深圳电工技师论文

1、水井自动控制系统摘要：文章针对矿泉水生产水井控制自动化改造项目，采用三菱FX2N型PLC做控制器,使用两台变频器,利用基于PLC的PID算法实现了水厂水井恒水位控制,供水恒压力控制,并通过触摸屏显示水位、流量、压力、温度等参数监控。改造后真正能够达到自动恒水位运行，恒压力供水。实现无人值守，大大减轻工人的劳动强度。系统运行正常，具有实用价值。关键词：PLC 触摸屏 变频器 PID调节 恒水位控制 恒水压控制一、 引言随着自动控制技术的发展，PLC在自动控制中的应用越来越广泛，它早已突破纯开关量控制的局限而进入到模拟量控制等其它领域，成为过程控制不可缺少的核心部件。本文介绍的控制系统通过PLC控

2、制模拟量实现水井恒水位控制，供水恒压力控制，水井数据监测、显示、报警，水井故障报警显示。该项目对恒水位控制应用有一定的参考价值。二、 水井自动控制系统背景以生产优质天然矿泉水为主的企业，对水质的要求较高。由于天然矿泉水的品质要求对每个水井必须保持其水的化学成分、流量、水温等动态参数在天然波动范围内相对稳定。从最早的水位人工测量，到后来的水位探头配合电机控制器，再到水位传感器加变频器，一步步走来。发展到现在的模拟PID,基于PLC控制的数字PID调节器的应用，每一步都使控制性能得到很大改善。本文根据天然矿泉水生产实际需要，将数字PID算法应用到水井自动控制系统中，使其能够根据水位的变化实时控制水

3、井泵变频器的频率，从而使水位始终保持平衡。三、 水井自动控制系统的技术要求根据生产实际需要，结合工艺要求，水井自动控制系统实现功能和技术要求如下：1.水井恒水位控制，水位误差设定值±0.2米；缓冲罐恒水压控制，压力误差设定值±0.2公斤。2.为保持地下水的动态平衡，采用PID闭环调节功能。3.显示参数：水位、流量、水压、水温、频率。4.控制方式：手动/自动切换；5.水位、水压可人工设定，并由程序给定了初始值，水井水位20 米，加压泵水压3 公斤。6.报警显示：水位低于4米报警提示。低于2米水泵停止运行。四、 方案选择和论证4.1方案选择：方案1：用水位探头检测水位，人工通过

4、阀门开度控制流量。缓冲罐也通过阀门开度控制压力。这是最早采用的方法。优点：成本低、费用少。缺点：浪费能源，水位变化不稳定，控制精度低，人工难以掌握，需要有经验的熟练操作人员才能胜任。方案2：用水位传感器检测水井水位，压力传感器检测缓冲罐出口水压，通过模拟量控制变频器实现水井恒水位控制，缓冲罐恒水压控制。优点：费用不高。缺点：水位变化不稳定，控制精度差，没有水井参数的显示。方案3：用水位传感器检测水井水位，压力传感器检测缓冲罐出口水压，用触摸屏通过PLC用模拟量控制变频器实现水井恒水位控制，缓冲罐恒水压控制，为了提高精度还可以采用PID调节。优点：控制精度高，水位变化平稳，不破坏地下水的动态平衡

5、，可实现水井参数的显示，还可以节约能源。缺点：费用高，一次性投资大。方案4：用水位传感器检测水井水位，压力传感器检测缓冲罐出口水压，用上位机通过组态软件控制PLC,几个井都可以控制，每个井通过I/O站用CC-LINK现场总线连接，是最理想的方案。优点：控制精度高，水位变化平稳，不破坏地下水的动态平衡，可实现几个水井参数的显示，还可以节约能源。缺点：费用较高，一次性投资更大。4.2方案论证本系统由于实际的水井有几个，从工艺图看只画出一个。实际进入缓冲罐的水有几个井的水，从技术的角度分析，采用方案4较理想，由于成本原因，暂时采用方案3。方案1和2达由于不到技术要求，不宜采用。等下一步条件成熟，可以

6、升级为方案4。基于以上设计思路，本方案PLC主模块留有一定量的I/O点，以利于系统进一步扩展。4.3结论 选择方案3：用水位传感器检测水井水位，压力传感器检测缓冲罐出口水压，用触摸屏通过PLC用模拟量控制变频器实现水井恒水位控制，缓冲罐恒水压控制，为了提高精度还可以采用PID调节。五、 水井自动控制系统概述天然矿泉水的主要成分是矿泉水，矿泉水来源于地下100多米的岩石层，采用不锈钢管用网状结构组成水井，地下水靠渗漏的形式进入井内，由于地下水是流动的，在井内停留的时间长，就会变质，容易产生霉菌。所以，井内水不能停留时间长，要及时抽走。但是地下水的流量是有变化的。我们不能破坏地下水的动态平衡，否则

7、，容易产生杂质，污染水源带，引起同一水源带其它井的污染，这是很严重的后果。所以，我们通常采用恒水位控制，使之达到动态平衡。以前我们用变频器加水位探头人工很难控制。水位、流量、水压等参数靠人工测试，劳动强度大，人为因素多。我们在旧系统中，恒水位，恒压供水一般采用起动或停止水井泵、加压站泵和调节出口阀开度来实现。控制系统是采用继电接触器控制线路，这种系统线路复杂，维护困难，操作麻烦，工人要24小时值班看守，劳动强度大。所以有必要对之进行改造，提高自动化水平。本文介绍的用于天然矿泉水水井恒水位，加压泵恒压供水监控系统，采用三菱FX2n型PLC（fx2n-32mr-001），带三个特殊扩展模块（FX2

8、n-4AD,FX2n-4AD-PT,FX2n-2DA），（图5-1 PLC硬件组态图）三菱FR-F540-3.7K-CH变频器，A950-GOT触摸屏进行监控，自动化程度高，整个工作程序自动完成，能清楚地显示各个设备的实时状态，并自动调节水位、水压。本系统还设有多种保护，如水位超限报警、水位超极限停机处理、水泵电机电流过流保护报警（通过变频器）并处理等。可以显示水井的水位、流量、水压、温度等参数。实现恒水位控制水井，恒水压控制供水。水位误差可以做得很小。本实例实际控制在20±0.2米左右。实际生产中已经完全满足需要。为了适应更高的精度，采用了PID调节。图5-1 PLC硬件组态图六、

9、 水井自动控制系统工作原理6.1 水井自动控制系统工艺流程：图6-1 系统工艺流程图：系统工艺流程图如图6-1所示，水井泵将水井内的水抽到压力缓冲罐，缓冲罐内的水又经过加压泵抽到锰砂罐，水经过锰砂罐过滤后再压到生产用水原水池供生产使用。由于水井内的水量是随时变化的，水泵流量一般通过变频器控制。流量大，水井内的水可能不够用，水井会抽干。水泵流量小，水不能满足生产需要。所以，最理想的办法是保持水井水位不变，达到动态平衡。另外，缓冲罐里的水如果直接进入锰砂罐，由于前面恒水位控制压力变化较大，水压小时水抽不上，造成水井变频器过载跳闸。所以，我们再加一级加压泵，采用恒压控制，保持压力稳定。6.2 系统工

10、作原理： 根据以上工艺流程，水井内的水必须保持恒定的水位。所以，水井泵采用恒水位控制。水井内的水经过水井泵抽到缓冲罐，加缓冲罐的目的显然是让几个井的水有一个缓冲。缓冲罐的水经过加压泵抽到锰砂罐，锰砂罐里面装有锰砂，主要是除去部分水中悬浮物、胶体有机物及水中的铁锰离子，出水达到一定指标（铁锰总量<15ppb）。锰砂罐出口到原水池必须保持恒定的压力，所以，加压泵采用恒压力控制。需要说明的是，每个水井泵的大小是根据水源勘测地质资料由水井工艺工程师选定的。加压泵也是根据几个井的流量由水井工艺工程师选定的。在此不考虑选择问题。七、 硬件系统设计7.1 设计方案7.1.1主电源回路设计： 该系统主电

11、源采用三相五线制供电，设计有总电源开关QF1,两个变频器分别用QF2，QF3控制，QF4控制PLC供电，QF5控制稳压电源供电。详情见附件电气接线图（cad图）7.1.2 辅助电源设计：为了保证PLC的高可靠性，模拟量模块的直流24v电源单独供电，加装了直流稳压电源，此电源还给触摸屏提供24V供电。详情见附件电气接线图（cad图）7.1.3 PLC硬件设计:本着经济性、可靠性、先进性、可扩展性的设计思想，本设计采用三菱FX2N-32MR-001型PLC，带三个特殊扩展模块（FX2n-4AD,FX2n-4AD-PT,FX2n-2DA），见图5-1 PLC硬件组态图 模拟量输入模块FX2n-4AD

12、是12位高精度分辨率A/D转换模块，提供4通道电压或电流输入，本实例采用二线制4-20mA电流输入，精度±1%，主要用于传感器测量水井的水位、流量、水压、加压泵水压，完全满足实际需要。 模拟量输入模块 FX2n-4AD-PT是与白金测温电阻（pt100、3线型）配合测量水井的水温。 模拟量输出模块 FX2n-2DA是12位高精度分辨率D/A转换模块，提供2通道电压或电流输出，本实例采用0-10电压输出，精度±1%，主要用于控制水井泵和加压泵的变频器实现恒水位、恒水压控制。，7.1.4 模拟量处理：模拟量转换如下所示:水井：水位传感器A/D转换PLCD/A转换变频器 触摸屏显

13、示缓冲罐：压力传感器A/D转换PLCD/A转换变频器 触摸屏显示其它传感器A/D转换PLC触摸屏显示模拟量输入数值转换：如下表所示：项目传感器量程对应输入模块数字量电流或温度转换倍率水位0-50m0-10004-20mA20水压0-30kg0-10004-20mA33流量0-20m³/h0-10004-20mA50水温-100°C -600°C-1000-6000-100°C -600°C10表7-1模拟量输入数值转换水位，流量，压力0-1000，分别对应0-50米，0-20米³，0-3mpa。温度-1000-6000，对应-100-

14、600摄氏度。程序中都作了相应转换。模拟量输出数值转换：如下表所示：项目频率对应输出模块数字量电压控制参数水井泵变频器0-50hz0-40000-10V恒水位加压泵变频器0-50hz0-40000-10V恒压力表7-2模拟量输出数值转换两台变频器数值转换相同，数字量0-4000对应0-10V模拟量,分别送到变频器的0-10V端子2-5之间。由于水位和水压操作人员只知道实际的量，如多少米等。所以水位设定值和水压设定值也需要转换，PLC程序中作了相应转换。如下表所示：项目实际数字量转换倍率水位0-50m0-100020水压0-30kg0-100033表7-3设定值转换由于触摸屏送入整数不能显示小数

15、位，程序中转换为浮点数显示在触摸屏上。7.2 I/ O分配 7.2.1 PLC I/O分配表：地址名称X0水井泵手动/自动X1水井泵启动X2水井泵停止X3加压泵手动/自动X4加压泵启动X5加压泵停止Y0水井泵变频器STFY1加压泵变频器STF7.2.2 辅助继电器数据寄存器分配：地址名称M0水井泵自动/手动M1水井泵手动频率上升调节M2水井泵手动频率下降调节M8加压泵手动频率上升调节M9加压泵手动频率下降调节M10-M25加压泵D/A转换使用M30-32检查模块FX2N-4ADM40-M55FX2N-4AD通道使用M60-m62检查模块FX2N-4AD-ptM70-m85FX2N-4AD-pt

16、通道使用M86-m101水井泵D/A转换使用M102加压泵自动/手动M120-m122水位低于2米报警使用D0存FX2N-4AD模块号D5存FX2N-4AD-pt模块号D8-D9温度模拟量D10-D11水位设定值D12-13水位设定值转换值D20-D21水位转换值D22-D23流量转换值D24-D25水井水压转换值D26-D27水温转换值D28-D29加压水压转换值D30-D31水压设定值D32-D33水压设定值转换值D40-D41水位模拟量D42-D43流量模拟量D44-D45水井水压模拟量D46-D47加压水压模拟量D50-D51加压水压浮点数D52-D53水位浮点数D54-D55流量浮点

17、数D56-D57压力浮点数D58-D59温度浮点数D102-D103水井频率显示D104-D105加压频率显示D120-D144水井PID调节使用D148水井PID调节输出D150-D174加压PID调节使用D178加压泵PID调节输出7.2.3电气元件明细表符号名称型号规格数量用途PLC可编程控制器FX2N-16MR-0011控制水井扩展模块模拟量输入FX2N-4AD1水位、流量，压力、模拟量扩展模块模拟量输入FX2N-4AD-PT1温度测量扩展模块模拟量输出FX2N-2DA1控制变频器GOT触摸屏A950WGOT-TBD1人机界面U1变频器FR-F540-3.7KW1控制水井泵专用电缆FX

18、-50DU-CABO1触摸屏PLC连接U2变频器FR-F540-3.7KW1控制加压泵泵水位传感器水位传感器JYKL-50M，14-36vDC，4-20mADC1水位测量流量传感器流量传感器Yf104，24visit-20mA，0-20m³/h1流量测量压力传感器压力传感器EJA430A，24v，4-20mA，0-3MPa2压力测量温度传感器温度传感器PT1001温度测量QF1小型断路器DZ47-60 40A1总电源QF2小型断路器DZ47-60 20A1水井泵电源QF3小型断路器DZ47-60 20A1加压泵电源QF4小型断路器DZ47-60 10A1PLC电源QF5小型断路器DZ

19、47-60 10A1稳压电源G1高精度开关电源AC220V/DC24V 10A1特殊模块电电源SB1.SB2启动按钮LAY37AC220V2绿色指示灯 SB3.SB4停止按钮LAY37AC220V2红色指示灯SB5.SB6转换按钮LAY37AC220V2自动/手动转换M1水井泵及电机Grundfos ms402 2.2kw1水井用M2加压泵及电机Grundfos ms402 2.2kw1加压用控制电线BC11200米器件连接电机导线Rvv3/2.5mm²200米器件连接通信线屏蔽2/0.75mm²15米7.3 触摸屏选择及画面设计:本设计采用三菱A950WGOT-TBD触摸

20、屏，分辨率320x240，触摸屏软件采用GT Designer5.0，由于矿泉水对水质的要求较高，水的动态参数是极为重要的数据。所以，本设计采用触摸屏便于显示水井的动态参数，如水位、流量、压力、温度等。同时还可以实现报警，故障停机，操作简单、方便。触摸屏参考画面如图6-1所示： 由图7-1可知，该项目共有四个画面组成，初始画面，水井泵画面，加压泵画面，报警和模拟调试画面。系统启动后，首先进入初始画面，然后可以切换到其他画面。水井泵和加压泵画面基本相似，启动时按“启动”按钮进入手动状态，启动灯变为红色，可以人工调节频率升降；按“手动/自动”进入自动状态，“手动/自动”灯变为红色。在报警和模拟量调

21、试画面中，当水位低于4米时显示报警信息“请注意！水位值已低于四米！”在模拟调试时只需输入相应值即可，水位，流量，压力0-1000，分别对应0-50米，0-20米³，0-30公斤。温度0-6000，对应0-600摄氏度。程序中都作了相应转换。详细设计参考附件触摸屏文件图7-1触摸屏画面7.4 变频器选择及参数设定：由于矿泉水生产是24小时运行，水泵故障对生产影响很大，所以我们采用三菱风机水泵专用变频器，两台变频器都采用三菱FR-F540-3.7K-CH,水泵功率相同，参数设置基本相同。变频器参数设定值如下表：Pr.1上限频率HZ 50Pr.13起动频率HZ 50Pr.2下限频率HZ 2

22、5Pr.15点动频率HZ 5Pr.3基底频率HZ 50Pr.16点动加减时间/S 0.5Pr.7加速时间/S 3Pr.19基底率电压/V电机额定电压Pr.8减速时间/S 5Pr.79操作模式选择2Pr.9电子过电流保护/A电机额定电流4.2APr.73=0设定端子2-5为电压0-10Pr.160=0 允许所有参数的读/写7.5 PLC主模块,模拟量传感器接线：水位传感器，流量传感器，水井泵压力传感器，加压泵压力传感器分别接特殊功能模块FX2N-4AD的CH1.CH2 CH3.CH4 四个通道，温度传感器PT100接特殊功能模块 FX2N-4AD-PT的CH1通道，水井泵和加压泵变频器分别接模拟

23、量输出模块FX2N-2DA的CH1 CH2 两个通道。详情见图7-4所示。水井泵变频器接线如图7-2，加压泵变频器接线图相似，PLC主模块硬件接线图如图7-3所示，模拟量输入模块接线图如图7-4所示，图7-2 PLC水井泵变频器接线图图7-3 PLC主模块硬件接线图 图7-4 模拟量输入模块接线图图7-5 模拟量输出模块接线图.模拟量输出模块接线如图7-5所示八、 水井自动控制系统软件设计图8-1 PLC程序流程图8.1 PLC软件设计8.1.1 PLC程序流程由前面的工艺流程图和PLC 变频器接线图可知，该系统主要的任务是保持水井的水位恒定和锰砂罐内的水压恒定。所以 我们的PLC程序主要围绕

24、两台泵的启动,停止；自动、手动；PID调节,转换显示：模拟量控制等几方面展开。PLC程序流程图如图8-1所示：8.1.2 PLC程序介绍 由于天然矿泉水的生产要求，水井保持地下水的相对动态平衡。所以，保持水井恒水位、恒水压是很重要的环节。通过反复比较论证，决定采用PID调节控制。大多数变频器也有此功能。但实际应用效果没有用PLC控制好。由于我们的水井采用渗漏的方式，而且供水系统管道长、管径大，管网的充压都较慢，故两个系统都是一个大滞后系统，不宜直接采用变频器PID调节器进行控制，而采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用，效果更好。程序简介如下：模拟量处理部分：传感器将检测到的水位，流

25、量，压力，温度值分别输入相应的模拟量输入模块进行处理，模拟量输入模块需事先进行初始化（模块检查，设定等），经过处理的数字量信号送到触摸屏显示。本程序还设有模块检测程序，如果模拟量输入模块有错误或安装顺序错误，模拟量输入模块不能读入模拟量，以便正确识别模块。自动控制部分；同时将水井水位和锰砂罐压力模拟量信号值送到各自的PID调节环与设定值进行PID运算，然后，将运算结果送到模拟量输出模块FX2N-2DA的ch1和ch2(0-10V)两个通道分别对水井泵变频器和加压泵变频器控制,实现水井泵恒水位控制，加压泵恒压控制。同时将PID运算结果送到触摸屏显示各自的运行频率。手动控制部分：本设计水井泵和加压

26、泵都有手动控制，以便于用户调试和维修方便使用。手动状态可以人工调节变频器的运行频率。 显示转换部分：模拟量值都是数字量，直接显示在触摸屏上，用户难以理解，需转换为相应值才能显示。水位设定值和压力设定值也需要相应转换才能显示。详见表7-1模拟量输入数值转换，表7-2模拟量输出数值转换，表7-3设定值转换。 保护程序部分：水位低于2米停机，水泵频率最低30hz，最高50hz。变频器设定也有此功能。此作为双重保护。根据运行经验，模拟量输入传感器最容易出现故障，为便于判断传感器故障，在触摸屏上增加了模拟量调试画面，便于用户快速判断故障范围。九、 水井自动控制系统的安装，调试和运行9.1投入运行前的准备

27、工作系统投入运行前需检查的项目：1 电源供电主回路绝缘电阻是否达到要求。一般不低于0.5m2.水泵相间、对地绝缘电阻不应低于0.5m3.电源线对地、相间有无接地、短路4.变频器电源和输出接线有无错误5.PLC电源接线有无错误检查无误，再通电试车，不可急于送电，以免造成不必要的损失。9.2 PID调节注意事项PID调节先不要投入，首先手动开机运行，等各项功能正常以后再自动运行，调节参数要反复实验，不要急于求成。PID相关参数调节说明PID参数的调节对系统有很大的影响。故特此说明如下：PID控制算法就是经典的闭环控制，它是连续系统中技术最成熟、应用最广泛的调节方式。PID调节的实质就是根据输入的偏

28、差值，按比例、积分和微分的函数关系进行运算，其运算结果用以输出控制。在系统输出误差绝对值较大时系统采取饱和输出工作方式，这样可以减小液位系统的时滞性。同时为了防止系统过大的超调量，在系统误差的绝对值比较小时采用增大积分系数的办法，从而可以提高系统的稳态精度。微分控制算法简单，参数调整方便，并且有一定的控制精度，能感觉出误差的变化趋势。增大微分控制作用可加快系统响应，使超调减小，可以获得比较满意的控制效果。因此它成为当前最为普遍采用的控制算法。机PID动作方向确定：由于水井泵水位升高时需增大排水量，故采用正动作；加压泵水压升高时需减小压力，故采用逆动作。在实际调试时可按以下步骤进行：1) 关掉积

29、分作用和微分作用，先调P。即令I>3600秒，D = 0秒，将P由大往小调以达到能快速响应，又不产生振荡为好。并需结合量程进行定量估算。2) P调好后再调I，I由大往小调，以能快速响应，消除静差，又不产生超调为好，或有少量超调也可以。I应考虑与系统惯性时间常数相匹配。一般I值和惯性时间差不多。3) P、I调好后，再调D。一般的系统D =0，1或2。只有部分滞后较大的系统，D值才可能调大些。4) PID参数修改后，可以少量修改给定值，观察系统的跟踪响应，以判断PID参数是否合适。5) P值太小，I值太小或D值太大均会引起系统超调振荡。6) 对于个别系统，如升压快降压慢，或液位升得快降得慢等

30、不平衡系统是很难控制的，更难兼顾动态指标，只能将P调大些，I值也调大些，牺牲动态指标来保证稳态指标。这是由系统的不可控制特性所决定的，而与PID调节器的性能无关。9.3系统布线接地等注意事项在控制系统中，使用PLC的模拟量控制多台变频器，由于变频器本身产生强干扰信号的特性和模拟量抗干扰能力不与数字量抗干扰能力强的特性；因此为了最大程度的消除变频器对模拟量的干扰，在布线和接地等方面就需要采取更加严密的措施。关于布线1信号线与动力线必须分开走线使用模拟量信号进行远程控制变频器时，为了减少模拟量受来自变频器和其它设备的干扰，请将控制变频器的信号线与强电回路（主回路及顺控回路）分开走线。距离应在30c

31、m以上。即使在控制柜内，同样要保持这样的接线规范。该信号与变频器之间的控制回路线最长不得超过50m。2信号线与动力线必须分别放置在不同的金属管道或者金属软管内部由于水系统的两台三菱变频器离控制柜较远，因此连接PLC和变频器的信号线如果不放置在金属管道内，极易受到变频器和外部设备的干扰；同时由于变频器无内置的电抗器，所以变频器的输入和输出级动力线对外部会产生极强的干扰，因此放置信号线的金属管或金属软管一直要延伸到变频器的控制端子处，以保证信号线与动力线的彻底分开。3模拟量控制信号线应使用双股绞合屏蔽线，电线规格为0.52mm2。在接线时一定要注意，电缆剥线要尽可能的短（5-7mm左右），同时对剥

32、线以后的屏蔽层要用绝缘胶布包起来，以防止屏蔽线与其它设备接触引入干扰。.关于接地变频器的接地应该与PLC控制回路单独接地，在不能够保证单独接地的情况下，为了减少变频器对控制器的干扰，控制回路接地可以浮空，但变频器一定要保证可靠接地。在控制系统中建议将模拟量信号线的屏蔽线两端都浮空，同时由于在机组上PLC与变频器共用一个大地，因此建议在可能的情况下，将PLC单独接地或者将PLC与机组地绝缘开来。变频器的接地电阻10以下。接地线切勿与焊机及动力设备共用。接地线请按照电气设备技术基准所规定的导线线径规格。接地线在可能范围内尽量短。由于变频器产生漏电流，与接地点距离太远则接地端子的电位不稳定。使用两台

33、以上变频器的场合，请勿将接地线形成封闭回路。9.4 泵类负载注意事项泵类负载在实际运行过程中，容易发生喘振、憋压和水垂效应，所以变频器选型时，要选择适于泵类负载的变频器且变频器在功能设定时要针对上述问题进行单独设定1.喘振:测量易发生喘振的频率点，通过设定跳跃频率点和宽度，避免系统发生共振现象。2.憋压:泵类负载在低速运行时，由于系统憋压而导致流量为零，从而造成泵烧坏。在变频器功能设定时，通过限定变频器的最低频率，从而限定了泵流量临界点处的系统最低转速，这就避免了此类现象的发生。3.水垂效应:泵类负载在突然断电时，由于泵管道中的液体重力而倒流。若逆止阀不严或没有逆止阀，将导致电机反转，因电机发

34、电而使变频器发生故障报警烧坏。在变频器系统设计时，应使变频器按减速曲线停止，在电机完全停止后再断开主电路电，这样就避免了该现象的发生。9.5 水位传感器校正 水位传感器放到井里必须事先测量好长度，然后用水位测量仪测出实际水位，再和触摸屏显示的值对比。如果误差大于0.1米以上，需校正。校正的方法同样是测量值和显示值比较，再决定将传感器升高或降低。反复多次。直到误差小于0.1米以上为止。十、 实际运行效果经过现场一段时间的运行，变频恒水位运行效果非常好。当用触摸屏设定一个液位高度后，变频器以恒液位控制方式运行。当液位设定为20m，实际检测井内的液位基本在20m±0.2m之间恒定。当液位低

35、于20m，变频器频率降低，直到最后停止在最低运行频率（30HZ）。这是因为如果变频器运行频率过低，水泵的扬程不够，由于系统憋压而导致流量为零，从而造成泵烧坏。在变频器功能设定时，通过限定变频器的最低频率，从而限定了泵流量的临界点处的系统最低转速，这就避免了此类现象的发生。设置最低运行频率，能够使水泵扬程达到要求。变频器的频率一般在生产的时候达到35-45HZ左右，大大的降低了操作人员的劳动强度。当由于某种原因造成液位过低时，通过触摸屏提供报警信号，及时提醒操作人员，保证了正常的生产供水要求，同时也大大地节约了电能。当然，此项目的主要目的并不是节能，节能只是辅助作用。实际运行数据：如表10-1项

36、目水井水位设定值实际水位加压压力设定值实际压力120米20.122公斤2.11220米19.832公斤1.93330米30.093公斤3.15430米29.913公斤2.91540米40.074公斤4.16640米39.954公斤3.82表10-1水位压力实测数据经过对水井改进前后数据分析，绘制出水位改进前后变化曲线如图10-1,图10-2。从图中可以看出，经PID调节后的水井水位变化很小，水井液位能够保持恒水位运行。水位改进前后变化曲线如图10-1,图10-2所示:十一、 经验总结设计好触摸屏画面和PLC程序后，可以用触摸屏模拟软件GT Simulator2.0连接PLC模拟软件GX simulator7.0调试。还可以打开PLC设计软件GX Developer监控运行情况。经过这样模拟调试，PLC程序和触摸屏画面基本没有和现场