基于PLC的变频恒压供水系统的设计
4.3 变频器的选型
根据设计的要求，本系统选用FR-A540系列变频器，如下图所示：
基于
PLC的变频恒压供水系统的设计
图4. 2 FR-A540的管脚说明
4.4 变频器的接线
管脚STF接PLC的Y7管脚，控制电机的正转。X2接变频器的FU接口，X3接变频器的OL接口。频率检测的上/下限信号分别通过OL和FU输出至PLC的X2与X3输入端作为PLC增泵减泵控制信号。
图4. 3变频器接线图
4.5 PID调节器
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PI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，以此来抑制偏差的增加。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。
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
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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
图4. 4 PID控制框图
通过对被控制对象的传感器等检测控制量(反馈量)，将其与目标值(温度、流量、压力等设定值)进行比较。若有偏差，则通过此功能的控制动作使偏差为零。也就是使反馈量与日标值相一致的一种通用控制方式。它比较适用于流量控制、压力控制、温度控制等过程量的控制。在恒压供水中常见的PID控制器的控制形式主要有两种:
(1)硬件型：即通用PID控制器，在使用时只需要进行线路的连接和P、I、D参数及日标值的设定。(2)软件型：使用离散形式的PID控制算法在可编程序控制器(或单片机)上做PID控制器
此次使用硬件型控制形式。
根据设计的要求，本系统的PID调节器内置于变频器中。
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图4. 5 PID控制接线图
4.6压力传感器的接线图
压力传感器使用CY-YZ-1001型绝对压力传感器。改传感器采用硅压阻效应原理实现压力测量的力－电转换。传感器由敏感芯体和信号调理电路组成，当压力作用于传感器时，敏感芯体内硅片上的惠斯登电桥的输出电压发生变化，信号调理电路将输出的电压信号作放大处理，同时进行温度补偿、非线性补偿，使传感器的电性能满足技术指标的要求。
该传感器的量程为0～2.5MPa，工作温度为5℃～60 ℃，供电电源为28±3V（DC）。
图4. 6 压力传感器的接线图
4.7原件表
水泵：M1、M2选用40-160(I)A型，M3选用40-160(I)型，参数见表3.1所
P2200P3000示。 I1???5.8A I2???7.9A
U380U380热继电器的选择：选用最小的热继电器作为电机的过载保护热继电器FR，FR1 FR2可选用规格其型号为TK-E02T-C，额定电流5－8A，FR3可选用规格其型号为TK-E02U-C，额定电流为6－9 A
熔断器的选择：在控制回路中熔断器FU选用RT18系列。 接触器的选择：对于接触器KM选择的是规格SC-E03-C,功率3Kw 按钮SB的选择：PLC各输入点的回路的额定电压直流24V，各输入点的回路的额定电流均小于40mA，按钮均只需具有1对常开触点，按钮均选用
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LAY3—11型，其主要技术参数为：UN=24VDC，IN=0.3A，含1对常开和1对常闭触点。
表4. 1元件表总图
元件 可编程控制器 变频器 接触器 水泵 闸刀开关 熔断器 热继电器 按钮 符号 PLC KM M1,M2 M3 QS FU1，FU2 FU3 FR1 FR2 FR3 SB 型号 FXos-30MR-D FR-A540系列 5.5型 SC-E03-C 40-160(I)A 40-160(I) HD11-100/18 RT18 6A RT18 8A TK-E02T-C K-E02U-C 个数 1 1 7 2 1 1 2 1 2 1 10 LAY3—11
表4. 2水泵的参数
符号 型号 (m3/h) 流量扬程 (m) (r/min) 转速 电机功率 (kw) 水泵 M1,M2 40-160(I)A M3 40-160(I) 11 12.5 28 32 2900 2900 2.2 3.0
变频器 适用电机容量（KW) 输出额定容量(KVA) 输出额定电流（A） 过载能力 电源额定输入交流电压/频冷却方式