基于plc恒壓供水變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)含開(kāi)題及4張CAD圖-版本2,基于,plc,供水,變頻,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì),開(kāi)題,CAD,版本 設(shè)計(jì)（XX）開(kāi)題報(bào)告 畢業(yè)生姓名 專業(yè) 機(jī)械工程 班級(jí) 2班 學(xué)號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 基于PLC恒壓供水變頻控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)類型 理論研究 應(yīng)用研究 調(diào)查研究 用于生產(chǎn) 其它 √ 一、完成本題的目的和意義： 我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)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，工業(yè)自動(dòng)化程度低。主要表現(xiàn)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(guò)于求的情況，此時(shí)會(huì)造成能量的浪費(fèi)，同時(shí)還有可能造成水管爆裂和用水設(shè)備的損壞。傳統(tǒng)調(diào)節(jié)供水壓力的方式，多采用頻繁啟/停電機(jī)控制和水塔二次供水調(diào)節(jié)的方式，前者產(chǎn)生大量能耗的，而且對(duì)電網(wǎng)中其他負(fù)荷造成影響，設(shè)備不斷啟停會(huì)影響設(shè)備壽命;后者則需要大量的占地與投資。且由于是二次供水，不能保證供水質(zhì)的安全與可靠性。而恒壓供水系統(tǒng)的運(yùn)行十分穩(wěn)定可靠，沒(méi)有頻繁的啟動(dòng)現(xiàn)象，啟動(dòng)方式為軟啟動(dòng)，設(shè)備運(yùn)行十分平穩(wěn)，避免了電氣、機(jī)械沖擊，也沒(méi)有水塔供水所帶來(lái)的二次污染的危險(xiǎn)。恒壓供水系統(tǒng)對(duì)于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的。 例如在某些生產(chǎn)過(guò)程中，若自來(lái)水供水因故壓力不足或短時(shí)斷水，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)使產(chǎn)品報(bào)廢和設(shè)備損壞。又如發(fā)生火災(zāi)時(shí)，若供水壓力不足或或無(wú)水供應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。而且恒壓供水系統(tǒng)具有供水安全、節(jié)約能源、節(jié)省鋼材、節(jié)省占地、節(jié)省投資、調(diào)節(jié)能力大、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的優(yōu)勢(shì)，具有廣闊的應(yīng)用前景和明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。 二、 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)： 從查閱的資料的情況來(lái)看，國(guó)外的恒壓供水工程在設(shè)計(jì)時(shí)都采用一臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式，幾乎沒(méi)有用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)多臺(tái)水泵機(jī)組運(yùn)行的情況，因而投資成本高。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動(dòng)化程度高等方面的優(yōu)點(diǎn)以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后，國(guó)外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開(kāi)始重視并推出具有恒壓供水功能的變頻器，像日本SAMC公司，就推出了恒壓供水基板，備有“變頻泵固定方式”，“變頻泵循環(huán)方式”兩種模式。它將PID調(diào)節(jié)器和PLC可編程控制器等硬件集成在變頻器控制基板.上，通過(guò)設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn)PLC和PID等電控系統(tǒng)的功能，只要搭載配套的恒壓供水單元，便可直接控制多個(gè)內(nèi)置的電磁接觸器工作，可構(gòu)成最多7臺(tái)電機(jī)(泵)的供水系統(tǒng)。這類設(shè)備雖微化了電路結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備成本，但其輸出接口的擴(kuò)展功能缺乏靈活性，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，與別的監(jiān)控系統(tǒng)(如BA系統(tǒng))和組態(tài)軟件難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，并且限制了帶負(fù)載的容量，因此在實(shí)際使用時(shí)其范圍將會(huì)受到限制。 目前國(guó)內(nèi)有不少公司在從事進(jìn)行變頻恒壓供水的研制推廣，國(guó)產(chǎn)變頻器主要采用進(jìn)口元件組裝或直接進(jìn)口國(guó)外變頻器，結(jié)合PLC或PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)恒壓供水，在小容量、控制要求的變頻供水領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)變頻器發(fā)展較快，并以其成本低廉的優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)了相當(dāng)部分小容量變頻恒壓供水市場(chǎng)。目前在國(guó)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(duì)于能適應(yīng)不同的用水場(chǎng)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(EMC)，的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制研究得不夠。 三、 主要研究目標(biāo)和內(nèi)容： 變頻恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約電能，節(jié)能量通常在10%-40%， 單臺(tái)水泵的節(jié)能量來(lái)看，流量越小，節(jié)能量越大。變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)供水壓力穩(wěn)定而流量可在大范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而保證用戶任何時(shí)候的用水壓力，不會(huì)出現(xiàn)用水高峰不能正常用水的情況。而PLC的使用靈活實(shí)用性強(qiáng)，可靠性高抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)讓變頻恒壓供水系統(tǒng)更容易操作與監(jiān)控維護(hù)。 四、 準(zhǔn)備工作情況和主要工作措施： (l)提供設(shè)計(jì)方案論證 首先要闡明選題的背景和意義，說(shuō)明在什么樣的情況下，引發(fā)研究的問(wèn)題，解決問(wèn)題后能起什么作用。在此基礎(chǔ)上根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)，對(duì)幾種可行性方案進(jìn)行全面的分析，以確定最佳方案。 (2)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 首先給出系統(tǒng)硬件電路的總體框架，然后分別介紹子模塊電路的構(gòu)成，元器件選擇的依據(jù)，元器件的參數(shù)和型號(hào)等，電路圖用繪圖工具繪制。 (3)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 從程序框圖到具體子程序，應(yīng)有詳細(xì)的設(shè)計(jì)思路說(shuō)明，程序應(yīng)在計(jì)算機(jī)上編譯通過(guò)。 (4)提供仿真結(jié)果或?qū)嵨镏谱鞑襟E 模擬實(shí)際情況進(jìn)行程序仿真并將仿真結(jié)果附入設(shè)計(jì)中，有條件的最好親自做實(shí)物或部分實(shí)物，對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)證。 (5)提供設(shè)計(jì)總結(jié) 回顧設(shè)計(jì)所做工作，指也設(shè)計(jì)不足之處和未來(lái)努力的方向。 五、 進(jìn)度安排及預(yù)期達(dá)到研究結(jié)果： 1、進(jìn)度安排 序號(hào) 時(shí)間 周次 畢業(yè)論文任務(wù)完成的內(nèi)容及質(zhì)量要求 1 2月17日~2月23日 第1周 熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，收集設(shè)計(jì)資料，撰寫開(kāi)題報(bào)告 2 2月24日~3月1日 第2周 設(shè)計(jì)方案的分析、討論 3 3月2日~3月8日 第3周 確定設(shè)計(jì)方案、總體設(shè)計(jì) 4 3月9日~3月15日 第4周 結(jié)構(gòu)說(shuō)明及計(jì)算 5 3月16日~3月22日 第5周 結(jié)構(gòu)說(shuō)明及計(jì)算 6 3月23日~3月29日 第6周 中期檢查 7 3月30日~4月5日 第7周 繪制工程圖 8 4月6日~4月12日 第8周 繪制工程圖 9 4月13日~4月19日 第9周 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 10 4月20日~4月26日 第10周 指導(dǎo)老師檢查后修改錯(cuò)誤 11 4月27日~5月3日 第11周 打印裝訂、準(zhǔn)備答辯 12 5月4日~5月10日 第12周 畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯 2、預(yù)期達(dá)到研究結(jié)果 本設(shè)計(jì)是以水泵為研究對(duì)象，采用PLC控制與變頻技術(shù)相結(jié)合，設(shè)計(jì)一套恒壓供水系統(tǒng)。根據(jù)用戶用水量的多少，通過(guò)對(duì)水泵數(shù)量和轉(zhuǎn)速的控制，從而使無(wú)論用戶用水量如何變化，供水網(wǎng)絡(luò)中水壓始終保持在設(shè)定范圍之內(nèi)。 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用若干工頻水泵和一個(gè)變頻水泵組成供水水泵組，通過(guò)PLC控制工頻水泵數(shù)量和改變變頻水泵流量來(lái)控制水壓。當(dāng)用戶用水量大時(shí)，水管水壓減小，恒壓供水系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)的數(shù)據(jù)，增加水泵數(shù)量并加大變頻水泵流量，使水壓升高達(dá)到設(shè)定水壓。當(dāng)用戶用水量小時(shí)，水管水壓增大，恒壓供水系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)的數(shù)據(jù)，減少水泵數(shù)量并減小變頻水泵流量，使水壓升高達(dá)到設(shè)定水壓。 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是根據(jù)用戶用水量的大小，通過(guò)恒壓供水控制器對(duì)水泵的數(shù)量和轉(zhuǎn)速的控制，從而使用戶無(wú)論用水量的多少，管網(wǎng)中的水壓始終能保持在設(shè)定范圍內(nèi)。既滿足了用戶供水量的要求，又不會(huì)是水泵空轉(zhuǎn)，造成電能的浪費(fèi)，同時(shí)避免了水箱造成的二次污染。 PLC控制變頻恒壓供水系統(tǒng)主要有變頻器、可編程控制器、壓力變送器和現(xiàn)場(chǎng)的水泵機(jī)組一起組成一個(gè)完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。PLC根據(jù)管網(wǎng)壓力自動(dòng)控制各個(gè)水泵之間切換，并根據(jù)壓力檢測(cè)值和給定值之間偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，輸出給變頻器控制其輸出頻率，調(diào)節(jié)流量，使供水管網(wǎng)壓力恒定。 根據(jù)以上控制要求，進(jìn)行系統(tǒng)總體控制方案設(shè)計(jì)。硬件設(shè)備選型、PLC選型，繪制系統(tǒng)框圖，電路原理圖，程序流程圖，硬件接線圖。 六、文獻(xiàn)綜述： 眾所周知，水是人類生活和生產(chǎn)中不可缺少的一部分，沒(méi)有了水可以說(shuō)什么也做不了。而小區(qū)的日常供水是隨著時(shí)間而變化的，因季節(jié)、晝夜相差很大，因此用水和供水的不平衡主要表現(xiàn)在水壓土，即用水多而供水少則水壓低，用水少而供水多則水壓高。就目前而言，我國(guó)在市政供水，工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術(shù)比較落后。隨著電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，用PLC作為主控制器,變頻器作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)水、節(jié)能的恒壓供水，滿足居民和工業(yè)用水的需要。新型變頻恒壓供水與過(guò)去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設(shè)備的投資，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有元法比擬的優(yōu)勢(shì)，而且具有顯著的節(jié)能效果。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)的這些優(yōu)越性，引起國(guó)內(nèi)幾乎所有供水設(shè)備廠家的高度重視，并不斷投入開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)這一高新技術(shù)產(chǎn)品。目前該產(chǎn)品正向著高可靠性、全數(shù)字化做機(jī)控制，多品種系列化的方向展。追求高度智能化，系列標(biāo)準(zhǔn)化是未來(lái)供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)、開(kāi)發(fā)智能樓宇、網(wǎng)絡(luò)供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢(shì)，早期的單泵調(diào)速恒壓系統(tǒng)正逐漸為多泵系統(tǒng)所代替。雖然單泵產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易可靠，但由于單泵電機(jī)深度調(diào)速造成水泵、電機(jī)運(yùn)行效率低，而多泵型產(chǎn)品投資更為節(jié)省，運(yùn)行效率高，被實(shí)際證明是最優(yōu)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 1 PLC技術(shù). PLC是一種專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作系統(tǒng)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算等操作指令,通過(guò)數(shù)字量、模擬量輸入與輸出，控制機(jī)械運(yùn)動(dòng)和生產(chǎn)過(guò)程。 1.1 可編程控制器的定義: 可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC (Programmable logic Controller) ，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國(guó)際電工委員會(huì)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義: PLC是-種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 1.2 PLC的特點(diǎn) 1.2.1 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制，CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 1.2.2 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用優(yōu)質(zhì)的電子元件與合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，內(nèi)部電路采取光電隔離、數(shù)字濾波、故障診斷等硬件措施，具有很高的可靠性。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間很長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能,出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)，使得整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性。還特別設(shè)立了警戒時(shí)鐘WDT, PLC系統(tǒng)對(duì)警戒時(shí)鐘進(jìn)行定時(shí)刷新，一旦出現(xiàn)死循環(huán)，PLC能自動(dòng)重新啟動(dòng)，對(duì)軟件程序和硬件進(jìn)行檢查,給出錯(cuò)誤報(bào)警，避免了個(gè)人電腦和單片機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的死機(jī)現(xiàn)象。 1.2.3 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)變得容易起來(lái)。更重要的是可以使同-設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程。 1.2.4 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，為面向工礦企業(yè)的工業(yè)控制設(shè)備。接口簡(jiǎn)單容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)開(kāi)發(fā)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。 1.2.5 體積小，重量輕，能耗低 以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm， 重量小于150g, 功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電--體化的理想控制設(shè)備。 2 變頻恒壓供水系統(tǒng) 供水系統(tǒng)是國(guó)民生產(chǎn)生活中不可缺少的重要一 環(huán)。傳統(tǒng)供水方式占地面積大，水質(zhì)易污染，基建投資多，而最主要的缺點(diǎn)是水壓不能保持恒定，導(dǎo)致部分設(shè)備不能正常工作。變頻調(diào)速技術(shù)是一種新型成熟的交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)，它以其獨(dú)特優(yōu)良的控制性能被廣泛應(yīng)用于速度控制領(lǐng)域，特別是供水行業(yè)中。由于安全生產(chǎn)和供水質(zhì)量的特殊需要，對(duì)恒壓供水壓力有著嚴(yán)格的要求，因而變頻調(diào)速技術(shù)得到了更加深入的應(yīng)用。恒壓供水方式技術(shù)先進(jìn)、水壓恒定、操作方便、運(yùn)行可靠、節(jié)約電能、自動(dòng)化程度高，在泵站供水中可完成以下功能:維持水壓恒定;控制系統(tǒng)可手動(dòng)或自動(dòng)運(yùn)行;多臺(tái)泵自動(dòng)切換運(yùn)行;系統(tǒng)睡眠與喚醒，當(dāng)外界停止用水時(shí)，系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài)，直至有用水需求時(shí)自動(dòng)喚醒。 2.1 變頻恒壓供水原理 所謂恒壓供水是能夠自動(dòng)保持水管內(nèi)水壓不變的供水過(guò)程。保持水壓恒定即保持水管中水的流量恒定，根據(jù)流體力學(xué)的原理， 水泵的流量與轉(zhuǎn)速成正比，而電動(dòng)機(jī)軸土消耗的功率與轉(zhuǎn)速的平方成正比。因此變頻恒壓供水基本原理是通過(guò)安裝在系統(tǒng)中的壓力檢測(cè)裝置將系統(tǒng)壓力信號(hào)與設(shè)定值進(jìn)行比較，再通過(guò)控制器調(diào)節(jié)變頻器輸出，元級(jí)調(diào)節(jié)水泵機(jī)組的轉(zhuǎn)速和調(diào)水泵的數(shù)量，使系統(tǒng)水壓在水流量變化時(shí)，穩(wěn)定在-定的范圍內(nèi)。 2.2 控制系統(tǒng)組成及控制過(guò)程 2.2.1 控制系統(tǒng)組成 根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要求，本系統(tǒng)采用目前較為先進(jìn)的交流變頻調(diào)速恒壓供水的控制方案。系統(tǒng)由PLC、變頻器、水箱、供水機(jī)組、供水管網(wǎng)和各種傳感器、儀表組成。 2.2.2 系統(tǒng)的控制過(guò)程 通過(guò)壓力表檢測(cè)出當(dāng)前管網(wǎng)的壓力值，并把它傳送給PLC，PLC通過(guò)檢測(cè)值與設(shè)定值比較后，經(jīng)過(guò)PID調(diào)節(jié)，把控制量送給變頻器來(lái)控制水泵機(jī)組。第一臺(tái)水泵變頻起動(dòng)運(yùn)行， 當(dāng)水壓不足時(shí)，將第-臺(tái)水泵切入工頻運(yùn)行，再投入第二臺(tái)變頻泵，依此類推，直到第四臺(tái)水泵起動(dòng)停泵時(shí)先停第- -臺(tái)工頻泵，最后停變頻泵，即遵循先開(kāi)先停的原則。變頻器通過(guò)對(duì)水泵機(jī)組投入運(yùn)行水泵的數(shù)量和水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，達(dá)到控制管網(wǎng)壓力的目的。 3 PID控制原理 3.1 PID控制的原理和特點(diǎn) 在工程實(shí)際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡(jiǎn)稱PID控制， 又稱PID調(diào)節(jié)。PID控制器問(wèn)世至今已有近70年歷史，它以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確地?cái)?shù)學(xué)模型是，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。即當(dāng)我們不完全了解-個(gè)系統(tǒng)和被控對(duì)象，或不能通過(guò)有效地測(cè)量手段來(lái)獲得系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，最適合用PID控制技術(shù)。PID控制技術(shù)實(shí)際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)誤差，利用比例、 積分和微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。 3.1.1 比例部分(P) 用于保證控制量的輸出含有雨系統(tǒng)偏差成線性的分量，能夠快速反映系統(tǒng)輸出偏差的變化情況。由經(jīng)典控制理論可知，比例環(huán)節(jié)不能徹底消除系統(tǒng)偏差，系統(tǒng)偏差隨比例系數(shù)的增大而減少，但比例系數(shù)過(guò)大將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。 3.1.2 積分(I)控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)(Systemwithsteady-state error).為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣，即使誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差近一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。 3.1.3 微分(D)控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分(即誤差的變化率)成正比關(guān)系。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件(環(huán)節(jié))或有滯后組件，具有抑制誤差的作用。其變化總是滯后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化超前”， 即在誤差作用接近于零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入“比例"項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分”項(xiàng)， 它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控制量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例+微分(PD) 控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。 3.2 PID控制器的參數(shù)整定 PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。它是根據(jù)被控過(guò)程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。PID控制器的參數(shù)整定的方法很多,概括起來(lái)有兩大類:一是理論計(jì)算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計(jì)算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過(guò)工程實(shí)際進(jìn)行調(diào)整和修改。二是工程整定方法,它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應(yīng)曲線法和衰減法。兩種方法各有其特點(diǎn)，其共同點(diǎn)都是通過(guò)試驗(yàn)，然后按照工程經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行鑒定。但無(wú)論采用哪一 種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)行最后調(diào)整與完善。 4 變頻器原理 變頻器主要是由主電路、控制電路組成。主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型和電流型。電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 控制電路是給異步電動(dòng)機(jī)供電的主電路提供控制信號(hào)的回路，它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路"組成。 5 結(jié)論 變頻恒壓供水系統(tǒng)以其環(huán)保、節(jié)能和高品質(zhì)的供水質(zhì)量等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于居民生活和工業(yè)生產(chǎn)中。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。變頻恒壓供水方式與過(guò)去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設(shè)備的投資，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，而且具有顯著的節(jié)能效果。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)能效果。目前變頻恒壓供水系統(tǒng)正想著高可靠性、 全數(shù)字化微機(jī)控制、多品種系列化的方向發(fā)展。追求高度智能化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，是未來(lái)供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)中成片開(kāi)發(fā)、智能樓宇、網(wǎng)絡(luò)供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢(shì)。 參考文獻(xiàn) [1] 楊釗，基于PLC的恒壓供水控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)分析[J]，河南科技，2013； [2] 張新娟，梁鎮(zhèn)杰，基于PLC的恒壓供水控制系統(tǒng)[J]，職業(yè)，2010； [3] 鐘文能，基于PLC的恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J]，BuildingEnergy&Environment，2006； [4] 孫玲，洪雪峰，基于PLC和模糊PID控制的恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]，自動(dòng)化與儀器儀表，2010； [5] 余擎宇，王輝，胡發(fā)亭，一種一拖多恒壓供水系統(tǒng)，CN104314135A[P]，2015； [6] 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4.文獻(xiàn)綜述能否概括文獻(xiàn)的創(chuàng)新點(diǎn)？ 5.請(qǐng)對(duì)文獻(xiàn)綜述進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)并給成績(jī)（按合格、不合格） 考核組負(fù)責(zé)人（簽字）： 0 年 月 日 開(kāi) 題 報(bào) 告 會(huì) 記 錄 卡 參加報(bào)告會(huì)成員： 報(bào)告會(huì)日期： 　地　點(diǎn)： 0 記錄人： 0 報(bào)告會(huì)記錄及考核意見(jiàn)： ①記錄： 0 0 ②建議： 0 ③結(jié)論（按同意、不同意）： 0 　　　　　　　　　　　　　　負(fù)責(zé)人（簽字）： 0 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 年 月 日 所在系的意見(jiàn)：（按同意、不同意） 　 負(fù)責(zé)人（簽字）： 0 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 年 月 日 指導(dǎo)教師確認(rèn)簽字： 　　　　　　　　　　　　　?。ê炞郑? 0 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 年 月 日 7