基于PLC变频器控制的恒压供水系统设计

摘要

本设计主要针对当前供水系统中存在的自动化程度不高、能耗严重、可靠性低的缺点加以研究，开发出一种新型的并在这三个方面都有所提高的PLC控制的恒压供水系统。

全文共分为四章。第一章阐明了恒压供水系统的应用背景、选题意义及主要研究内容。对本系统的总体方案进行了介绍，其中包括系统的工艺要求，系统的组成和基本工作原理以及主要元器件的选型。第二章着重写控制系统的软硬件部分的基本原理及设计。第三章介绍了系统的开发工作，对PLC程序做了详细描述并介绍了过程控制中占据重要地位的PID调节原理及参数设置依据，方法。第四章是项目调试和小结部分，给出了调试结果。

本论文综合运用了可编程控制器（PLC）、变频器、传感器等现代工业控制常用的控制部件及其相关程序设计方法。所做的研究对同类系统的研究和开发具有一定的参考价值。

关键词：PLC控制； 变频器； PID；

目录

摘要 2

Abstract 3

前言 5

1 绪论 6

1.1  课题的意义及应用背景 6

1.2  本文研究的内容 8

1.3  任务及工艺要求 8

1.4  系统的组成和基本工作原理 8

1.5  主要元器件选型 9

2 变频调速控制系统设计 10

2.1 系统的方案设计及工作过程 10

2.1.1 系统的方案设计 10

2.1.2  控制系统硬件设计 10

2.2  PLC可编程控制器(CPM1A-40CDR-A)部分 11

2.2.1 可编程控制器的工作原理 12

2.3  变频器(ATV38)部分 18

2.3.1变频器简介 19

2.3.2变频与变压(VVVF) 20

2.3.3变频调速的基本原理 20

2.3.4变频调速的升速和启动 21

2.3.5变频调速的降速和制动 21

2.3.6变频后的电动机的机械特性分析: 22

2.3.7水泵类平方律负载的机械特性分析 23

2.3.8 V/F控制: 24

2.3.9矢量控制 24

2.3.10 ATV38的特性 26

2.4 压力传感器的选择 28

3 系统开发设计 29

3.1 PLC应用的开发步骤 29

3.2  PID调节 30

3.2.1 PID调节原理 30

3.2.2 PID参数设置 31

3.2.3 PID设定值的调整 32

3.3 PLC程序 32

3.3.l 基本步骤 33

3.3.2 指令术语 33

3.3.3 基本梯形图 34

3.3.4 基本术语 34

3.3.5 定时器的使用 35

3.3.6 程序中使用的继电器 36

3.3.7 程序流程 40

3.3.8 PLC程序的运行和模拟调试 44

4 现场调试和小结 46

4.1 硬件功能性调试 46

4.2 系统总体调试 46

4.3 结论 47

致  谢 48

参考文献 49