導(dǎo)語：如何才能寫好一篇物業(yè)能源管控方案，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵字：軟啟動，節(jié)電，路燈控制器

1概述

一個發(fā)展中國家，能源是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，節(jié)能環(huán)保是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前提。電能是能源中具有安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性、廣泛性重要商品之一，是國民經(jīng)濟(jì)脊梁。為此節(jié)約電能，科學(xué)利用電能，同時保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

在石化城市，各類照明類消耗的電能比例很大，對其進(jìn)行科學(xué)的管理，最佳實(shí)用效果、并節(jié)能環(huán)保。不但降低了企業(yè)電能成本及維修成本的支出，而且是利國、利企、利民的大事。在長期供電運(yùn)行管理工作中，深知能源的不可再生性。而石化轄區(qū)道路照明及亮化工程的各種型號光源5602盞，在線容量820KW，每年能源費(fèi)和維修費(fèi)支出均在420.6萬元以上。所以必須盡快進(jìn)行節(jié)能改造意義之重大。

2 論述

城市道路照明及建筑亮化工程系統(tǒng)的技術(shù)節(jié)能，不是取消或減少照明數(shù)量或縮短供電時間以求節(jié)電，而是要以功率小效率高電光源和有效控制方式來滿足建筑物的照明效果，滿足人體視覺所需的環(huán)境照度。就是要以最小的電能進(jìn)一步提高照度效率。為此必須努力減少無效照度和減少照明系統(tǒng)中光能的損失，努力尋求光能的有效綜合利用和科學(xué)控制程序。眾所周知，照明設(shè)備的耗電量是照明消耗的電能與照明時間的乘積。因此，要使照明設(shè)備節(jié)能，就要從減少設(shè)備消耗的電能和縮短照明時間兩方面著手。

3 技術(shù)分析重點(diǎn)考慮照度標(biāo)準(zhǔn)及照度分區(qū)

光照標(biāo)準(zhǔn)越高，對肉眼觀察越有利，但是，實(shí)際上受經(jīng)濟(jì)效益的限制，無限增加照度標(biāo)準(zhǔn)是不可取的。因此，我國根據(jù)作業(yè)種類和場所，在勞動安全衛(wèi)生條例中規(guī)定了最低照度。

在采用一般照明的同一照明區(qū)域中，照明目的和可視作業(yè)內(nèi)容完全相同的場合是不多的。如果在照明區(qū)中，有通道和倉庫，就要把精密作業(yè)區(qū)分出來。在這種場合，把所有作業(yè)區(qū)都按最高照度作為必要的視作業(yè)照明是不經(jīng)濟(jì)的。在視作業(yè)地點(diǎn)固定的工廠和事務(wù)所，對照度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行極仔細(xì)的分區(qū)是很容易的，特別是需要高照度部分，可以在一般照明基礎(chǔ)上，增加局部照明；照度要求不高的部分，可以和其他部分分開，進(jìn)行單獨(dú)配線，采用相間點(diǎn)燈或調(diào)光。

在視野內(nèi)，如果亮度相差很大，作業(yè)者眼睛極易疲勞，要引起注意。一般來說，一般照明和局部照明照度之比為1：10以下。

4 改善照明設(shè)備的效率

提高照明設(shè)備效率可以從光源、照明燈具、控制設(shè)備等硬件解決，如何把不同時段的所需照度自動完成，用軟件控制硬件既滿足工作所需同時又節(jié)能，組成一個系統(tǒng)加以有效利用。

4.1 采用高效光源

光源效率包括燈具效率和綜合效率兩種，都可用1m/W表示。除白熾燈外，放電式燈在工作時需要鎮(zhèn)流器，燈的效率就是指燈管本身的發(fā)光效率（燈光通量/燈功率）。綜合效率可用光通量和包括鎮(zhèn)流器損耗在內(nèi)的實(shí)際消耗功率之比（燈光通量/消耗電功率）來表示。從節(jié)能觀點(diǎn)出發(fā)，比較各種光源的綜合效率比討論燈本身效率要合適。

從節(jié)電觀點(diǎn)對各種光源的特性及原有設(shè)備的適用性分析上述光源的具體節(jié)能方法歸納如下：

1）用高效熒光燈和HID燈（水銀燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高亮度放電燈）代替低效率的白熾燈（例如：住宅白熾燈—熒光燈；體育館、燈光球場的白熾燈—金屬鹵化物燈或高壓鈉燈）。

2）即使用同種燈，也可采用高效率的節(jié)電燈代替（例如：白熾燈100W—節(jié)電型65W或氪燈60W；快速起動熒光燈40W—節(jié)電型30W或20W）。

3）在諸如眩光和照度均勻性等照明質(zhì)量允許范圍內(nèi)，盡可能使用燈數(shù)量少的高瓦數(shù)燈。因?yàn)楣庠垂β试酱?，效率越高?/p>

4）采用混光照明，不會降低顯色性，改善了綜合效率。

4.2 提高照明率

所謂照明率就是射到被照面上的光通量與燈泡總光通量之比，此值決定于燈具效率（燈具反射的光通量與燈光通量之比）、照明燈具的配光、房間形狀、房間內(nèi)的表面反射率。要提高照明率，可采取以下措施：

1）采用效率高的照明燈具；

2）房間裝修要明亮；

3）使用適合房間形狀的配光照明燈具。

5 妥善維護(hù)保養(yǎng)，減少設(shè)備負(fù)荷

照明設(shè)備隨工作時間的增長，原有照度逐漸下降，其主要原因有兩個：

1）燈體本身工作時間長了，有效光通量會減小。

2）由于照明燈具和燈的污臟，使效率降低。

6 進(jìn)行開閉控制，縮短用電時間

只在必要時間、必要場所，根據(jù)使用目的以適當(dāng)亮度開燈就足夠了。因此要對照明設(shè)備進(jìn)行極細(xì)致的開閉管理。

最簡單的方法是根據(jù)時間、場所、目的、有無自然光等操縱手動開關(guān)控制不必要的人工光。自動開閉控制由順序定時器，根據(jù)場所、目的及時間段的照明圖進(jìn)行自動開閉，稱照明控制式和用光敏元件測知自然光采光狀態(tài)，根據(jù)自然光射入狀態(tài)自動開閉射入?yún)^(qū)內(nèi)的電源光。兩種控制都需要根據(jù)使用狀況和使用目的、自然光射入狀態(tài)，對照明設(shè)備按照明圖配線。白熾燈和熒光燈照明，采用上述方式是容易控制，但HID燈（水銀燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈等高亮度放電燈）因瞬時點(diǎn)燃有困難，故采用上述控制方式會產(chǎn)生一些困難和限制。

現(xiàn)在推薦軟啟動節(jié)能系列智能調(diào)壓照明調(diào)控裝置，來對氣體放電光源進(jìn)行調(diào)控。

中國國際GB50034-92及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ45-91在針對城市道路及工業(yè)企業(yè)戶外道路照明的條款中指出：

對于供電與控制，要求穩(wěn)定的電壓并實(shí)現(xiàn)自動時鐘控制及光控。

對于深夜照明，要求有節(jié)能措施。針對氣體放電光源制定出了最佳調(diào)控方案，開發(fā)了軟啟動節(jié)能系列智能調(diào)壓照明調(diào)控裝置。該智能照明調(diào)控裝置已成功地應(yīng)用于化工廠區(qū)各重要照明場所，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

智能照明調(diào)控裝置以電源系統(tǒng)控制為中心，在對氣體放電光源實(shí)現(xiàn)自動調(diào)控滿足不同廠所照度的同時，切實(shí)現(xiàn)節(jié)電達(dá)20%--40%，并使光源及附件的壽命延長一至二倍，它具有以下十大基礎(chǔ)功能：

1）可編程的智能控制器，可以根據(jù)設(shè)備使用地的經(jīng)度、緯度準(zhǔn)確地編程本地區(qū)每天日升日落時間，控制供電的開閉時間。這項(xiàng)功能特別適用于廠礦及城市不同轄區(qū)。

2）獨(dú)立的節(jié)能時段設(shè)定，適用于不同場所照明節(jié)能控制。

3）對于特定場合的照度按所需時間自動控制。

4）控制功能可用面板按鍵進(jìn)行設(shè)定，亦可以用微機(jī)WINDOWS平臺上的專用軟件設(shè)定。

5）最多兩次單擊操作鍵盤或平臺窗口標(biāo)識，即可實(shí)現(xiàn)各種功能的手動插入控制。

6）卓越的軟啟動點(diǎn)亮功能保證光源不受冷啟大電流沖擊，大幅度減少光源毀損率，延長了光源及附件的工作壽命。

7）高速電子檢測及穩(wěn)壓執(zhí)行系統(tǒng)，絕對保證負(fù)載在設(shè)定工作電壓值工作，電源側(cè)的電壓變化與負(fù)載隔離。

8）降壓限流節(jié)能功能。是在夜深時段在不影響日體視覺的情況下，適當(dāng)降低輸出工作電壓、限制輸出工作電流實(shí)現(xiàn)達(dá)到節(jié)能的目的。

9）控制設(shè)備不論工作在哪一時段，均能輸出精度+2%的穩(wěn)定電壓。

10）完善的保護(hù)功能。當(dāng)檢測到運(yùn)行故障時，將自動轉(zhuǎn)到熱備支路工作，以保護(hù)對光源的連續(xù)供電；可由智能控制器儲存故障時段記錄，便于維修和故障處理。

其設(shè)備控制過程如下：在線設(shè)備每日正常的循環(huán)工作過程，開啟設(shè)備軟啟動程序工作時，首先經(jīng)0-10分鐘加0-100V設(shè)定電壓預(yù)熱后，再經(jīng)設(shè)定0-5分鐘進(jìn)入點(diǎn)亮模式電壓階段后，緩慢上升到設(shè)定電壓值工作。運(yùn)行中根據(jù)照度需要設(shè)定多時段的降壓或升壓限流運(yùn)行，作到照度按需編程值自動調(diào)節(jié)控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)電目的。

在啟動過程當(dāng)中，輸出電壓穩(wěn)定在與之相應(yīng)的編程控制值上，啟動過程完成，設(shè)備將會給所供負(fù)荷提供穩(wěn)定的電壓，直至設(shè)備收到降低供電電壓的指令。

該指令由外部設(shè)備發(fā)出（如智能控制器、遙控裝置等），這個外部設(shè)備可作為遙控裝置與設(shè)備的接線端子相連接。電壓處于“慢斜坡”升壓或降壓模式并持續(xù)10分鐘，直至電壓降至節(jié)電編程控制值。

這個過程是通過設(shè)定為多次重復(fù)自動循環(huán)過程。

軟啟動節(jié)能路燈控制器自動控制過程簡述如下（見附圖）：

第一步 啟動開燈（編程預(yù)設(shè)經(jīng)緯儀等）

第二步 預(yù)熱系統(tǒng)啟動（0-10分鐘預(yù)設(shè)）

第三步 點(diǎn)亮系統(tǒng)啟動（0-3分鐘預(yù)設(shè)）

第四步 自動穩(wěn)壓運(yùn)行（預(yù)先設(shè)定電壓186-220V）

第五步 自動降壓后穩(wěn)壓運(yùn)行（預(yù)先設(shè)定電壓186-200V）

第六步 停止關(guān)燈（編程預(yù)設(shè)經(jīng)緯儀等）

7應(yīng)用實(shí)例

大慶石化公司物業(yè)管理中心龍鳳機(jī)電車間

路燈節(jié)電改造方案

投資與收益分析

根據(jù)龍鳳機(jī)電車間轄區(qū)路燈的實(shí)踐調(diào)研，發(fā)現(xiàn)路燈存在著使用壽命短、耗電量大、維護(hù)費(fèi)用高等原因，建議公司對龍鳳機(jī)電車間轄區(qū)臥龍路路燈做如下節(jié)能試驗(yàn)：

路燈用電現(xiàn)況

龍鳳機(jī)電車間臥龍路段路燈采用三相電源供電，有97根路燈桿，每根路燈桿有2盞，每盞路燈均為400W的高壓鈉燈，全年平均日運(yùn)行約11小時，平均電價約為0.374元。

節(jié)電產(chǎn)品選擇

根據(jù)該路段的路燈負(fù)載特性為高壓鈉燈，擬選用LDJD型高性能控制柜：其規(guī)格為：LDJD型 -200A

節(jié)電柜

名稱 型號 電流 價格 節(jié)電率

路燈節(jié)能控制柜 LDJD-200 3×200A 44000.00 33.3%

投資回報(bào)分析

我們針對臥龍路段路燈做運(yùn)行測試進(jìn)行節(jié)電效果分析，以實(shí)測節(jié)電率33.3%計(jì)算投資回報(bào)期如下：

1、路燈年用電量：

=總功率（KW）×年運(yùn)行天數(shù)（D）×每天運(yùn)行小時數(shù)（h）

=（0.8KW×97）×365×11

=31.1564萬（KW）

2、系統(tǒng)年節(jié)電效益=系統(tǒng)年用電量×節(jié)電率×電價

=31.1564×33.3%×0.374=3.8802（萬元）

3、投資成本：一臺LDJD-200型的節(jié)電控制柜的價格是44000.00元人民幣.

4、投資回報(bào)期=投資成本/年節(jié)電效益=4.4÷3.8802=約1.133（年）

按節(jié)電率33.3%計(jì)算，投資回報(bào)期1.133年。若節(jié)電率上升則投資回報(bào)期更短。根據(jù)臥龍路段的路況，在夜間人流、車輛稀少的情況下可以提前進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)。經(jīng)過綜合布控后，節(jié)電率可穩(wěn)步上升到40%以上，則會在更短的時間內(nèi)收回投資成本。

大慶石化公司物業(yè)管理中心龍鳳機(jī)電車間所管轄的龍鳳區(qū)路燈控制有掛式控制箱與柜式控制箱共有76個，年用電費(fèi)為165萬元。

以節(jié)電率為33.3%計(jì)算，年節(jié)約費(fèi)用165萬元×33.3%=55萬元。

76臺智能照明控制柜，平均價格為3.4萬元，分期投資如下表：

備注：投資回報(bào)期=投資成本/年節(jié)約費(fèi)用×12月

節(jié)能就是創(chuàng)造效益：

經(jīng)過投資回收計(jì)算，綜合的節(jié)電效果，路燈的節(jié)電改造投資回收期不到一年的時間，節(jié)能效果顯著，一次投資，長期受益，這項(xiàng)節(jié)能改造在減少電費(fèi)的同時，節(jié)電控制柜也起到優(yōu)良的安全保護(hù)作用，延長燈具使用壽命，降低維護(hù)費(fèi)用，減少維修工作量。

采用智能照明控制器可節(jié)能、且節(jié)省人工維護(hù)費(fèi)用；程序化調(diào)控器的軟啟動、穩(wěn)壓、減壓減流，還可延長照明光源及附屬器具壽命，節(jié)省更換照明器具所需的人力物力，是一種較好的照明方案。

參考消息

篇2

【關(guān)鍵詞】變頻調(diào)速；恒壓供水；節(jié)能；理論模型

一、緒論

1.課題的提出。水和電是人類生活、生產(chǎn)中不可缺少的重要物質(zhì)，在節(jié)水節(jié)能已成為時代特征的現(xiàn)實(shí)條件下，我們這個水資源和電能源短缺的國家，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，自動化程度較低，而隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，以及住房制度改革的不斷深入，城市中各類小區(qū)建設(shè)發(fā)展十分迅速，同時對小區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。小區(qū)供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性直接影響到小區(qū)住戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式有：恒速泵加壓供水、氣壓罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式、單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)等方式，其優(yōu)、缺點(diǎn)如下：（1）恒速泵加壓供水方式無法對供水管網(wǎng)的壓力做出及時的反應(yīng)，水泵的增減都依賴人工進(jìn)行手工操作，自動化程度低，而且為保證供水，機(jī)組常處于滿負(fù)荷運(yùn)行，不但效率低、耗電量大，而且在用水量較少時，管網(wǎng)長期處于超壓運(yùn)行狀態(tài)，供水管路爆、損的現(xiàn)象嚴(yán)重，電機(jī)硬起動易產(chǎn)生水錘效應(yīng)，破壞性大，目前新建項(xiàng)目較少采用。（2）氣壓罐供水具有體積小、技術(shù)簡單、不受高度限制等特點(diǎn)，但此方式調(diào)節(jié)量小、水泵電機(jī)為硬起動且起動頻繁，對電器設(shè)備要求較高、系統(tǒng)維護(hù)工作量大，而且為減少水泵起動次數(shù)，管路無需水的情況下連續(xù)工作，致使水泵在低效段工作，浪費(fèi)能源大，從而限制了其發(fā)展。（3）水塔高位水箱供水具有控制方式簡單、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)合理、短時間維修或停電可不停水等優(yōu)點(diǎn)，但存在基建投資大，占地面積大，維護(hù)不方便，水泵電機(jī)為硬起動，啟動電流大等缺點(diǎn)，頻繁起動易損壞聯(lián)軸器，目前主要應(yīng)用于高層建筑。（4）液力耦合器和電池滑差離合器調(diào)速的供水方式易漏油，發(fā)熱需冷卻，效率低，只能是一對一驅(qū)動，需經(jīng)常檢修；優(yōu)點(diǎn)是價格低廉，結(jié)構(gòu)簡單明了，維修方便。（5）單片機(jī)變頻調(diào)速供水系統(tǒng)也能做到變頻調(diào)速，自動化程度要優(yōu)于上面四種供水方式，但是系統(tǒng)開發(fā)周期比較長，對操作員的素質(zhì)要求比較高，可靠性比較低，維修不方便，且不適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。綜上所述，傳統(tǒng)的供水方式普遍不同程度的存在浪費(fèi)水力、電力資源；效率低；可靠性差；自動化程度低等缺點(diǎn)。目前的供水方式朝向高效節(jié)能、自動可靠的方向發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，有效的改善耗能；尤其在開、停機(jī)時減少電流對電網(wǎng)的沖擊以及水壓對管網(wǎng)系統(tǒng)的反作用力；減小水泵、電機(jī)自身的機(jī)械沖擊損耗十分突出。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。

2.PLC概述。（1）可編程控制器的定義?？删幊炭刂破?，簡稱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年國際電工委員會（Inter

national Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(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。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(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)過程。PLC及其有關(guān)的設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！保?）PLC的發(fā)展和應(yīng)用。世界上公認(rèn)的第一臺PLC是1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制的。限于當(dāng)時的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立組件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器，人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言 ，實(shí)現(xiàn)了體積超小型、運(yùn)算速度更高、更可靠控制系統(tǒng)。加之抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價比，在現(xiàn)今的工業(yè)生產(chǎn)、民用設(shè)施中奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中凸顯的的地位。

3.本課題的主要研究內(nèi)容。本設(shè)計(jì)是以小區(qū)供水系統(tǒng)為控制對象，采用PLC和變頻技術(shù)相結(jié)合技術(shù)，設(shè)計(jì)一套城市小區(qū)恒壓供水系統(tǒng)，并引用計(jì)算機(jī)對供水系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，從而保證了整個系統(tǒng)運(yùn)行可靠，安全節(jié)能，并具備最佳的運(yùn)行工況。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)場的水泵機(jī)組共同組成一個完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)中有3個貯水池，3臺水泵，采用部分流量調(diào)節(jié)方法，即3臺水泵中只有1臺水泵在變頻器控制下作變速運(yùn)行，其余水泵做恒速運(yùn)行。PLC根據(jù)管網(wǎng)壓力自動控制各個水泵之間切換，并根據(jù)壓力檢測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。各水泵切換遵循先起先停、先停先起原則。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，估算所需I/O點(diǎn)數(shù)，進(jìn)行I/O模塊選型，繪制系統(tǒng)硬件連接圖：包括系統(tǒng)硬件配置圖、I/O連接圖，分配I/O點(diǎn)數(shù)，列出I/O分配表，熟練使用相關(guān)軟件，設(shè)計(jì)梯形圖控制程序，對程序進(jìn)行調(diào)試和修改并設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)的理論分析及控制方案確定

1.變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論分析。（1）電動機(jī)的調(diào)速原理。水泵電機(jī)多采用三相異步電動機(jī)，而其轉(zhuǎn)速公式為： n=（1-s）式中：f表示電源頻率，p表示電動機(jī)極對數(shù)，s表示轉(zhuǎn)差率。從上式可知，三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法有：改變電源頻率；改變電機(jī)極對數(shù)；改變轉(zhuǎn)差率。改變電機(jī)極對數(shù)調(diào)速的調(diào)控方式控制簡單，投資省，節(jié)能效果顯著，效率高，但需要使用專門的變極電機(jī)有級調(diào)速，而且級差比較大，即在變速時轉(zhuǎn)速變化率、轉(zhuǎn)矩變化也大，因此此類調(diào)速只適用于特定轉(zhuǎn)速的生產(chǎn)機(jī)器。根據(jù)公式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)差率變化不大時，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速n基本上與電源頻率f成正比。連續(xù)調(diào)節(jié)電源頻率，就可以平滑地改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，單一地調(diào)節(jié)電源頻率，將導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行性能惡化。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展及PLC的應(yīng)用，一種性能良好、工作可靠的變頻調(diào)速電源裝置誕生，其優(yōu)越的性能促進(jìn)了變頻調(diào)速器在節(jié)能、降耗的工業(yè)范圍中的廣泛應(yīng)用。（2）變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能原理。供水系統(tǒng)的揚(yáng)程特性是以供水系統(tǒng)管路中的閥門開度不變?yōu)榍疤幔砻魉迷谀骋晦D(zhuǎn)速下?lián)P程H與流量Q之間的關(guān)系曲線，如圖1所示。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H與用水流量Qu間的關(guān)系H=f（Qu）。而管阻特性是以水泵的轉(zhuǎn)速不變?yōu)榍疤?，表明閥門在某一開度下?lián)P程H與流量Q之間的關(guān)系曲線。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、液體在管道中流動阻力的變化規(guī)律。因此，管阻特性所反映的是揚(yáng)程與供水流量Qc之間的關(guān)系H=f（Qc）。揚(yáng)程特性曲線和管阻特性曲線的交點(diǎn)，稱為供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)，如圖1中A點(diǎn)。在這一點(diǎn)，用戶的用水流量Qu和供水系統(tǒng)的供水流量Qc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。

圖1 管網(wǎng)及水泵的運(yùn)行特性曲線

當(dāng)用閥門控制時，若供水量高峰水泵工作在A點(diǎn)，流量為Q1，揚(yáng)程為H0，當(dāng)供水量從Q1減小到Q2時，必須關(guān)小閥門，這時閥門的摩擦阻力變大，阻力曲線從b3移到b1，揚(yáng)程特性曲線不變。而揚(yáng)程則從H0上升到H1，運(yùn)行工況點(diǎn)從A點(diǎn)移到F點(diǎn)，此時水泵的輸出功率正比于H1×Q2。當(dāng)用調(diào)速控制時，若采用恒壓（H0），變速泵（n2）供水，管阻特性曲線為b2，揚(yáng)程特性變?yōu)榍€n2，工作點(diǎn)從A點(diǎn)移到D點(diǎn)。此時水泵輸出功率正比于

H0×Q2，由于H1>H0，所以當(dāng)用閥門控制流量時，有正比于（H1-H0）×Q2的功率被浪費(fèi)掉，并且隨著閥門的不斷關(guān)小，閥門的摩擦阻力不斷變大，管阻特性曲線上移，運(yùn)行工況點(diǎn)也隨之上移，于是H1增大，而被浪費(fèi)的功率要隨之增加。所以調(diào)速控制方式要比閥門控制方式供水功率要小得多，節(jié)能效果顯著。（3）變頻恒壓供水系統(tǒng)的組成及原理圖。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)場的水泵機(jī)組一起組成一個完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的控制流程圖如圖2所示：

圖2 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程圖

2.控制方案的確定。從圖中可看出，系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號檢測機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)三大部分，具體為：（l）執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網(wǎng)，其中由一臺變頻泵和兩臺工頻泵構(gòu)成，變頻泵是由變頻調(diào)速器控制、可以進(jìn)行變頻調(diào)整的水泵，用以根據(jù)用水量的變化改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定；工頻泵只運(yùn)行于啟、停兩種工作狀態(tài)，用以在用水量很大（變頻水泵達(dá)到工頻運(yùn)行狀態(tài)都無法滿足用水要求時）的情況下投入工作。（2）信號檢測機(jī)構(gòu)。在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測的信號包括管網(wǎng)水壓信號、水池水位信號和報(bào)警信號。管網(wǎng)水壓信號反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。此信號是模擬信號，讀入PLC時，需進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。另外為加強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，還需對供水的上限壓力和下限壓力用電接點(diǎn)壓力表進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果可以送給PLC，作為數(shù)字量輸入；水池水位信號反映水泵的進(jìn)水水源是否充足。信號有效時，控制系統(tǒng)要對系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)控制，以防止水泵空抽而損壞電機(jī)和水泵。此信號來自安裝于水池中的液位傳感器；報(bào)警信號反映系統(tǒng)是否正常運(yùn)行，水泵電機(jī)是否過載、變頻器是否有異常，該信號為開關(guān)量信號。（3）控制機(jī)構(gòu)。供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器（PLC系統(tǒng)）、變頻器和電控設(shè)備三個部分。供水控制器是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接對系統(tǒng)中的壓力、液位、報(bào)警信號進(jìn)行采集，對來自人機(jī)接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、實(shí)施控制算法，得出對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案，通過變頻調(diào)速器和接觸器對執(zhí)行機(jī)構(gòu)（即水泵機(jī)組）進(jìn)行控制；變頻器是對水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元，其跟蹤供水控制器送來的控制信號改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率，完成對調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。

三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

1.系統(tǒng)主要設(shè)備的選型。根據(jù)基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)的原理，系統(tǒng)的電氣控制總框圖如圖3所示：

圖3 系統(tǒng)的電氣控制總框圖

由以上系統(tǒng)電氣總框圖可以看出，該系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備應(yīng)包括以下幾部分：PLC及其擴(kuò)展模塊、變頻器、水泵機(jī)組、壓力變送器、液位變送器。主要設(shè)備選型如表1所示：

表1 本系統(tǒng)主要硬件設(shè)備清單

PLC及其擴(kuò)展模塊的選型。PLC是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心，它要完成對系統(tǒng)中所有輸入號的采集、所有輸出單元的控制、恒壓的實(shí)現(xiàn)以及對外的數(shù)據(jù)交換。因此我們在選擇PLC時，要考慮PLC的指令執(zhí)行速度、指令豐富程度、內(nèi)存空間、通訊接口及協(xié)議、帶擴(kuò)展模塊的能力和編程軟件的方便與否等多方面因素。由于恒壓供水自動控制系統(tǒng)控制設(shè)備相對較少，因此PLC選用德國SIEMENS公司的S7-200型。S7-200型PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，價格低廉，具有較高的性價比，廣泛適用于一些小型控制系統(tǒng)。SIEMENS公司的PLC具有可靠性高，可擴(kuò)展性好，又有較豐富的通信指令，且通信協(xié)議簡單等優(yōu)點(diǎn)；PLC可以上接工控計(jì)算機(jī)，對自動控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測控制。PLC和上位機(jī)的通信采用PC/PPI電纜，支持點(diǎn)對點(diǎn)接口（PPI）協(xié)議，PC/PPI電纜可以方便實(shí)現(xiàn)PLC的通信接口RS485到PC機(jī)的通信接口RS232的轉(zhuǎn)換，用戶程序有三級口令保護(hù)，可以對程序?qū)嵤┌踩Ｗo(hù)。根據(jù)控制系統(tǒng)實(shí)際所需端子數(shù)目，考慮PLC端子數(shù)目要有一定的預(yù)留量，因此選用的S7-200型PLC的主模塊為CPU226，其開關(guān)量輸出為16點(diǎn)，輸出形式為AC220V繼電器輸出；開關(guān)量輸入CPU226為24點(diǎn)，輸入形式為+24V直流輸入。由于實(shí)際中需要模擬量輸入點(diǎn)1個，模擬量輸出點(diǎn)1個，所以需要擴(kuò)展，擴(kuò)展模塊選擇的是EM235，該模塊有4個模擬輸入（AIW），1個模擬輸出（AQW）信號通道。輸入輸出信號接入端口時能夠自動完成A/D的轉(zhuǎn)換，標(biāo)準(zhǔn)輸入信號能夠轉(zhuǎn)換成一個字長（16bit）的數(shù)字信號；輸出信號接出端口時能夠自動完成D/A的轉(zhuǎn)換，一個字長（16bit）的數(shù)字信號能夠轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出信號。EM235模塊可以針對不同的標(biāo)準(zhǔn)輸入信號，通過DIP開關(guān)進(jìn)行設(shè)置。

2.系統(tǒng)主電路分析及其設(shè)計(jì)?；赑LC的變頻恒壓供水系統(tǒng)主電路圖如圖4所示：三臺電機(jī)分別為M1、M2、M3，它們分別帶動水泵1#、2#、3#。接觸器KM1、KM3、KM5分別控制M1、M2、M3的工頻運(yùn)行；接觸器KM2、KM4、KM6分別控制M1、M2、M3的變頻運(yùn)行；FR1、FR2、FR3分別為三臺水泵電機(jī)過載保護(hù)用的熱繼電器；QS1、QS2、QS3、QS4分別為變頻器和三臺水泵電機(jī)主電路的隔離開關(guān)；FU為主電路的熔斷器。本系統(tǒng)采用三泵循環(huán)變頻運(yùn)行方式，即3臺水泵中只有1臺水泵在變頻器控制下作變速運(yùn)行，其余水泵在工頻下做恒速運(yùn)行，在用水量小的情況下，如果變頻泵連續(xù)運(yùn)行時間超過3h，則要切換下一臺水泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”，避免某一臺水泵工作時間過長。因此在同一時間內(nèi)只能有一臺水泵工作在變頻下，但不同時間段內(nèi)三臺水泵都可輪流做變頻泵。

圖4 變頻恒壓供水系統(tǒng)主電路圖

三相電源經(jīng)低壓熔斷器、隔離開關(guān)接至變頻器的R、S、T端，變頻器的輸出端U、V、W通過接觸器的觸點(diǎn)接至電機(jī)。當(dāng)電機(jī)工頻運(yùn)行時，連接至變頻器的隔離開關(guān)及變頻器輸出端的接觸器斷開，接通工頻運(yùn)行的接觸器和隔離開關(guān)。主電路中的低壓熔斷器除接通電源外，同時實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，每臺電動機(jī)的過載保護(hù)由相應(yīng)的熱繼電器FR實(shí)現(xiàn)。變頻和工頻兩個回路不允許同時接通。而且變頻器的輸出端絕對不允許直接接電源，故必須經(jīng)過接觸器的觸點(diǎn)，當(dāng)電動機(jī)接通工頻回路時，變頻回路接觸器的觸點(diǎn)必須先行斷開。同樣從工頻轉(zhuǎn)為變頻時，也必須先將工頻接觸器斷開，才允許接通變頻器輸出端接觸器，所以KM1和KM2、KM3和KM4、KM5和KM6絕對不能同時動作，相互之間必須設(shè)計(jì)可靠的互鎖。為監(jiān)控電機(jī)負(fù)載運(yùn)行情況，主回路的電流大小可以通過電流互感器和變送器將4mA～

20mA電流信號送至上位機(jī)來顯示。同時可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)接電壓表顯示線電壓。并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)利用同一個電壓表顯示不同相之間的線電壓。初始運(yùn)行時，必須觀察電動機(jī)的轉(zhuǎn)向，使之符合要求。如果轉(zhuǎn)向相反，則可以改變電源的相序來獲得正確的轉(zhuǎn)向。系統(tǒng)啟動、運(yùn)行和停止的操作不能直接斷開主電路（如直接使熔斷器或隔離開關(guān)斷開），而必須通過變頻器實(shí)現(xiàn)軟啟動和軟停。為提高變頻器的功率因數(shù)，必須接電抗器。當(dāng)采用手動控制時，必須采用自耦變壓器降壓啟動或軟啟動的方式以降低電流，本系統(tǒng)采用軟啟動器。

3.系統(tǒng)控制電路分析及其設(shè)計(jì)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)恒壓供水的主體控制設(shè)備是PLC，控制電路的合理性，程序的可靠性直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的運(yùn)行性能。本系統(tǒng)采用西門子公司S7-200系列PLC，它體積小，執(zhí)行速度快，抗干擾能力強(qiáng)，性能優(yōu)越。PLC主要是用于實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水系統(tǒng)的自動控制，要完成以下功能：自動控制三臺水泵的投入運(yùn)行；能在三臺水泵之間實(shí)現(xiàn)變頻泵的切換；三臺水泵在啟動時要有軟啟動功能；對水泵的操作要有手動/自動控制功能，手動只在應(yīng)急或檢修時臨時使用；系統(tǒng)要有完善的報(bào)警功能并能顯示運(yùn)行狀況。

圖5 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制電路圖

注：PLC各I/O端口、各指示燈所代表含義在下一節(jié)I/O端口分配中將詳細(xì)介紹。

如圖5為電控系統(tǒng)控制電路圖。圖中SA為手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA打在1的位置為手動控制狀態(tài)；打在2的狀態(tài)為自動控制狀態(tài)。手動運(yùn)行時，可用按鈕SB1～SB6控制三臺水泵的啟/停；自動運(yùn)行時，系統(tǒng)在PLC程序控制下運(yùn)行。本系統(tǒng)在手動/自動控制下的運(yùn)行過程如下：（1）手動控制。手動控制只在檢查故障原因時才會用到，便于電機(jī)故障的檢測與維修。單刀雙擲開關(guān)SA打至1端時開啟手動控制模式，此時可以通過開關(guān)分別控制三臺水泵電機(jī)在工頻下的運(yùn)行和停止。SB1按下時由于KM2常閉觸點(diǎn)接通電路使得KM1的線圈得電，KM1的常開觸點(diǎn)閉合從而實(shí)現(xiàn)自鎖功能，電機(jī)M1可以穩(wěn)定的運(yùn)行在工頻下。只有當(dāng)SB2按下時才會切斷電路，KM1線圈失電，電機(jī)M1停止運(yùn)行。同理，可以通過按下SB3、SB5啟動電機(jī)M2、M3，通過按下SB4、SB6來使電機(jī)M2、M3停機(jī)。（2）自動控制。在正常情況下變頻恒壓供水系統(tǒng)工作在自動狀態(tài)下。單刀雙擲開關(guān)SA打至2端時開啟自動控制模式，自動控制的工作狀況由PLC程序控制。Q0.0輸出1#水泵工頻運(yùn)行信號，Q0.1輸出1#水泵變頻運(yùn)行信號，當(dāng)Q0.0輸出1時，KM1線圈得電，1#水泵工頻運(yùn)行指示燈HL1點(diǎn)亮，同時KM1的常閉觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)KM1、KM2的電氣互鎖。當(dāng)Q0.1輸出1時，KM2線圈得電，1#水泵變頻運(yùn)行指示燈HL2點(diǎn)亮，同時KM2的常閉觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)KM2、KM1的電氣互鎖。同理，2#、3#水泵的控制原理也是如此。當(dāng)Q1.1輸出1時，水池水位上下限報(bào)警指示燈HL7點(diǎn)亮；當(dāng)Q1.2輸出1時，變頻器故障報(bào)警指示燈HL8點(diǎn)亮；當(dāng)Q1.3輸出1時，白天供水模式指示燈HL9點(diǎn)亮；當(dāng)Q1.4輸出1時，報(bào)警電鈴HA響起；當(dāng)Q1.5輸出1時，中間繼電器KA的線圈得電，常開觸點(diǎn)KA閉合使得變頻器的頻率復(fù)位；處于自動控制狀態(tài)下，自動運(yùn)行狀態(tài)電源指示燈HL10一直點(diǎn)亮。

4.PLC的I/O端口分配及接線圖?；赑LC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求如下：（1）由于白天和夜間小區(qū)用水量明顯不同，本設(shè)計(jì)采用白天供水和夜間供水兩種模式，兩種模式下設(shè)定的給定水壓值不同。白天，小區(qū)的用水量大，系統(tǒng)高恒壓值運(yùn)行；夜間，小區(qū)用水量小，系統(tǒng)低恒壓值運(yùn)行。（2）在用水量小的情況下，如果一臺水泵連續(xù)運(yùn)行時間超過3h，則要切換下一臺水泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”，避免某一臺水泵工作時間過長。倒泵只用于系統(tǒng)只有一臺變頻泵長時間工作的情況下。（3）考慮節(jié)能和水泵壽命的因素，各水泵切換遵循先啟先停、先停先啟原則。（4）三臺水泵在啟動時要有軟啟動功能，對水泵的操作要有手動/自動控制功能，手動只在應(yīng)急或檢修時臨時使用。（5）系統(tǒng)要有完善的報(bào)警功能。根據(jù)以上控制要求統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng)的輸入輸出信號的名稱、代碼及地址編號如表2所示。

表2 輸入輸出點(diǎn)代碼及地址編號

結(jié)合系統(tǒng)控制電路圖5和PLC的I/O端口分配表2，畫出

PLC及擴(kuò)展模塊接線圖，如圖6所示：

圖6 PLC及擴(kuò)展模塊接線圖

本變頻恒壓供水系統(tǒng)有五個輸入量，其中包括4個數(shù)字量和1個模擬量。壓力變送器將測得的管網(wǎng)壓力輸入PLC的擴(kuò)展模塊EM235的模擬量輸入端口作為模擬量輸入；開關(guān)SA1用來控制白天/夜間兩種模式之間的切換，它作為開關(guān)量輸入I0.

0；液位變送器把測得的水池水位轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號后送入窗口比較器，在窗口比較器中設(shè)定水池水位的上下限，當(dāng)超出上下限時，窗口比較其輸出高電平1，送入I0.1；變頻器的故障輸出端與PLC的I0.2相連，作為變頻器故障報(bào)警信號；開關(guān)SB7與I0.3相連作為試燈信號，用于手動檢測各指示燈是否正常工作。本變頻恒壓供水系統(tǒng)有11個數(shù)字量輸出信號和1個模擬量輸出信號。Q0.0～Q0.5分別輸出三臺水泵電機(jī)的工頻/變頻運(yùn)行信號；Q1.1輸出水位超限報(bào)警信號；Q1.2輸出變頻器故障報(bào)警信號；Q1.3輸出白天模式運(yùn)行信號；Q1.4輸出報(bào)警電鈴信號；Q1.5輸出變頻器復(fù)位控制信號；AQW0輸出的模擬信號用于控制變頻器的輸出頻率。圖6只是簡單的表明PLC及擴(kuò)展模塊的接線情況，并不是嚴(yán)格意義上的接線情況。它忽略了以下因素：直流電源的容量；電源方面的抗干擾措施；輸出方面的保護(hù)措施；系統(tǒng)的保護(hù)措施等。

四、PID控制器參數(shù)整定

1.PID控制及其控制算法。在供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，選用了含PID調(diào)節(jié)的PLC來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制保證供水系統(tǒng)中的壓力恒定。在連續(xù)控制系統(tǒng)中，常采用Proportional（比例）、Integral（積分）、Derivative（微分）控制方式，稱之為PID控制。PID控制是連續(xù)控制系統(tǒng)中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的控制方式。具有理論成熟，算法簡單，控制效果好，易于為人們熟悉和掌握等優(yōu)點(diǎn)。PID控制器是一種線性控制器，它是對給定值r（t）和實(shí)際輸出值y（t）之間的偏差e（t）[15]：e（t）=y（t）-r（t）。經(jīng)比例（P）、積分（I）和微分（D）運(yùn)算后通過線性組合構(gòu)成控制量u（t），對被控對象進(jìn)行控制，故稱PID控制器。系統(tǒng)由模擬PID控制器和被控對象組成，其控制系統(tǒng)原理框圖如圖7所示，圖中u（t）為PID調(diào)節(jié)器輸出的調(diào)節(jié)量。

圖7 PID控制原理框圖

PID控制規(guī)律為：y（t）=Ke（t）+e（t）dt+T，式中：Kp為比例系數(shù)；Ti為積分時間常數(shù)；Td為微分時間常數(shù)。相應(yīng)的傳遞函數(shù)形式：G（s）==K（1++Ts），PID控制器各環(huán)節(jié)的作用及調(diào)節(jié)規(guī)律如下：（1）比例環(huán)節(jié)：成比例地反映控制系統(tǒng)偏差信號的作用，偏差e（t）一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差，但不能徹底消除系統(tǒng)偏差，系統(tǒng)偏差隨比例系數(shù)Kp的增大而減少，比例系數(shù)過大將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。（2）積分環(huán)節(jié)：表明控制器的輸出與偏差持續(xù)的時間有關(guān)。只要偏差存在，控制就要發(fā)生改變，直到系統(tǒng)偏差為零。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)弱取決于積分時間常數(shù)Ti，Ti越大，積分作用越弱，易引起系統(tǒng)超調(diào)量加大，反之則越強(qiáng)，易引起系統(tǒng)振蕩。（3）微分環(huán)對偏差信號的變化趨勢做出反應(yīng)，并能在偏差信號變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。微分環(huán)節(jié)主要用來控制被調(diào)量的振蕩，減小超調(diào)量，加快系統(tǒng)響應(yīng)時間，改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。自從計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域以來，用數(shù)字計(jì)算機(jī)代替模擬調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)PID控制算法具有更大的靈活性和可靠性。數(shù)字PID控制算法是通過對式（4.2）離散化來實(shí)現(xiàn)的。以一階后向差分近似代替連續(xù)系統(tǒng)的微分，得到PID位置控制算法表達(dá)式：u（n）=Ke（n）+e（j）+e（n）+e（n-1），式中：T為采樣周期；n為采樣序號；e（n）為第n時刻的偏差信號；e（n-l）為第n-1時刻的偏差信號。實(shí)際控制中多采用增量式PID控制算法，其表達(dá)式為：u（n）=u（n）-u（n-1）=Ke（n）+e（n-1）

+Ke（n）+Ke（n）-2e（n-1）+e（n-2），式中：u（n）為調(diào)節(jié)器輸出的控制增量：K=K。

2.監(jiān)控系統(tǒng)界面。在本系統(tǒng)中，根據(jù)需要界面，包括啟動界面（包含系統(tǒng)所有菜單）、系統(tǒng)運(yùn)行主界面、歷史和實(shí)時趨勢曲線、數(shù)據(jù)報(bào)表、報(bào)警界面。為了加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性，系統(tǒng)還為不同的用戶設(shè)置了相應(yīng)的權(quán)限。通過主菜單界面可以調(diào)用不同的界面，也可根據(jù)需要在系統(tǒng)運(yùn)行主界面中改變壓力給定值。

本文針對城市小區(qū)供水的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套基于PLC的變頻恒壓供水自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用單臺變頻器實(shí)現(xiàn)多臺水泵電機(jī)的軟起動和調(diào)速，摒棄了原有的自耦降壓起動裝置，同時把水泵電機(jī)控制納入自動控制系統(tǒng)。壓力變送器采樣管網(wǎng)壓力信號經(jīng)PID處理傳送給變頻器，變頻器根據(jù)壓力大小調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過改變水泵性能曲線來實(shí)現(xiàn)水泵的流量調(diào)節(jié)，保證管網(wǎng)壓力恒定。該系統(tǒng)不僅有效地保證了供水系統(tǒng)管網(wǎng)壓力恒定，而且具有工作可靠、施工簡單、節(jié)能效果顯著、全自動控制、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]張宏建，蒙建波.自動檢測技術(shù)與裝置[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006：183～184

[2]張燕賓.SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)（第二版）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002：86～87

[3]深圳康沃電氣技術(shù)有限公司.康沃變頻調(diào)速器使用手冊1126.深圳.2006：48～49