变频调速恒压供水(PLC)毕业设计

1、i i 摘要摘要 本设计是针对居民生活用水而设计的。由变频器、plc、pid调节器组 成控制系统，调节水泵的输出流量。电动机泵组由三台水泵并联而成，由 变频器或工频电网供电，根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动 机泵组的速度和切换，使系统运行在最合理状态，保证按需供水。 本设计采用plc控制的变频调速供水系统，由plc进行逻辑控制，由变 频器进行压力凋节。经过pid运算，通过plc控制变频与工频切换，实现闭 环自动调节恒压变频供水。运行结果表明，该系统具有压力稳定，结构简 单，工作可靠等特点。 关键词：变频调速 恒压供水 pid调节 plc . . ii ii 目录 第一章第一章 绪论绪

2、论 .1 1 1.1 变频恒压供水产生的背景和意义.1 1.2 变频恒压供水系统的国内研究现状.2 1.3 课题来源及本文的主要研究内容.3 第二章第二章 恒压供水系统的分析恒压供水系统的分析 .4 4 2.1 恒压供水系统的构成.4 2.2 系统功能分析.4 第三章第三章 系统硬件的设计系统硬件的设计 .6 6 3.1 变频器的设计.6 3.2 pid 控制器的设计.7 3.3 plc 的选择及应用.9 3.4 电气控制系统原理图.11 第四章第四章 系统程序设计系统程序设计 .1616 4.1 由“恒压”要求出发的工作泵组数量管理.16 4.2 多泵组泵站泵组管理规范.16 4.3 程序的

3、结构及程序功能的实现.16 4.4 系统的梯形图程序.18 4.5 系统的运行分析.29 结束语结束语 .3030 谢谢 辞辞 .3131 参考文献参考文献 .3232 1 1 第一章第一章绪论绪论 随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人 民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。把先进的自动化技术、控制 技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统的新要求。 变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体。采用该系 统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性，方便地实现供水系统的集中管 理与监控;同时系统具有良好的节能性，这在能量日益紧缺的今天

4、尤为重要，所 以研究设计该系统，对于提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具 有重要的现实意义。 1.11.1 变频恒压供水产生的背景和意义变频恒压供水产生的背景和意义 众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能已成为时 代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、 高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。主 要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现 象，而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情 况，此时将会造成能量的浪费，同时有可能使水管爆破和用水设备的损坏

5、。在恒 压供水技术出现以前，出现过许多供水方式。以下就逐一分析。 (1)一台恒速泵直接供水系统 这种供水方式，水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，有的甚至连蓄水池 也没有，直接从城市公用水网中抽水，严重影响城市公用管网压力的稳定。这种 供水方式，水泵整日不停运转，有的可能在夜间用水低谷时段停止运行。这种系 统形式简单、造价最低，但耗电、耗水严重，水压不稳，供水质量极差。 (2)恒速泵加水塔的供水方式 这种方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水。水塔的合理高度是要 求水塔最低水位略高于供水系统所需要压力。水塔注满后水泵停止，水塔水位低 于某一位置时再启动水泵。水泵处于断续工作状态中。这种供水

6、方式，水泵工作 在额定流量额定扬程的条件下，水泵处于高效区。这种方式显然比前一种节电， 2 2 其节电率与水塔容量、水泵额定流量、用水不均匀系数、水泵的开、停时间比、 开、停频率等有关。供水压力比较稳定。但这种供水方式基建设备投资最大，占 地面积也最大;水压不可调，不能兼顾近期与远期的需要;而且系统水压不能随系 统所需流量和系统所需要压力下降而下降，故还存在一些能量损失和二次污染问 题。而且在使用过程中，如果该系统水塔的水位监控装置损坏的话，水泵不能进 行自动的开、停，这样水泵的开、停，将完全由人操作，这时将会出现能量的严 重浪费和供水质量的严重下降。 (3)恒速泵加高位水箱的供水方式 这种方

7、式原理与水塔是相同的，只是水箱设在建筑物的顶层。高层建筑还可 分层设立水箱。占地面积与设备投资都有所减少，但这对建筑物的造价与设计都 有影响，同时水箱受建筑物的限制，容积不能过大，所以供水范围较小。一些动 物甚至人都可能进入水箱污染水质。水箱的水位监控装置也容易损坏，这样系统 的开、停，将完全由人操作，使系统的供水质量下降能耗增加。 (4)恒速泵加气压罐供水方式 这种方式是利用封闭的气压罐代替高位水箱蓄水，通过监测罐内压力来控制 泵的开、停。罐的占地面积与水塔水箱供水方式相比较小，而且可以放在地上， 设备的成本比水塔要低得多。而且气压罐是密封的，所以大大减少了水质因异物 进入而被污染的可能性。

8、但气压罐供水方式也存在着许多缺点。气压罐方式依靠 压力罐中的压缩空气送水，气压罐配套水泵运行时，水泵在额定转速、额定流量 的条件下工作。当系统所需水量下降时，供水压力将超出系统所需要的压力从而 造成能量的浪费。同时水泵是工频率启动，且启动频繁，又会造成一定的能耗。 频繁启动会造成系统的不稳定性。 (5)变频调速供水方式 这种系统的原理是通过安装在系统中的压力传感器将系统压力信号与设定压 力值作比较，再通过控制器调节变频器的输出，无级调节水泵转速。使系统水压 无论流量如何变化始终稳定在一定的范围内。 变频调速式供水系统具有节约能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节 能力大、运行稳定可靠的优势，

9、具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会效 益。 3 3 1.21.2 变频恒压供水系统的国内研究现状变频恒压供水系统的国内研究现状 变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。在早期，由于 国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制 动控制、压频比控制及各种保护功能。应用在变频恒压供水系统中，变频器仅作 为执行机构，为了满足供水量大小需求不同时，保证管网压力恒定，需在变频器 外部提供压力控制器和压力传感器，对压力进行闭环控制。 目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程，大多采用国外的变频器控制 水泵的转速，水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，有的

10、采用可编程 控制器(plc)及相应的软件予以实现；有的采用单片机及相应的软件予以实现。 但在系统的动态性能、稳定性能、抗扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标 来说，还远远没能达到所有用户的要求。艾默生电气公司和成都希望集团(森兰变 频器)也推出恒压供水专用变频器(5.5kw-22kw)，无需外接plc和pid调节器，可 完成最多4台水泵的循环切换、定时起、停和定时循环。该变频器将压力闭环调 节与循环逻辑控制功能集成在变频器内部实现，但其输出接口限制了带负载容量， 同时操作不方便且不具有数据通信功能，因此只适用于小容量，控制要求不高的 供水场所。因此，有待于进一步研究改善变频恒压供水系统的性能

11、，使其能被更 好的应用于生活、生产实践。 1.31.3 课题来源及本文的主要研究内容课题来源及本文的主要研究内容 本课题来源于生产、生活供水的实际应用。 本系统是三泵生活/消防双恒压供水系统，变频恒压供水系统主要由变频器、 可编程控制器、压力传感器组成。本文研究的目标是对恒压控制技术给予提升， 使系统的稳定性和节能效果进一步提高，操作更加简捷，故障报警及时迅速。该 系统可以生活供水和消防供水的双用供水系统。 4 4 第二章第二章 恒压供水系统恒压供水系统的分析的分析 2.12.1 恒压供水系统的构恒压供水系统的构成成 plc控制的恒压供水泵站如图2-1所示，市网自来水用高低水位控制器eq控制

12、注水阀yv1，自动把水注满蓄水池。只要水位低于高水位，则自动往水箱注水。 水池的低水位信号也直接送给plc做为低水位报警信号。为了保证供水的连续性， 水位上下传感器高低距离较小。生活用水和消防用水的多少，按一定的控制逻辑 运行，维持生活用水低恒压。当有火灾发生时，电磁阀yv2得电，关闭生活用水 管网，三台泵供消防用水使用，并维持消防用水的高恒压值。 恒压供水的主要目标是保持管网水压的恒定，水泵电机的转速要跟随用水 量的变化而变化，这就要用变频器为水泵电机供电。这也有两种配置方案，一是 为每台水泵电机配一台变频器，这当然方便，电机与变频器间不须切换，但购变 频器的费用较高。所以本系统采用另一种方

13、案是三台电机配一台变频器，变频器 与电机间可以切换，供水运行时，一台水泵变频运行。其余水泵工频运行，以满 足不同用水量的需求。 图2-1 plc控制的恒压供水泵站 5 5 2.22.2 系统功能分析系统功能分析 三台泵生活/消防双恒压供水系统的基本功能为： (1)生活供水时，系统低恒压值运行，消防供水时高恒压值运行。 (2)三台泵根据恒压的需要采取“先开先停”的原则接入和退出。 (3)在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过3h，则要切换下即 系统具有“倒泵功能” ，避免某一台泵工作时间过长。 (4)三台泵在启动时都要有软启动功能。 (5)要有完善的报警功。 (6)对泵的操作要有手动控制

14、功能，手动只在应急或检修时临时使用。 6 6 第三章 系统硬件的设备 3.13.1 变频器变频器的设计的设计 交流变频器是微计算机及现代电力电子技术高度发展的结果。微计算机是变 频器的核心，电力电子器件构成了变频器的主电路。大家都知道，从发电厂送出 的交流电的频率是恒定不变的，在我国是每秒50hz。而交流电动机的同步转速 （3.1） p f n 1 1 60 式中-同步转速，r/min； 1 n -定子频率，hz； 1 f -电机的磁极对数。p 而异步电动机转速 （3.2） )1 ( 60 )1 ( 1 1 s p f snn 式中 -异步电机转差率，s ，一般小于3%。 11 / )(nnn

15、s 均与送入电机的电流频率/成正比例或接近于正比例。因而，改变频率可以 方便地改变电机的运行速度，也就是说变频对于交流电机的调运来说是十分合适 的。 根据设计要求，选用通用变频器。其带有 pid 功能。通过变频器面板设定一 个给定频率作为压力给定值，变频器根据压力给定和实测压力，调节输出频率， 改变水泵转速，控制管网压力保持在给定压力值上；u、v、w 输出端并联三个接 触器分别接 m1、m2、m3 泵电机，变频器可分别驱动三台泵，另外这三台泵电机 还通过另外三个接触器并联到工频电源上，这 6 个接触器线包连接到 plc 的四个 输出点上，由 plc 控制其工频、变频切换工作。 7 7 通过变频

16、器面板设定一个给定频率作为压力给定值，变频器根据压力给定和 实测压力，调节输出频率，改变水泵转速。 变频器有2个作用，一是作为电机的软起动装置，限制电动机的启动电流；二是改变异 步电动机的转速，实现恒压供水。 3.23.2 pidpid控制器的设计控制器的设计 3.2.13.2.1 pidpid控制器的选择控制器的选择 pid控制方式是现代工业控制中应用的最广泛的反馈控制力式之一。它的原 理通过控制对象的传感器等检测控制量(反馈量)，将其与目标值(温度、流量、 压力等设定值)进行比较。若有偏差，则通过此功能的控制动作使偏差为零。也 就是使反馈量与目标值相一致的一种通用控制方式。它比较适用于流量

17、控制、压 力控制、温度控制等过程量的控制。在恒压供水中常见的pid控制器的控制形式 主要有两种： (1)硬件型，即通用pid控制器，在使用时只需要进行线路的连接和p，i，d 参数及目标值的设定。 (2)软件型，使用离散形式的pid控制算法在可编程序控制器上做 pid控制器。 在该系统中我们用硬件型设计这样可以减少编程。 3.2.23.2.2 pidpid控制算法及特点控制算法及特点 8 8 图3-1 pid控制原理图 图3-1为pid控制原理图。pid控制器根据日标值(设定值)r(t)与反馈值(测量 值)c(t)构成的控制偏差： e(t)=r(t)-c(t) 。将偏差的比例(p)、积分(i)和

18、微 分(d)通过线性组合构成控制量，对受控对象进行控制。其控制规律为： （3.3） )( )( 0 )( 1 1 )()( td tde t d tte t tekptu 或 （3.4） )( )( )( 1 )( 1 0 td tde ttete t d 式中 ： 调节器的比例系数 c k ： 调节器的积分时间 i t ： 调节器的微分时间 d t ： 调节器的偏差信号e ： 比例带，它是惯用增益的倒数 u： 输出 简单来说 ，pid控制器各校正环节的作用是这样的： (1)比例环节： 即时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t)，偏差一旦产生， 控制器立即产生控制作用以减小误差。 (2)积分环

19、节 ：主要用于消除静差，提高系统的无差度，积分作用的强弱取 决于积分时间常数ti， ti越大，积分作用越弱，反之则越强。 + + + 驱动部控制对象p i d 目标值 + (给定值) 反馈值 - 9 9 (3)微分环节 ：能反应偏差信号的变化趋势(变化速率)，并能在偏差信号值 变得太大之前，在系统中引入一个有效的早期修正信号，从而加快系统的动作速 度，减小调节时间。 pid调节器的传递函数是： （3.5） )( 1 1 1 )(st n sgc d 当上述控制算法公式只包含第一项时，称为比例(p)作用，只包含第二项时， 称为积分(i)作用;但只包含第三项的单纯微分(d)作用是不采用的，因为它不

20、能 起到使被控变量接近设定值的效果，只包含第一、二项的是pi作用;只包含第一、 三项的是pd作用;同时包含这三项的是pid作用。 仅用p动作控制，不能完全消除偏差。为了消除残留偏差，一般采用增加i动 作的pi控制。用pi控制时，能消除由改变目标值和经常的外来扰动等引起的偏差。 但是，i动作过强时，对快速变化偏差响应迟缓。对有积分元件的负载系统可以 单独使用p动作控制。 对于pid控制，发生偏差时，很快产生比单独d动作还要大的操作量，以此来 抑制偏差的增加。偏差小时，p动作的作用减小。控制对象含有积分元件的负载 场合，仅p动作控制，有时由于此积分元件的作用，系统发生振荡。在该场合， 为使p动作的

21、振荡衰减和系统稳定，可用pd控制。换言之，该种控制方式适用于 过程本身没有制动作用的负载。 利用i动作消除偏差作用和用d动作抑制振荡作用，在结合p动作就构成了pid控制，本系 统就是采用了这种方式。因为pid控制较其它组合控制效果要好，基本上能获得无偏差、精 度高和系统稳定的控制过程。这种控制方式用于从产生偏差到出现响应需要一定时间的负载 系统效果比较好。 3.33.3 plcplc的选择及应用的选择及应用 3.3.13.3.1 plcplc在恒压供水泵站中的主要任务在恒压供水泵站中的主要任务 (1)代替调节器实现水压给定值与反馈值的综合与调节工作，实现数字式pid 调节。一只传统调节器往往只

22、能实现一路pid设置，用plc作调节器可同时实现多 路pid设置。在多功能供水泵站的各类情况中pid参数可能不一样，使用plc作数 1010 字式调节器就十分方便。 (2)控制水泵的运行与切换。在多泵组恒压供水泵站中，为了使设备均匀地 磨损，水泵及电机是轮换工作的。在设单一变频器的多泵组泵站中，如规定和变 频器相连接的泵为主泵，主泵也是轮流担任的。主泵在运行时达到最高频率时， 增加一台工频泵投入运行。plc则是泵组管理的执行设备。 (3)变频器的驱动控制。恒压供水泵站中变频器常常采用模拟量控制方式， 这需采plc的模拟量控制模块，该模块的模拟量输入端接受传感器送来的模拟信 号。输出端送出经给定

23、值与反馈值比较并经pid处理后得出的模拟量控制信号， 并依此信号的变化改变变频器的输出频率。 (4)泵站的其他逻辑控制。除了泵组的运行管理工作外，泵站还有许多逻辑 控制工作，如手动、自动操作转换，泵站的工作状态指示，泵站工作异常的报警， 系统的自检等，这些都可以在plc的控制程序中安排。 1111 3.3.23.3.2 控制系统的控制系统的i/oi/o分配分配 该系统有7个输入信号和13个输出信号，表3-1是将控制系统的输入输出信号 的名称、代码及地址编号。水位上下限信号分别i0.1、i0.2，它们在水淹没时为 0，时为1。 表 3-1 i/o 分配 名称代码地址编号 输入信号手动和自动消防信

24、号sa1i0.0 水池水位下限信号slli0.1 水池水位上限信号slhi0.2 变频器报警信号sui0.3 消铃按钮sb9i0.4 试灯按钮sb10i0.5 远程压力表模拟量电压值up aiw0 续表 3-1 i/o 分配 名称代码地址编号 输出信号1#泵工频运行接触器及指示灯km1,hl1q0.0 1#泵变频运行接触器及指示灯km2,hl2q0.1 2#泵工频运行接触器及指示灯km3,hl3q0.2 2#泵变频运行接触器及指示灯km4,hl4q0.3 3#泵工频运行接触器及指示灯km5,hl5q0.4 3#泵变频运行接触器及指示灯km6,hl6q0.5 生活消防供水转换电磁阀yv2q1.0

25、 水池水位下限报警指示灯hl7q1.1 变频器故障报警指示灯hl8q1.2 火警报警指示灯hl9q1.3 报警电铃haq1.4 变频器频率复位控制kaq1.5 控制变频器频率用电压信号uf aqw0 1212 3.3.33.3.3 plcplc 系统系统选择选择 从上面分析可以知道，系统共有开关量输入点 6 个、开关量输出点 12 个； 模拟量输入点 1 个、模拟量输出点 1 个。如果选用 cpu224，则需要扩展单元；如 果选用 cpu226，则价格较高，浪费较大。参照西门子 s7-200 产品目录及市场世 纪价格，选用主机为 cpu222（8 人/6 继电器输出）一台，加上一台扩展模块 e

26、m222（8 继电器输出） ，再扩展一个模拟量模块 em235（4ai/1ao） 。这样的配置 是最竞技的。整个 plc 系统的配置如图 3-2 所示。 图 3-2 恒压供水 plc 系统的配置 3.43.4 电气控制系统原理图电气控制系统原理图 电气控制原理图包括主电路图、控制电路图及 plc 外围接线图。 3.4.13.4.1 主电路图主电路图 如图 3-3 所示为电控系统的主电路图。三台电机分别为 m1、m2、m3。接触器 km1、km3、km5 分别控制 m1、m2、m3 的工频运行；电机分别为 m1、m2、m3。接 触器 km2、km4、km6 分别控制 m1、m2、m3 的变频运行

27、；frl、fr2、fr3 分别为三 台水泵电机过载保护用的热继电器：qs1、qs2、qs3、qs4 分别为变频器和三合泵 电机主电路的隔离开关；fu1 为主电路的熔断器；vvvf 是通用变频器。 3.4.2 控制电路图控制电路图 如图 3-4 为电控系统控制电路图。图中 sa 为手动/自动转换开关，sa 打在 1 的位置为手动控制状态；打在 2 的状态为自动控制状态。手动运行时，可用按钮 sblsb8 控制三台泵的启/停和电磁阀 yv2 的通断；自动运行时，系统在 plc 程 序控制下运行。图中的 hl10 为自动运行状态电源指示灯。对变频器 r 进行复位 主机单元 cpu222 ac/dc/

28、继电器 扩展单元 em222 8 点继电器 模拟量单元 em235 4ai/1ao 1313 时只提供一个触点信号。由于 plc 为 4 个输出点为一组共用一个 com 端，而本系 统又没有剩下单独的 com 端输出组，所以通过一个中间继电器 ka 的触点对变频 器实行复频控制。q0.0q0.5 以及 q1.0q1.5 为 plc 的输出继电器触点，它们旁 边的 4、6、8 等数字为接线编号。 （1）手动运行 按下按钮启动或停止水泵，可根据需要分别控制 1#3#泵的启停(见图 1)。 该方式主要供检修及变频器故障时用。 （2）自动运行 合上自动开关后，1#泵电机通电，变频器输出频率从 0 hz

29、 上升，同时 pid 调节程序将接收到自压力传感器的标准信号，经运算与给定压力参数进行比较， 将调节参数送给变频器，如压力不够，则频率上升到 50 hz，1#泵由变频切换为 工频，对 2#泵进行变频，变频器逐渐上升频率至给定值，加泵依次类推；如用水 量减小，从先启的泵开始减，同时根据 pid 调节器给的调节参数使系统平稳运行。 若有电源瞬时停电的情况，则系统停机；待电源恢复正常后，系统自动恢复运行， 然后按自动运行方式启动 1#泵变频，直至在给定水压值上稳定运行。变频自动功 能是该系统最基本的功能，系统自动完成对多台泵软起动、停止、循环变频的全 部操作过程。 3.4.33.4.3 plcplc

30、 外围接线图外围接线图 图 3-5 为 plc 及扩展模块外围接线图。火灾时，火灾信号 sa1 被触动，i0.0 为 1。 1414 r s t u v w 3 m1 3 3 m2 3 m3 n l1 l2 l3 km1 km3 km5 km2 km4 km6 fr1 fr2fr3 qs1 qs2 qs3 qs4 vvvf 图 3-3 电控系统主电路 1515 图 3-4 电控系统控制电路 sa 1 0 2 fu2 q0.0 q0.1 plc km1 fr1 hl1 km2 hl2 q0.2 q0.3 q0.4 q0.5 q1.0 16 q1.1 18 q1.2 20 q1.3 22 q1.4

31、 q1.5 24 26 hl7 hl8 hl9 ha ka hl10 km6 hl6 yv2 14 km5 fr2 hl3 km4 hl4 km5 fr3 hl5 km2 4 km1 6 km4 km3 km6 sb7 sb8 yv2 sb5 sb6 km5 sb3 sb4 km3 sb1 sb2 km1 km3 n l1 sb4 km 3 1616 图 3-5 恒压供水系统 plc 及扩展模块的外围接线 1717 第四章第四章 系统程序设计系统程序设计 4.14.1 由由“恒压恒压”要求出发的工作泵组数量管理要求出发的工作泵组数量管理 为了恒定水压，在水压降落时要增大器的输出频率，且在一台泵

32、工作不能满 足恒压要求时，需启动第二台泵或第三台泵。判断需启动新泵的标准是变频器的 输出频率达到设定的上限值。这一功能可通过比较指令实现。为了判断变频器工 作频率达上限值的确实性，应滤去偶然的频率波动引起的频率达到上限情况，在 程序中采取时间滤波。 4.24.2 多泵组泵站泵组管理规范多泵组泵站泵组管理规范 由于变频器泵站希望每一次启动电动机均为软启动，又规定各台水泵必须交 替使用，多泵组泵站泵组的投运要有个管理规范。在该系统中，任一台泵连续变 频运行不得超过 3h，因此每次需启动新泵或切换变额泵时，以新运行泵为变频泵 是。具体的操作时，将现行运行的变频泵从变频器上切除，并接上工频电源运行，

33、将变频器复位并用于新运行泵的启动。除此之外，泵组管理还有一个问题就是泵 的工作循环控制，本例中使用泵号加 1 的方法实现变频泵的循环控制(3 再加 1 等 于 0)，用工频泵的总数结合泵号实现工频泵的轮换工作。 4.34.3 程序的结构及程序功能的实现程序的结构及程序功能的实现 plc 在恒压供水系统中的功能较多，由于模拟量单元及 pid 调节都需要编制 初始化及中断程序，本程序分可为三部分：主程序、子程序和中断程序。系统初 始化的一些工作放在初始化子程序中完成。这样可节省扫描时间。利用定时器中 断功能实现 pid 控制的定时采样及输出控制。主程序的功能最多，如泵切换信号 的生成、泵组接触器逻

34、辑控制信号的综合及报警处理等都在主程序。 生活及消防双恒压的两个恒压值是采用数字方式直接在程序中设定的。生活 供水时系统设定值为满量程的 70，消防供水时系统设定值为满量程的 90。 在本系统 pid 中，只是用了比例和积分控制，其回路增益和时间常数可通过工程 计算初步确定，但还需要进一步调整以达到最优控制效果。初步确定的增益和时 间常数) 1818 增益：25 . 0 c k 采样时间sts2 . 0 积分时间min30 i t 表 4-1 程序中使用的 plc 元件及功能 器件地址功能器件地址功能 vd100 过程变量标准值 t38 工频泵减泵滤波时间控制 vd104 压力给定值 t39

35、工频/变频转换逻辑控制 vd108 pi 计算值 m0.0 故障结束脉冲信号 vd112 比例系数 m0.1 泵变频启动脉冲 vd116 采样时间 m0.2 减泵中间继电器 vd120 积分时间 m0.3 倒泵变频启动脉冲 vd124 微分时间 m0.4 复位当前变频泵运行脉冲 vd204 变频运行频率下限值 m0.5 当前泵运行启动脉冲 vd208 生活供水变频运行上限值 m0.6 新泵变频启动脉冲 vd212 消防供水变频运行上限值 m2.0 泵工频/变频转换逻辑控制 vd250 pi 调节结果存储单元 m2.1 泵工频/变频转换逻辑控制 vb300 变频工作泵泵号 m2.2 泵工频/变频

36、转换逻辑控制 vb301 变频工作泵的总台数 m3.0 故障信号汇总 vd310 倒泵时间存储器 m3.1 水池水位下限故障逻辑 t33 工频/变频转换逻辑控制 m3.2 水池水位下限故障消铃逻辑 t34 工频/变频转换逻辑控制 m3.3 变频器故障消铃逻辑 t37 工频泵增泵滤波时间控制 m3.4 火灾消铃逻辑 1919 4.44.4 系统的梯形图程序系统的梯形图程序 2020 2121 2222 2323 2424 2525 2626 2727 图 41 系统的梯形图 2828 图 4-2 程序子程序 2929 3030 图 4-3 中断程序 4.54.5 系统的运行分析系统的运行分析 低峰供水时，工作一台水泵电机变频调速,用水量加大时，首台工作水泵由 低速向高速调频，当工作频率达到 50 hz 即水泵满负荷工作时仍不能满足用水