基于PLC的变频恒压供水设计(7)

常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文

24

常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文

子程序：

25

常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文

中断程序：

26

常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文

第7章 系统PID的调节

7.1 PID调节过程分析

变频调速恒压供水的目的就是要保证供水能力QG适应用水QU需求变化。当供水能力QG和用水需求QU之间不能平衡时，必然引起压力的变化。因此，可根据压力的变化，来实现对供水流量的调节，维持供水能力QG和用水需求QU之间的乎衡。

在供水系统中，变频器、PID调节器、压力变送器、电机、水泵等构成了一个闭环控制系统，可以对供水能力实现有效的自动调节，从而实现恒压供水。其实现方法是，首先据用户对水压的要求，给PID调节器预置一个目标压力值，管道中的实际水压，经压力变送器转换成4～20mA的模拟电流信号反馈给变频器内置的PID调节器，PID调节器根据目标压力值和实际压力值的偏差，给出调节量，自动调节变频器输出频率，调节电机转速，使供水量适应用水量的变化，取得动态平衡，维持水压不变。其具体调节过程如下：

(1) 稳态运行

当供水能力QG=用水需求QU，目标压力信号和压力反馈信号相等，偏差e=y-r，PID输出的控制增量ΔU=0，变频器输出频率不变，水泵转速不变，处于稳态运行。如图7-1中的0～t1段

Q流量

0t P水压

0t

PIDΔu 输出控制增量

0t

输出频率f （转速）n

0t1t2t3t4t图7-1 变频调速恒压供水PID调节

（2）用水量增加时 当用水量增加，用水需求QU>供水能力QG，水压下降，压力反馈信号y减少，偏差e=y-r<0，PID输出的控制增量Δu>0，变频器输出频率上升，水泵转速升高，增加供水能力，最后达到一个新的平衡状态，使压力回复，维持供需平衡。

27

常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文

这是一个动态变化的过程，在达到新的平衡状态之前，压力反馈信号y、偏差e，控制增量Δu均处于变化之中，其变化过程如图7-1中的tl～t3段，其中t2～t3段为增加用水量后新的平衡状态。

（3）用水量减少时 当用水量减少，用水需求QU<供水能力QG，水压上升，压力反馈信号y增大，偏差e=y-r>0，PID输出的控制增量Δu<0，变频器输出频率下降，水泵转速降低，降低供水能力，最后达到一个新的平衡状态，使压力回复，维持供需平衡。这一动态变化过程，如图7-1中的t3～t4段，其中t4段以后为减少用水量后新的平衡状态。

7.2 PID在系统实际中的应用

S7-200系列PLC中的CPU 224提供了PID运算指令，应用时只需运用与PLC配套的STEP 7-Micro/Win编程软件通过梯形图设定PID控制参数(如表7-2所示)，再调用0号PID运算模块便可完成PID运算。

系统选用一个与S7-200 CPU224型的PLC配套的EM235扩展模块，实现被测压力信号的模拟量输入和变频器控制信号的模拟量输出。EM235的输入/输出编程为0～20mA范围，将远传压力表的电流信号接入一个模拟输入通道，经PLC内部控制算法输出为0～20mA电流信号接变频器的输入，以实现对变频器的控制。

在恒压供水的闭环控制过程中，将远传压力表检测到的出口压力信息经EM235转换为数字信号送入PLC中，与用户预设定的信号进行比较处理后，通过PID计算经EM235模块控制器的输出频率控制信号，从而控制水泵的转速和泵水量，调节供水量，使管网出口处的压力表误差保持在一定范围内。

表7-2 PID参数控制表

28

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库基于PLC的变频恒压供水设计(7)在线全文阅读。