【基于PLC的頻率變換速度供水系統(tǒng)設(shè)計（附主程序梯形圖）13000字】

基于PLC的頻率變換速度供水系統(tǒng)設(shè)計摘要本文基于我國城市社區(qū)供水需求，設(shè)計了基于PLC的頻率變換速度供水系統(tǒng)，并利用組織狀態(tài)軟件開發(fā)了良好的運行管理接口。該系統(tǒng)由3臺泵構(gòu)成，這是頻率變換循環(huán)的動作模式。逆變器控制三次泵發(fā)動機的啟動和轉(zhuǎn)換。操作開關(guān)遵循“先啟動，后控制”的原則，采用“先停止”的方式。壓力傳感器檢測當(dāng)前的水壓信號，比較PLC和PID控制值，檢查頻率變換器的輸出電壓和頻率，改變泵的旋轉(zhuǎn)數(shù)來變更供水量，最后使管道的壓力穩(wěn)定在設(shè)定值附近，監(jiān)視系統(tǒng)，顯示執(zhí)行的動態(tài)狀態(tài)要求數(shù)據(jù)和警報。。關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速，恒壓供水，PLC目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1緒論 11.1課題的提出 11.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31.3PLC概述 51.4本課題的主要研究內(nèi)容 72系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定 82.1變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論分析 82.2變頻恒壓供水系統(tǒng)控制方案的確定 113系統(tǒng)的硬件設(shè)計 193.1系統(tǒng)主要設(shè)備的選型 193.2系統(tǒng)主電路分析及其設(shè)計 233.3系統(tǒng)控制電路分析及其設(shè)計 253.4PLC的I/O端口分配及外圍接線圖 284系統(tǒng)的軟件設(shè)計 324.1系統(tǒng)軟件設(shè)計分析 324.2PLC程序設(shè)計 344.3PID控制器參數(shù)整定 415結(jié)束語 48參考文獻(xiàn) 50附錄主程序梯形圖 53PAGE11緒論1.1課題的提出工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)水等技術(shù)自古以來就有，自動化程度相對較低。城市各類居住區(qū)的建設(shè)正在快速發(fā)展。另外，對于居住區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，也提出了更高的要求。供水的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性直接影響了社區(qū)居民的正常工作和生活，直接反映了社區(qū)的房地產(chǎn)管理水平。傳統(tǒng)住宅區(qū)的供水方式是通過定速泵的加壓供水、氣壓汽缸供水、高池蓄水、油壓連接、電池的摩擦速度調(diào)節(jié)供水等，是宏處理器的頻率調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。其優(yōu)點和缺點如下。（1）泵的增減主要是人工的，自動化程度較低。為了供應(yīng)水，A單元經(jīng)常充滿電，不僅效率低，而且能耗高，而且當(dāng)水量較低時，供水管網(wǎng)長期運行過多，造成嚴(yán)重爆炸損失發(fā)動機的硬啟動容易產(chǎn)生錘的效果和水的破壞性，目前很少使用。使排氣壓不必要增加，增加浪費，限制了發(fā)展。（3）高水塔水庫供水控制簡單，運行合理，有短期維護(hù)和停電不中斷供水的優(yōu)點。（4）效率低，改造不舒適。那個只能用一次行程驅(qū)動。需要經(jīng)常維護(hù)。這個實用新型價格便宜，構(gòu)造簡單，修理方便。（5）宏處理器的頻率轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)也可以實現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)換控制，基于VVVF技術(shù)的通用變壓器已在美國、日本、德國、日本等地發(fā)售并廣泛使用。在我國，60%的發(fā)電量是由發(fā)動機消耗的。因此，如何利用發(fā)動機的轉(zhuǎn)速控制技術(shù)來改變發(fā)動機的運行方式，以達(dá)到節(jié)電目的，受到國家和行業(yè)的重視。我國工廠和科學(xué)研究院從事變速技術(shù)工作，但變速技術(shù)開發(fā)的變速產(chǎn)品與國際市場的同類產(chǎn)品相比還有很大的技術(shù)差距。隨著經(jīng)濟開放和高速發(fā)展，我國直接從發(fā)達(dá)國家進(jìn)口了現(xiàn)有的調(diào)頻設(shè)備，并將國內(nèi)外設(shè)備相結(jié)合。也就是說，自己設(shè)計制造的成套設(shè)備系列采用海外或合資引進(jìn)的先進(jìn)的頻率轉(zhuǎn)換速度調(diào)整設(shè)備，開發(fā)自己的應(yīng)用軟件，為國家的大規(guī)模項目提供電信控制系統(tǒng)的解決方案。滿足社會需求，雖然內(nèi)部的變頻技術(shù)取得了良好的效果，seguenti:Insecondo可以減少電網(wǎng)電流和管道系統(tǒng)在位置、啟動和關(guān)閉之間的水壓影響。第三，可以減少泵和發(fā)動機本身的機械沖擊損失?；赑LC和頻率變換技術(shù)的恒壓供水系統(tǒng)集成了頻率變換技術(shù)，供水系統(tǒng)的利用提高了供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，系統(tǒng)具有良好的節(jié)能效果。有減少能源消耗等重要的現(xiàn)實意義。。1.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1變頻調(diào)速技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展與現(xiàn)狀基于VVVF技術(shù)的通用變壓器已在美國、日本、德國、日本等地發(fā)售并廣泛使用。在我國，60%的發(fā)電量是由發(fā)動機消耗的。因此，如何利用發(fā)動機的轉(zhuǎn)速控制技術(shù)來改變發(fā)動機的運行方式，以達(dá)到節(jié)電目的，受到國家和行業(yè)的重視。我國工廠和科學(xué)研究院從事變速技術(shù)工作，但變速技術(shù)開發(fā)的變速產(chǎn)品與國際市場的同類產(chǎn)品相比還有很大的技術(shù)差距。隨著經(jīng)濟開放和高速發(fā)展，我國直接從發(fā)達(dá)國家進(jìn)口了現(xiàn)有的調(diào)頻設(shè)備，并將國內(nèi)外設(shè)備相結(jié)合。也就是說，自己設(shè)計制造的成套設(shè)備系列采用海外或合資引進(jìn)的先進(jìn)的頻率轉(zhuǎn)換速度調(diào)整設(shè)備，開發(fā)自己的應(yīng)用軟件，為國家的大規(guī)模項目提供電信控制系統(tǒng)的解決方案。滿足社會需求，雖然內(nèi)部的變頻技術(shù)取得了良好的效果，但總體來看。1.2.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內(nèi)外研究與現(xiàn)狀隨著頻率變換速度調(diào)整技術(shù)的發(fā)展，頻率變換器的恒壓進(jìn)水逐漸發(fā)展起來。在初始階段，海上頻率轉(zhuǎn)換器的功能主要限于頻率轉(zhuǎn)換速度、指令和控制速度，包括正反轉(zhuǎn)控制、啟動控制、制動控制、頻率轉(zhuǎn)換速度和各種保護(hù)功能，頻率轉(zhuǎn)換器僅作為執(zhí)行機構(gòu)，以滿足不同的供水需求在頻率轉(zhuǎn)換器外設(shè)置壓力控制器和壓力傳感器。為了控制閉路壓力，發(fā)現(xiàn)了頻率轉(zhuǎn)換器恒壓供水系統(tǒng)，認(rèn)識到了穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。國外很多逆變器廠商都非常重視具有恒壓供水功能的頻率轉(zhuǎn)換器。例如，日本Mitsuki公司的恒壓供水系統(tǒng)有兩種基本的銷售方式。集成PID控制器、PLC等硬件可編程控制器，通過設(shè)定控制代碼來實現(xiàn)諸如PLC、PID等電氣控制系統(tǒng)的功能，如果有恒壓供水裝置這個引擎可以形成最多7臺單元的供水系統(tǒng)。系統(tǒng)的動態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，其它監(jiān)控系統(tǒng)（BA等）與多軟件之間的數(shù)據(jù)通信困難，容量受負(fù)載限制?，F(xiàn)在很多國有企業(yè)正在進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換器的恒壓供水工程。大部分用海外的頻率變換器控制泵的旋轉(zhuǎn)速度，用閉路管調(diào)整壓力，控制不同的泵的循環(huán)，從微機到相應(yīng)的軟件去宏處理器。動態(tài)性能、穩(wěn)定性、原電力公司深圳華為和成都希望集團也推出了一個專用的頻率轉(zhuǎn)換器（5.5kW~22KW）。由于恒壓進(jìn)水，不需要外部PLC和頻率轉(zhuǎn)換器PID控制器，最大限度完成4臺泵的周期切換、時間啟動、時間停止和時間循環(huán)。逆變器集成了閉環(huán)控制和邏輯電路控制功能。那個輸出接口限制負(fù)荷能力。此外，由于操作不順利，因此不具備數(shù)據(jù)通信功能。適合控制要求低的小型加油站。研究頻率變換速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的閉環(huán)水壓控制，考慮到系統(tǒng)的電磁兼容性（EMC）不足，為了應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實踐，需要進(jìn)一步提高頻率變換器恒壓供水系統(tǒng)的性能。1.3PLC概述1.3.1可編程控制器的定義可編程控制器（PLC）是基于計算機技術(shù)的新工業(yè)控制裝置，是1987年國際電工委員會發(fā)表的標(biāo)準(zhǔn)PLC項目，PLC的定義如下。PLC及其外圍設(shè)備的設(shè)計應(yīng)當(dāng)遵循與工業(yè)控制系統(tǒng)的組合和功能擴展容易的原則。1.3.2PLC的開發(fā)和應(yīng)用1999年數(shù)碼機械公司（DEC）開發(fā)了世界上第一個PLC。設(shè)備條件和計算機的發(fā)展水平是有限的。原來的PLC主要由分立元件和中小集成電路構(gòu)成。適用于完成具有計算機特性的工業(yè)控制裝置的使用，以及技術(shù)人員和家屬人員使用繼電器系統(tǒng)和接觸器。PLC主要采用與繼電器電路圖相似的比例圖作為編程語言。計數(shù)器存儲器中計算和處理所涉及的部分叫做繼電器。PLC結(jié)合了微機技術(shù)和傳統(tǒng)的控制思想。20世紀(jì)70年代后期PLC進(jìn)入實用化發(fā)展階段，編程控制器完全導(dǎo)入了計算機技術(shù)，其功能得到了跳躍和限制的提高，體積非常小。對工業(yè)設(shè)計的干涉更值得信賴。模擬計算、計算機控制等PID功能和高價格性能在現(xiàn)代工業(yè)a中占有一席之地。高性能和產(chǎn)品系列化的特征是，這個階段的另一個特征是世界PLC生產(chǎn)國越來越多。PLC已經(jīng)進(jìn)入成熟階段。程序控制器的發(fā)展?jié)M足了現(xiàn)代工業(yè)的需要。在控制規(guī)模中，開發(fā)主機和下位機器，以控制能力設(shè)計各種專用功能單元，控制壓力、溫度、速度、流量等，在產(chǎn)品的集成能力中，生產(chǎn)各種人機接口單元和通信單元使工業(yè)控制裝置和PLC之間的通信更加便利。化工等行業(yè)、電力、建筑材料、機械、紡織、交通、文化娛樂。1.1.3西門子S7-200PLC概要西門有非常豐富的PLC品種。S7系列是以前的PLC。S7-200是小PLC。1998年更新為第二代，2004年更新為第三代。特征如下。（1）S7-200具有5種CPU模塊，最大有7個擴展模塊，可以擴展到248個數(shù)字I/O或38個模擬I/O，程序存儲和數(shù)據(jù)存儲空間達(dá)到30KB。（2）先進(jìn)的程序結(jié)構(gòu)、強大且易于使用的編程軟件。（3）靈活方便的靶打方法。（4）強大的通信功能和多個對應(yīng)的個人接口；（5）有競爭力的價格。（6）完善的在線技術(shù)援助等。1.4.本項目的主要研究內(nèi)容本項目以社區(qū)供水系統(tǒng)為控制對象，結(jié)合PLC和頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)，設(shè)計了城市社區(qū)的恒壓供水系統(tǒng)。采用遠(yuǎn)程計算機監(jiān)控和管理供水系統(tǒng)，確保了整個系統(tǒng)的可靠運行，確保了安全和節(jié)能，獲得了最佳運行工時。恒壓供水系統(tǒng)PLC主要由逆變器、可編程控制器、壓力發(fā)射器和現(xiàn)場泵組組成。完全閉環(huán)控制系統(tǒng)。本項目采用三水槽三泵，采用并聯(lián)控制方式。三臺泵中只有一臺在頻率轉(zhuǎn)換器的控制下進(jìn)行變速工作，剩下的泵都是勻速工作，PLC自動控制泵之間的切換根據(jù)測量值和給定值的偏差來計算PID。這是頻率轉(zhuǎn)換器的輸出，控制輸出頻率，調(diào)節(jié)流量，使管網(wǎng)的壓力恒定。基于以上控制要求，設(shè)計了通用控制系統(tǒng)、硬件選擇、PLC選擇、所需I/O點推測、模塊I/O選擇、系統(tǒng)硬件接線圖。包括系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖、I/O連接圖、I/O點分配、I/O分布表列表、相關(guān)軟件知識使用、測量程序設(shè)計、調(diào)整和程序修正、監(jiān)視系統(tǒng)設(shè)計。PAGE82系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定2.1變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論分析2.1.1電動機的調(diào)速原理水泵電機多采用三相異步電動機，而其轉(zhuǎn)速公式為：(2.1)式中：f表示電源頻率，p表示電動機極對數(shù)，s表示轉(zhuǎn)差率。從上式可知，三相異步電動機的調(diào)速方法有：(l)改變電源頻率(2)改變電機極對數(shù)(3)改變轉(zhuǎn)差率改變發(fā)動機轉(zhuǎn)矩偶數(shù)的速度調(diào)節(jié)方式具有控制簡單、投資少、節(jié)能效果顯著、效率高的優(yōu)點。但是，特殊的引擎需要更換。有相位調(diào)制。相位差很大。換言之，速度變化很大。偶數(shù)也有很大的變化。因此，僅適用于具有特定旋轉(zhuǎn)速度的生產(chǎn)機械，通過改變滑動的旋轉(zhuǎn)速度，可以進(jìn)行寬范圍的速度調(diào)整，因此一般采用串行速度。其最大的優(yōu)點是可以回收具有良好的節(jié)能效果和良好的速度調(diào)整性能的流量功率。但是，由于電路的復(fù)雜度，中間連接的功率損失增加[7]，成本影響其普及價值，并分析以下重點的電力調(diào)整方法和改造特征。根據(jù)該公式，當(dāng)流量變化較少時，異步引擎的旋轉(zhuǎn)頻率n與頻率f大致成比例，并且通過不斷地調(diào)整頻率，引擎的旋轉(zhuǎn)速度可以無問題地變化。隨著電子電氣技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了各種性能優(yōu)良、可信賴的頻率控制裝置，推進(jìn)了頻率轉(zhuǎn)換控制的廣泛應(yīng)用，也促進(jìn)了頻率轉(zhuǎn)換控制的應(yīng)用。。2.1.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能原理供水系統(tǒng)的主要特征是，以供水系統(tǒng)的風(fēng)管中的閥門的開度一定為前提，用一定的旋轉(zhuǎn)數(shù)表示H和H和泵的流量Q的比值曲線，如圖2.1所示，閥的口徑和泵的速度一定由于流量主要取決于用戶的使用水量，所以揚程特性反映了揚程h與流量Qu的比。管阻特性h＝f（Qu）基于一定的泵速度，表示一定開口下的墊片和H的比值曲線和閥門Q的流量，輸氣管的電阻特性反映出泵的能量超過了水位和泵系統(tǒng)的壓力差。由于供水系統(tǒng)在給定的水頭下向用戶供水，因此管阻特性反映了水流與水頭QC的關(guān)系，如圖2.1所示，用地水量與供水系統(tǒng)水量保持平衡，供水系統(tǒng)滿足了水頭電阻和管阻特性系統(tǒng)運行穩(wěn)定。。圖2.1恒壓供水系統(tǒng)的基本特征恒水頻率變換系統(tǒng)的供水部分主要由泵、引擎、管道和閥門構(gòu)成。通常通過異步發(fā)動機驅(qū)動泵的旋轉(zhuǎn)供水，發(fā)動機和泵成為一體。異步發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度由逆變器調(diào)整，使泵的水流發(fā)生變化，實現(xiàn)恒壓供水。供水系統(tǒng)的頻率變換的本質(zhì)這是異步馬達(dá)的頻率調(diào)節(jié)。通過改變定子的頻率來改變同步旋轉(zhuǎn)頻率來實現(xiàn)異步電動機的頻率轉(zhuǎn)換速度的調(diào)整。在供水系統(tǒng)中，流量控制的目的是通常流量控制，但一般的控制方法是閥控制法和速度控制法。閥控制法通過調(diào)節(jié)閥的開度來調(diào)節(jié)流量，為了保持泵的旋轉(zhuǎn)速度恒定，管電阻根據(jù)閥的開度而變化，但壓頭特性不變，實際使用水量是可變的。閥門開度一定的話，可以改變泵的旋轉(zhuǎn)速度來調(diào)節(jié)流量。揚程的特性根據(jù)泵的旋轉(zhuǎn)速度而變化。根據(jù)使用水量的變化，泵速度會自動調(diào)整，管道網(wǎng)的壓力總是固定的，隨著使用水量的增加，發(fā)動機會加速，使用水量減少，發(fā)動機會下降。從流體力學(xué)可以看出，當(dāng)泵向管網(wǎng)進(jìn)水時，泵的輸出功率P與管網(wǎng)水壓h和排氣流量Q的積成正比。泵速度n與流量Q成正比。管網(wǎng)的水壓h與出水量Q的平方成正比。根據(jù)上述報告，泵的輸出P與旋轉(zhuǎn)數(shù)n的三次方成比例即：（2.2）（2.3）(2.4)(2.5)式中k、k1、k2、k3為比例常數(shù)。圖2.2管網(wǎng)及水泵的運行特性曲線用閥門確認(rèn)泵在水點和峰值是否運作。當(dāng)流量為Q1，揚程為H0，供水量從Q1減少到Q2時，閥的摩擦阻力增大，電阻曲線從B3移動到B1。特征性的水頭曲線是不變的。當(dāng)水頭從H0上升到H1時，調(diào)整速度后，工件點從F移動到F。使用恒壓（H0）和調(diào)速泵（N2），管電阻特性曲線會發(fā)生變化，變成NB2。當(dāng)用閥門以Q2的比例控制流量時，H1＞H0和（H1-H0）x成比例地浪費Q2的功率。隨著閥門的持續(xù)關(guān)閉，閥門的摩擦阻力增加，管電阻曲線移動，工作點增加。因此，H1增大，垃圾功率增大，調(diào)速方式的供水功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于閥的控制方式，節(jié)能效果相當(dāng)大。2.2變頻恒壓供水系統(tǒng)控制方案的確定2.2.1控制方案的比較和確定低壓水轉(zhuǎn)換系統(tǒng)主要由壓力發(fā)射器、頻率轉(zhuǎn)換器、根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)要求，有以下幾種方案可供選擇[8]：（1）倒泵裝置+帶供水基板的壓力傳感器穩(wěn)定范圍小，難以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)和動態(tài)性能，其輸出接口的擴展功能沒有靈活性，數(shù)據(jù)通信困難，負(fù)荷容量有限。（2）通用頻率轉(zhuǎn)換器+單芯片（包括頻率轉(zhuǎn)換控制和控制器控制）+人機接口+壓力傳感器一旦合并了方案，就很難改變。現(xiàn)場的調(diào)整幾乎沒有靈活性。另外，逆變器動作時會發(fā)生。（3）通用頻率轉(zhuǎn)換器+PLC（包括頻率轉(zhuǎn)換控制和調(diào)整器控制）+人機接口+壓力傳感器這種控制方式靈活便利，具有良好的通信接口?？梢院唵蔚睾推渌到y(tǒng)交換數(shù)據(jù)。根據(jù)PLC產(chǎn)品的系列化和調(diào)整性，用戶可以靈活制作各種規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)。在硬件設(shè)計方面，只需確認(rèn)PLC的硬件構(gòu)成和控制應(yīng)變更時的I/O外部配線，就可通過PC機簡單變更內(nèi)存控制程序。該系統(tǒng)適用于各種必要的恒壓供水，與供水單元的容量無關(guān)。通過這些控制方式的比較和分析，可以看出第三控制方式更適合本系統(tǒng)。該控制方式不僅具有擴展功能靈活、數(shù)據(jù)傳輸方便的優(yōu)點，還支持系統(tǒng)穩(wěn)定性和控制精度的要求。2.2.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成及原理圖PLC恒壓供水系統(tǒng)主要由逆變器、可編程控制器、壓力發(fā)射器和現(xiàn)場泵組組成，是一種完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的控制流程圖如圖2.3所示：圖2.3變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程圖如圖所示，系統(tǒng)分為執(zhí)行機構(gòu)、信號檢測機構(gòu)、控制機構(gòu)三部分。（l）執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)由一組泵組成，用于向用戶提供網(wǎng)絡(luò)，包括一臺頻率轉(zhuǎn)換泵和兩臺頻率轉(zhuǎn)換泵。頻率變換泵由頻率變換器控制，根據(jù)頻率變換器水的量的變化，可以改變發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)速度，使總管的水壓保持一定?，F(xiàn)有的頻率轉(zhuǎn)換泵只在啟動時啟動，在水量大的時候啟動。根據(jù)泵機中的泵被頻率轉(zhuǎn)換器拖拽的情況，頻率轉(zhuǎn)換器有頻率變換式和固定頻率變換器兩種運行方式。頻率轉(zhuǎn)換方式是作為頻率轉(zhuǎn)換器的泵作為旋轉(zhuǎn)泵驅(qū)動。當(dāng)水泵以50Hz工作時，水還不能滿足使用水量。需要增加泵的機器。首先把頻率轉(zhuǎn)換器和泵機分開。同時將泵變?yōu)轭l率，將頻率轉(zhuǎn)換器驅(qū)動到別的泵機上。固定頻率變換由頻率變換器驅(qū)動一定的速度調(diào)整泵。泵以50Hz工作，但供水仍不能滿足水的需求。需要追加泵單元時，系統(tǒng)直接以恒速啟動其他泵，頻率轉(zhuǎn)換器不切換。系統(tǒng)運行前可選擇逆變器操作的泵。逆變器是控制泵旋轉(zhuǎn)速度的裝置。跟蹤來自水控制器的控制信號，改變調(diào)速泵的工作頻率，調(diào)整調(diào)速泵的速度。根據(jù)泵機中的泵被頻率轉(zhuǎn)換器拖拽的情況，頻率轉(zhuǎn)換器有頻率變換式和固定頻率變換器兩種運行方式。頻率轉(zhuǎn)換方式是作為頻率轉(zhuǎn)換器的泵作為旋轉(zhuǎn)泵驅(qū)動。當(dāng)水泵以50Hz工作時，水還不能滿足使用水量。需要增加泵的機器。首先把頻率轉(zhuǎn)換器和泵機分開。同時將泵變?yōu)轭l率，將頻率轉(zhuǎn)換器驅(qū)動到別的泵機上。固定頻率變換由頻率變換器驅(qū)動一定的速度調(diào)整泵。泵以50Hz工作，但供水仍不能滿足水的需求。需要追加泵單元時，系統(tǒng)直接以恒速啟動其他泵，頻率轉(zhuǎn)換器不切換。系統(tǒng)運行前可選擇逆變器操作的泵。這個圖采用第一種。作為控制系統(tǒng)，警報是不可缺少的一部分，為了保證系統(tǒng)的安全、可靠性和穩(wěn)定運行，可以應(yīng)用于不同的供水領(lǐng)域，防止因發(fā)動機過載造成的損壞，頻率轉(zhuǎn)換器的警報、電網(wǎng)的變動過大當(dāng)供水中斷時，系統(tǒng)必須監(jiān)視各種警報值。所以，在某個特定時段內(nèi)，恒壓控制的目標(biāo)就是使出口總管網(wǎng)的實際供水壓力維持在設(shè)定的供水壓力上[10]。變頻恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2.4所示：圖2.4變頻恒壓供水系統(tǒng)框圖恒壓給水系統(tǒng)通過安裝在用戶煤氣管上的壓力發(fā)射器實時測定基準(zhǔn)點的。因為電信號是模擬信號，所以需要讀出PLC轉(zhuǎn)換模塊A/D設(shè)置的值。計算用PID比較的偏差值，然后將計算出的數(shù)字信號由諸如頻率2.2.3變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程變壓器供水系統(tǒng)的控制流程如下。（l）在接收到自動控制系統(tǒng)的實際發(fā)車信號后，系統(tǒng)首先啟動逆變器，啟動頻率轉(zhuǎn)換泵M1，根據(jù)壓力發(fā)射器測量的實際用戶管道壓力與壓力調(diào)整值之間的偏差，調(diào)整逆變器的輸出頻率當(dāng)輸入壓力達(dá)到設(shè)定值時，調(diào)整水的供給和消耗平衡，ml處于旋轉(zhuǎn)速度設(shè)定狀態(tài)。（2）使用水量增加，水壓降低，壓力發(fā)射器的水壓信號減少，偏差增大，PLC輸出信號增大，變頻器輸出頻率增加，泵的旋轉(zhuǎn)速度增加，水量增加，最后泵的旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到新的穩(wěn)定值反之，如果使用水量減少，水壓就會上升。泵的旋轉(zhuǎn)速度由于壓力循環(huán)的中斷而下降到新的穩(wěn)定值。（3）使用水量繼續(xù)增加，頻率轉(zhuǎn)換器的輸出頻率達(dá)到50赫茲的上限頻率時，用戶管網(wǎng)的實際壓力達(dá)不到設(shè)定壓力，因此不滿足泵增加條件（詳情請參照以下）。在頻率變換循環(huán)的控制下，系統(tǒng)在PLC的控制下自動啟動M2泵（變速運轉(zhuǎn)），使M1頻率變換泵的動作下降，在水壓達(dá)到設(shè)定值之前，系統(tǒng)重新開始水壓的閉環(huán)調(diào)整，水量繼續(xù)增加頻率轉(zhuǎn)換器的出口頻率達(dá)到了50Hz的上限頻率，但壓力沒有達(dá)到設(shè)定值時，啟動另一臺電動泵，控制系統(tǒng)發(fā)出水壓過載警報。（4）當(dāng)使用水量減少、水壓上升、逆變器的輸出頻率下降到下限時，用戶管網(wǎng)的實際壓力高于設(shè)定壓力值，滿足泵的減壓條件。關(guān)閉頻率轉(zhuǎn)換泵m2，重新開始水壓的閉路調(diào)整。當(dāng)水壓再次達(dá)到設(shè)定值時，使用水量繼續(xù)下降，滿足泵條件繼續(xù)進(jìn)行上述轉(zhuǎn)換，另一個頻率轉(zhuǎn)換泵m3截止。。2.2.4水泵切換條件分析上述系統(tǒng)工作流程中，頻率限制泵以上的頻率下，管網(wǎng)的實際壓力低于設(shè)定壓力。為了滿足供水要求，必須增加泵以達(dá)到恒壓目的。頻率變換泵和頻率變換泵同時工作的話，管道網(wǎng)的實際壓力比頻率變換器泵的下限頻率高。由于電力網(wǎng)、頻率轉(zhuǎn)換器和引擎的動作頻率的限制，50Hz成為頻率變換速度的上限，頻率變換器的輸出頻率不是減，最小是0Hz，頻率變換器的輸出頻率不能降低到0Hz。如果發(fā)動機的工作頻率下降到一定值，泵就不能吸水，實際的水壓隨著發(fā)動機頻率的降低而不會下降。這個頻率是實際引擎的下限動作頻率。這個頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于0Hz，具體的數(shù)值與泵的特性和系統(tǒng)的使用場所有關(guān)。下限頻率是50Hz和20Hz。輸出頻率達(dá)到上限頻率后，實際的水壓會隨著設(shè)定壓力而上下變化。新機器的運行水壓有可能超過整體壓力。此時，滿足開關(guān)裝置的關(guān)閉條件，必須中斷以供水頻率動作的裝置。如果水的條件不變的話，所有的自動供水泵都會這樣循環(huán)。隨著切換裝置數(shù)量的增加，系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。實際的供水壓力也在大的壓力范圍內(nèi)流動。不能提供穩(wěn)定的供水壓力，頻繁更換會增加機器的磨損，降低使用壽命。實際水壓超過標(biāo)準(zhǔn)，受現(xiàn)場干擾影響，實際水壓的測量值達(dá)到峰值，在機械切換條件下可能會在短時間內(nèi)出現(xiàn)?？梢缘玫阶訉m切除環(huán)和標(biāo)準(zhǔn)延遲顯著增加的標(biāo)準(zhǔn)。實際的機組切換判別條件如下[11]：加泵條件：且延時判別成立(2.6)減泵條件：且延時判別成立(2.7)式中：：上限頻率：下限頻率：設(shè)定壓力：反饋壓力3系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1系統(tǒng)主要設(shè)備的選型根據(jù)基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)的原理，系統(tǒng)的電氣控制總框圖如圖3.1所示：圖3.1系統(tǒng)的電氣控制總框圖從以上系統(tǒng)的電氣框圖可以看出，系統(tǒng)的主要硬件裝置必須包括（1）PLC及擴展模塊、（2）轉(zhuǎn)換器、（3）泵單元、（4）壓力發(fā)射器、（5）液位發(fā)射器。主要設(shè)備選型如表3.1所示：表3.1本系統(tǒng)主要硬件設(shè)備清單主要設(shè)備型號及其生產(chǎn)廠家可編程控制器（PLC）SiemensCPU226模擬量擴展模塊SiemensEM235變頻器SiemensMM440水泵機組SFL系列水泵3臺（上海熊貓機械有限公司）壓力變送器及顯示儀表普通壓力表Y-100、XMT-1270數(shù)顯儀液位變送器分體式液位變送器DS26(淄博丹佛斯公司)3.1.1PLC及其擴展模塊的選型PLC是恒常頻率變換控制系統(tǒng)的核心，需要采集所有輸入數(shù)字，控制所有生產(chǎn)單元，實現(xiàn)恒壓，完成外部數(shù)據(jù)的交換，因此選擇PLC時要考慮指令的執(zhí)行速度。由于自動控制系統(tǒng)的恒壓供水量比較小，指令豐富，存儲空間大，通信接口和協(xié)議豐富。擴展模塊容量大，編程軟件方便，PLC選擇西門子S7-200使用。S7-200結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，擴展性強，通信命令豐富，通信協(xié)議簡單等優(yōu)點，與控制器連接，監(jiān)視自動控制系統(tǒng)。PLC與上級機的通信采用PC電纜/PPI，采用支持點對點接口協(xié)議（PPI），PC電纜/PPI可簡單地從PLC通信接口RS485轉(zhuǎn)換為RS232cc的通信接口。必須根據(jù)控制系統(tǒng)所需的實際端子數(shù)，考慮PLC端子數(shù)預(yù)先決定。PLCS7-200的主模塊是cpu226，其開關(guān)量為16點，輸出模塊是繼電器AC220V的輸出，cpu226的開關(guān)量輸入是24點，輸入模塊是輸入+24VDC。實際上需要模擬輸入點和模擬輸出點。EM235被選擇為具有四個模擬輸入（AIW）和模擬信號信道（aqw）的擴展模塊。輸入信號和輸出信號連接到a口后，a/D轉(zhuǎn)換會自動完成，標(biāo)準(zhǔn)輸入信號會轉(zhuǎn)換成16位數(shù)字信號。輸出信號連接到a口時，D/1轉(zhuǎn)換自動完成，將16位數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出信號。EM235模塊可以使用基于多個標(biāo)準(zhǔn)輸入信號的微開關(guān)來設(shè)置。3.1.2變頻器的選型逆變器是系統(tǒng)控制致動器的硬件。變換頻率調(diào)節(jié)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，可以改變水的輸出，頻率轉(zhuǎn)換器的選擇必須根據(jù)泵的電力和電流來決定，頻率轉(zhuǎn)換器還應(yīng)該具有通信功能。根據(jù)控制功能，一般的頻率轉(zhuǎn)換器分為三種類型。一般的U/F控制逆變器功能，高性能U/F控制轉(zhuǎn)換器，扭矩控制功能和高矢量功能轉(zhuǎn)換器，供水系統(tǒng)泵負(fù)荷，低速時扭矩小?？梢赃x擇相對便宜的U/F控制逆變器。本項目的PLC選擇了西門子S7-200的機型，為了方便PLC和頻率轉(zhuǎn)換器之間的通信，使用西門子。由微處理器控制的三級交流引擎的轉(zhuǎn)速系列產(chǎn)品。采用分離門雙極晶體管作為能量功能，流量控制可以提高動態(tài)響應(yīng)特性，高個子可以在低頻下輸出，微主440的逆變器的輸出為0.75~90kw。3.1.3水泵機組的選型（75kW發(fā)動機功率）系列泵3臺。生活供水泵的低噪音SFL外殼，棒采用不銹鋼，主軸。本項目使用上海熊貓機械有限公司生產(chǎn)的3臺75kW發(fā)動機動力SFL系列泵。3.1.4壓力變送器的選型當(dāng)運行中壓力傳感器和壓力發(fā)射器發(fā)生故障時，系統(tǒng)可以打開所有泵。為了防止因爆炸管道和超高水壓而造成的室內(nèi)水設(shè)備（熱水器、廁所等）損傷，本表的供水系統(tǒng)采用PLC數(shù)字輸入等電極點壓力表的上部輸出，當(dāng)壓力超過上限時，停止所有泵應(yīng)該發(fā)出警報輸出[13]。通過以上分析，使用xml-170數(shù)字工具和普通y-100壓力計實現(xiàn)壓力檢測、顯示和傳輸，壓力計的測量范圍為0~1MPa，精度為1.0。數(shù)字顯示工具產(chǎn)生發(fā)送到連接到cpu226的模擬模塊EM235的4到20mA的電流信道。3.1.5液位變送器選型（4~20mA信號電壓）需要插入窗口的比較器，利用比較器的高水位輸出成為罐的水位的警報信號，輸入到PLC。綜合以上因素：本項目使用淄博丹佛公司生產(chǎn)的ds26分體式液位轉(zhuǎn)換器，測定范圍為0m~200m，適合水箱、深井等液位的測量。零和全刻度應(yīng)該可以外部調(diào)整。食物：24VDC；輸出信號：2線制4~20mADC，精度等級：0.25級。3.2系統(tǒng)主電路分析及其設(shè)計系統(tǒng)為了不讓一臺泵的工作時間變長，而具備了“裝泵功能”。只有一個泵可以同時進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換工作，但是三個泵可以在不同的時間進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換工作。圖3.2變頻恒壓供水系統(tǒng)主電路圖三保險絲在連接電源的同時提供短路。當(dāng)發(fā)動機進(jìn)入頻率電路時，請先切斷反相器電路的接觸器。同樣，從頻率切換到頻率轉(zhuǎn)換器時，在連接反相器輸出開關(guān)之前，請切斷頻率開關(guān)。通過電流傳感器和發(fā)射器向上級機發(fā)送4～20mA的電流信號，顯示主電路的電流。電路電壓用與電壓表連接的轉(zhuǎn)換開關(guān)顯示。相同電壓計通過轉(zhuǎn)換開關(guān)顯示不同相位之間的線路電壓。仔細(xì)觀察引擎的旋轉(zhuǎn)方向，使其符合要求。必須使用自動變壓器啟動或軟啟動來減少電流。3.3系統(tǒng)控制電路分析及其設(shè)計完成了以下功能。自動控制3臺泵的投入運行。需要顯示完整的警報功能和運行狀態(tài)。圖3.3變頻恒壓供水系統(tǒng)控制電路圖電源泵發(fā)動機的運轉(zhuǎn)和停止，按下SB1，KM1線圈即接通。通常閉合的km2觸點與電路連接，因此常開的KM1觸點關(guān)閉，實現(xiàn)自動鎖定功能。M1發(fā)動機在頻率以下穩(wěn)定運行。只需按下SB2，電路就中斷，按Sb4和S6時，m2和M3發(fā)動機將停止。（2）自動控制：通常情況下，頻率轉(zhuǎn)換器恒壓供水系統(tǒng)自動工作，當(dāng)兩個端子轉(zhuǎn)動SPDT開關(guān)SA時，自動控制模式啟動，自動控制的工業(yè)情況由PLC控制，Q0.0輸出1-655。頻率轉(zhuǎn)換泵運轉(zhuǎn)信號，Q0.1輸出1-655泵頻率轉(zhuǎn)換信號。當(dāng)q0.0結(jié)束1時，KML線圈激活，1-655HL1泵的工作頻率指示符打開，并且KML觸點總是斷開，從而形成KM1和km2的電互鎖。當(dāng)q0.1退出1時，km2線圈打開，1655泵的頻率轉(zhuǎn)換燈HL2點亮，總是切斷km2觸點，實現(xiàn)km2和KML電的聯(lián)動，相同2655和3-655；泵的控制原理相同，q1.1退出1時，池水位的上下限HL7警報燈亮。q1.2退出1后，逆變器警報燈亮燈。退出1點，HL9天的供水指示燈亮燈。q1.4結(jié)束后，響鈴。當(dāng)q1.5退出1時，KA中間繼電器線圈開關(guān)，并且KA觸點總是閉合，并且逆變器頻率復(fù)位。在自動控制狀態(tài)下，hl10電源燈始終處于活動狀態(tài)。3.4PLC的I/O端口分配及外圍接線圖基于PLC的頻率轉(zhuǎn)換恒壓供水系統(tǒng)的基本要求如下：。（1）由于晝夜用水量差異明顯，本項目采用晝夜兩種供水方式，兩種供表3.2輸入輸出點代碼及地址編號名稱代碼地址編號輸入信號供水模式信號(1-白天，0-夜間)SA1I0.0水池水位上下限信號SLHLI0.1變頻器報警信號SUI0.2試燈按鈕SB7I0.3壓力變送器輸出模擬量電壓值UpAIW0輸出信號1#泵工頻運行接觸器及指示燈KM1、HL1Q0.01#泵變頻運行接觸器及指示燈KM2、HL2Q0.12#泵工頻運行接觸器及指示燈KM3、HL3Q0.22#泵變頻運行接觸器及指示燈KM4、HL4Q0.33#泵工頻運行接觸器及指示燈KM5、HL5Q0.43#泵變頻運行接觸器及指示燈KM6、HL6Q0.5輸出信號水池水位上下限報警指示燈HL7Q1.1變頻器故障報警指示燈HL8Q1.2白天模式運行指示燈HL9Q1.3報警電鈴HAQ1.4變頻器頻率復(fù)位控制KAQ1.5變頻器輸入電壓信號UfAQW0圖3.4PLC及擴展模塊外圍接線圖超過上限和下限時，窗口與高級別1相比發(fā)送給i0.1。逆變器故障輸出的目的是連接PLC的i0.2，作為逆變器故障警報信號。4系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計分析說明一下。為了評價頻率變換器的頻率是否達(dá)到上限，需要對頻率變動導(dǎo)致的頻率達(dá)到上限時進(jìn)行濾波。（2）多泵站泵單元管理規(guī)范頻率轉(zhuǎn)換泵確認(rèn)了各啟動的引擎容易啟動，各泵交替使用，所以多泵組的泵，泵組的運轉(zhuǎn)需要管理基準(zhǔn)。有要求泵的頻率不能連續(xù)運轉(zhuǎn)。具體操作是，逆變器的電流操作從頻率變換器與頻率操作連接，頻率變換器被復(fù)位，將頻率轉(zhuǎn)換泵的總臺數(shù)和泵的臺數(shù)組合起來，實現(xiàn)頻率轉(zhuǎn)換泵的旋轉(zhuǎn)。（3）方案的結(jié)構(gòu)和方案功能的執(zhí)行情況主程序中泵開關(guān)信號的產(chǎn)生、輸出、輸出等大部分功能是泵接觸器的邏輯控制信號的合成和警報處理。白天和晚上的模式所給予的壓力值是不同的。兩個定壓值直接用數(shù)字設(shè)定為程序。白天模式的系統(tǒng)設(shè)定值為90%的比例，夜間模式的系統(tǒng)設(shè)定值為70%的比例。程序中使用的PLC元件及其功能如表4.1所示。表4.1程序中使用的PLC元件及其功能器件地址功能器件地址功能VD100過程變量標(biāo)準(zhǔn)化值T37工頻泵增泵濾波時間控制VD104壓力給定值T38工頻泵減泵濾波時間控制VD108PID計算值M0.0故障結(jié)束脈沖信號VD112比例系數(shù)KcM0.1水泵變頻啟動脈沖(增泵)VD116采樣時間TsM0.2水泵變頻啟動脈沖(減泵)VD120積分時間TiM0.3倒泵變頻啟動脈沖VD124微分時間TdM0.4復(fù)位當(dāng)前變頻泵運行脈沖VD204變頻運行頻率下限值M0.5當(dāng)前泵工頻運行啟動脈沖VD208變頻運行頻率上限值M0.6新泵變頻啟動脈沖VD250PID調(diào)節(jié)結(jié)果存儲單元M2.0泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制VB300變頻工作泵的泵號M2.1泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制VB301工頻運行泵的總臺數(shù)M2.2泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制VD310變頻運行時間存儲器M3.0故障信號匯總T33工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制M3.1水池水位越限邏輯T34工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制T35工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制4.2PLC程序設(shè)計PLC控制程序由西門子提供的phase7-microwin-v40編程軟件開發(fā)，SIMPATIC軟件指令組包括三種語言，即聲明列表語言（STL），比例圖（LAD）包括語言，功能框圖（FWD）包括語言[14]。最接近中繼控制系統(tǒng)的電控制原理圖。與。（1）系統(tǒng)初始化程序系統(tǒng)開始動作時，需要初始化整個系統(tǒng)。即系統(tǒng)開始動作時，首先檢測系統(tǒng)各部分的當(dāng)前運行狀態(tài)。如果發(fā)生錯誤，會發(fā)生警報。然后，設(shè)定頻率轉(zhuǎn)換器的頻率轉(zhuǎn)換功能的上下限和PID控制參數(shù)，給出一定的初始值，在初始化子例程的末尾切斷連接，系統(tǒng)的初始化通過調(diào)用主程序的子例程來進(jìn)行初始化后需要設(shè)定規(guī)定的水壓值，設(shè)定2個日/夜的供水方式的頻率轉(zhuǎn)換泵頻率和頻率泵數(shù)。（2）決定泵增減及操作規(guī)程如果PID調(diào)節(jié)結(jié)果大于頻率轉(zhuǎn)換操作的上限頻率（或低于下變頻操作的下限頻率），則如果泵永久操作，則計時器計數(shù)5min（除去水壓波動的干擾），然后將頻率泵的個數(shù)加（或減），生成對應(yīng)的頻率泵脈沖信號。（3）泵的軟啟動方案增加或減少泵，或反轉(zhuǎn)泵，為了準(zhǔn)備穩(wěn)定的啟動，將變頻器復(fù)位。同時，頻率轉(zhuǎn)換泵的編號加1，產(chǎn)生當(dāng)前的泵點火頻率的（4）各泵的頻率轉(zhuǎn)換運轉(zhuǎn)邏輯控制程序各泵的頻率轉(zhuǎn)換運轉(zhuǎn)的控制邏輯基本上相同?，F(xiàn)在只以一臺泵為例進(jìn)行說明。發(fā)生泵1啟動脈沖信號的故障取消信號或頻率轉(zhuǎn)換信號，系統(tǒng)無故障，無復(fù)位，泵1頻率轉(zhuǎn)換信號和泵1不工作。q0.1設(shè)置為1，始終閉合k2觸點，將頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為泵頻率。km2即使經(jīng)常打開接點也可以自動鎖定。頻率在0或3’35；由于泵處于頻率變換狀態(tài)，頻率功率泵的個數(shù)大于1，所以q0.0設(shè)定為1，KML線圈通電，始終限制開啟觸點。泵的頻率起作用，KML1接點是常閉接觸點，防止k2活性化，頻率變換和頻率之間可以得到良好的電聯(lián)鎖。KM1常開觸點也可達(dá)到自動鎖定功能。（6）警報和問題解決步驟系統(tǒng)包含水位限制警報燈、頻率變換器的錯誤警報燈、白天模式運轉(zhuǎn)指示燈和警報鈴，發(fā)生故障信號時相應(yīng)的燈熄滅。一按照明測試按鈕，指示燈就一直亮著。發(fā)生故障后，頻率轉(zhuǎn)換泵頻率和頻率泵頻率復(fù)位，故障后會發(fā)生故障停止信號。恒頻供水系統(tǒng)的主要轉(zhuǎn)換程序比比例圖復(fù)雜，對所有繪制都不方便。這里只描繪了控制過程的流程圖。主程序的詳細(xì)比例圖請參照附錄C。（2）泵的運轉(zhuǎn)臺數(shù)必須根據(jù)泵的運轉(zhuǎn)狀況增減。（3）頻率轉(zhuǎn)換泵的數(shù)量必須通過泵的增加和泵的反轉(zhuǎn)來確定。（4）每臺泵的運轉(zhuǎn)由頻率轉(zhuǎn)換泵的臺數(shù)和頻率轉(zhuǎn)換泵的臺數(shù)來控制。（5）警告和故障問題處理。圖4.1變頻恒壓供水系統(tǒng)主程序流程圖圖4.22#泵變頻運行控制流程圖圖4.32#泵工頻運行控制流程圖4.2.2控制系統(tǒng)子程序設(shè)計圖4.4初始化子程序SBR_0梯形圖(2)PID控制中斷子程序圖4.5PID控制中斷子程序INT_0梯形圖4.3PID控制器參數(shù)整定4.3.1PID控制及其控制算法PID控制器是一種線性控制器，它是對給定值r(t)和實際輸出值y(t)之間的偏差e(t)[15]：（4.1）圖4.6PID控制原理框圖PID控制規(guī)律為：（4.2）（4.3）控制PID控制器的各連接的功能和規(guī)則（4.4）式中：T為采樣周期；n為采樣序號；e(n)為第n時刻的偏差信號；e(nl)為第n1時刻的偏差信號。實際控制中多采用增量式PID控制算法，其表達(dá)式為：（4.5）式中：為調(diào)節(jié)器輸出的控制增量；；。4.3.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的近似數(shù)學(xué)模型因此，恒壓供水系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型可以近似成一個帶純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，即可以寫成[16]：（4.6）式中：K為系統(tǒng)的總增益，T為系統(tǒng)的慣性時間常數(shù)，為系統(tǒng)滯后時間。4.3.3PID參數(shù)整定控制器參數(shù)整定的方法很多，歸納起來可分為兩大類：理論計算整定法與工程整定法，常用的工程整定法有：動態(tài)特性參數(shù)法、穩(wěn)定邊界法、阻尼振蕩法和現(xiàn)場經(jīng)驗整定法，本設(shè)計選用的是動態(tài)特性參數(shù)法，就是根據(jù)系統(tǒng)開環(huán)廣義過程（包括調(diào)節(jié)閥WV(s)、被控對象WO(s)和測量變送Wm(s)）階躍響應(yīng)特性進(jìn)行近似計算的方法[17]。本系統(tǒng)是一個單閉環(huán)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)框圖如圖4.7所示。圖4.7恒壓供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖由于本設(shè)計對壓力控制的要求較高，故選擇PI控制器，其傳遞函數(shù)為：（4.7）本系統(tǒng)可近似為帶純滯后的一階慣性環(huán)節(jié)，假設(shè)其過程傳遞函數(shù)為；變頻器可近似為一個比例環(huán)節(jié)，即；反饋回路傳遞函數(shù)為。由于本系統(tǒng)具有自衡能力，與公式(4.8)、(4.9)可求的PI控制器各參數(shù)。當(dāng)時，(4.8)(