基于PLC和变频器的恒压供水系统设计毕业论文

基于PLC和变频器的恒压供水系统 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 毕业论文 重庆科技学院 题 目 基于PLC和变频器的恒压供水系统设计 院 （系） 电子信息工程学院 专业班级 生产过程自动化2007 学生姓名 学号 2007631219 指导教师 李正中 职称 讲师 评阅教师 职称 2010年 6月7日 本人以信誉声明：所呈交的毕业设计（论文）是在导师的指导下 进行的设计（研究）工作及取得的成果，设计（论文）中引用他（她） 人的文献、数据、图件、资料均已明确标注出，论文中的结论和结果 为本人独立完成，不包含他人成果及为获得重庆科技学院或其它教育 机构的学位或证书而使用其材料。与我一同工作的同志对本设计（研 究）所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 并表示了谢意。 毕业设计（论文）作者（签字）： 年 月 日 重庆科技学院专科生毕业设计（论文） 基于PLC和变频器的恒压供水系统设计 院（系） 电子信息工程学院 专业班级 生产过程自动化2007 学生姓名 指导教师 李正中 讲师 2010年 6 月 7 日 重庆科技学院毕业设计 摘要 摘 要 本论文结合我国中小城市供水厂的现状，设计了一套基于PLC和变频器的 恒压供水自动控制系统。 变频调速恒压供水自动控制系统由可编程控制器、变频器、水泵电机组、传 感器、以及控制柜等构成。在变频调速恒压供水系统中，三台水泵的调节是通过 变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n，从而改变水泵性能曲线得以实现的。变频调速恒压供水自动控制系统的控制器经历了从继电器—接触器，到单 片机，再到PLC。而变频器也从多端速度控制、模拟量输入控制，发展到专用变 频器。从而实现了城市供水系统简单、高效、低耗能的功能，而且还实现自动化 的控制过程。 通过编程软件设计了一个用于供水系统压力控制的PID控制器，PID控制器 内置在PLC中，该控制器对于压力给定值与测量值的偏差进行处理，实时控制 变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电动机的转速来改变水泵出水口流量， 实现整个供水的压力的自动调节，使压力稳定在设定值附近。 关键词： PLC 变频调速 恒压供水 节能运行 I 重庆科技学院毕业设计 目录 目 录 摘 要.............................................................. I 1 绪论.............................................................. 1 1.1 恒压供水问题的提出............................................ 1 1.2 恒压供水系统的国内外研究现状.................................. 1 1.3 本课题的主要工作.............................................. 2 2 变频恒压供水的工作原理............................................ 3 2.1 供水系统的基本特性............................................ 3 2.2 变频与变压(VVVF)原理.......................................... 3 2.3 变频调速的原理................................................ 4 2.4 水泵调速运行的节能原理........................................ 5 2.5 变频恒压供水的特点............................................ 7 3 变频恒压供水系统的硬件设计........................................ 8 3.1 变频恒压供水系统 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计...................................... 8 3.2 变频恒压供水系统结构设计...................................... 9 3.3 变频恒压供水系统的构成....................................... 10 3.3.1 压力传感器选择........................................... 10 3.3.2 系统主要配置的选型....................................... 11 3.3.3 MM420变频器概述 ......................................... 14 3.4 基于S7-200 PLC恒压供水系统设计.............................. 17 3.4.1 S7-200 PLC概述 .......................................... 17 3.4.2 系统主电路设计........................................... 19 3.4.3 控制系统接线图........................................... 20 3.4.4 PLC外围接线图 ........................................... 21 4 变频恒压供水系统软件设计......................................... 23 4.1 恒压供水系统的控制流程....................................... 23 4.2 供水系统加减水泵分析......................................... 24 4.3 恒压供水中PID控制设计....................................... 24 4.4 控制系统程序设计............................................. 27 4.4.1供水系统的I/O分配 ....................................... 27 4.4.2 供水系统所用软元件配置................................... 28 II 重庆科技学院毕业设计 目录 4.4.3手动自动设计 ............................................. 30 4.4.4 水泵变/工频程序设计...................................... 32 4.4.5 PLC和变频器通讯 ........................................ 37 4.5 控制系统的调试............................................... 39 结 论............................................................ 41 致 谢............................................................ 42 参考文献........................................................... 43 III 重庆科技学院毕业设计 1绪论 1 绪论 1.1 恒压供水问题的提出 众所周知，水是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，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， 而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不 断深入，城市建设发展十分迅速，同时也对城市的基础设施建设提出了更高的要 求。如何提高城市供水系统的稳定性的问题就日渐突显出来。比如，对于城市用 户来说，在白天或者用水高峰时，供水系统的电动机负荷最大，常常需要满负荷 运行；而在晚上或休闲时，所需水量减少很多，但是电动机依然处于满负荷运行 状态，这样既浪费了大量的资源，对电动机的损耗也较大。所以要根据不同的需 求条件来调节电动机的转速来实现恒压供水，来实现更高要求的节能功能。 1.2 恒压供水系统的国内外研究现状 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、变压变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。从查阅的资料的 情况来看，国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的 方式，几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况，因而投资成本高。 随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度 高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后，国内外不少生产厂家 近年来纷纷推出了一系列新产品，如华为的TD2100，施耐德公司的Altivar58泵切换卡，SANKEN的SAMCO-I系列，ABB公司的ACS600、ACS400系列，富士公司的G11S/P11S系列等。这些产品将PID调节器以及简易可编程控制器的 功能都综合进变频器内，形成了带有各种应用宏的新型变频器。由于PID运算在变频器内部，这就省去了对可编程控制器存储容量的要求和对PID算法的编程，而且PID参数的在线调试非常容易，这不仅降低了生产成本，而且大大提 高了生产效率。由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法，所以使水 1 重庆科技学院毕业设计 1绪论 压的调节十分平滑、稳定。同时，为了保证水压反馈信号值的准确、不失值，可 对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反馈信号进行换算，使系统的调试非常 简单、方便。这类变频器的价格仅比通用变频器略高一点，但功能却强很多，所 以采用带有内置PID功能的变频器生产出的恒压供水设备，降低了设备成本， 提高了生产效率，节省了安装调试时间。在满足工艺要求的情况下应优先采用。 目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程，供水专用变频器是将普通变 频器和PLC控制器集成在一起，是集供水管控一体化的系统，内置供水专用PID调节器，只需加一只压力传感器，即可方便地组成供水闭环控制系统。传感器反 馈的水压信号直接送入变频器自带的PID调节器输入口，而压力设定即可使用 变频器的键盘设定，也可采用一只电位器以模拟量的形式送入。每日可设定多段 压力运行，以适应供水压力的需要。也可设定指定日供水压力。面板可以直接显 示压力反馈值()。 系统供水有两种基本运行方式：变频泵固定方式和变频泵循环方式。变频泵 固定方式最多可以控制7台泵，可选择“先开先关”和“先开后关”(适用泵容量不同场合)两种水泵关闭顺序；变频泵循环方式最多可以控制4台泵，系统以“先开先关”的顺序关泵。供水系统采用变频供水技术可改善供水水质，且自动化程 度高，又是国家节能推广技术，但若选择使用不当，又会造成电能“浪费”，因 此设计人员在方案确定之前应根据用水性质、用水特点、用水规模、设备投资等 因素综合考虑，在保证可靠供水前提下，充分发挥变频调速的节能潜力。 然而，目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究设计中，对于能适应 不同的用水场合，结合现代控制技术、网络和通讯技术同时兼顾系统的电磁兼容 性(EMC)的变频，恒压供水系统中的水压闭环控制的研究还是不够的。因此，有 待于进一步研究改善变频恒压供水系统的性能，使其能被更好的应用于生活、生 产实践中。 1.3 本课题的主要工作 本课题从变频器恒压驱动水泵电机的工作原理出发，设计由PLC可编程器控制变频器的调速系统，实现水泵无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运 行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水。并验证以变频器、可编 程序控制器作为系统控制的核心部件，以设定压力为控制目标，以PID为控制算法，和变频器组成恒压闭环控制系统。分析其控制系统设计的合理性和可靠性， 并分析其控制性能。其中主要内容包括恒压供水原理，PLC原理，变频调速原理，通过设置几个主要器件I/O参数，实现PLC，变频器，压力传感器之间的通讯、 控制功能。 2 重庆科技学院毕业设计 2 变频恒压供水的工作原理 2 变频恒压供水的工作原理 2.1 供水系统的基本特性 供水系统的基本特性是水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f (q)，前提是供水系统管路中的阀门开度不变。扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q之间的关系。由图2.1的扬程特性表明，流量Q越大，扬程H越小。在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量Q的大小主要取决于用户的用水情 况。 管阻特性是以水泵的转速恒定为前提，阀门在某一开度下，扬程H与流量Q之间的关系h=f (q)。管阻特性反映了水泵转动的能量用来克服水泵系统的水位 及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图2.1可知，在同一阀门开度 下，扬程H越大，流量Q也越大，流量Q的大小反映了系统的供水能力。 扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的平衡工作点，如图 2.1中A点。在这一点，用户的用水流量和供水系统的供水流量达到平衡状态， 供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。当用水流量和 供水流量达到平衡时，扬程稳定，供水系统的压力也保持恒定。 图2.1 供水系统的基本特性 2.2 变频与变压(VVVF)原理 当在实际利用变频器调节电机转速的过程中，当频率f下降时，定子绕组的 反电动势E有所下降，定子电流增大，但是转子侧的负载并未增加，故转子段 电流不变，根据电流平衡方程可知，励磁电流比增大，因而磁通φ增大。φmm增加将导致铁芯的饱和，进而引起励磁电流波形的畸变，这是不希望的结果，因 此希望φ可以保持基本不变。要实现这个目标，只要在变频过程中使变频器输m 3 重庆科技学院毕业设计 2 变频恒压供水的工作原理 出电压与改变的频率成正比，则磁通φ可保持基本不变。因此变频的同时也要m 变压，常用VVVF表示。 [1]VVVF实施的基本方法包括：脉幅调制(PAM)和脉宽调制(PWM) 。 ?脉幅调制(PAM) 实现方法就是调节频率的同时，也改变直流电压的振幅值。PAM需要同时 调节两个部分：整流部分和逆变部分，两者之间还必须满足一定的关系，故控制 电路比较复杂，因此比较少用。 ?脉宽调制(PWM) 实现方法就是在每半个周期内，把输出电压的波形分割成若干个脉冲波，每 个脉冲的宽度为t1，每个脉冲间的间隔宽度为t2，则脉冲的占空比Υ=tl/(t2+tl)。 这时电压的平均值和占空比成正比，所以在调节频率时，不改变直流电压的幅值， 而是改变输出电压脉冲的占空比，同样可以实现变频也变压的效果。PWM只需 控制逆变电路便可实现，与PAM相比电路简化了许多，因此在变频调速中比较 常用。 2.3 变频调速的原理 ?异步电动机的等效变换 R1X2X1R2 RmIO RLU2U1R1 Xm 图2.2 异步电动机的等效变换 异步电动机的电磁转矩公式： 23psrU(2.1) 21T,m2222[()()]fsrrsxx，，，,11212 其中：P为旋转磁场的磁极对数，S为转差率。 ?变频调速的原理 异步电动机的电磁转矩是由定子主磁通和转子电流相互作用产生。异步电动 机的定子主磁通是以一定的转速旋转，旋转磁场实际是三个交变磁场合成的结 果。旋转磁场的转速n=60f/p，其中f是电流频率，P是旋转磁场的磁极对数。0 产生转子电流的必要条件是转子绕组切割定子磁场的磁力线。因此转子的转速 n必须低于定子磁场的转速n (即所谓的“异步”)。两者之间的差异可由转差率10 4 重庆科技学院毕业设计 2 变频恒压供水的工作原理 表示，转差率s=( n- n)/n根据n=60f/p可知，当频率f连续可调时，电动机的0100 同步转速n也连续可调，而异步电机的转子转速n，总是比同步转速略低一点，01 [2]所以当n连续可调时，n也是连续可调。 11 设变频后的频率为f，电压为U，电动机的额定相电压和频率为U和f，xxNN 则有： kfffxN＝ (2.2) UUkNxu＝ (2.3) 其中k为频率可调比，k为电压可调比。将上述两个公式代入异步电动机fu 的电磁转矩公式可得变频后的转矩公式： 223psrkUu21(2.4) T,m2222[()()]kfsrrskxx，，，,fNxxf1212 其中：s为频率为f时的转差率。 xx f在变频器正常工作情况下，即k＝k<1时的机械特性如图2.3所示。 fm n 1 > f2 > f3 > f4 1f1n n2f2 f3n3 f4n4 oTk4Tk3Tk2Tk1TM 图2.3 k＝k<1时的机械特性 fm 由图2.3可知随着f的下降，临界转矩T逐渐减少，电动机的带负载能力kx 也随之下降。这无疑给变频调速带来了瑕点。而针对这种想象一般要采取电压补 偿法。新系列的变频器一般都提供了设置自动转矩补偿功能。变频器可以根据电 流的大小自动地决定补偿的程度。 2.4 水泵调速运行的节能原理 水泵的设计负荷是按最不利条件下最大时流量及相应扬程设定的。但实际运 行中水泵每天只有很短的最大时流量，其流量随外界用水情况在变化，扬程也因 流量和水位的变化而变化。因此水泵不能总保持在一个工况点，需要根据实际情 况进行控制。通常采用的方法有阀门控制和调速控制。阀门控制是通过增加管道 的阻抗而达到控制流量的目的，因而浪费了能量；而电动机调速控制可以通过改 变水泵电动机的转速来变更水泵的工况点，使其流量与扬程适应用水量的变化， 5 重庆科技学院毕业设计 2 变频恒压供水的工作原理 维持压力恒定，从而达到节能效果。 水泵扬程—流量特性()曲线如图2.4所示。 图2.4 水泵特性曲线 图中：—扬程 —流量 —调速控制时管路阻抗曲线(阀门开度100%) —阀门控制时管路阻抗+节流阻抗曲线 , , —转速 从图2.4中可以看出，阀门控制时，当流量从?时，阻力曲线从?,水泵工作点从B?A，管道摩擦力增大。调速控制时，流量从?，从图中可以看出其管道曲线不变，水泵工作点取决于转速。因此当?时，工作点从B?C，显然管道阻力减小。 水泵轴功率的计算公式为： (2.5) 其中:为流量（/）；为扬程（）；为液体密度（）；为传动装置效率（直接传动为1）； 为水泵效率。 根据（2.5）式，A点、C点的轴功率为： (2.6) (2.7) (2.8) 为调速控制时节省的功率（也就是阀门调节时的功率损耗）。 根据水泵变速运行的相似定律，变速前后水泵流量、扬程、功率和转速之间的关系： (2.9) (2.10) (2.11) 为调速后的流量、扬程、功率，为调速前的流量、扬程、功率。 从式（2.9）、（2.10）、（2.11）看出，流量与转速的1次方成正比；扬程与 6 重庆科技学院毕业设计 2 变频恒压供水的工作原理 转速的2次方成正比；功率与转速的3次方成正比。即随着转速的改变轴功率也随着改变。因此说控制转速就等于控制了功耗，这正是采用调速控制的节能原理。 2.5 变频恒压供水的特点 (1)滞后性 供水系统的控制对象是用户管网的水压，它是一个过程控制量，同其他一些 过程控制量(如:温度、流量、浓度等)一样，对控制作用的响应具有滞后性。同时用于水泵转速控制的变频器也存在一定的滞后效应。 (2)非线性 用户管网中因为有管阻、水锤等因素的影响，同时又由于水泵的一些固有特 性，使水泵转速的变化与管网压力的变化不成正比，因此变频调速恒压供水系统 是一个非线性系统。 (3)多变性 变频调速恒压供水系统要具有广泛的通用性，面向各种各样的供水系统。而 不同的供水系统管网结构、用水量和扬程等方面存在着较大的差异，因此其控制 对象的模型具有很强的多变性。 (4)时变性 在变频调速恒压供水系统中，由于有定量泵的加入控制，而定量泵的控制(包 括定量泵的停止和运行)是时时发生的，同时定量泵的运行状态直接影响供水系 统的模型参数，使其不确定性地发生变化，因此可以认为，变频调速恒压供水系 统的控制对象是时变的。 (5)容错性 当出现意外的情况(如突然断电、泵、变频器或软启动器故障等)时，系统能 根据泵及变频器或软启动器的状态，电网状况及水源水位，管网压力等工况自动 进行投切，保证管网内压力恒定。在故障发生时，执行专门的故障程序，保证在 紧急情况下的仍能进行供水。 (6)可扩充性 水泵的电气控制柜，具有远程和就地控制的功能和数据通讯接口，能与控制 信号或控制软件相连，能对供水的相关数据进行实时传送，以便显示和监控以及 报表打印等。 (7)节能性 系统用变频器进行调速，用调节泵和固定泵的组合进行恒压供水，节能效果 显著，对每台水泵进行软启动，启动电流可从0到电机额定电流，减少了启动电流对电网的冲击的同时减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备 的使用寿命。 7 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 3 变频恒压供水系统的硬件设计 3.1 变频恒压供水系统方案设计 本系统在电气控制部分规划时，充分考虑到用户的功能需求和设备本身的机 械特性及系统的通用性，在具体的实现过程中，又以系统的可靠性、易用性和节 能为准则，尽量把本系统开发成为一个功能齐全、可靠性高、自动化程度高且适 用场合比较广的供水控制系统。 其功能设定为： （1)运行方式分为手动、自动两种。它们可以由两个按钮进行切换操作，在 手动方式下，可以对控制水泵中的任意一台进行启动和关闭操作，该方式主要用 于系统设计初期的测试，方便任一时期的检修，以及紧急情况下的水泵控制，而 且可以通过按钮增大或减少变频器的频率来改变其速度，以检测调速性能。整个 系统本身在正常状态下的运行主要采用自动方式，使供水系统高度自动化，这也 是系统开发的目的之一。在自动方式下，按下启动按钮，系统就能自动赋初值， 根据用水量的变化自动调节水泵转速和运行台数，确定每台泵的具体工作状态， 使达到最优配置。另外，自动方式下，系统应该能够判断出变频器是否正常，如 不正常，系统将会输出故障标志，停止系统运行，从而达到保护系统的功能。 （2)要对管网水压进行实时数据采样，信号直接送往PLC的模拟量扩展模块， 从而实现对管网压力的闭环控制。采样点可以选择在水泵的出口管道处，这样比 较方便且传送距离比较近，压力信号基本不失真。 （3)管网水压参数的设定。在不同的环境下，参数是不同的，不过这可以根 据用户要求和环境的变化而设定。在本系统中，水压参数是根据管道内压力传感 器所测定的压力值而设定的。 （4)变频器运行时，要对变频器当前控制的水泵的运行情况进行监控。变频 器应该能够对水泵进行变频器过载、失速、过电流、过电压、欠电压、输入缺相、 电动机过载、变频器过热、变频器内散热板过热及其它一些常规保护。变频器只 对当前工作在变频态的水泵负责。 （5)要对变频器的运行情况进行监测，还有供水池的水位、水泵的转速、管 网压力都要进行监控，对于危险情况要设置报警信号，并自动做出反应，切除危 险源，防止危险扩大。 （6)具有多机的通信功能。PLC要能够和上位机进行通讯，从而对各泵站进行远程监控。 8 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 （7)硬件的选择要留有余地，特别是PLC的I/O点数和内部继电器数，为以 后的功能扩展和系统升级做好准备。 (8)应该做到系统无故障运行时，基本上可以做到无人自动恒压变频无级别 调速运行。 3.2 变频恒压供水系统结构设计 变频恒压供水系统采用西门子的S7-200 PLC作为控制器，变频器MM420是频率调节器，交流接触器和电动机作为执行机构，压力传感器作为控制的反馈元 件。S7-200 PLC选用内部控制模块CPU224，模拟量2路输入通用模块、模拟量 2路输出通用模块和PID模块。CPU224有14路输入/10路输出，对于小型的控 制系统而言够用。PID模块使用方便，在软件中只需要配置PID的每个参数。 三相交流电与MM420的电源输入口连接，经过变频器变频后的交流电接异步 电动机，异步电动机带动水泵转动。S7-200数字输出口输出控制信号到交流接 触器，交流接触器两端连接的是工频或变频的三相交流电，主要起接通或断开三 相交流电与异步电动机。S7-200的模拟输出口输出控制电压信号给MM420的模拟电压输入口AIN1+和AIN1-，该控制电压主要调节交流电的频率。压力传感器 从供水网络中反馈压力信号，反馈压力信号经过压力变送后输入给S7-200的模拟输入口。系统的结构如图3.1所示。 三相交流电 控 制信三相交流电源 交流接 号 三 触器组 三相相交 交流流电 电 供水 1#水泵 1#电机 变频后的 模三相交流电输入口 数字输出口 控制 模模拟输出口 拟三相交流电 电压 交流接 拟供电PLC 供水 变频器输2#水泵 压水2#电机 出 S7-200 调MM420 口管 节 触器组 模拟输入口 网口 供水 3#电机 3#水泵 压力变送 压力传感器 反馈压力信号 电压信号 图3.1 变频恒压供水系统的控制原理框图 9 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 3.3 变频恒压供水系统的构成 3.3.1 压力传感器选择 本系统采用钱江仪器仪表厂生产的YYB-ES型压力变送器，它是四线制带 现场LED数字显示的压力变送器，其供电电源和输出信号分别传送。如图3.2： 调整端接线端 图3.2 外形尺寸图 ?主要性能有： 1）抗干扰能力强（电源地与信号地隔离），特别适合变频器应用场合； 2）LED数字显示； 3）供电电源可选（交流220V / 直流24V）； 4）输出信号可选（0～10 / 4～20Ma）； 5）负载阻抗： 0～600Ω ( 4～20 )；0～1.5kΩ ( 0～10 )。 ?校验与调整： 通电预热15分钟后，分别在零压力和满量程压力下，检验输出电流值。下 显示面端盖，在零压力下调整输出零位电位器，使输出电流为0(?型)或4mA(?型)或规定值；调整显示零位电位器，使数字显示值为"000" 或规定值。在满量程压力下，调整输出量程电位器，使输出电流为10mA(?型)或20mA(?型)或规定值；调整显示量程电位器，使数字显示值为满量程压力值。变送器经校验标定 [3]后，现场不需要重新标定，一般运行半年至一年，做一次基本性能检查。 ?接线方式 10 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 旋下接线端盖，连接电缆上套入密封螺套后，由左（或右）引入孔穿入，接 至接线端子，旋紧密封螺套；另一端旋紧密封螺盖，并盖紧接线端盖。如图3.3所示： I+I－U+U－ 电 负源载 图3.3 接线图 3.3.2 系统主要配置的选型 （1）断路器的选型 当变频器需要检修时，或者因某种原因而长时间不用时，将QF切断，使变频器与电源隔断。当变频器输入侧发生短路故障时，进行保护。选择原则为： （1）变频器在刚接电源瞬间，对电容器的充电电流可达额定电流的（）倍；（2）变频器的进线电流时脉冲电流，其峰值常可能超过额定电流；（3）变频器允许的过载能力为150%，1。 为了避免误动作，断路器的额定电流应选： （3.4） 其中为变频器的额定电流。故选择断路器额定电流选择210A。 根据上述数据可以选择断路器DW15—400断路器额定电压为380V，额定电流为300A，满足要求可以选择。 （2）接触器的选型 (1)主要作用：可通过按钮开关方便地控制变频器的通电与断电；变频器发 生故障时，可自动切断电源。 (2)选择原则:由于接触器自身并无保护功能，不存在误动作的问题，故选择 原则是接触点的额定电流，应该大于126.6A，可以选择主触点额定电流 为130A的接触器。 根据上述数据施耐德的：LC1—D150，满足参数要求，可以选择。 （3）主电路的线径选择 11 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 (1)电源的变频器之间的导线 一般来说，和同容量普通电动机的电线选择方法相同。考虑到其输入侧的功 率因数往往较低，应本着宜大不宜小的原则来决定线径。 (2)变频器的电机之间的导线 因为频率下降时，电压也要下降，在电流相等的情况下，在输出电压中线路 电压会降低?U。常用电动机引出线的单位长度电阻值见表3.1： 表3.1 常用电动机引出线的单位长度电阻值 标称截面/（） 1.0 1.5 2.5 4.0 6.0 10.0 16.0 25.0 35.0 Ro/) 17.8 11.9 6.92 4.40 1.92 1.73 1.10 0.69 0.49 （4） 热继电器的选型 热继电器额定电流要大于或等于电机额定电流，其整定电流要等于电机额定 电流。当电动机启动电流为其额定电流的6倍及启动时间不超过5S时，热无件的整定电流调节到等于电动机的额定电流；当电动机的启动时间较长、拖动冲击 性负载或不允许停车时，热元件整定电流调节到电动机额定电流的1.1～1.15倍.以JR20为例：额定电流为13A时，选JR20-16 整定电流选1014A或1216A。额定电流为7.5A时，选JR20-10 整定电流选68.4A或710A。 （5） 中间继电器的选型 中间继电器可作为保护用，也可作为自动装置控制用，以增加保护的控制回 路的触点数量及容量、扩大控制范围的提高控制能力合理选择中间继电器应从以 下几方面入手： （1）地理位置气候作用要素 主要指海拔高度、环境温度、湿度、和电磁干扰等要素。考虑控制系统的普 遍适用性，兼顾必须长年累月可靠运行的特殊性，装置关键部位必须选用具有高 绝缘、强抗电性能的全密封型(中间继电器产品。因为只有全密封继电器才具有 优良的长期耐受恶劣环境性能、良好的电接触稳定、可靠性和切换负载能力(不受外部气候环境影响)。 （2）机械作用要素 主要指振动、冲击、碰撞等应力作用要素。对控制系统主要考虑到抗机械应 力作用能力，宜选用采用平衡衔铁机构的小型中间继电器。 （3）触点输出(换接电路)参量要素 主要是指触点负载性质，如灯负载，容性负载，电机负载，电感器、接触器 (继电器)线圈负载，阻性负载等；触点负载量值(开路电压量值、闭路电流量值)，如低电平负载、干电路负载、小电流负载、大电流负载等。 任何自动化设备都必须切实认定实际所需要的负载性质、负载量值的大小， 12 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 选用合适的继电器产品尤为重要。继电器的失效或可靠不可靠，主要指触点能否 完成所规定的切换电路功能。如切换的实际负载与所选用继电器规定的切换负载 不一致，可靠性将无从谈起。而根据系统要求中间继电器选择具有3付触点的MK3P-I（导轨安装底座：PF113A-E，额定电流：5A）即可。 （6）泵的选型 根据本课题要求经查资料我们可以选择IS单级单吸离心泵，该系列泵是BA型、B型及其他单级清水离心泵的更新型节能泵。优点有：全系列水力性能布局 合理，用户选择范围宽，检修方便；效率和吸程达到国际平均先进水平。IS清水泵适用于工业和城市给水、排水，也可用于农业排灌及供输送清水或物理化学 性质类似于清水的其他液体之用，温度不高80?。IS单级单吸离心泵的产品特 点如下： 1、IS型根据国际 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ISO2858所规定的性能和尺寸设计的，主要由泵体、 泵盖、叶轮、轴、密封环、轴套及悬架轴承不见等组成。 2、IS型的泵体和泵盖部分，是从叶轮背面处剖分的，即通常所说的后开门 结构形式。其优点是检修方便，检修时不动泵体，吸入管路，排出管路和电动机， 只需拆下加长联轴器的中间联接件，即可退出转子部分进行检修。 3、泵的壳体（即泵体和泵盖）构成泵的工作室。叶轮、轴和滚动轴承等为 泵的转子。悬架轴承部件支撑着泵的转子部分，滚动轴承受泵的径向力和轴向力。 4、为了平衡泵的轴向力，大多数泵的叶轮前、后均设有密封环，并在叶轮 后盖板上设有平衡孔，由于有些泵轴向力不大，叶轮背面未设密封环和平衡孔。 泵体结构如图3.4所示，表3.2为水泵结构注释。 图3.4 水泵结构图 图3.5 Y2电机实物图 表3.2 水泵结构注释 序号 1 2 3 4 5 6 注释 泵体 泵盖 叶轮 轴 密封环 叶轮螺母 序号 7 8 9 10 11 12 注释 止动垫圈 轴套 填料压盖 填料环 填料 悬架轴承部件 13 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 （7）电动机的选型 如图3.5所示：Y2系列三相异步电机是专为欧洲市场设计的三相异步电动 机、电机出线盒置于电机机壳顶部、整机结构紧凑、外形美观大方，安装尺寸符 合IEC标准，具有高效、节能、起动转矩大，使用维护方便等特点。 主要性能有： 绝缘等级：F 防护等级：IP54或IP55 电压：380V或415V 频率：50Hz或60Hz 冷却方式：IC411 Y2系列电动机有两种设计，一种是适用于一般机械配套和出口需要，在轻 载时有较高效率，在实际运行中有较佳节能效果，且具有较高堵转转矩，此设计 称为Y2-Y系列。中心高63～355mm，功率从0.12~315kW。电动机符合JB/T8680.1-1998 Y2系列(1P54)三相异步电动机（机座号63～355）技术条件。 型号含义：如Y2-200L1-2Y：“Y2”表示异步电动机第二次改型设计，“200”表示中心高，“L”表示机座长短号，“1”表示铁心长度序号，“2”表示极数，“Y”表示第一种设计（可省略）。 第2种设计是满载时有较高效率，更适用于长期运 行和负载率较高的使用场合，如水泵、风机配套，此设计称为Y2-E系列，中心高80～280mm，功率从0.55～90kW。电动机符合JB/T8680.2-1998 Y2系列(1P54)三相异步电动机（机座号80～280）技术条件。 型号含义：如Y2-200L2-6E：“Y2”表示异步电动机第二次改型设计，“200”表示中心高，“L”表示机座长短号，“2”表示铁心长度序号，“6”表示极数，“E”表示第二种设计。 根据上述分析，选择Y2-200L2-6E即可满足要求。 3.3.3 MM420变频器概述 MICROMASTER420是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。本系列有多 种型号，从单相电源电压，额定功率120W 到三相电源电压，额定功率11KW 可供用户选用。 本变频器由微处理器控制，并采用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶 体管（IGBT）作为功率输出器件。因此，它们具有很高的运行可靠性和功能的多 样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选 的，因而降低了电动机运行的噪声。 全面而完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。 MICROMASTER420 具有缺省的工厂设置参数，它是给数量众多的简单的电动 机控制系统供电的理想变频驱动装置。由于MICROMASTER420 具有全面而完善的控制功能，在设置相关参数以后，它也可用于更高级的电动机控制系统。 MICROMASTER 420 既可用于单独驱动系统，也可集成到“自动化系统”中。 MICROMASTER 420通用型变频器基本面板操作如表3.3所示： 14 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 表3.3 MICROMASTER 420通用型变频器基本面板操作说明 显示/按钮 功能 功能的说明 状态显示 LCD 显示变频器当前的设定值。 按此键起动变频器。缺省值运行时此键是被封锁的。为了使此键 的操作有效，应设定P0700 = 1。 起动变频器 OFF1：按此键，变频器将按选定的斜坡下降速率减速停车.缺省 值运行时此键被封锁；为了允许此键操作，应设定P0700 = 1。 停止变频器 OFF2：按此键两次（或一次，但时间较长）电动机将在惯性作用 下自由停车。此功能总是“使能”的。 按此键可以改变电动机的转动方向。电动机的反向用负号（－）改变电动机 表示或用闪烁的小数点表示。缺省值运行时此键是被封锁的，为 的转动方向 了使此键的操作有效，应设定 P0700 = 1。 在变频器无输出的情况下按此键，将使电动机起动，并按预设定 的点动频率运行。释放此键时，变频器停车。如果变频器/电动机电动机点动 正在运行，按此键将不起作用。 此键用于浏览辅助信息。 变频器运行过程中，在显示任何一个参数时按下此键并保持不动2 秒钟，将显示以下参数值（在变频器运行中，从任何一个参数开 始）： 1. 直流回路电压（用d 表示– 单位：V） 2. 输出电流（A） 3. 输出频率（Hz） 4. 输出电压（用 o 表示 – 单位：V）。 功能 5. 由P0005 选定的数值（如果P0005 选择显示上述参数中的任 何一个（3，4，或 5），这里将不再显示）。 连续多次按下此键，将轮流显示以上参数。 跳转功能 在显示任何一个参数（rXXXX 或PXXXX）时短时间按下此键， 将立即跳转到r0000,如果需要的话，您可以接着修改其它的参数。 跳转到 r0000 后，按此键将返回原来的显示点。 按此键即可访问参数。 访问参数 按此键即可增加面板上显示的参数数值。 增加数值 按此键即可减少面板上显示的参数数值. 减少数值 15 MICROMASTER 420变频器的电路分两大部分：一部分是完成电能转换（整流、重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 逆变）的主电路；另一部分是处理信息的收集、变换和传输的控制电路。 [4]MICROMASTER 420通用性变频器外部接线图如图3.6所示。 图3.6 MICROMASTER 420通用性变频器外部接线图 16 （1）主电路。主电路是由电源输入单相或三相恒压恒频的正弦交流电，经整重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 流电路转换成恒定的直流电压，供给逆变电路。逆变电路在CPU的控制下，将恒定的直流电压逆变成电压和频率可调的三相交流电供给电动机负载。由图3.6可知，MICROMASTER 420变频器直流环节是通过电容进行滤波的，因此属于电压 型交-直-交变频器。 （2）控制电路。控制电路是由CPU、模拟输出、数字输入、输出继电器触头、 操作板等组成，如图3.6所示。 端子1、2是变频器为用户提供的一个高精度的10V直流稳压电源。当采用模拟电压信号输入方式输入给定频率时，为了提高交流变频调速系统的控制精 度，必须配备一个高精度的直流稳压电源作为模拟电压输入的直流电源。 模拟输入3、4为用户提供了一对模拟电压给定输入端作为频率给定信号， 经变频器内模、/数转换器，将模拟量转换成数字量，传输给CPU来控制系统。 数字输入5、6、7端为用户提供了3个完全可编程的数字输入端，数字输入 信号经光耦隔离输入给CPU，对电动机进行正反转、正反向点动、固定频率设定 值控制等。 输入8、9端是24V直流电源端，用户为变频器的控制电路提供24V直流电源。 输出12、13端为一对模拟输出端；输出10、11端为输出继电器的一对触头；输入14、15端为RS-485（USS-协议）端。 3.4 基于S7-200 PLC恒压供水系统设计 3.4.1 S7-200 PLC概述 1、SIMATIC S7-200系列PLC SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控 制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能 实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。 S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性、极丰富的指令集、易 于掌握、便捷的操作、丰富的内置集成功能、实时特性、强劲的通讯能力、丰富 的扩展模块 S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替 代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自 动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、 民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械， 17 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 中央空调，电梯控制，运动系统。 S7-200系列PLC可提供5个不同的基本型号的8种CPU可供使用：CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226。在本课题中我们采用的是CPU224。 2、PLC的工作原理： PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或 地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行 用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在 每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。 PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的 输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中， 即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。 PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令， 经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所 有的内容随着程序的执行而改变。 输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷 新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（断电器、晶体管或晶闸管）输出， [5]驱动相应输出设备工作。 3、SIMATIC S7-200模拟量模块 本课题中我们用到了SIMATIC S7-200PLC的模拟量模块EM235。其I/O接线图如图3.7所示。 24V DC电源正极接入模块左下方L+端子，负极接入M端子。EM235模块的上部端子排标注A、B、C、D的四路模拟量输入接口，可分别接入标准电压、 电流信号。为电压输入时，如A口所示，电压信号正极接入A+端，负极接入A-端，RA端悬空。为电流输入时，如B口所示，须将RB与B+短接，然后与电流信号输出端相连，电流信号输入端则接入B-接口。若四个接口未能全部使 用，如C口所示，未用的接口要将C+和C-端用短路子短接，以免受到外部干扰。 下部端子为一路模拟量输出端的3个接线端子MO、VO、IO，其中MO为数字接地接口，VO为电压输出接口，IO为电流输出接口。若为电压负载，则将负载 [6]接入MO、VO接口，若为电流负载则接入MO、IO接口。 18 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 图3.7 EM235模块模拟量I/O接线示意图 3.4.2 系统主电路设计 图3.8为恒压供水系统的主电路图。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；接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3的变频运行；FR1、FR2、FR3分别为三台水泵电机过载保护用 的热继电器；QF1、QF2、QF3、QF4分别为变频器和三台水泵电机主电路的空气 开关；FU为主电路的熔断器。 19 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 图3.8 恒压供水系统的主电路图 3.4.3 控制系统接线图 如图3.9所示为控制系统电路图。图中SA为手动/自动转换开关，SA打到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 SB1到SB6控制三台电机的启/停。自动运行时，系统在PLC程序控制下运行。 手动启动控制水泵电机启/停如表3.4所示。 表3.4 手动操作水泵电机启/停控制表 编号 元件 按钮通/断 接触器通/断 水泵电机启/停 1 SB1 SB1接通 KM1接通 1#水泵电机启动 2 SB2 SB2断开 KM1断开 1#水泵电机停止 3 SB3 SB3接通 KM3接通 2#水泵电机启动 4 SB4 SB4断开 KM3断开 2#水泵电机停止 5 SB5 SB5接通 KM5接通 3#水泵电机启动 6 SB6 SB6断开 KM5断开 3#水泵电机停止 20 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 图3.9 控制系统接线图 3.4.4 PLC外围接线图 如图3.10所示为PLC及扩展模块和变频器的接线图。管内压力反馈信号由 压力变送器转换成模拟信号后传给PLC的模拟量扩展模块。经过PLC的PID运算从而控制电机工频和变频的切换启动和关闭。PLC的输出端子Q0.0至Q0.5接控制回路的接触器。PLC和变频器通过RS-485通讯线进行通讯。变频器的电压输 出端与电机之间由接触器相连接。 在PLC外围硬件连线方面，要增加一些保护设备。由于输出大多是和接触器 等元件连接，接触器的突然断开和闭合会形成突波并对PLC的输出端子造成损坏，因此需要加装一些保护装置，延长触点的寿命。 21 重庆科技学院毕业设计 3变频恒压供水系统的硬件设计 NI0.0停启/1LI0.1手动启动启动1#电机工频Q0.0自动启动接I0.21#电机变频启动Q0.1控水池高位I0.32#电机工频启动制Q0.2I0.4水池低位回2#电机变频启动Q0.3I0.51#电机工频路I0.61#电机变频2L接 触I0.72#电机工频3#电机工频启动Q0.4器2#电机变频I1.03#电机变频启动Q0.5 I1.13#电机工频Q0.6水池阀门指示灯3#电机变频I1.23LHL7Q0.7水位下限指示灯电机加速I1.3 Q1.0水位上限指示灯电机减速I1.4HL8Q1.1变频器复位指示灯水池进水阀门I1.5HL9S7-200HL10I2.0变频器复位 L+LNCPU224 1M LNM 14RS4853MM420N158 L UVW AC220VM L+接接触器 KM2、KM4、KM6RA A+ A- EM235 压力变送器 图3.10 PLC外围接线图 22 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 4 变频恒压供水系统软件设计 本系统采用西门子公司为S7-200系列PLC开发的STEP 7-Micro/WIN32作为编程软件。根据控制系统的控制要求和硬件部分的设计情况及PLC控制系统I/O的分配情况，进行软件编程。在软件设计中，首先按照需要实现的功能要求做出 流程框图。其次按照不同的功能编写不同的功能模块，这样写出的程序条例清晰， 既方便编写，也便于调试。 4.1 恒压供水系统的控制流程 变频恒压供水系统在手动状态下，各类设备的控制根据操作面板上的输入按 钮输入来控制，无逻辑限制，即不需根据传感器的状态进行控制。在自动方式下， 进行闭环控制，系统根据检测到外部传感器的状态对设备进行启停、调速控制， 其工作过程如图4.1所示： 启动运行 测量压力反馈值 管调节规律计算 内 压 力 检测变频器输出 检测 输出控制驱动器 图4.1 变频恒压供水系统主要工作过程示意图 工作过程为：（1）首先，测量水池水位的高低。（2）其次，采集压力传感器 反馈的信号，将该传感器输出的模拟信号装换成PLC可处理的数字信号。（3）再次，PLC根据压力反馈值以及变频器输出的频率对模拟量进行数据处理。（4）最后，在PLC中，数据经过计算后，产生控制信号，来实现对驱动器的控制，然后 进行管道内的压力检测，对系统形成反馈，使得系统能够进行循环运行。 23 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 4.2 供水系统加减水泵分析 （l)系统通电，按照接收到有效的自控系统启动信号后，首先启动变频器拖 动水泵Ml，通过恒压控制器，根据用户管网实际压力和设定压力的误差调节变 频器的输出频率，控制Ml的转速，当输出压力达到设定值，其供水量与用水量 相平衡时，转速才稳定到某一定值，这期间Ml工作在调速运行状态。 （2)当用水量增加水压减小时，通过压力闭环和恒压控制器，增加水泵的转 速到另一个新的稳定值，反之，当用水量减少水压增加时，通过压力闭环和恒压 控制器，减小水泵的转速到另一个新的稳定值。 （3)当用水量继续增加，变频器的输出频率达到上限频率50Hz时，若此时用户管网的实际压力还未达到设定压力，并且满足增加水泵的条件时，在变频循环 式的控制方式下，系统将电机Ml切换至工频电网供电后，Ml恒速运行，同时使第二台水泵M2投入变频器并变速运行，系统恢复对水压的闭环调节，直到水压 达到设定值为止。如果用水量继续增加，满足增加水泵的条件，将继续发生如上 转换，并有新的水泵投入并联运行。当最后一台水泵M3投入运行，变频器输出频率达到上限频率50Hz时，压力仍未达到设定值时，控制系统就会发出水压超 限报警。 （4)当用水量下降水压升高，变频器的输出频率降至下限频率，用户管网的 基于PLC的变频恒压供水系统的设计实际水压仍高于设定压力值，并且满足减少 水泵的条件时，系统将上次转换成工频运行的水泵关掉，恢复对水压的闭环调节， 使压力重新达到设定值。当用水量继续下降，并且满足减少水泵的条件时，将继 续发生如上转换，直到剩下一台变频泵运行为止，维持系统的正常的运行。 4.3 恒压供水中PID控制设计 （1）PID调节原理 对于本系统来讲，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 P+I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PD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。 24 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 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。采用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（即实时性要求不高，工业上的过程控 制系统一般都是此类系统，本系统也比较适合PID调节）效果比较好。 PID调节器的动作规律是： t1de(4.1) UKeedtT,，，[]cd,Tdti0 或 t11de(4.2) UeedtT,，，[]d,,Tdti0 式中 ：调节器的比例系数 ：调节器的积分时间 T：调节器的微分时间 d ,：比例带，它是惯用增益的倒数 e：调节器的偏差信号 U：输出 PID调节器的传递函数是： (4.3) 11GsTs,，，()[1]cd,Tsi 不难看出，由上式表示的调节器动作规律在物理上是不能实现的。工业上实 际采用的PID调节器的传递函数一般为 1'(4.4) 1，，Ts'dTs'i()GsK,cc1Td1，，sKTsKiid 其中= ；= ；= Δd / F 式中带的?量是调节器参数的实际值，不带的为参数的刻度值。F成为相互干扰系数：为积分增益；为微分增益。 (2)PID参数设置 ?P增益： 设定范围：0.01～10.0倍 这是操作量和偏差之间有比例关系的动作。增益取大时，响应快，但过大将 25 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 产生振荡。增益取小时，响应迟后。实际中取10。 ?积分时间： 设定范围：0.1～3600s， 0.0：不动作。 操作量（输出频率）的变化速度和偏差成比例关系的动作，即输出按偏差积 分的动作。积分时间大时，响应迟后，另外，对外部扰动的控制能力变差。积分 时间小时，响应速度快，但过小将产生振荡。实际中取150s。 ?微分时间： 设定范围：001～10.0s 0.0：不动作。 操作量（输出频率）和偏差的微分值成比例动作（D动作）。微分时间大时，能使发生偏差时P动作引起的振荡很快衰减。微分时间小时，发生偏差时的衰减 作用小。实际中取取0.4。 (3)PID设定值的调整及控制算法 响应调整前 调整后 时间 图4.2 PID设定值的调整 ?PID值可在用示波器监视响应波形的同时进行调整。可作如下总体调整： 1）P增益，在不发生振荡条件下增大其值； 2）I积分时间，在不发生振荡条件下减小其值； 3）D微分时间，在不发生振荡条件下增大其值； 4）对于抑制超调，可以增大积分时间，减小微分时间； 5）对于加快响应速度，如果允许有小量超调的话，可以减小积分时间，增 大微分时间； 6）抑制比积分时间长的周期振荡，增大积分时间； 7）抑制大约和微分时间同样长周期的振荡，减小微分时间。 ?PID控制算法： 如图4.3，PID控制原理图，将压力传感器传来的电流信号（0～10mA）通 26 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 过一个1KΩ的电阻转化为0～10V的电压信号。这个电压信号经RTD模块放大后送给西门子PLC的模拟输入量模块EM235模块转化为12位的数字信号，该模块有四个模拟量输入通道，12位的分辨率，总体精度在。转换后的数据存入PLC内部特殊数据寄存器D0。PLC根据采集的信号计算出偏差e(t)和偏差变化率照PID的控制规则计算控制量u(t) ，并输出控制量u(t)。经西门子PLC的模拟输入量模块EM235模块的D/A转换，变换成0~5V的电压信号，送至变频器，并通过变频器调节水泵电机的工作电流，实现系统的变频恒压控制。 e(t)变频电机设定值D/APID算法被控对象 A/D压力检测 图4.3 PID控制原理图 4.4 控制系统程序设计 可编程控制器是按照用户的要求编写程序来进行工作的。程序的表达方式基 本有四种：梯形图、指令表、逻辑功能图和高级语言。绝大多数PLC是使用梯形图和指令表编程。梯形图是一种图形语言，它沿用了传统的继电接触器控制中的 触点、线圈、串并联等术语和图形符号，而且加入了许多功能强而又使用灵活的 指令，将微机的特点结合进去，使得编程容易。梯形图比较形象、直观，对于熟 悉继电接触器控制系统的人来说，也容易接受，世界上的各生产厂家都把梯形图 作为第一用户编程语言。本系统所使用的方法就是将控制任务用梯形图编程实 现，下载至PLC，经调试实现其功能。 4.4.1供水系统的I/O分配 根据系统的功能要求，对PLC的I/O进行配置，具体分配如下： （1）数字量输入部分 在此控制系统中，所需要的输入量基本上都属于数字量，主要包括各种控制 按钮、旋钮等数字量输入，共有15个数字输入量，如表4.1所示。 表4.1 数字输入量地址分配 序号 输入地址 设备 功能 1 I0.0 按钮 启动/停止 2 I0.1 转换开关 手动启动 3 I0.2 转换开关 自动启动 4 I0.3 行程开关 水池高位 27 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 续表4.1 数字输入量地址分配 序号 输入地址 设备 功能 5 I0.4 行程开关 水池低位 6 I0.5 按钮 1#电机工频启动 7 I0.6 按钮 1#电机变频启动 8 I0.7 按钮 2#电机工频启动 9 I1.0 按钮 2#电机变频启动 10 I1.1 按钮 3#电机工频启动 11 I1.2 按钮 3#电机变频启动 12 I1.3 按钮 电动机加速 13 I1.4 按钮 电动机减速 14 I1.5 按钮 水池进水阀门 15 I2.0 按钮 变频器复位 16 I2.1 热继电器 M1过载保护 17 I2.2 热继电器 M2过载保护 18 I2.3 热继电器 M3过载保护 （2）数字量输出部分 在这个控制系统中主要输出控制的设备有，各种接触器、阀门等，共有11 个输出点，其具体分配如表4.2所示。 表4.2 数字输出量地址分配 序号 输出地址 设备 功能 1 Q0.0 接触器 1#电机工频工作 2 Q0.1 接触器 1#电机变频工作 3 Q0.2 接触器 2#电机工频工作 4 Q0.3 接触器 2#电机变频工作 5 Q0.4 接触器 3#电机工频工作 6 Q0.5 接触器 3#电机变频工作 7 Q0.6 指示灯 水池阀门指示灯 8 Q0.7 指示灯 水位下限指示灯 9 Q1.0 指示灯 水位上限指示灯 10 Q1.1 指示灯 变频器复位指示 （3）模拟量输入部分 由于需要采集一个压力传感器所反馈的数据，因此扩展了一个模拟量输入/输出模块，具体I/O分配如表4.3所示 表4.3 模拟量输入地址分配 输入地址 输出设备 AIW0 压力传感器 4.4.2 供水系统所用软元件配置 在设计程序过程中，会使用到许多寄存器、中间继电器、定时器等元件，为 28 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 [7]便于编程及修改，在程序编写前应先列出可能用到的软元件，如表4.4所示。 表4.4 软元件设置 序号 软元件 功 能 状 态 备注 1 M0.0 系统停止标志 on有效 2 M0.1 手动控制标志 on有效 3 M0.2 自动控制启动标志 on有效 4 M0.3 进水阀开启标志 on有效 5 M0.4 水池故障标志 on有效 6 M0.5 1#电机工频运行标志 on有效 7 M0.6 2#电机工频运行标志 on有效 8 M0.7 3#电机工频运行标志 on有效 9 M1.0 1#电机变频运行标志 on有效 10 M1.1 2#电机变频运行标志 on有效 11 M1.2 3#电机变频运行标志 on有效 12 M1.3 1#电机变频到工频切换标志 on有效 13 M1.4 2#电机变频到工频切换标志 on有效 14 M1.5 3#电机变频到工频切换标志 on有效 15 M2.0 断开1#电机工频运行标志 on有效 16 M2.1 断开2#电机工频运行标志 on有效 17 M2.2 断开3#电机工频运行标志 on有效 18 M3.0 USS_INIT指令完成标志 on有效 19 M3.1 确认变频器的响应标志 on有效 20 M3.2 指示变频器的运行状态标志 on为运行；off为停止 21 M3.3 指示变频器的运行方向标志 on为逆时针；off为顺时针 22 M3.4 指示变频器上的禁止位状态标志 on为被禁止；off为不禁止 23 M3.5 指示变频器故障位状态标志 on为故障；off为无故障 24 T37 水池水位高于高位传感器定时 300 30s 25 T38 水池水位低于低位传感器定时 100 10s 26 T39 进水阀启动后定时 200 5s 27 T40 管压测量防波动定时 50 5s 28 T41 管压测量防波动定时 50 5s 29 T42 管压测量防波动定时 50 5s 30 VD10 手动变频器速度寄存器 31 VD20 自动1#电机速度寄存器 32 VD30 自动2#电机速度寄存器 33 VD40 自动3#电机速度寄存器 34 VD50 自动变频器速度寄存器 35 VD100 压力传感器标准值寄存器 36 VD102 压力传感器反馈值寄存器 37 VD104 变频器50Hz标准值寄存器 38 VB200 USS_INIT指令执行标志 39 VB202 USS_CTRL错误状态字节 29 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 续表4.4 软元件设置 序号 软元件 功 能 状 态 备注 40 VW204 变频器返回的状态字原始值 41 VD206 全速度百分值的变频速度 -200%—200% 4.4.3手动自动设计 根据系统的控制要求，控制过程可分为手动控制功能和自动控制功能。在手 动控制模式下，每台设备可单独运行，以检测设备的性能，模式选择流程图如图 4.4所示。 开始 N 自动？ Y 自动控制 手动控制 图4.4 模式选择流程图 （1）手动模式 在手动模式下，可单独调试每个设备的运行，手动操作模式 工作流程 财务工作流程表财务工作流程怎么写财务工作流程图财务工作流程及制度公司财务工作流程 图如 图4.5所示。 手动控制 1#泵工频1#泵变频2#泵工频2#泵变频3#泵工频3#泵变频 运行 运行 运行 运行 运行 运行 图4.5 手动操作模式工作流程图 在此模式下，可以通过按钮对三个水泵进行控制，而且可以通过按钮增大 或减小变频器的频率来改变其速度，以检测调速性能。 （2）自动模式 处于自动模式时，系统上电后，按下自动启动，确认后系统运行，系统开始 工作，自动操作模式工作流程图如图4.6所示，主要工作过程包括以下几个方面。 （1）统上电后，按下自动启动按钮，检测水池水位。 （2）水位满足要求，变频启动1#电机，同时检测管内压力。 （3）管内压力大于设定值，水泵变频调节；小于设定值，启动2#电机。 30 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 自动检测 变频器启 动1#电机 管内水压小 N 于设定值？ Y 变频器启动 2#电机，1#电机 工频运行 N N Y 管内水压小 管内水压大 于设定值？ 于设定值？ Y 变频器启动 3#电机，1#、2# 电机工频运行 N N 管内水压小 管内水压大 于设定值？ 于设定值？ Y Y 变频器启动2#电机， 1#、2#、3# 1#电机工频运行，3#电机工频运 电机停止运行 行 N N Y 管内水压大 管内水压大 于设定值？ 于设定值？ Y 变频器启动 2#电机，1#电机 停止运行 图4.6 自动操作模式工作流程图 （4）管内压力大于设定值，维持现在状态不变；小于设定值，2#电机工频运行，3#电机变频启动。 （5）管内压力大于设定值，维持现在状态不变；小于设定值，3#电机工频运行。 31 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 （6）管内压力大于设定值，依次减少投入运行电机的数量。 4.4.4 水泵变/工频程序设计 在自动控制模式下，系统控制程序主要包括：水池水位检测程序，1#、2#、 3#水泵电机进行变频和工频的切换程序，以及切除水泵电机工频运行程序，具体 流程图如下： 水池水 位检测 水位高于高水位低于低 N N 位传感器？ 位传感器？ Y Y 启动定时1s 启动定时3s N N 定时到？ 定时到？ Y Y 停止进 启动进 水阀门 水阀门 启动定时2s N N 定时到？ Y 进水阀 水位低于低门运行 位传感器？ Y 进水阀故障 图4.7 水池水位检测工作流程图 32 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 水池水位检测程序主要控制进水阀门的运行和停止，水池水位检测工作流程 如图4.7所示，其工作过程主要包括以下几个方面： （1）自动过程开始启动进水阀门，检测水位高低。 （2）水位高于高位传感器，启动定时3s。 （3）定时到，仍高于高位传感器，停止进水阀门运行。 （4）水位处于高位和地位传感器之间，进水阀门正常运行。 （5）水位低于低位传感器，启动定时1s。 （6）定时到，启动进水阀门，检测水位高度。 （7）进水阀门启动后，启动定时2s。 （8）定时到，水位仍低于低位传感器，输出故障标志。 自动调节过程 反馈值小于N 标准值？ 1#电动机 运行控制 Y N 1#电动机 变频器输出 变频运行 超过50Hz？ Y 启动PID运 算 1#电动机 工频运行 N 反馈值小于 标准值？ 2#电动机 Y 运行控制 定时5s启动 N Y 延时到？ 图4.8 1#水泵电机控制流程图 1#水泵电机控制程序主要控制1#水泵电机的运行、停止、和变频调速，其 33 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 工作流程图如图4.8所示，工作过程主要包括以下几个方面： （1）自动过程开始启动1#水泵电机变频运行，检测管内压力大小。 （2）反馈值小于设定值，启动定时5s。 （3）定时到，仍小于设定值，检测变频器输出的频率。 （4）变频器输出频率为50Hz，切换1#水泵电机工频运行，启动2#水泵电机控制程序。 32# 切除运行于 反馈值小于2#电动机 工频的1#电 标准值？ 运行控制 N 动机 Y 变频器输出 2#电动机 超过50Hz？ N 变频运行 Y 2#电动机 启动PID 工频运行 运算 3#电动机 运行控制 反馈值小于 N 标准值？ Y 定时5s启动 N Y 延时到？ 图4.9 2#水泵电机控制流程图 2#水泵电机控制程序主要控制2#水泵电机的运行、停止、和变频调速，其 工作流程图如图4.9所示，工作过程主要包括以下几个方面： 34 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 （1）启动2#水泵电机变频运行，检测管内压力大小。 （2）反馈值小于设定值，启动定时5s。 （3）定时到，仍小于设定值，检测变频器输出的频率。 （4）变频器输出频率为50Hz，切换2#水泵电机工频运行，启动3#水泵电机控制程序。 （5）管内压力反馈值大于设定值，切除1#泵电机工频运行，维持2#水泵电 机变频调速运行。 43# 切除运行于反馈值小于3#电动机 工频的电动标准值？ 运行控制 N 机子程序 Y 变频器输出 3#电动机 超过50Hz？ N 变频运行 Y 3#电动机 启动PID 工频运行 运算 运行控制 反馈值小于 N 标准值？ Y 定时5s启动 N Y 延时到？ 图4.10 3#水泵电机控制流程图 3#水泵电机控制程序主要控制3#水泵电机的运行、停止、和变频调速，其 35 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 工作流程图如图4.10所示，工作过程主要包括以下几个方面： （1）启动3#水泵电机变频运行，检测管内压力大小。 （2）反馈值小于设定值，启动定时5s。 （3）定时到，仍小于设定值，检测变频器输出的频率。 （4）变频器输出频率为50Hz，切换3#水泵电机工频运行。 （5）管内压力反馈值大于设定值，启动切除工频运行程序。 切除运行于工 切除运行于工频的子程序 频的2#电动机 其他状态不变 切除运行于工 频的1#电动机， PID运算 其他状态不变 2#电动机 3#电动机 控制程序 反馈值小于PID运算 控制程序 N 标准值？ Y 反馈值小于 定时5s启动 N 标准值？ Y N 延时到？ 定时5s启动 Y N 延时到？ 反馈值小于全部停机 N 标准值？ Y Y N 反馈值小于Y 启动1#电动 标准值？ 机控制程序 图4.11 切除工频运行水泵电机流程图 切除工频运行程序主要控制3个水泵电机在工频状态下运行时，根据管内压 36 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 力的反馈值，依次停止，工作流程图如图4.11所示，其工作过程主要包括以下 几个方面： （1）切除1#水泵电机工频运行，检测管内压力大小。 （2）反馈值小于设定值，启动定时5s。 （3）定时到，仍小于设定值，启动2#水泵电机控制程序。 （4）若大于设定值，切除2#水泵电机工频运行，检测管内压力大小。 （5）管内压力反馈值大于设定值，启动3#水泵电机控制程序。 （6）小于设定值，启动定时5s。 （7）定时到，仍小于设定值，启动1#水泵电机控制程序。 （8）大于设定值，全部停机。 4.4.5 PLC和变频器通讯 USS协议（Universal Serial Interface Protocol 通用串行接口协议）是SIEMENS 公司所有传动产品的通用通讯协议，它是一种基于串行总线进行数据通 讯的协议。USS协议是主-从结构的协议，规定了在USS 总线上可以有一个主站和最多30 个从站；总线上的每个从站都有一个站地址（在从站参数中设定），主站 依靠它识别每个从站；每个从站也只对主站发来的报文做出响应并回送报文，从 站之间不能直接进行数据通讯。另外，还有一种广播通讯方式，主站可以同时给 所有从站发送报文，从站在接收到报文并做出相应的响应后可不回送报文。在使 用USS协议之前，需要先安装西门子的指令库。USS协议指令在STEP7—MICRO/WIN32指令树的库文件夹中，STEP7—MICRO/WIN32指令库提供14个子程序、3个中断程序和8条指令来支持USS协议。调用一条指令时，将会自动 [9]地增加一个或几个子程序。 编程之前一定要将USS协议库添加进去，编程软件默认安装没有USS协议库[8]的。 ：当EN输入接通时，每一循环都 执行该指令。通过Mode输入值可选择不同的通讯协 议：输入值为1，指定Port 0为USS协议并使能该 协议；输入值为0，指定Port 0为PPI并且禁止USS 协议。 设置波特率为1200、2400、4800、9600、 19200、38400、57600或115200。 图4.12 USS_INIT指令 指示哪个驱动激活，有些驱动只支持地 37 址0到30。 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 用于控制激活的Micro Master驱 动，EN位必须接通能使USS_CTRL指令。该指令要始 终保持使能。 RUNRUN/STOP指示驱动是否接通（1）或 断开（0）。当RUN位接通时，Micro Master驱动接 受命令，以指定的速度和方向运行。为使驱动运行， 必须满足以下条件： （1）该驱动必须在USS_INIT中激活； （2）OFF2和OFF3必须为0； （3）Fault和Inhibit位必须为0。当RUN断开时， 命令Micro Master驱动斜坡减速直至电机停止。 图4.13 USS_CTRL指令 OFF2位用来允许Micro Master驱动斜坡减至停止， OFF3位用来命令Micro Master驱动快速停止。 (响应收到)位应答应来自驱动的响应，轮询所有激活的驱动以获得最 新的驱动的状态信息。每次S7-200接收到来自驱动的响应时，Resp_R位在一个循环周期内接通并且刷新一下各值。 （故障应答）位用于应答驱动的故障，当F_ACK从0变为1时，驱动清除该故障（Fault）。 （方向）位指示驱动应向哪个方向运动。 (驱动地址)是Micro Master驱动地址，USS_CTRL命令发送到该地址。有效地址为0到31。 （驱动类型）选择驱动的类型。对于3系列的（或更早的）Micro Master驱动，类型为0；对于4系列的Micro Master驱动，类型为1。 （速度设定值）是驱动的速度，是满速度的百分比，Speed_SP的负值使驱动反向旋转，范围是：-200.0%—200.0%。 是错误字节，包含最近一次向驱动发出的通讯请求的执行结果。 是驱动返回的状态字的原始值。 是驱动速度，是满速度的百分比，范围是-200.0%—200.0%。 (RUN使能)指示驱动是运行（1）还是停止（0）。 指示驱动转动的方向。 指示驱动上禁止位的状态（0—未禁止，1—禁止）。要清除禁止位， Fault（故障）位为零，而且RUN、OFF2和OFF3输入必须断开。 指示故障位的状态（0—无故障，1—有故障）。驱动显示故障代码， 38 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 要清除Fault必须排除故障并接通F_ACK位。 在此控制系统中，需要对变频器进行通讯控制，因此需先对变频器的参数 进行设置，主要对以下几个参数进行调整，如表4.5所示。 表4.5 变频器参数设置表 参数号 参数值 说明 P0005 21 显示实际频率 P0700 5 COM链路的USS设置 P1000 5 通过COM链路的USS设定 P1300 2 可用于可变转矩负载 P2010 6 9600baud P2011 1 USS地址 P0300 根据具体电动机设置 电动机类型 P0304 根据具体电动机设置 电动机额定电压 P0305 根据具体电动机设置 电动机额定电流 P0310 根据具体电动机设置 电动机额定频率 P0311 根据具体电动机设置 电动机额定转速 对此系统中的变频器采用通讯控制，对于变频器的控制，需要将变频器进 行地址编号，在程序控制当中，通过对已编址的变频器发送控制命令，实现对 变频器的控制，即可通过改变参数P2011中的值实现对多个变频器的控制。在 此系统中，只是用了一个变频器，因此控制变频器的地址为1。 4.5 控制系统的调试 调试主要是检查它是否与预期设计目标相吻合，分为硬件线路与系统总体调 试，先分述如下： 1 硬件功能调试主要是测试硬件的功能是否正常，这部分的调试内容包括： ?供电线路的设置和检验，主要用万用表检测电路的连通是否实现，以及保 证接线的正确性，防止220V与24V线路的错位接线发生； ?电机直接加三相电源调试，检测电机工作状态； ?变频器单独调试，检测能否正常进行参数设置； ?变频器加电机进行调试，检测能否正常进行变频调速，在外部控制模式下， 控制端子是否能正常控制电机启动，调节电机转速等； 39 重庆科技学院毕业设计 4变频恒压供水系统软件设计 ?PLC单独检测，检查PLC单元能否正常工作，指示灯是否正常，该部分工作 实际上在计算机模拟调试前就己经完成； ?PLC加变频器联机调试，检查PLC、变频器是否能实现对此系统控制； 经过测试，结果表明上述功能一切正常，可以进行总体调试。 2 功能测试完成后并检查完线路后就可以开始系统总体调试了，内容包括： ?手动方式下，能否正常启动和停止各台泵； ?自动方式下，给变频器持续欠压信号，系统能否实现泵1、2、3的变频和工频投入，最后全部工作在工频方式；给变频器持续超压信号，能否实现泵的工 频、变频顺序切除； ?给外部故障信号时，系统能否停止运行； ?模拟其中一台水泵发生故障，系统能否继续运行，故障处理是否正确； ?给PLC输入变频器故障信号，检查PLC能否自动转入全自动工频运行方 式； ?自动方式下，模拟压力输入信号发生微调，系统能否工作在一台变频、若 干台工频的基本稳定状态 经过不停的调试和修改，程序基本能够实现预期的设计目标。 40 重庆科技学院毕业设计 结论 结 论 通过四个月的研究设计和调试，实现系统的正常工作并且基本上达到了预期 的设计目标这样一个过程，使我学到了很多知识，积累了许多宝贵的经验，锻炼 了自己的独立思考能力和实际动手能力，学会了如何综合实施一个工程项目的研 究与设计。现将工作总结如下： ?首先制定系统的总体方案和实施的步骤，了解系统的工作原理、控制任务、 总体结构、工作流程以及完成系统所需要的硬件，设计好相关的电路接线图，控 制原理图，外部端子图等。 ?熟悉了PLC硬件的工作原理，完成了PLC软件的开发。 ?完成了整个系统的模拟调试，通过对系统的不断修改和调试，基本上达到 了预期的设计要求。 在设计完成以后，也发现本系统中存在着一些不足之处和需要改进的地方： ?变频器的功能十分丰富，由于时间的关系，只用了其中的变频功能，对于 系统的加速、减数时间等这一类能提高水泵响应特性的功能应用还不够深入，多 了解其中的功能将会对系统的特性有进一步提高。 ?因为对PID调节技术不熟悉的缘故，没有应用最先设想的方式进行PID 控制。如果使用此方式，将给会使供水系统快速、平稳、准确的运行，从而可以 获得满意的控制效果。 41 重庆科技学院毕业设计 致谢 致 谢 回想四个月的毕业设计过程，首先要感谢我的导师李正中老师对我的谆谆教 导。李老师在论文的前期准备、撰写过程及收尾阶段都给予了很多帮助和指导意 见，并且为我的设计提供了各种必要的实验设备和很好的环境。他教会我的一些 学习方法和处理问题技巧使我受益终身，在次也表示衷心感谢。 同时也感谢实验室中的同学，在实验室做设计和调试的配合过程中，始终互 相提醒，互相帮助，最终使我能够顺利的完成了这次毕业设计。 最后感谢电子信息工程学院的各位老师对我的教育和帮助。还要感谢各位师 兄弟的支持。 42 重庆科技学院毕业设计 参考文献 参考文献 [1]张燕宾.SPWM变频调速应用技术.第3版.北京.机械工业出版社.2006.153 [2]丁莉.交流调速技术应用.北京.化学工业出版社.2006.136 [3]朱玉堂.变频恒压供水系统的研究.变频器世界.2005.11期. 3-6 [4]陶权 吴尚庆.变频器应用技术.华南理工大学出版社.2009.1 [5]陈志新 宗学军.电器与PLC控制技术.中国林业出版社 北京大学出版社.2009.1 [6]SIEMENS S7 PLC 技术手册 [7]陈亚林.PLC、变频器和触摸屏实践教程.南京大学出版社.2008.1 [8]程玉华.西门子S7-200工程应用实例分析.北京.电子工业出版社.2008.1 [9]SIEMENS Micro Master 420通用型变频器使用大全. 2003.12 43