压力表4-20mA电流采样的恒压供水变频器控制系统：

是专门为风机、泵类、空气压缩机等流量和压力控制特点而研制的专用变频调速器。该机种具有通用变频器的基本功能。考虑了节能及自动化的要求，内置自动节能、PID、简易PLC及RS485通讯接口等功能，可以方便与PLC、电脑或总线进行通讯，方便客户操作及监控。同时还专门开发了一种专门处理恒压供水的控制板，可以方便地与远传压力表连用。


一、变频恒压供水特点:

1、变频恒压供水能自动24小时维持恒定压力，并根据压力信号自动启动备用泵，无级调整
压力，供水质量好，与传统供水比较，不会造成管网破裂及水龙头共振现象。

2、启动平滑，减少电机水泵的冲击，延长了电机及水泵的使用寿命，避免了传统供水中的
水锤现象。

3、采用变频恒压供水保护功能齐全，运行可靠，具有欠压、过压、过流、过热等保护功能

4、可根据用户需要，选择各种附加功能，如：电机定时轮换，休眠等功能。

二、工作原理: 系统控制图（以一台变频器控制一台马达为例）：例：使用远传压力表，量程0-10kg，反馈4-20mA电流，要求：上限6kg，下限4kg，面板起动停止，电位器给定目标值5kg压力供水。



变频恒压供水系统采用一电位器设定压力（也可采用面板内部设定压力），采用一个压力传感器（反馈为4~20mA）检测管网中压力，压力传感器将信号送入变频器PID回路，PID回路处理之后，送出一个水量增加或减少信号，控制马达转速。如在一定延时时间内，压力还是不足或过大，则通过 PLC作工频/变频切换，使实际管网压力与设定压力相一致。另外，随着用水量的减少，变频器自动减少输出频率，达到了节能的目的。

三、适用范围: 采用变频恒压供水，具有高效节能，压力稳定，运行可靠，操作简单，占地少，噪音低，无污染，投资低，效益高等优点。特别适用于：

1. 宾馆、写字楼、公寓、居民小区等场所的生活给水和热水采暖系统。

2. 高层建筑、大型民用建筑的消防给水系统。

3. 工矿生产企业。

4. 各类自来水厂。

在2009-8-29 14:25:21， ZCMY 给您发送的消息！  
消息标题：通知用户:《利用PLC模块实现位置控制及应用系统。。。。。。温故而知新！》

http://www.gkong.com/gkong_bbs/dispbbs.asp?id=213372

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朋友你说冤吗。。。。。。？

不会造成管网破裂及水龙头共振现象,因为有检测管网中压力，压力传感器将信号送入变频器PID回路，PID回路处理之后，送出一个水量增加或减少信号，控制马达转速。

不是简单的开关信号。。。。。。

恒压供水系统的变频器接线图


变频器是水泵电机的控制设备，能按照水压恒定需要将0～50Hz的频率信号供给水泵电机，调整其转速。水压由安装在管网的干线上压力传感器检测，并将其转化为4～20mA的电流信号，反馈给变频器。变频器根据设定的给定值（变频器控制端口AI1设定）和反馈的实际值（变频器控制端口AI2反馈），即根据恒压时对应的电压设定值与从压力传感器获得的反馈电流信号，利用PID控制自动调节，改变频率输出值来调节所控制的水泵电机转速，以保证管网压力恒定要求。下图为恒压供水系统的工作原理图：


一般按照工艺对控制性能的要求，来选择比例常数Kp和积分常数Ki。比例控制KP加大，使系统的动作灵敏，速度加快，KP偏大，振荡次数加多，调节时间加长。当KP太大时，系统会趋于不稳定。若KP太小，又会使系统的动作缓慢;积分环节Ki通常使系统的稳定性下降。Ki太小系统将不稳定。Ti偏小，振荡次数较多。Ki偏大，对系统性能的影响减小。当Ki合适时，过渡过程比较合理。微分控制Kd可以改善动态特性，当Kd偏大时，超调量δd较大，调节时间较长，当Kd偏小时，超调量δp也较大，调节时间也较长，只有Kd合适时，可以得到比较满意的过渡过程。


PID调节过程首先引入比例控制KP，在系统稳定的情况下，减小稳态误差，提高精度，但是加大KP只能减小稳态误差，却不能完全消除稳态误差。然后引入积分控制Ki，消除系统的稳态误差，提高控制系统的控制精度。最后引入微分控制Kd，减小超调量，改善系统品质。变频器根据偏差调节PID的参数，当运行参数远离目标参数时，调节幅度加快，随着偏差的逐步接近，跟踪的幅度逐渐减小，近似相等时，系统达到一个动态平衡，维持系统的恒压稳定状态。

用户现场对变频器闭环控制提出的要求是:变频器能够根据用户系统用水量的变化，自动调整变频泵的转速，实现设定压力目标值管网恒压供水。


针对用户的要求，PLC另外配置了模拟特殊模块FX2N-4AD和FX2N-2DA。FX2N-4AD为模拟输入模块，有四个输入通道，最大分辨力12位，模拟值输入范围为-10V～10V或者4～20mA。FX2N-2DA为模拟输出模块，有2个输出通道，最大分辨力12位，模拟值输出值范围为-10V到10V或者4到20 mA。这样通过读取指令（FROM）和写入指令（TO），以及PLC带有的PID闭环控制功能指令（如图所示），就可以实现对用户现场的管网水压进行PID闭环控制。带有的PID闭环控制功能指令的PLC 程序



其具体编程过程是这样：PLC读取指令（FROM）读取用户水压反馈值，把反馈值用移动指令（MOV）存入PID指令中的D12数据地址里。把用户的水压设定值用移动指令（MOV）存入PID指令中的D10数据地址里。D200～D222保存PID的运行参数，D14为PID指令的运算值输出，通过PLC的写入指令（TO）把PID闭环运算结果D14写入模拟输出模块，再通过模拟输出模块转换成-10V～10V或者4～20mA的模拟信号送入变频器控制器进行频率设定。
   
在进行PID运行参数设置时，P、I、D的参数设定尤其重要，其设定的好坏直接关系到管网水压控制的好坏。P表示比例增益，设定范围为0～99(%)，比例调节设定大，系统出现偏差时，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例增益，会造成系统不稳定。I表示积分时间，设定范围为0～32767(100ms)，积分时间越小，积分作用就越强，反之I越大则积分作用弱。D表示微分时间，设定范围为0～32767(10ms)，微分调节有超前的控制作用，合适的微分时间能改善系统的动态性能。
   
若供水管网比较庞大，管网水压对水泵转速的变化响应比较缓慢，要求PID的计算速度不能过快，即比例调节不能过快，否则如果管网水压突然变化大时，变频器的调节容易形成较长时间的振荡。根据这一情况，如图所示，可以在PLC控制程序中加入PID间隔计算时间    （T0）以及PID运算死区（M0），这样就可以把PID的计算速度调节至与管网水压变化速度相一致，避免管网水压震荡。
 
三菱PLC功能指令实现PLC与变频器上位机通信：为了使变频器上位机能对PLC进行显示、报警及记录，PLC还配置了通信模块FX2N-232BD，实现与变频器上位机的串口通信，通信编程指令如图所示。


通信编程指令：PLC RS232串口通信可使用无协议（RS指令）或专用协议与上位机进行通信，本例中使用无协议与上位机进行通信，如图所示：D8120用于设定PLC通信格式，D50表示发送起始地址，K60表示发送字节数量，D150表示接收起始地址，K20表示接收字节数量。