轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù)然后，將實(shí)數(shù)進(jìn)一步轉(zhuǎn)換成0.01.0之間的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)，可用下式對給定值及過程變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化： (4-1）式中：RNorm為標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)數(shù)值；RRaw為標(biāo)準(zhǔn)化前的值；offset為偏移量，對單極性變量為0.0，對雙極性變量為0.5；Span為取值范圍，等于變量的最大值減去最小值，單極性變量的典型值為32 000，雙極性變量的典型值為64 000。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0.01.0之間的實(shí)數(shù)的轉(zhuǎn)換程序?yàn)椋?R 64000.0,AC0/將累加器中的實(shí)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化 +R 0.5,AC0、加上偏移量，使其在0.0-1.0之間 MOVR AC0,VD100/將標(biāo)準(zhǔn)化的值存入回路表中2.回路輸出的轉(zhuǎn)換(DA) 回路輸出即PID控制器的輸出，它是標(biāo)準(zhǔn)化的0.01.0之間的實(shí)數(shù)。將回路輸出送給DA轉(zhuǎn)換器之前，必須轉(zhuǎn)換成16位二進(jìn)制數(shù)，這一過程是將pv與sp轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值的逆過程。用下面的下式將回路輸出轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)： （4-2）式中，RScal是回路輸出對應(yīng)的實(shí)數(shù)值；Mn是回路輸出標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)數(shù)值。將回路輸出轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的實(shí)數(shù)的程序?yàn)椋?MOVR VD108,AC0 /將回路輸出送入累加器 R 64000.0,AC0 /單極性變量乘以32000.0將代表回路輸出的實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)化為16位整數(shù)的指令為： ROUND AC0,AC0 /將實(shí)數(shù)轉(zhuǎn)化為32位整數(shù) MOVW AC0,AQW0 /將16為整數(shù)寫入模擬輸出（D/A）寄存器3.PID計(jì)算 因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)中利用PID指令實(shí)現(xiàn)PID閉環(huán)控制。所以在軟件設(shè)計(jì)中，只需要設(shè)定PID中控制器參數(shù)初值如壓力設(shè)定值、回路增益Kc、采樣時(shí)間Ts、積分時(shí)間TI、微分時(shí)間TD等。使用PID指令，在自動(dòng)方式下運(yùn)行。4.2.3 整體軟件設(shè)計(jì)（整體程序） / 電動(dòng)機(jī)的停、轉(zhuǎn) /初始化程序 上限VD204=1800；下限VD208=22400； 比例系數(shù)VD112=0.25；采樣時(shí)間VD1160=2；積分時(shí)間VD120=30； 微分時(shí)間VD124=0；采用PI調(diào)節(jié)器，壓力設(shè)定值VD101=0.7/整數(shù)至雙整數(shù)，雙整數(shù)至實(shí)數(shù)，實(shí)數(shù)相除，實(shí)數(shù)傳送等一系列轉(zhuǎn)換，將輸入模擬量轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化的浮點(diǎn)數(shù)(實(shí)數(shù))。/ 設(shè)定值與實(shí)際值比較， 起始位置VB100 回路號0 。實(shí)現(xiàn)PI計(jì)算/PI計(jì)算值與頻率的上下限值進(jìn)行比較，判斷出進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換值/ 實(shí)數(shù)相乘 ，取舍， 雙整數(shù)變整數(shù) ，字傳送。實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換圖4.3 程序設(shè)計(jì)梯形結(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。用變頻器和PLC來實(shí)現(xiàn)恒壓供水，與其它供水方式相比較而言，其優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。節(jié)能效果十分顯著，啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)電流小，避免了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)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(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)。供水控制系統(tǒng)提高了的供水質(zhì)量。各項(xiàng)控制指標(biāo)達(dá)到了用戶的要求。 通過對變頻調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展歷程、在國內(nèi)外發(fā)展趨勢的了解，確定了設(shè)計(jì)的方向。在實(shí)習(xí)調(diào)查中，提出解決該設(shè)計(jì)的思路及方法，結(jié)合社會(huì)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。 通過本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對基于變頻器的恒壓供水系統(tǒng)有了深入的理解。根據(jù)恒壓供水的原理，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了MM420變頻器、S7-200 PLC、EM235、PID控制、KYB壓力變送器等器件的原理及應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中采用最簡單的順序控制利用可編程控制器PLC和變頻器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。當(dāng)水量發(fā)生變化時(shí)，變頻器根據(jù)管內(nèi)的壓力設(shè)定值和變頻器反饋的實(shí)際壓力值之差，經(jīng)過模擬輸入、D/A轉(zhuǎn)換、PID計(jì)算、A/D轉(zhuǎn)換、模擬輸出等對電動(dòng)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(shí)際壓力值大時(shí)，需要自動(dòng)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(shí)際壓力值小時(shí)，需要自動(dòng)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）。從而保證管網(wǎng)壓力穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓供水。 參考文獻(xiàn)1張宏林,PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實(shí)踐,北京:人民郵電出版社,2008.72海心、馬銀忠、劉樹青，西門子PLC開發(fā)入門與典型實(shí)例,北京:人民郵電出版社,2009.23張萬忠,可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)例（西門子S7-200系列）,北京：中國電力出版社,20044張發(fā)玉,可編程控制器應(yīng)用技術(shù),西安:西安電子科技大學(xué)出版社，20065鄒金慧,可編程控制器及其系統(tǒng),重慶:重慶大學(xué)出版社,20026王永華,現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù),北京:被金華航空航天大學(xué)出版社,20037王衛(wèi)星、傅立思、孫耀杰,可編程控制器原理及應(yīng)用,北京:中國水利電力出版社,20028肖朋生、張文、王建輝,變頻器及其控制系統(tǒng),北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008 袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節(jié)膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀