恒壓變頻供水系統(tǒng)

1、目錄緒論11.恒壓變頻供簡介21.1恒壓變頻供水產(chǎn)生背景及國內(nèi)現(xiàn)狀21.2傳統(tǒng)供水系統(tǒng)及特點(diǎn)21.3恒壓變頻供水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)32.恒壓變頻供水系統(tǒng)的相關(guān)原理52.1恒壓變頻供水系統(tǒng)的理論框圖52.2供水系統(tǒng)的基本特性52.3變頻調(diào)速原理72.4 PID控制原理73.元件選擇及功能單元設(shè)計(jì)103.1變頻器選擇及系統(tǒng)總體介紹103.2系統(tǒng)主體電路113.3系統(tǒng)控制電路143.4系統(tǒng)反饋電路183.5 系統(tǒng)總體電路圖和使用說明184.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)21結(jié)束語28致謝29參考文獻(xiàn)30附錄31緒論隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，水對人民生活與工業(yè)生產(chǎn)的影響日益加強(qiáng)，人民對供水的質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高。把

2、先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)、通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用到供水領(lǐng)域，成為對供水系統(tǒng)的新要求。變頻恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)于一體。采用該系統(tǒng)進(jìn)行供水可以提高供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，方便地實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的集中管理與監(jiān)控；同時(shí)系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性，這在能量日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，對于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。自從通用變頻器問世以來。變頻調(diào)速技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮了很大的作用。以往的變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備。大都采用帶有模擬量輸入/模擬量輸出的可編

3、程控制器或PID調(diào)節(jié)器，PID算法編程難度大，設(shè)備成本高，調(diào)試?yán)щy。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器的功能越來越強(qiáng)。可以充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，合理地設(shè)計(jì)變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備一般具有設(shè)備投資少，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，占地面積小，節(jié)電節(jié)水，自動(dòng)化程度高，操作控制方便等特點(diǎn)。因此，變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備在住宅小區(qū)及高層建筑生活消防供水系統(tǒng)中起著非常重要的作用。1. 恒壓變頻供簡介1.1恒壓變頻供水產(chǎn)生背景及國內(nèi)現(xiàn)狀眾所周知，雖然我國擁有的總淡水量不少，但是人均擁有的淡水量卻非常少。因此，長期以來，水的利用問題就一直困擾著我們。水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，在節(jié)水節(jié)能

4、已成為時(shí)代特征的現(xiàn)實(shí)條件下，我們這個(gè)水資源和電能短缺的國家，長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)一直比較落后，自動(dòng)化程度低。在恒壓變頻供水系統(tǒng)出現(xiàn)以前，我們曾經(jīng)也使用過很多的供水系統(tǒng)，其中包括一臺(tái)水泵恒速供水系統(tǒng)、恒速水泵加水塔的供水系統(tǒng)、恒速水泵加氣壓罐供水系統(tǒng)、恒速水泵加高位水箱的供水系統(tǒng)、變頻調(diào)速供水系統(tǒng)。但是，我們可以看出這些系統(tǒng)無一例外自動(dòng)化水平都非常低，不能根據(jù)用戶用水量的變化而自動(dòng)變化，從而導(dǎo)致水資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。而恒壓變頻供水系統(tǒng)就是在這種情況下產(chǎn)生的。恒壓變頻供水系統(tǒng)通過安裝在系統(tǒng)中的壓力傳感器將系統(tǒng)壓力信號與設(shè)定壓力值作比較，再通過控制器調(diào)節(jié)變頻器的輸

5、出，無級調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速。使系統(tǒng)水壓無論流量如何變化始終穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。這樣供水系統(tǒng)所供應(yīng)的水量就和用戶的實(shí)際需求不斷接近，最大程度上節(jié)約了水資源。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，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)的電磁兼容性的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制研究得不夠。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。1.2傳統(tǒng)供水系統(tǒng)及特點(diǎn)在恒壓變頻供水系統(tǒng)這種能自動(dòng)控制的只能公示系統(tǒng)出現(xiàn)以前，我們曾經(jīng)也采用過其他的供水系統(tǒng)，而這些供水系統(tǒng)無一例外都是在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)

6、比較落后，自動(dòng)化程度低。在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低，供不應(yīng)求的現(xiàn)象，而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高，供過于求的情況，此時(shí)將會(huì)造成能量的浪費(fèi)，同時(shí)有可能使水管爆破和用水設(shè)備的損壞。這其中包括：一臺(tái)水泵恒速供水系統(tǒng)、恒速水泵加水塔的供水系統(tǒng)、恒速水泵加氣壓罐供水系統(tǒng)、恒速水泵加高位水箱的供水系統(tǒng)、變頻調(diào)速供水系統(tǒng)等，我們下面簡要介紹一下l、一臺(tái)水泵恒速供水系統(tǒng)顧名思義，這種供水方式就是采用一臺(tái)水泵從蓄水池中抽水加壓直接送往用戶，有的甚至連蓄水池也沒有，直接從城市公用水網(wǎng)中抽水，嚴(yán)重影響城市公用管網(wǎng)壓力的穩(wěn)定。這種供水方式，水泵整日不停運(yùn)轉(zhuǎn)，有的可能

7、在夜間用水低谷時(shí)段停止運(yùn)行。這種系統(tǒng)形式簡單、造價(jià)最低，但耗電、耗水嚴(yán)重，水壓不穩(wěn)，供水質(zhì)量極差。2、恒速水泵加水塔的供水系統(tǒng)這種方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向用戶供水。水塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系統(tǒng)所需要壓力。水塔注滿后水泵停止，水塔水位低于某一位置時(shí)再啟動(dòng)水泵。水泵處于斷續(xù)工作狀態(tài)中。這種供水方式，水泵工作在額定流量額定揚(yáng)程的條件下，水泵處于高效區(qū)。這種方式顯然比前一種節(jié)電，其節(jié)電率與水塔容量、水泵額定流量、用水不均勻系數(shù)、水泵的開、停時(shí)間比、開、停頻率等有關(guān)。供水壓力比較穩(wěn)定。但這種供水方式基建設(shè)備投資最大，占地面積也最大：水壓不可調(diào)，不能兼顧近期與遠(yuǎn)期的需要；而且系

8、統(tǒng)水壓不能隨系統(tǒng)所需流量和系統(tǒng)所需要壓力下降而下降，故還存在一些能量損失和二次污染問題。而且在使用過程中，如果該系統(tǒng)水塔的水位監(jiān)控裝置損壞的話，水泵不能進(jìn)行自動(dòng)的開、停，這樣水泵的開、停，將完全由人操作，這時(shí)將會(huì)出現(xiàn)能量的嚴(yán)重浪費(fèi)和供水質(zhì)量的嚴(yán)重下降。3、恒速水泵加氣壓罐供水系統(tǒng)這種方式原理與水塔是相同的，只是水箱設(shè)在建筑物的頂層。高層建筑還可分層設(shè)立水箱。占地面積與設(shè)備投資都有所減少，但這對建筑物的造價(jià)與設(shè)計(jì)都有影響，同時(shí)水箱受建筑物的限制，容積不能過大，所以供水范圍較小一些動(dòng)物甚至人都可能進(jìn)入水箱污染水質(zhì)。水箱的水位監(jiān)控裝置也容易損壞，這樣系統(tǒng)的開、停，將完全由人操作，使系統(tǒng)的供水質(zhì)量下降

9、能耗增加。4、恒速水泵加高位水箱的供水系統(tǒng)這種方式是利用封閉的氣壓罐代替高位水箱蓄水，通過監(jiān)測罐內(nèi)壓力來控制泵的開、停。罐的占地面積與水塔水箱供水方式相比較小，而且可以放在地上，設(shè)備的成本比水塔要低得多。而且氣壓罐是密封的，所以大大減少了水質(zhì)因異物進(jìn)入而被污染的可能性。但氣壓罐供水方式也存在著許多缺點(diǎn)，在介紹完變頻調(diào)速供水方式后，再將兩者作比較。5、變頻調(diào)速供水系統(tǒng)這種系統(tǒng)的原理是通過安裝在系統(tǒng)中的壓力傳感器將系統(tǒng)壓力信號與設(shè)定壓力值作比較，再通過控制器調(diào)節(jié)變頻器的輸出，無級調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速。使系統(tǒng)水壓無論流量如何變化始終穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。變頻調(diào)速水泵調(diào)速控制方式有三種：水泵出口恒壓控制、水泵出

10、口變壓控制、給水系統(tǒng)最不利點(diǎn)恒壓控制。1.3恒壓變頻供水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)相比，恒壓變頻供水系統(tǒng)有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：（1）高效節(jié)能 因?yàn)樽冾l恒壓供水系統(tǒng)能夠自動(dòng)控制運(yùn)行，水泵不必總是工作在最大功率的狀態(tài)，所以恒壓變頻供水系統(tǒng)能夠節(jié)約電能和水資源，節(jié)能量通常在10%-40%。而且單臺(tái)水泵流量越小，節(jié)約能量越多。（2）供水壓力恒定 恒壓變頻供水系統(tǒng)使系統(tǒng)供水壓力相對穩(wěn)定，壓力變化范圍較小，流量可在大范圍內(nèi)連續(xù)變化。可以保證用戶任何時(shí)候的用水壓力，不會(huì)出現(xiàn)在用水高峰期出現(xiàn)用水量短缺而不能正常使用的情況。（3）安全行較好 供水系統(tǒng)實(shí)行閉環(huán)供水，用戶的水全部由管道直接供給，取消了水塔、天面水池、

11、氣壓罐等設(shè)施，避免了用水的“二次污染”，使用戶用水更清潔，同時(shí)也節(jié)省了開支。（4）自動(dòng)運(yùn)行方便管理 小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)具備了過流、過壓、欠壓、欠相、短路保護(hù)、瞬時(shí)停電保護(hù)、過載、失速保護(hù)、液位保護(hù)、主泵定時(shí)輪換控制、密碼設(shè)定等功能，功能完善，全自動(dòng)控制，自動(dòng)運(yùn)行。（5）延長設(shè)備壽命 在使用恒壓變頻供水系統(tǒng)之前，為了滿足用戶用水的需求，電機(jī)在不能自動(dòng)控制運(yùn)行的情況下，機(jī)泵的轉(zhuǎn)速往往是長期維持額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)，不但是水資源產(chǎn)生大量的浪費(fèi)，而且機(jī)械磨損也非常高，經(jīng)常出現(xiàn)機(jī)泵故障，在使用了恒壓變頻供水系統(tǒng)之后，機(jī)泵能夠自動(dòng)運(yùn)行，減少了磨損率和故障。變頻器的無級調(diào)速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了機(jī)泵軟啟動(dòng)，避免了電機(jī)開

12、停時(shí)的大電流對電機(jī)線圈和電網(wǎng)的沖擊。2.恒壓變頻供水系統(tǒng)的相關(guān)原理2.1恒壓變頻供水系統(tǒng)的理論框圖恒壓變頻供水系統(tǒng)的控制對象是供水系統(tǒng)出口的水流量，它是一個(gè)在時(shí)刻變化著的非線性量。要使水流量時(shí)刻滿足用戶的要求，就必須得有檢測裝置來檢測管網(wǎng)的壓力，然后反饋給系統(tǒng)，再通過系統(tǒng)調(diào)節(jié)來使其不斷向目標(biāo)靠近。我們從上面的描述中可以看到，恒壓變頻供水系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。 圖1恒壓變頻供水系統(tǒng)的原理框圖從上圖中我們可以看到，壓力檢測裝置一直在檢測供水系統(tǒng)的水壓。當(dāng)管網(wǎng)壓力低于設(shè)定壓力值時(shí)，通過壓力傳感器返回值和設(shè)定壓力值的比較，我們就可以得到正的壓力差，然后系統(tǒng)將差值轉(zhuǎn)換，計(jì)算出變頻器輸出所需增加的頻率，將增

13、量和變頻器當(dāng)前的輸出值相加，得到新的輸出頻率。這樣輸出頻率變大使水泵機(jī)組轉(zhuǎn)速增大，從而使管網(wǎng)供水壓力提高，若還沒達(dá)到要求，系統(tǒng)將再次重復(fù)剛才的過程，直到實(shí)際供水壓力和設(shè)定壓力相等為止。當(dāng)運(yùn)行過程中管網(wǎng)供水壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，情況剛好相反，變頻器的輸出頻率將會(huì)降低，水泵機(jī)組的轉(zhuǎn)速減小，管網(wǎng)的供水壓力因此會(huì)隨之減小，直到調(diào)節(jié)的結(jié)果是供水要求壓力相等為止。從圖我們也可以看出整個(gè)供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要包括水泵，變頻器， 壓力傳感器等。2.2供水系統(tǒng)的基本特性恒壓變頻供水技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)水泵的軟起動(dòng)，使水泵的使用壽命延長，在調(diào)節(jié)水泵流量時(shí)可以節(jié)約可觀的能量。它非常適用于現(xiàn)代樓宇高層的加壓供水。其中水泵的特性在整個(gè)

14、供水系統(tǒng)中的作用很重要。水泵的輸出特性既決定于水泵的種類，也隨供水管網(wǎng)系統(tǒng)的阻力特性曲線不同而不同。離心式水泵的特性公式如下 (2-1)在上述公式中是水泵的功率，是介質(zhì)常數(shù)，和分別代表水泵的揚(yáng)程和流量，而則代表水泵的效率。當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化時(shí)，它的揚(yáng)程、流量以及功率也隨之變化即 (2-2) (2-3)從上式中我們不難看出流量和水泵的轉(zhuǎn)速一次方成正比，而功率和水泵轉(zhuǎn)速的三次方成正比，管網(wǎng)裝置特性可根據(jù)閘閥全開時(shí)測得的各種數(shù)據(jù)由式 (2-4) 求得。其中為水泵的進(jìn)出口水位高度差(m)， 其大小與流量無關(guān)。為供水管路阻力系數(shù)。管網(wǎng)特性曲線與泵特性曲線之交點(diǎn)即為泵的正常使用工況點(diǎn)。如下圖所示： 圖2

15、 揚(yáng)程、流量關(guān)系圖由圖1及公式（3-1）我們可以得到，水泵流量Q越大，揚(yáng)程H越小。由于在閥門開度和水泵轉(zhuǎn)速都不變的情況下，流量的大小主要取決于用戶的用水情況，因此，揚(yáng)程特性所反映的是揚(yáng)程與用戶用水流量之間的關(guān)系。而管阻特性是以水泵的轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤幔砻鏖y門在某一開度下，揚(yáng)程與流量之間的關(guān)系。管阻特性反映了水泵的能量用來克服水泵系統(tǒng)的水位及壓力差、液體在管道中流動(dòng)阻力的變化規(guī)律。由圖可知，在同一閥門開度下，揚(yáng)程H越大，流量也越大。由于閥門開度的改變，實(shí)際上是改變了在某一揚(yáng)程下，供水系統(tǒng)向用戶的供水能力。因此，管阻特性所反映的是揚(yáng)程與供水流量之間的關(guān)系H=f()。揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線的交點(diǎn)，

16、稱為供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)，如圖1中D點(diǎn)。在這一點(diǎn)，用戶的用水流量和供水系統(tǒng)的供水流量處于平衡狀態(tài)，供水系統(tǒng)既滿足了揚(yáng)程特性，也符合了管阻特性，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。2.3變頻調(diào)速原理恒壓變頻供水系統(tǒng)的主要由水泵、電動(dòng)機(jī)、管道等構(gòu)成。通常由鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵旋轉(zhuǎn)來供水，并且把電機(jī)和水泵做成一體，通過變頻器調(diào)節(jié)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的出水流量而實(shí)現(xiàn)恒壓供水的。因此，供水系統(tǒng)變頻的實(shí)質(zhì)是異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速。異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速是通過改變定子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。異步電機(jī)的轉(zhuǎn)差率定義為： (2-5)異步電機(jī)的同步速度為: (2-6)異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速為： (2-7)其中： 為異步電機(jī)的理想

17、空載轉(zhuǎn)速；為異步電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；是異步電機(jī)的定子電源頻率；為異步電機(jī)的極對數(shù)。從上式可知，當(dāng)極對數(shù)不變時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與定子電源頻率成正比，因此連續(xù)調(diào)節(jié)異步電機(jī)供電電源的頻率，就可以連續(xù)平滑地調(diào)節(jié)電機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。變頻調(diào)速時(shí)，從高速到低速都可以保持有限的轉(zhuǎn)差率，因而變頻調(diào)速具有高效率、高精度、調(diào)速范圍廣、平滑性較高、機(jī)械特性較硬的優(yōu)點(diǎn)，調(diào)速性能可與直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)相媲美。因此，變頻調(diào)速是交流異步電機(jī)一種比較合理和理想的調(diào)速方法，它被廣泛地應(yīng)用于對水泵電機(jī)的調(diào)速。2.4 PID控制原理PID控制方式是現(xiàn)代工業(yè)控制中應(yīng)用的最廣泛的反饋控制方式之一。其主要的原理就是通過閉環(huán)系統(tǒng)的

18、反饋量與設(shè)定值之間的比較尋找偏差，然后在通過比例積分微分的方式使偏差逐漸減小，使系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化。PID控制器根據(jù)目標(biāo)值與反饋值的偏差： =- (2-8)將偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)通過線性組合構(gòu)成控制量，對受控對象進(jìn)行控制。 (2-9)或 (2-10)式中：調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)：調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間：調(diào)節(jié)器的微分時(shí)間：調(diào)節(jié)器的偏差信號：比例帶，它是慣用增益的倒數(shù)：輸出PID控制器各校正環(huán)節(jié)中，在比例環(huán)節(jié)時(shí)成比例的反應(yīng)控制系統(tǒng)的偏差信號，偏差一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用以減小誤差。積分環(huán)節(jié)主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度，積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時(shí)間常數(shù)，越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)

19、。微分主要作用是能反應(yīng)偏差信號的變化趨勢(變化速率)，并能在信號偏差變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個(gè)有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動(dòng)作速度，減小調(diào)節(jié)時(shí)間。PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)是： (2-11)當(dāng)上述控制算法公式只包含第一項(xiàng)時(shí)，稱為比例(P)作用，只包含第二項(xiàng)時(shí)，稱為積分(I)作用；但只包含第三項(xiàng)的單純微分(D)作用是不采用的，因?yàn)樗芷鸬绞贡豢刈兞拷咏O(shè)定值的效果，只包含第一、二項(xiàng)的是PI作用；只包含第、三項(xiàng)的是PD作用；同時(shí)包含這三項(xiàng)的是PD作用。僅用P動(dòng)作控制，不能完全消除偏差。為了消除殘留偏差，一般采用增加I動(dòng)作的P+I控制。用PI控制時(shí)，能消除由改變目標(biāo)傻和經(jīng)常的外來擾動(dòng)等引起的偏

20、差。但是，I動(dòng)作過強(qiáng)時(shí)，對快速變化偏差響應(yīng)遲緩。對有積分元件的負(fù)載系統(tǒng)可以單獨(dú)使用P動(dòng)作控制。對于PD控制，發(fā)生偏差時(shí)，很快產(chǎn)生比單獨(dú)D動(dòng)作還要大的操作量，以此來抑制偏差的增加。偏差小時(shí)，P動(dòng)作的作用減小?？刂茖ο蠛蟹e分元件的負(fù)載場合，僅P動(dòng)作控制，有時(shí)由于此積分元件的作用，系統(tǒng)發(fā)生振蕩。在該場合，為使P動(dòng)作的振蕩衰減和系統(tǒng)穩(wěn)定，可用PD控制。換言之，該種控制方式適用于過程本身沒有制動(dòng)作用的負(fù)載利用I動(dòng)作消除偏差作用和用D動(dòng)作抑制振蕩作用，在結(jié)合P動(dòng)作就構(gòu)成了PID控制，采用PID控制較其它組合控制效果要好，基本上能獲得無偏差、精度高和系統(tǒng)穩(wěn)定的控制過程。這種控制方式用于從產(chǎn)生差到出現(xiàn)響應(yīng)需

21、要一定時(shí)間的負(fù)載系統(tǒng)(即實(shí)時(shí)性要求不高，工業(yè)上的過程控制系統(tǒng)一般都是此類系統(tǒng)，本系統(tǒng)也比較適合PID調(diào)節(jié))效果比較好。在用計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、PLC等作為控制裝置進(jìn)行控制時(shí)，被控制量都是離散的，因此我們就需要進(jìn)行采樣控制。一般我們可以采用增量算法進(jìn)行計(jì)算。我們對式（2-9）進(jìn)行差分之后有 (2-12) = (2-13)上式中 ：第k次采樣時(shí)的誤差值：第k-1次采樣時(shí)的誤差值：比例系數(shù)：積分系數(shù)：微分系數(shù)針對一個(gè)具體的系統(tǒng)，設(shè)置和調(diào)整PID參數(shù)，使調(diào)節(jié)過程達(dá)到滿意的品質(zhì)，稱為參數(shù)整定，不管是用常規(guī)調(diào)節(jié)器還是數(shù)字PID調(diào)節(jié)器，統(tǒng)稱為調(diào)節(jié)器參數(shù)整定。下面簡單列舉一些的準(zhǔn)則：1、如果廣義對象的傳遞函數(shù)是，

22、調(diào)節(jié)器的比例增益是，整個(gè)系統(tǒng)總的開環(huán)增益是。在其他因素相同的情況下，當(dāng)大的時(shí)候，應(yīng)該小一些，小的時(shí)候,應(yīng)該大一些。例如,變更了變送器量程以后，調(diào)節(jié)器的Kc應(yīng)該成比例調(diào)整。若控制系統(tǒng)壓力變送器的測量范圍原為O1.6MPa，如改為0-1.0MPa，應(yīng)降為原來的3/5。2、在動(dòng)態(tài)參數(shù)方面，可取作為特征值,當(dāng)越大，系統(tǒng)越不易穩(wěn)定，因此應(yīng)該小一些。同時(shí)，和也應(yīng)取適當(dāng)?shù)臄?shù)值。經(jīng)驗(yàn)上常取為左右，為左右。因此，如有t的估計(jì)值，和值就不難定出了。3、在P、I、D三個(gè)作用中，P作用往往是最基本的控制作用。由這一點(diǎn)出發(fā)，可從兩條途徑之一進(jìn)行現(xiàn)場湊試：(1)先用單純的P作用，選出合適的值，作為基礎(chǔ)，然后適當(dāng)引入和，和

23、值進(jìn)行挑選。(2)依據(jù)知識(如對的了解)，把和置于合適的數(shù)值，然后主要對Ke值進(jìn)行湊試，得出最合適的數(shù)值。以上兩條途徑表面上看來截然相反，但它們都是以承認(rèn)P作用為主體作為前提的。4、積分(I)作用的引入，既有利又有弊。必須盡量發(fā)揮它能消除余差的優(yōu)點(diǎn)，盡量縮小它不利于穩(wěn)定的缺點(diǎn)。一般取或 (是振蕩周期)。在以上情況下，由I作用引起的相位滯后不超過40。，幅值比增加不超過20。即使如此，在引入I作用后應(yīng)比單純P作用時(shí)減小10左右。5、對于含有噪音的過程，不宜引入微分作用，否則高頻分量放大得很厲害。6、在控制品質(zhì)方面，穩(wěn)定性的要求是前提。如果只有一個(gè)調(diào)節(jié)器參數(shù)可以調(diào)整，則只能滿足一個(gè)品質(zhì)指示，通常就

24、取衰減比作為指標(biāo)。如果有兩個(gè)參數(shù)可以調(diào)整，在可在衰減比之外，再添加一個(gè)指標(biāo)。3.元件選擇及功能單元設(shè)計(jì)3.1變頻器選擇及系統(tǒng)總體介紹從前面我們的介紹可以看到，要設(shè)計(jì)一個(gè)完整的高度自動(dòng)化的恒壓變頻供水系統(tǒng)，我們需要設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)的控制部分，主電路部分和信號采集及反饋部分?？刂撇糠中枰瓿烧麄€(gè)恒壓變頻供水系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行功能，所以這也是整個(gè)系統(tǒng)的主要部分，一般的供水體統(tǒng)是采用PLC。主電路包括變頻器和水泵及其接線，此部分主要的任務(wù)就是使水泵能夠在工頻變頻情況下正常運(yùn)行，滿足用戶用水需求。信號采集及反饋部分主要的作用是通過壓力傳感器采集管網(wǎng)的壓力信號轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電壓或電流，反饋到系統(tǒng)中與系統(tǒng)設(shè)定的電壓或

25、電流進(jìn)行比較，產(chǎn)生差值信號，然后通過PID調(diào)節(jié)使系統(tǒng)的水壓不斷向目標(biāo)靠近。根據(jù)以上恒壓變頻供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，我選擇了艾默生公司的TD2100供水系統(tǒng)專用變頻器。TD2100供水系統(tǒng)專用變頻器與通用變頻器的不同之處在于，它除了通用變頻的功能之外還擁有PLC的功能，以及PID轉(zhuǎn)換的功能，方便了用戶的使用，簡化了恒壓變頻供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度。采用TD2100變頻器設(shè)計(jì)的恒壓變頻供水系統(tǒng)，流程和前面講到的基本是一致的。如果我們采用四個(gè)供水泵和一個(gè)消防泵的供水系統(tǒng)，則其流程圖如下所示：圖3 恒壓變頻供水系統(tǒng)流程圖3.2系統(tǒng)主體電路恒壓變頻供水系統(tǒng)的主體電路部分所包含的元件及要完成的功能最多，其中包括水泵及

26、變頻器的型號的選擇，以便使其功率滿足用戶的要求。同時(shí)還要使水泵能夠在工頻和變頻狀態(tài)下運(yùn)作，從而使供水系統(tǒng)有自動(dòng)運(yùn)行的前提。完成供水系統(tǒng)PID的轉(zhuǎn)換，使供水系統(tǒng)處于一個(gè)閉環(huán)狀態(tài)，減小誤差圖4 主體電路從上圖中我們可以看到，水泵通過兩條線路分別和工頻電源以及變頻器相連，為了防止兩條線路可能出現(xiàn)同時(shí)接通電路的情況，我們通過互鎖這種機(jī)械連鎖的方式，使兩條線路的開關(guān)連接起來。這樣當(dāng)KM0閉合時(shí)，KM1就會(huì)強(qiáng)制的斷開，當(dāng)KM1閉合時(shí)KM0就會(huì)斷開，所以線路中每個(gè)水泵只能在工頻狀態(tài)或變頻狀態(tài)，永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)同時(shí)閉合的情況，從而避免了這些故障狀況。主體電路這部分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先需要考慮到水泵的選擇和變頻器的對應(yīng)

27、。在設(shè)計(jì)供水系統(tǒng)時(shí)，我們首先要考慮的是滿足用戶用水量的需求。比如說我們要設(shè)計(jì)一個(gè)小區(qū)的供水系統(tǒng)，這個(gè)小區(qū)共有5棟樓，每棟5層，每層有6戶，樓高18米。按照每戶月均用水量為20，每天用水高峰為12個(gè)小時(shí)來計(jì)算，那么我們計(jì)算一下可以得到，月總用水量為55620=3000，那么流量=8.3，然后我們可以根據(jù)揚(yáng)程和流量來確定我們所需要的水泵。在前面介紹的過程中，我們已經(jīng)了解到在實(shí)現(xiàn)相同的功能的前體現(xiàn)下，水泵功率越小越能夠節(jié)省能量避免浪費(fèi)。因此，我們在選擇水泵的時(shí)候應(yīng)盡量選擇剛好滿足要求的水泵。 本系統(tǒng)采用的是4個(gè)供水泵的供水系統(tǒng)，在系統(tǒng)通電開關(guān)閉合之后，為了使供水系統(tǒng)既能滿足用戶需求，又不能因水量過大

28、而造成浪費(fèi)，我們采用閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。4個(gè)水泵在開關(guān)剛開始閉合的時(shí)候處于低峰期，只有1臺(tái)水泵運(yùn)行。當(dāng)壓力變送器輸出的壓力值與壓力設(shè)定值相等時(shí)，水泵l保持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速。當(dāng)供水壓力低于設(shè)定值時(shí)，水泵l轉(zhuǎn)速上升，供水量增加，供水壓力上升，直到供水壓力與設(shè)定值相等時(shí)，水泵1在新的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，當(dāng)供水壓力上升時(shí)，水泵1的轉(zhuǎn)速隨之下降，直至達(dá)到新的平衡。當(dāng)水泵l運(yùn)行到變頻器設(shè)定頻率上限供水壓力仍低于設(shè)定值時(shí)，水泵1切換到工頻運(yùn)行，水泵2變頻運(yùn)行，使供水壓力與設(shè)定值相等；同理當(dāng)水泵1、水泵2工頻運(yùn)行時(shí)供水壓力仍低于設(shè)定值時(shí)，水泵1、水泵2水工頻運(yùn)行。泵3變頻運(yùn)行，使供水壓力與設(shè)定值相等。當(dāng)三個(gè)水泵工頻運(yùn)行都不滿

29、足要求時(shí)，水泵4再變頻運(yùn)行。當(dāng)然在水泵選好之后，我們還要找到與選擇的水泵功率大小相匹配的變頻器。變頻器和電機(jī)的對應(yīng)表格如下所示：變頻器型號額定容量 （KVA）額定輸入電流(A)額定輸出電流 (A)適配電機(jī)(KW)TD2100-4T0055S 8.5 12 13 5.5TD2100-4T0075S 11 16 17 7.5TD2100-4T0110S 17 24 25 11TD2100-4T0150S 21 30 32 15TD2100-4T0185S 24 35 37 18.5TD2100-4T0220S 30 42 45 22TD2100-4T0300S 40 58 60 30TD2100-

30、4T0370S 50 74 75 37TD2100-4T0450S 60 89 90 45TD2100-4T0550S 72 110 110 55TD2100-4T0750S 100 155 152 75表1 變頻器型號表由于TD2100變頻器內(nèi)部自帶了PID的轉(zhuǎn)換功能，因此我們不需要在專門設(shè)計(jì)PID的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。變頻器內(nèi)部PID的原理圖如下圖所示：圖5 TD2100變頻器內(nèi)置PID原理從上圖中我們可以看到，TD2100變頻器中PID轉(zhuǎn)換的原理，他涉及到了比例環(huán)節(jié)和積分環(huán)節(jié)，系統(tǒng)所提供的給定量和反饋量的差值，經(jīng)過比例積分環(huán)節(jié)能夠產(chǎn)生較好的輸出信號。輸出信號在進(jìn)入供水系統(tǒng)之后，功過改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來

31、調(diào)節(jié)水泵的供水量，從而使管網(wǎng)的水壓產(chǎn)生改變，壓力傳感器將信號再次傳回，通過PID調(diào)節(jié)再次形成新的輸出信號，管網(wǎng)的水壓不斷接近設(shè)定水壓，優(yōu)化了供水系統(tǒng)。3.3系統(tǒng)控制電路整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)要根據(jù)檢測到的輸入信號的狀態(tài)、按照系統(tǒng)的控制流程、通過變頻調(diào)速器和執(zhí)行元件對水泵組進(jìn)行控制實(shí)現(xiàn)恒壓供水目的。下圖即為本系統(tǒng)的控制流程圖：開始N啟動(dòng)變頻器控制？YN手動(dòng)控制Y報(bào)警信號設(shè)置有效？NY管網(wǎng)壓力=設(shè)定？Y壓力設(shè)定N管網(wǎng)壓力設(shè)定？Y執(zhí)行降壓程序N執(zhí)行升壓程序圖6 控制系統(tǒng)流程圖本供水系統(tǒng)包括四個(gè)供水泵，一個(gè)消防泵。由于平時(shí)，消防泵都處于閑置狀態(tài)，所以我們可以將消防泵單獨(dú)出來處理。當(dāng)需要用到消防泵的時(shí)

32、候，我們就需要消防泵處于額定工作狀態(tài)，所以消防泵可以直接接在工頻電源之上。但是供水泵為了節(jié)省能量，我們就需要將其與工頻電源以及變頻器兩部分都連接起來。4個(gè)水泵在開關(guān)剛開始閉合的時(shí)候，如果用戶用水處于低峰期，只許1臺(tái)水泵變頻運(yùn)行。當(dāng)壓力變送器輸出的壓力值與壓力設(shè)定值相等時(shí)，水泵l保持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速。當(dāng)供水壓力低于設(shè)定值時(shí)，水泵l轉(zhuǎn)速上升，供水量增加，供水壓力上升，直到供水壓力與設(shè)定值相等時(shí)，水泵1在新的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行；當(dāng)供水壓力上升時(shí)，水泵1的轉(zhuǎn)速隨之下降，直至達(dá)到新的平衡。當(dāng)水泵l運(yùn)行到變頻器設(shè)定頻率上限供水壓力仍低于設(shè)定值時(shí)，水泵1切換到工頻運(yùn)行，水泵2變頻運(yùn)行，使供水壓力與設(shè)定值相等；同理當(dāng)水泵1

33、、水泵2工頻運(yùn)行時(shí)供水壓力仍低于設(shè)定值時(shí)，水泵1、水泵2水工頻運(yùn)行。泵3變頻運(yùn)行，使供水壓力與設(shè)定值相等。當(dāng)三個(gè)水泵工頻運(yùn)行都不滿足要求時(shí)，水泵4再變頻運(yùn)行。下圖即為本系統(tǒng)的控制電路： 圖7 供水系統(tǒng)控制電路根據(jù)圖中控制部分電路部分的接線圖，我們可以得到。當(dāng)接通電源，開關(guān)KA打到變頻控制這邊后，我們使接觸器Y1閉合，則我們可以看到線圈KM0接通，這樣KM0的所有常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。從主電路圖中我們可以看到，KM0常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，電機(jī)M1變頻運(yùn)行，此時(shí)由于主電路中工頻和變頻線路之間有機(jī)械連鎖，常開觸點(diǎn)KM0閉合時(shí)，KM1斷開，供水系統(tǒng)處于變頻狀態(tài)。當(dāng)Y2閉合時(shí)，線圈KM1通電，常開觸點(diǎn)K

34、M1閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。所以，當(dāng)常開觸點(diǎn)KM1閉合的時(shí)候，KM0就因?yàn)闄C(jī)械連鎖而處于斷開的狀態(tài)，水泵M1就處于工頻工作狀態(tài)。當(dāng)M1工頻工作狀態(tài)仍不滿足需求的時(shí)候，我們就可以將接觸器Y3接通，則電機(jī)M2變頻運(yùn)行，同理如果還不滿足用戶用水需求，接觸器Y4接通，使M2工頻運(yùn)行。依此類推知道系統(tǒng)滿足用戶的用水需求為止。開關(guān)KA除了可以接到變頻器控制外，還可以接通到手動(dòng)控制。當(dāng)開關(guān)接通到手動(dòng)控制之后，變頻器中接觸器不在起作用。我們可以通過手動(dòng)控制使繼電器的線圈通電與斷電，從而實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。3.4系統(tǒng)反饋電路在恒壓變頻供水系統(tǒng)這個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)中，壓力傳感器起著重要作用。它將管網(wǎng)內(nèi)測得的壓力轉(zhuǎn)換成電壓

35、或電流的形式傳送給變頻器，通過和變頻器中設(shè)定的壓力值進(jìn)行比較。然后才能通過PID轉(zhuǎn)換產(chǎn)生新的輸出信號。本供水系統(tǒng)的反饋裝置的示意圖如下所示圖8 系統(tǒng)PI反饋控制系統(tǒng)示意圖3.5 系統(tǒng)總體電路圖和使用說明 通過前面我們對供水系統(tǒng)各個(gè)部分的設(shè)計(jì)，系統(tǒng)各部分都已經(jīng)完成。我們將各部分按照系統(tǒng)流程圖連接起來就可以的到如下的整體電路圖。圖9 系統(tǒng)總體電路圖在使用供水系統(tǒng)的過程中，我們需要注意在電源接通以后，設(shè)定好壓力值，如果我們采用變頻器控制，那么我們在接通KA之后，首先我們要看圖中三個(gè)報(bào)警燈是否是暗的，如果是亮的我們需要關(guān)閉系統(tǒng)重新調(diào)節(jié)。如果沒有報(bào)警信號，我們只需要控制接觸器Y1到Y(jié)8即可控制系統(tǒng)的供水

36、。如果要采用手動(dòng)控制，我們在將開關(guān)打到手動(dòng)之后，系統(tǒng)中與Y1到Y(jié)8這些接觸器相連的控制電路都不在起作用4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)程序控制的目的是實(shí)現(xiàn)整個(gè)供水系統(tǒng)的恒壓運(yùn)行，為此必須控制變頻器的頻率以及四臺(tái)水泵的順序投入與切除，使得供水量的變化與用戶用水量的變化基本保持同步，以此保證水網(wǎng)水壓的恒定，同時(shí)還要保證系統(tǒng)的安全性與可靠性，本系統(tǒng)采用的是TD2100系列供水專用變頻器，該變頻器擁有自己特定的軟件體系。所以本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)就是根據(jù)系統(tǒng)的功能，對TD2100的編碼進(jìn)行設(shè)置，完成設(shè)計(jì)的軟件功能。本系統(tǒng)的軟件大概可以分為系統(tǒng)總體參數(shù)設(shè)置、供水系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置、通用變頻器參數(shù)設(shè)置、故障自動(dòng)撥號參數(shù)設(shè)置、PI閉

37、環(huán)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、通訊功能參數(shù)設(shè)置以及消防泵參數(shù)設(shè)置等。我們通過下面的流程圖來了解本系統(tǒng)的軟件運(yùn)行圖10 系統(tǒng)總體參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)總體設(shè)置是整個(gè)軟件系統(tǒng)中最重要的部分，它包含了下面要設(shè)計(jì)的供水系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置、通用變頻器參數(shù)設(shè)置、故障自動(dòng)撥號參數(shù)設(shè)置、PI閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、通訊功能參數(shù)設(shè)置以及消防泵參數(shù)設(shè)置等，系統(tǒng)軟件的運(yùn)行都是從總體參數(shù)運(yùn)行開始的。只有在總體參數(shù)設(shè)置程序開始之后，供水系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置、通用變頻器參數(shù)設(shè)置、故障自動(dòng)撥號參數(shù)設(shè)置、PI閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、通訊功能參數(shù)設(shè)置以及消防泵參數(shù)設(shè)置等這些程序才有可能進(jìn)行。圖11 供水系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置供水系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置程序決定了恒壓變頻供水系統(tǒng)運(yùn)行

38、的基本參數(shù)。恒壓變頻供水系統(tǒng)的正常工作需要的壓力電流等參數(shù)，都是由供水系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置程序來完成的。所以說供水系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置程序，在本供水系統(tǒng)的正常運(yùn)行中也起著非常重要的作用。圖12 通用變頻器功能參數(shù)設(shè)置在圖10中我們可以看到其中有一個(gè)通用變頻器功能參數(shù)設(shè)置。TD2100供水專用變頻器功能非常強(qiáng)大，除了擁有許多通用變頻器的一般功能外，還擁有內(nèi)置的PLC，PID轉(zhuǎn)換等功能。當(dāng)然通過參數(shù)的設(shè)置可以用作通用變頻器。圖13 PI閉環(huán)參數(shù)設(shè)置本供水系統(tǒng)中因?yàn)椴捎玫腡D2100供水專用變頻器中擁有內(nèi)置PI轉(zhuǎn)換功能，所以我們在設(shè)計(jì)的過程中只是介紹了PID轉(zhuǎn)換，而沒有再設(shè)計(jì)相應(yīng)額硬件。不過雖然我們已經(jīng)有了

39、PID轉(zhuǎn)換的裝置，我們還要根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置，才能完善整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)功能。同時(shí)本供水系統(tǒng)還擁有通訊功能和故障撥號功能，其流程圖分別如圖14和圖15所示圖14 通訊功能設(shè)置圖15 故障自動(dòng)撥號參數(shù)設(shè)置以上系統(tǒng)總體參數(shù)設(shè)置、供水系統(tǒng)基本參數(shù)設(shè)置、通用變頻器參數(shù)設(shè)置、故障自動(dòng)撥號參數(shù)設(shè)置、PI閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、通訊功能參數(shù)設(shè)置等參數(shù)設(shè)置基本上包括了本供水系統(tǒng)的所有軟件部分。通過參數(shù)的設(shè)定來控制我們供水系統(tǒng)的硬件部分，實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)的自動(dòng)控制和運(yùn)行，使供水系統(tǒng)擁有了高度的自動(dòng)化，節(jié)約了水能電能。（參數(shù)設(shè)置詳見附錄）結(jié)束語經(jīng)過一段時(shí)間的選型、設(shè)計(jì)、改進(jìn)之后，目前本文設(shè)計(jì)的恒壓變頻供

40、水系統(tǒng)己經(jīng)具有了較為完善的功能，可以運(yùn)用于居民小區(qū)等場所，由于它具有操作方便、較好的人機(jī)界面、方便可靠的數(shù)據(jù)通訊接口、良好的恒壓控制以及節(jié)能效果，相信可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文在設(shè)計(jì)過程中，著重研究了供水系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性，同時(shí)采用了PID控制等自動(dòng)控制技術(shù)，提高了系統(tǒng)的控制性能和性價(jià)比，也提高了系統(tǒng)的可操作性。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，本系統(tǒng)還采用了了數(shù)據(jù)通訊功能，使系統(tǒng)能方便的與一些組態(tài)軟件或工業(yè)控制軟件進(jìn)行通訊，也可以和一些工控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相連，使系統(tǒng)成為該網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)站點(diǎn)。盡管如此，本系統(tǒng)還具有以下的很多之處，有待于繼續(xù)研究和改進(jìn)。比如說本系統(tǒng)采用的是TD2100供水系統(tǒng)專用變頻器，雖然

41、功能很多，但是在其中只有內(nèi)置的PI調(diào)節(jié)，輸出信號仍然不是太好。另外系統(tǒng)中下限頻率是通過調(diào)試來設(shè)置的，不具有通用性。事實(shí)上機(jī)組運(yùn)行數(shù)量不同，相應(yīng)的下限頻率也是不同的，這使得系統(tǒng)使用起來也非常麻煩。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛的應(yīng)用，供水系統(tǒng)也會(huì)越來越完善，恒壓變頻供水系統(tǒng)的使用肯定會(huì)越來越普遍，當(dāng)然對恒壓供水控制技術(shù)也會(huì)提出更高的要求，還需要我們不斷地深入研究，以滿足現(xiàn)代社會(huì)越來越多的用水需求。致謝經(jīng)歷了許多困難的磨練，我終于完成了本篇論文。在此過程中，老師和同學(xué)們給了我很多的幫助和鼓勵(lì)。在此論文完成之際，我向曾經(jīng)為我提供了許多幫助的各位老師、同學(xué)表示深深的敬意和謝意。

42、我的指導(dǎo)老師劉芙蓉老師，在我完成論文的過程中給予了我很多的指導(dǎo)和大力的支持，我在此表示深深地感謝。在論文的完成期間，還得到了王嘉，汪露等同學(xué)的指導(dǎo)和幫助，在此致以衷心的感謝。最后，感謝自動(dòng)化學(xué)院的所有老師，在我完成學(xué)業(yè)的過程中提供的指導(dǎo)和幫助參考文獻(xiàn)1漆漢宏 電氣控制技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 20062胡壽松 自動(dòng)控制原理 北京 科學(xué)出版社 20013陳伯時(shí) 電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社19924王兆安 電力電子技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社20005李發(fā)海 電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ) 北京 清華大學(xué)出版社 20036朱玉堂 變頻恒壓供水系統(tǒng)的研究開發(fā)及應(yīng)用 碩士論文 浙江大學(xué) 20057周保

43、挺 TD2100變頻器使用手冊 深圳 8Leonhard,W Control of Electrical Drives 3rd ed Spring-Verlag 20019Atnerton,D.P Nonlinear Control Engineering.Van Nostrand:Rein-Hold Company Limited10王兆安 電力電子變流技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 199411周德澤 電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 北京機(jī)械工業(yè)出版社 198512彭鴻才 電機(jī)原理及拖動(dòng) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 199613吳麒 自動(dòng)控制原理 北京 清華大學(xué)出版社 199214馬志溪 電氣工程設(shè)計(jì) 北京

44、 機(jī)械工業(yè)出版社 200215氣站請 電氣控制技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 200216張鳳珊 電氣控制及可編程控制器 北京 中國輕工業(yè)出版社 200317史國生 電氣控制與可編程控制器技術(shù) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社200318劉豹 自動(dòng)調(diào)節(jié)理論基礎(chǔ) 上海 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 199319邵丙衡 電力電子技術(shù) 北京 中國鐵道出版社 199720趙良炳 現(xiàn)代電力電子技術(shù)基礎(chǔ) 北京 清華大學(xué)出版社 1995附錄控制端子控制設(shè)置: F03=1F107=0基本參數(shù)設(shè)置：F05=50F06=50，F(xiàn)07=380F08=1F09=1%，F(xiàn)10=20F11=20F12=50.0F13=30.0F14=0F15=0

45、.1故障自動(dòng)恢復(fù)功能設(shè)置：F19=2F20=5.0變頻故障及停機(jī)方式處理設(shè)置：F22=0F23=0供水模式選擇設(shè)置：F24=1F25=0各電機(jī)電流設(shè)置：F26=110F27=110F28=110F29=0F30=0F31=0F32=0多泵切換參數(shù)設(shè)置：F33=0.2F34=30.0F35=10.0F36=10.0壓力限定與保護(hù)設(shè)置：F37=0.6F38=0.001F39=0.6F40=0.001F41=20泵定時(shí)輪換時(shí)間設(shè)定：F45=168常規(guī)日多段壓力設(shè)定：F53=1F54=6.00F55=0.35F56=9.00F57=0.35F58=11.00F59=0.35F60=14.00F61=0

46、.35F62=16.30F63=0.35F64=23.59F65=0.0指定日多段壓力設(shè)定F66=1F67=1F68=1F69=0F70=1F71=0F72=0F73=0F74=0F75=7.00F76=0.0F77=9.00F78=0.0F79=11.00F80=0.0F81=14.00F82=0.0F83=16.30F84=0.0F85=23.00F86=0.0壓力設(shè)定：F88=1F97=0.5（MPa）偏差容限設(shè)定：F102=10%壓力檢測反饋設(shè)定：F90=1（J4跳線在420mA位）F91=0F92=20%F93=0F94=100%F95=100%F96=0.8F104=0.5閉環(huán)調(diào)節(jié)

47、功能設(shè)定：F98300%F99=0.8F101=3缺水檢測功能設(shè)定：F108=1排污控制選擇設(shè)定：F109=1繼電器Y3Y8設(shè)定：F110=0F111=0F112=0F113=0F114=0F115=0基本運(yùn)行功能參數(shù)表功能碼F名稱LCD畫面顯示設(shè)定范圍最小單位出廠設(shè)定更改00基本參數(shù)功能塊選擇基本運(yùn)行參數(shù)0：不顯示功能碼F01F23 1：顯示功能碼F01F231001運(yùn)行頻率設(shè)定方式頻率設(shè)定方式0：操作面板設(shè)定 1：上位機(jī)串行通訊設(shè)定1002運(yùn)行頻率數(shù)字設(shè)定頻率數(shù)字設(shè)定下限頻率上限頻率0.01Hz50.00Hz03控制方式選擇運(yùn)行命令選擇0：操作面板控制 1：控制端子控制 2：上位機(jī)串口控制

48、1004運(yùn)轉(zhuǎn)方向設(shè)定運(yùn)轉(zhuǎn)方向0：正轉(zhuǎn) 1：反轉(zhuǎn)（對于F03三種情況都有效）1005最大輸出頻率最大輸出頻率MAX50.00Hz，上限頻率400.0Hz0.01Hz60.00Hz06基本運(yùn)行頻率基本運(yùn)行頻率20.00Hz400.0Hz0.01Hz50.00Hz07最大輸出電壓最大輸出電壓0變頻器額定電壓1V380V08V/F曲線控制模式V/F曲線模式0：線性電壓/頻率 1：平方電壓/頻率1009手動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升轉(zhuǎn)矩提升0.030.0%0.1%3.0%10加速時(shí)間加速時(shí)間0.1s3600s0.1s20.0s11減速時(shí)間減速時(shí)間0.1s3600s0.1s20.0s12上限頻率上限頻率下限頻率最大頻率0.

49、01Hz50.00Hz13下限頻率下限頻率0.00上限頻率0.01Hz25.00Hz14啟動(dòng)方式啟動(dòng)方式0：從啟動(dòng)頻率啟動(dòng) 1：轉(zhuǎn)速跟蹤再啟動(dòng)1015啟動(dòng)頻率啟動(dòng)頻率0.1Hz60.00Hz0.01Hz1.00Hz16點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行頻率點(diǎn)動(dòng)頻率0.1Hz60.00Hz0.01Hz5.00Hz17載波頻率調(diào)節(jié)載波頻率調(diào)節(jié)1kHz10kHz1kHz根據(jù)機(jī)型設(shè)定18故障啟動(dòng)鎖定功能選擇故障啟動(dòng)鎖定0： 故障啟動(dòng)鎖定功能禁止 1： 故障啟動(dòng)鎖定功能開放1019故障自動(dòng)復(fù)位次數(shù)自動(dòng)復(fù)位次數(shù)03 （0 表示無自動(dòng)復(fù)位功能）1020故障自動(dòng)復(fù)位時(shí)間間隔復(fù)位間隔時(shí)間2s / 次20s/ 次1s5s21失速過流點(diǎn)失速過流點(diǎn)20.0 %150.0%0.1%130.0%22變頻器故障處理方式變頻故障處理0：維持現(xiàn)狀 1：全部泵停機(jī)1123停機(jī)方式停機(jī)方式0：軟停 1：急停10基本運(yùn)行功能參數(shù)表功能碼F名稱LCD畫面顯示設(shè)定范圍最小單位出廠設(shè)定更改24運(yùn)行方式選擇控制方式選擇0：通用變頻器功能（開環(huán)，功能碼F25F52不顯示）1：普通供水PI閉環(huán)2：UPDWN端子閉環(huán)