西門子電源模塊66SL3330-7TE41-4AA3原裝現(xiàn)貨
基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.2 西門子pid指令應(yīng)用
西門子s7-200系列plc指令族提供pid閉環(huán)控制專用指令。當(dāng)過程控制中某個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí)，pid控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定值上。以plc為主機(jī)的控制系統(tǒng)豐富了系統(tǒng)的控制功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。在有模擬量的控制系統(tǒng)中，經(jīng)常用到pid運(yùn)算來執(zhí)行pid回路的功能，pid回路指令使這一任務(wù)的編程和實(shí)現(xiàn)變得非常容易。
?。?）pid算法。如果一個(gè)pid回路的輸出m是時(shí)間t的函數(shù)，則可以看作是比例項(xiàng)、積分項(xiàng)和微分項(xiàng)三項(xiàng)部分之和。即：
以上各量都是連續(xù)量，第一項(xiàng)為比例項(xiàng)，最后一項(xiàng)為微分項(xiàng)，中間兩項(xiàng)為積分項(xiàng)。其中e是給定值與被控制變量之差，即回路偏差。kc為回路的增益。用計(jì)算機(jī)處理這樣的控制算式，即連續(xù)的算式必須周期性地采樣并進(jìn)行離散化，同時(shí)各信號(hào)也要離散化，公式如下：
mn=kc（spn-pvn）+kc（ts/ti）（spn-pvn）+mx+kc（td/ts）（pvn-1-pvn）
公式中包含9個(gè)用來控制和監(jiān)視pid運(yùn)算的參數(shù)，在pid指令使用時(shí)要構(gòu)成回路表，回路表的格式如表1所示。
本設(shè)計(jì)中生活用水為系統(tǒng)給定值滿量程的70%。系統(tǒng)使用比例、積分及微分控制，采用下列控制參數(shù)值：
增益kc=0.25； 采樣時(shí)間ts=0.2s；
積分時(shí)間ti=30min； 微分時(shí)間td=15min；
?。?）pid算法編程實(shí)現(xiàn)。本程序只是模擬量控制系統(tǒng)的pid程序主干，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)問題，還要考慮諸多方面的影響因素。pid控制算法程序框圖如圖6所。
5 結(jié)束語
本文針對(duì)我國中小城市小區(qū)供水的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套基于plc的變頻調(diào)速恒壓供水自動(dòng)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用單臺(tái)變頻器實(shí)現(xiàn)四臺(tái)水泵電機(jī)的軟起動(dòng)和調(diào)速，同時(shí)把閥門控制和水泵電機(jī)控制都納入自動(dòng)控制系統(tǒng)。壓力傳感器采樣管網(wǎng)壓力信號(hào)經(jīng)pid處理傳送給變頻器，變頻器根據(jù)壓力大小調(diào)整電機(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。水泵在變頻下均為軟啟動(dòng)，切換平滑，沖擊電流小，水泵機(jī)組壽命相應(yīng)延長。用plc設(shè)計(jì)恒壓供水系統(tǒng)的方案，稍加變化可適用于任何需要恒壓的流量系統(tǒng) 基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)流體力學(xué)的有關(guān)原理知道，當(dāng)采用變頻調(diào)速控制方式時(shí)，流量q、揚(yáng)程h、軸功率p、轉(zhuǎn)速n存在如下關(guān)系：
通過這一組關(guān)系式我們可以進(jìn)一步知道，由于軸功率的比值與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比值的3次方成正比，所以當(dāng)流量的減小而使得電機(jī)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，節(jié)能的效果是很明顯的。在理想情況下，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速降為額定轉(zhuǎn)速的80%時(shí)，水泵功率會(huì)下降到額定值的51.2%，即節(jié)約48.8%的電能。因此，變頻調(diào)速控制方式在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用對(duì)節(jié)能的意義重大。
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