變頻恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘要基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)以西門(mén)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(hào)的變頻器和電機(jī)，同時(shí)用KBY壓力變送器來(lái)檢測(cè)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(wú)級(jí)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(wú)級(jí)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(cè)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(guò)測(cè)到的管

2、網(wǎng)壓力，經(jīng)PLC內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器運(yùn)算后,通過(guò)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(wú)級(jí)調(diào)速、PID控制、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、 目錄1 緒論11.1 恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展歷程11.2 恒壓供水系統(tǒng)研究的目的和意義21.3 恒壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用32 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案42.2 恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)42.3 變頻恒壓供水原理63 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)73.1 系統(tǒng)中硬件電路構(gòu)成73.2 PLC型號(hào)選擇和系統(tǒng)硬件配置203.3 外部硬件電路設(shè)計(jì)224 基于變頻器的智能恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)244.1 系

3、統(tǒng)流程圖244.2軟件設(shè)計(jì)25結(jié)術(shù)語(yǔ)31致謝詞32參考文獻(xiàn)331 緒論 變頻恒壓供水系統(tǒng)成為現(xiàn)在建筑中普遍采用的一種水處理系統(tǒng)。隨著社會(huì)和變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展和人們節(jié)水節(jié)能意識(shí)的不斷增強(qiáng)，變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能特性使得其越來(lái)越廣泛用于工廠、住宅、高層建筑的生活及消防供水系統(tǒng)。恒壓供水是指用戶端在任何時(shí)候，不管用水量的大小，總能保持網(wǎng)管中水壓的基本恒定。同時(shí)要保證供水的可靠性和安全性?；谧冾l器的智能恒壓供水系統(tǒng)利用PLC、傳感器、變頻器及水泵組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水塔供水控制系統(tǒng)，既保證了供水質(zhì)量又豐富了系統(tǒng)的控制功能，提高系統(tǒng)可靠性，達(dá)到節(jié)水節(jié)能的效果。1.1 恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展歷程恒壓供

4、水系統(tǒng)是指通過(guò)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(guò)閥門(mén)的開(kāi)斷來(lái)控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化越來(lái)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(duì)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(lái)的。在早期，由于國(guó)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(lái)看，國(guó)外的恒壓供水工程在設(shè)計(jì)時(shí)都

5、采用一臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式，幾乎沒(méi)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(lái)，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(guó)外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開(kāi)始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器國(guó)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(guó)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

6、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(guó)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(duì)于能適應(yīng)不同的用水場(chǎng)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(lái)我國(guó)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(guó)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(zhǎng)了37.2%，與此同時(shí)我國(guó)城市家庭人均日生

7、活用水量也在逐年提高。而現(xiàn)階段我國(guó)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(guò)高，不僅十分浪費(fèi)能源而且存在事故隱患（例如壓力過(guò)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(wú)級(jí)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(guò)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(shì)?；赑LC

8、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(duì)整個(gè)供水過(guò)程來(lái)說(shuō)，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(guò)程的自動(dòng)化水平。使系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，解決實(shí)際中問(wèn)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)、

9、生活、生產(chǎn)供水系統(tǒng)及企業(yè)自備并改造工程，自來(lái)水廠、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)。（3） 各種場(chǎng)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(lè)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。2 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(jiǎn)介西門(mén)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

10、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(mén)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(hào)的變頻器和電機(jī)，同時(shí)用KBY壓力變送器來(lái)檢測(cè)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(wú)級(jí)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

11、檢測(cè)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(jué)調(diào)節(jié)輸出模擬信號(hào)數(shù)值。改變輸入變頻器值，即實(shí)現(xiàn)其對(duì)水泵電機(jī)的無(wú)級(jí)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(hào)對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，PLC控制器綜合給定和反饋信號(hào)（由PLC擴(kuò)展模擬輸入輸出模塊接受信號(hào)）后，經(jīng)過(guò)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(cè)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(hào)，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

12、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(lái)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(duì)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(jiǎn)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(cè)水壓的大小，并將其轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)（電流信號(hào)）。通過(guò)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

13、饋的實(shí)際壓力值之差，經(jīng)過(guò)模擬輸入、D/A轉(zhuǎn)換、PID計(jì)算、A/D轉(zhuǎn)換、模擬輸出等對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)管內(nèi)所測(cè)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(cè)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(hào)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(guò)A/D轉(zhuǎn)

14、換將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。該數(shù)字信號(hào)與壓力給定值相比較，并經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算，由PLC輸出控制信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換通過(guò)EM235的模擬量輸入端輸出420mA的控制信號(hào)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。3 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（

15、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(lái)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(guò)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(guò)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(mén)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(guò)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(chǎng)。（2） 可編程控制器（S7-200 ）應(yīng)用目前PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、水泥、石油、化

16、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(kāi)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(jiǎn)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(mén)配置了A/D、D/A轉(zhuǎn)換模塊（例如EM235），將模擬信號(hào)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(lái)完成現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)控制。（3） 閉環(huán)過(guò)程控制 PLC配置PID控制單元用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)控制現(xiàn)場(chǎng)的某些變量（電壓、電流、溫度、速

17、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(mén)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

18、 （7）體積小，重量輕，能耗低 ，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 （四） 可編程控制器（S7-200 ）接線方式24V電源圖3.1 CPU224接線方式（五） 可編程控制器（S7-200 ）通訊口的引腳分配連接器針號(hào)信號(hào)1屏蔽機(jī)殼地224V返回邏輯地3RS-485信號(hào)BRS-485信號(hào)B4請(qǐng)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(hào)ARS-485信號(hào)A9未用選擇十位協(xié)議（輸入）連接器外殼屏蔽機(jī)殼地表3.1 S7-200 通訊口的引腳分配3.1.2變頻器(MM420) 變頻器（MM420）全稱MICROMASTER420系列變頻器（一）變頻器（M

19、M420）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

20、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)。（二）變頻器（MM420）參數(shù)表參數(shù)號(hào)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(wèn)級(jí)11CUT.P0004參數(shù)過(guò)濾器01CUT.P0010調(diào)試用的參數(shù)過(guò)濾器01CTNP3950訪問(wèn)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.表3.2 變頻器常用參（三）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

21、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(wú)級(jí)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)。（四）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（一） 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

22、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(cè)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(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。測(cè)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(cè)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(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成與壓力成正比的信號(hào)。壓力變送器和絕對(duì)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(hào)，其值被微處理器用來(lái)判定輸入壓力值。

23、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(cè)量范圍。工程單位換算、阻尼、開(kāi)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(lái)的并經(jīng)校正過(guò)的數(shù)字信號(hào)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(hào)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(hào)處理電路將其放大，并轉(zhuǎn)換為與輸入壓力成線性對(duì)應(yīng)關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號(hào)。KYB-800KT型壓力變送器由壓力敏感部件、恒流源供電電路、信號(hào)放大處理電路組成。壓力敏感部件采用國(guó)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)

24、合在一起，上面硅片通過(guò)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(hào)放大處理電路用于將惠斯通電橋產(chǎn)生的電壓信號(hào)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(hào)。（二） KYB壓力變送器技術(shù)特點(diǎn) KYB-800KT系列產(chǎn)品采用國(guó)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?。?） 實(shí)用性強(qiáng)（4） 安裝維修方便（三） KYB壓力變送器接線方式二線制電流輸出端

25、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。（一） 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(duì)于電壓信號(hào)，按正負(fù)直接接入和；對(duì)于電流信號(hào)將R和+短接后接入電流輸入信號(hào)的“+”端；未連接傳感器的通道要將和短接。 對(duì)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。（二） PLC模擬量擴(kuò)展模塊（

26、EM235）的技術(shù)參數(shù)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(hào)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 分辨率電流電壓 12位電流11位 表3.3 PLC模擬量擴(kuò)展模塊（EM235）常用技術(shù)參數(shù)：EM235開(kāi)關(guān)單/雙極性選擇S

27、W1SW2SW3SW4SW5SW6單極性O(shè)N雙極性O(shè)FFOFFOFFX1OFFONX10ONOFFX100ONON無(wú)效ONOFFOFF0.8OFFONOFF0.4OFFOFFON0.2表3.4 EM235擴(kuò)展模塊開(kāi)關(guān)設(shè)置 上表說(shuō)明如何用DPI開(kāi)關(guān)設(shè)置EM235擴(kuò)展模塊，開(kāi)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(kāi)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 如下表單極性滿量程

28、輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON050mV12.5uVOFFONOFFONOFFON0100mV25uVONOFFOFFOFFONON0500mV125uVOFFONOFFOFFONON01V250uVONOFFOFFOFFOFFON05V1.25mVONOFFOFFOFFOFFON020mA5uVOFFONOFFOFFOFFON010V2.5mV雙極性滿量程輸入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFOFF25mV12.5uVOFFONOFFONOFFOFF 50mV、25uVOFFOFFONONONOFF 100mV5

29、0uVONOFFOFFOFFONOFF 250mV、125uVOFFONOFFOFFOFFOFF500VmV250uVOFFOFFONOFFOFFOFF1V500uVONOFFOFFOFFOFFOFF2.5V1.25mAOFFONOFFOFFOFFOFF5V2.5mAOFFOFFONOFFOFFOFF10V 5mA表3. 5 EM235擴(kuò)展模塊所有的輸入設(shè)備 （三） 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(Pro

30、portional-Integral-De-rivative)的簡(jiǎn)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(jiǎn)單、工程上易于實(shí)現(xiàn)、參數(shù)調(diào)整方便。（一） 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(cè)得。C(t)為輸出。PID控制器的輸入輸出關(guān)系為式中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。CPU只處理數(shù)字信號(hào)，故必須經(jīng)過(guò)

31、轉(zhuǎn)換，采樣時(shí)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。則數(shù)字化的PID計(jì)算為可寫(xiě)成可得：為微分系數(shù)（二） PLC實(shí)現(xiàn)PID控制的方式 用PLC對(duì)模擬量進(jìn)行PID控制大致有如下幾種方法： (1) 使用PID過(guò)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(lái)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(guò)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(méi)有PID過(guò)程控

32、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。（三） 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(guò)程變量pv。給定值通常是固定值，過(guò)程變量通常是經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換和計(jì)算后得到的被控量的實(shí)測(cè)值。給定值和過(guò)程變量都是和被控對(duì)象有關(guān)的值，對(duì)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(duì)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(duì)于PID指令的輸出，在將其送給DA轉(zhuǎn)換器之前

33、，也需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 （四） 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(hào)。編譯時(shí)如果指令指定的回路表起始地址或回路號(hào)超出范圍，CPU將生成編譯錯(cuò)誤(范圍錯(cuò)誤)，引起編譯失敗。PID指令對(duì)回路表中的某些輸入值不進(jìn)行范圍檢查，應(yīng)保證過(guò)程變量、定值等不超限?；芈繁砣缦卤硭酒频刂纷兞扛袷筋愋兔枋?過(guò)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

34、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(guò)程變量雙字節(jié)數(shù)輸入/輸出最后一次運(yùn)算過(guò)程變量值表3.6 回路表 過(guò)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(xiě)。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 PL

35、C型號(hào)選擇和系統(tǒng)硬件配置3.2.1變頻調(diào)速工作過(guò)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(cè)水壓的大小，并將其轉(zhuǎn)化成模擬信號(hào)（電流信號(hào)）。通過(guò)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(guò)模擬輸入、D/A轉(zhuǎn)換、PID計(jì)算、A/D轉(zhuǎn)換、模擬輸出等對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)管內(nèi)所測(cè)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(cè)壓力值比實(shí)際壓力值小時(shí)，

36、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(cè)到的管內(nèi)水壓需轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸送到PLC,同時(shí)經(jīng)過(guò)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(guò)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(hào)?？刂齐妱?dòng)機(jī)的是PLC提供給變頻器的模擬信號(hào)與確定電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)

37、或停止的一個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)。 3.2.3 PLC型號(hào)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(wú)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(hào)。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3.7系統(tǒng)輸入輸出

38、點(diǎn)分配輔助繼電器表格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)算值表3.8輔助繼電器表格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(guò)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(kāi)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

39、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3. 17 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(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(guò)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(cè)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)

40、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4.3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) （一） 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(hào)位擴(kuò)

41、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(duì)給定值及過(guò)程變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化：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(duì)單極性變量為0.0，對(duì)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

42、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 （二） 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(guò)程是將pv與sp轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值的逆過(guò)程。用下面的下式將回路輸出轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)：式中，RScal是回路輸出對(duì)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(duì)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

43、 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(xiě)入模擬輸出（D/A）寄存器（三） 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V

44、D101=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(hào)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4.4 程序設(shè)計(jì)梯形結(jié)束語(yǔ) 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(lái)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(duì)電網(wǎng)的沖擊，延長(zhǎng)了泵和閥門(mén)等的使用壽命，消除了啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘

45、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(guò)對(duì)變頻調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展歷程、在國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)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(shì)，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(guò)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)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(jiǎn)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(guò)模擬輸入

46、、D/A轉(zhuǎn)換、PID計(jì)算、A/D轉(zhuǎn)換、模擬輸出等對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)管內(nèi)所測(cè)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(cè)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。 致謝詞首先要感謝我的大學(xué)老師們，特別是李文宏老師，李老師在教我知識(shí)的同時(shí)給我創(chuàng)造了一個(gè)和諧自由的設(shè)計(jì)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。在我做設(shè)計(jì)期間，他盡心盡責(zé)的指導(dǎo)我，引導(dǎo)我，每當(dāng)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到困難

47、時(shí)，給予我莫大的支持和幫助，讓我一步步前進(jìn)。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(jì)。學(xué)習(xí)上，給我指導(dǎo)。特別是遇到難題時(shí)，與他們談?wù)撨^(guò)程中，使知識(shí)更深的印到腦海中。在老師引導(dǎo)下，能最快的無(wú)意間解決一直困惑的難題。最后要感謝學(xué)校給我們畢業(yè)生提供設(shè)計(jì)的環(huán)境，實(shí)習(xí)的地點(diǎn)，讓我們?cè)诋厴I(yè)的一學(xué)期中不僅學(xué)習(xí)知識(shí)，也學(xué)習(xí)了在社會(huì)中生存的法則。為我們畢業(yè)后踏入社會(huì)奠定基礎(chǔ)。感謝我的家人，感謝他們對(duì)我精神上的鼓勵(lì)、生活上的關(guān)心和支持，讓我安心設(shè)計(jì)，無(wú)后顧之憂。參考文獻(xiàn)1張宏林,PLC應(yīng)用開(kāi)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(shù)青，西門(mén)子PLC開(kāi)發(fā)入門(mén)與典型實(shí)例,北京:人民郵電