艾默生 TD2100 变频器 PID 恒压供水系
变频器恒压供水标准调试步骤
变频器恒压供水标准调试步骤
1、确定变频器恒压供水系统的工作条件和要求，包括所需的水压、流量和运行时间等参数。
2、检查变频器、水泵和阀门等设备的安装和接线情况，确保其符合标准要求并没有故障。
3、针对变频器的参数设定，包括输入电压、输出频率、过载保护等，进行合理的调整，确保其工作稳定和安全。
4、根据实际情况，设置变频器的PID控制参数，包括比例系数、积分时间和微分时间等，以实现恒压供水系统的精确控制。
5、对水泵的运行特性进行测试和调整，根据需要调整水泵的启动和停止频率，以实现恒压供水系统的平稳运行。
6、在启动变频器前，先确保水泵和管路系统处于正常状态，确保没有漏水和杂物堵塞等问题。
7、启动变频器，观察系统的运行状态，包括水泵的转速、水压和流量等参数，确保其符合设计要求。
8、在设定的负载条件下，进行稳态和瞬态的调试，观察系统的响应和稳定性，确保其符合恒压供水系统的要求。
9、对系统进行长时间的运行测试，观察其在不同负载条件下的工作性能，确保其稳定性和可靠性。
10、对调试完成的变频器恒压供水系统进行总结和记录，包括参数设定、运行情况和问题解决等，以便今后的运维和维护工作。
艾默生变频器TD2100系列恒压供水参考参数设置@zjiuzi
一、参考参数表：（其它参数请咨询后修改）
参数号
设置
说明
F00
1
显示功能码F01~F23
F03
1
控制端子方式
F05
50
最大输出频率
F08
1
平方电压/频率
F10
15
加速时间
F11
10
减速时间
F13
25
下限频率
F23
1
停机方式（急停）
F24
1
普通供水PI闭环
F25
0
单台泵供水
积分时间Ti
F101
0.1
采样周期T
F141
0
全部参数允许改写
二、说明：
1:如果需要定时供水,设置F49~F51,其中F51设定为0。
@zjiuzi13893021097张工
F26
M1
电机额定电流
F41
10
过欠压保护动作时间
F51
0.25
休眠压力
F52
10
休眠偏差比例
F87
1
闭环选择
F88
2
压力给定方式
F90
1
VCI模拟0~10V电压反馈
F92
0
最小给定量对应的反馈量
F97
0.25
压力给定（可根据需要自行设定0~1MP）泵扬程最大0.4MP
F98
500
比利增益P
F99
0.2
多台水泵的变频恒压控制系统解决案例变频器_软启动器
多台水泵的变频恒压把握系统解决案例 -变频器_软启动器对于多台水泵的供水系统，除了上述的把握过程外，还有一个增减泵的把握，一般状况下需要增加一个plc（或类似的把握装置）。
其把握过程为：当管网压力PV低于设定压力SV时，PID输出增加，变频器频率增加，电动转速增加，随着水泵的加速，PV增加，PID的输出始终增大到最大(20mA)时，变频器的输出频率达到最高频率(50Hz)，水泵转速达到额定转速；假如PV仍低于SV，则PID输出压力低的报警（开关量）信号，PLC接到该压力低报警信号，延时肯定的时间（一般为30s~15min）；假如PV始终小于SV，则说明一台水泵已经不够用了，应使PLC把握其次台水泵投入运行，始终到开泵台数满足要求为止，PV值基本稳定在SV值四周。
当管网压力PV大于设定值SV时，假如PID的输出已经最小(4mA)，调速水泵停止运行，假如此时PV仍大于SV，则PID输出压力高的报警信号，PLC接收到此输入信号，延时肯定的时间(30s~15min)，PLC 把握关掉一台水泵，知道关泵台数满足要求为止，PV值基本稳定在SV值四周。
案例共享以3台泵为例，3台泵的恒压变频把握系统电气把握图如下图所示。
目前，很多变频器本身自带PID和PLC，这样造价也低，所以在选型时可以选择这样的变频器，如富士公司的FRENIC5000-P11变频器、西门子公司的M430变频器和爱默生公司的TD2100变频器等。
在图中，万能转换开关SA2在右边“手动”位置时，①和②接通，③和④接通，⑤和⑥断开，按下起动按钮SB2，沟通接触器KM1吸合，电动机M1工频起动；按下停止按钮SB1，沟通接触器KM1释放，电动机M1停止运行；按下起动按钮SB4，沟通接触器KM2吸合，电动机M2工频起动；按下停止按钮SB3，沟通接触器KM2释放，电动机M2停止运行。
在图中，万能转换开关SA2在左边“自动”位置时，①和②断开，③和④断开，⑤和⑥接通，KA3吸合，PLC把握变频器的起动，PID的压力高报警信号和压力低报警信号接在PLC的输入端，PLC测量到压力高报警信号或压力低报警信号，假如始终存在该信号，延时肯定时间，则PLC把握电动机M1和电动机M2起动或停止。
td2100爱默生供水变频器
5.2.3 常规日供水定时控制参数 - - - - - - - - - 37 5.2.4 用户指定日供水定时控制参数 - - - - - 38 5.2.5 闭环控制功能 - - - - - - - - - - - - - - - - - 39 5.2.6 输入输出端子功能 - - - - - - - - - - - - - - 39 5.2.7 通信功能参数 - - - - - - - - - - - - - - - - - 40 5.2.8 显示功能参数 - - - - - - - - - - - - - - - - - 40 5.2.9 参数初始化 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 41 5.3 厂家专用功能说明 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 41
变频器恒压供水接线图及供水设置和设置方法[图解]
![变频器恒压供水接线图及供水设置和设置方法[图解]](https://img.taocdn.com/s3/m/691236cc900ef12d2af90242a8956bec0975a592.png)
变频器恒压供水接线图及供水设置和设置方法[图解]本文所介绍的变频器恒压供水接线图及供水设置和设置方法采用的是型号为HDI系列的变频器，此变频器用途广泛，许多客户都有拿它来做自动调速、水泵自动控制、恒压供水等。
有关恒压供水的接线图及供水设置和设置方法请细看以下内容。
变频器恒压供水设置有关的参数如下:Pr033起动指令来源(Pr033=0面板,1 端子)Pr034=0运行频率来源 0：操作器（注：PID恒压控制此参数要求是0）Pr052=32 PID开启端子X3与COM短接，PID开启Pr117-Pr119睡眠频率设定（详情查看说明书21页）Pr150-Pr152（先使用出厂设定值，供水压力恒定的情况下不需要更改）Pr153目标值（此参数设置为目标压力，数值根据远传压力表量程的百分比算）Pr154-Pr156（详情查看说明书22页）J1插针跳线应该在1-AI这个位置远传压力表信号接线端子为：+10V、AI、GND，中心线为AI最后还可以参照说明书75页恒压供水应用举例说明。
变频器恒压供水接线图：众所周知，使用恒压供水的好处有很多，一般来说主要体现在以下几点：⒈ 技术先进：采用了变频器和PLC（PC/智能控制器）的自动化控制，使设备根据各种供水要求实现智能化恒压变量供量供水；⒉ 高效节能：系统能按需设定压力，系统根据设定的压力自动调节水泵转速和水泵运行台数，使设备运行在高效节能的最佳状态；⒊ 供水压力稳定：系统实现闭环控制，能自动调节设定压力和系统压力的差值，是压力保持恒定；⒋ 操作稳定：系统由变频器或变频器加智能控制器自动控制，操作极为简单；⒌ 延长电机、水泵寿命：各泵皆为软启动，消除了启动时的冲击电流。
各泵循环启动，使备用水泵不会因长久不用而生锈或使用频繁而磨损。
对消防实现定期巡检；⒍ 完善的保护功能：具有过流、缺相、过压、过热、过载等多种保护，水泵运行如有故障，自动停止工作并报警输出；系统具有自检、故障判断、故障记忆、故障显示、自动启动备用泵等功能；⒎ 小流量睡眠功能：可配接附属小泵，使系统运行在夜间或其它小流量情况下，自动关闭主泵，开启附属小泵，从而避免因开大功率水泵而造成的浪费；⒏ 运行动作功能：变频器和控制器的编程与设定方便简单，容易掌握和操作。
基于PLC变频调速的恒压供水系统论文
目录摘要 (1)前言 (1)第1章常见的变频恒压供水概况 (1)1.1PLC控制的变频恒压供水 (1)1.2常见的供水方式 (1)1.3变频恒压调节的基本原理 (1)1.4变频驱动方式和调节方式以及压力传感变送器的使用 (3)1.4.1 恒压供水系统的驱动方式 (3)1.4.2 恒压供水调节方式 (3)1.4.3 关于压力传感变送器的使用 (4)第2章、恒压供水系统的硬件设计 (5)2.1PLC、变频器控制的恒压供水系统方案 (5)2.1.1 方案特点 (5)2.1.2 变频-工频双回路恒压供水方案优点 (6)2.1.3 设备选型 (6)2.2模拟供水系统的拟定 (6)2.3主电路设计 (7)2.4电气控制系统接线原理图及说明 (8)2.5控制流程图 (9)2.6输入输出元件与PLC地址对照表 (11)2.7PLC程序设计 (12)第3章、恒压供水系统的软件设计 (13)3.1 水泵的转速与其扬程H、流量Q及功率的关系 (14)3.2 PID控制及其调节 (15)总结 (16)致谢 (21)参考文献 (22)基于PLC变频调速的恒压供水系统摘要：随着我国社会经济的发展，住房制度改革的不断深入，人民生活水平的不断提高，城市建设发展十分迅速，同时也对基础设施建设提出了更高的要求。
城市供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到用户的正常工作和生活，也直接体现了供水管理水平的提高。
传统供水厂，特别是中小供水厂所普遍采用的恒速泵加压供水方式存在效率低、可靠性不高、自动化程度低等缺点，难以满足当前经济生活的需要。
随着人们对供水质量和供水系统可靠性要求的不断提高，需要利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，要求设计出高性能、高节能、能适应供水厂复杂环境的恒压供水系统成为必然趋势。
最后，从分析该恒压供水变频供水的可靠性，改造理论、技术、经济可行性等方面进行多次实验分析；其次分别从确定变频器的参数，设计变频主电机、变频电机的运行模式、控制模式及流程。
PLC控制变频器实现自动恒压供水
PLC控制变频器实现自动恒压供水发表时间：2017-11-01T19:47:23.193Z 来源：《基层建设》2017年第20期作者：常学利[导读] 摘要：由于传统水塔供水系统存在线路复杂、故障率高、自动化程度低、二次污染等问题，其已不能适合现在生产生活的要求，对传统供水系统的现代化改造势不可挡。
英利能源（中国）有限公司河北省保定市 071000摘要：由于传统水塔供水系统存在线路复杂、故障率高、自动化程度低、二次污染等问题，其已不能适合现在生产生活的要求，对传统供水系统的现代化改造势不可挡。
变频恒压供水系统具有诸多优点，无疑是最为理想的改造目标。
关键词：PID；变频器；恒压供水1 PLC的工作原理PLC指可编程逻辑控制器，是一种具备数字运算、操作功能的控制系统，主要应用领域是工业。
PLC技术属于自动化控制技术，应用到工业环境中能对所有电气设备进行自动化控制，提高工业生产质量与生产效率。
PLC控制器的技术原理为：控制器可在内部存储器中加以应用，并依靠自身特点，面向用户执行诸如逻辑运算、定时控制、计数和算术等操作指令；此外，该控制器还能利用控制功能对工业环境中存在的各种电气设备、机械工具加以控制，确保工业生产安全。
1.1 PLC的等效电路PLC的等效电路它主要由输入部分、输出部分和内部控制电路组成。
输入部分的作用是收集被控设备的信息或操作指令。
输入接线方式分为两种：一种是分隔式输入接线方式，既每一个输入回路只有两个接线端口，其中一个为输入端公共端口COM，各个输入点之间是相互隔离的；另一种是汇点接线方式，即所有输入端只有一个公共点（汇集点），也可以是几个输入端共用一个输入公共点（COM）。
输出部分的作用是驱动外部负载；输出也有两种接线方式：一是分隔式，即每个输出回路彼此独立，用户提供工作电源，显然分隔式接线方式输出回路之间相互关联与影响很小；二是汇点式，即所有输出端点或几个端点共用一个用户提供的交流或直流电源。
课题的背景及意义_secret
1课题的背景及意义随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人们对供水的质量和安全可靠性的要求不断提高。
而用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。
而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。
保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。
恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的。
例如在某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。
又如发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。
把先进的自动化技术、通讯技术、网络技术等应用到供水领域，成为对供水企业新的要求。
在大力提倡节约能源的今天，研究高性能、经济型的恒压供水监控系统。
所以，对于某些用水区提高劳动生产率、降低能耗、信息共享，采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。
1.2 本课题研究的目的及意义变频调速恒压供水技术以其节能、安全、供水高品质等优点，得到了广泛应用，恒压供水调速系统可依据用水量的变化(实际上为供水管网的压力变化)自动调节系统的运行参数，保持水恒定以满足用水要求，是当今先进、合理的节能型供水系统，在短短的几年内、调速恒压供水系统经历了一个逐步完善的发展过程，早期的单泵调速恒压系统逐渐为多泵系统所代替，投资更为节省，运行效率提高，成为主导产品。
自从通用变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。
变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。
恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。
基于变频器内置PID功能实现恒压供水
基于变频器内置PID功能实现恒压供水曹保峰摘要：结合ACS800变频器在中铝中州分公司热电厂反渗透系统3#除盐水泵上的改造应用，叙述了在省去PID控制器模块情况下，如何利用变频器内置PID调节功能实现除盐水系统自动调节、恒压供水。
关键词除盐水系统 PID 变频器恒压1、引言随着社会的发展进步，工业自动化水平的大幅度提高，变频技术和计算机技术的发展，尤其是数字化技术的实现，为恒压供水系统提供了支持。
恒压供水技术最早主要引用于居民供水，但随着工业生产要求的不断提高，对供水压力的恒定控制是非常要必要的。
我公司锅炉用水是水处理通过除盐水泵将水打到除氧器除氧，再由给水泵向锅炉供水。
期间，除氧器进水量根据水箱水位，通过调节门来调节进水流量，除氧器调节门频繁调整会造成除盐水管网压力波动，如何实现除盐水管网恒压供水，是我们急需要解决的问题。
变频器的功能也越来越强大，自身具有内置的PID控制功能，为我们对流量、压力、水位等实现闭环控制创造了条件，再加上变频调速以其节能、安全、环保、高品质等诸多优点在实际生产应用中得到了很大发展。
很凑巧，车间在先前的技术改造中闲置了一台带有内置PID控制功能，型号为ACS800-02-0170-3+P901的变频器。
我们本着充分利用闲置资源，不增投资的思想，对3#除盐水泵实施了变频改造，并跟踪其运行过程，完全实现了除盐水恒压供水，节能、降低员工劳动强度效果明显。
2、工艺参数及要求2.1工艺参数除盐水泵电机参数：电机额定功率110KW、额定电压值380V、额定电流值195A、额定频率（50HZ）、额定转速（2975）转。
水压参数：除盐水管道出口压力1.0MPa、上下波动≤10%、除氧器进口压力：7.0-8.5 MPa2.2恒压控制方式的选择本系统采用水泵出口恒压控制方式，该方式简单、可靠、节省投资。
它是将压力传感器安装在除盐水母管出口处，压力检测点距变频器较近，能准确反映水压实际变化情况，系统的控制效果较好。
变频恒压供水系统与PID调节器参数的选择解读
顺德职业技术学院学报Journal of Shunde Polytechnic收稿日期 :2011-08-03 作者简介 :张琳(1978— ,女,黑龙江省佳木斯市人 ,讲师 ,硕士 ,研究方向 :电子、自动控制、通信与信息系统。
变频恒压供水系统与PID 调节器参数的选择张琳(天津滨海职业学院机电系 , 天津300451摘要 :介绍基于爱默生TD2100 变频器 (内置 PID 调节器组成的变频恒压供水系统, 其主要用于高层楼宇的供水 , 系统由变频器、压力传感器等组成 ,具有优良的节能作用和稳定可靠的运行效果。
关键词 :变频器 ; PID 调节器 ; 恒压供水中图分类号 :TP214; TM921.51文献标志码 :B文章编号 :1672-6138(2011 04-0007-03DOI :10.3969/j.issn.1672-6138.2011.04.003科技与应用Vol. 9No. 4Oct. 2011变频恒压供水系统是现代建筑中普遍采用的一种水处理系统 ,随着变频调速技术的发展和人们节能意识的不断增强 ,变频恒压供水系统的节能特性使得其越来越广泛应用于住宅小区、高层建筑的生活及消防供水系统。
本文介绍了基于爱默生TD 2100 变频器 (内置 PI D 调节器组成的变频恒压供水系统 ,为达到系统最佳的动稳态性能 ,如何选择 PI D 调节器的参数。
1变频恒压供水系统组成该系统由压力传感器、变频器、供水泵组、供水管路等组成 ,系统主要设备采用爱默生 TD 2100 供水专用变频器 , 内置 PI 调节器和电机专用控制芯片 D SP+CPLD +M CU , 无需配置 PLC 或供水控制器 , 即可实现多种常用供水控制专用功能。
控制结构如图 1 所示。
爱默生 TD 2100 变频器功能强大 [1], 比较适用于简单的恒压、恒流供水系统的水泵变频调速控制。
该变频器可灵活编程设定给定信号与反馈信号的类型及比率 , PI D 等闭环控制参数 ,渐变频率启泵与停泵的渐变延时时间 ,最大、最小工作频率及其他运行参数 ,具有很强的设备超限运行及安全保证功能等等。
基于PLC的恒压供水系统的设计
目录1 绪论............................................................................ .. (3)2 恒压供水系统 (3)2.1 变频供水系统地选择 (5)3 变频恒压供水系统构成及工作原理 (7)3.1 主电路接线图 (7)3.2 系统控制电路图 (8)4 相关器件地选型及接线 (10)4.1 PLC地选型 (10)4.1.1 PLC地特点 (10)4.1.2 PLC I/O端口地说明与接线 (10)4.1.3 PLC地接线 (11)4.2 变频器地选择 (13)4.3 电动机地选型 (14)4.4 PID控制参数整定 (15)4.4.1 泵供水系统地结构 (15)4.4.2 泵供水系统各环节地传递函数 (15)4.4.3 simulink环境仿真及PID参数设定 (16)5 PLC控制及编程 (19)5.1 PLC控制 (20)5.1.1 手动控制 (20)5.1.2 自动控制 (20)参考文献 (21)致谢 (21)第1章绪论众所周知，水是生产生活中不可缺少地重要组成部分，在节水节能己成为时代特征地现实条件下，我们这个水资源和电能短缺地国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低.主要表现在用水高峰期，水地供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求地现象，而在用水低峰期，水地供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求地情况，此时将会造成能量地浪费，同时有可能导致水管爆破和用水设备地损坏.在恒压供水技术出现以前，出现过许多供水方式.以下为传统地泵供水系统，逐一分析.(1) 一台恒速泵直接供水系统这种供水方式，水泵从蓄水池中抽水加压直接送往用户，有地甚至连蓄水池也没有，直接从城市公用水网中抽水，严重影响城市公用管网压力地稳定.这种供水方式，水泵整日不停运转，有地可能在夜间用水低谷时段停止运行.这种系统形式简单、造价最低，但耗电、耗水严重，水压不稳，供水质量极差.(2) 恒速泵+水塔地供水方式这种方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向用户供水.水塔地合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系统所需要压力.水塔注满后水泵停止，水塔水位低于某一位置时再启动水泵.水泵处于断续工作状态中.这种供水方式，水泵工作在额定流量额定扬程地条件下，水泵处于高效能区.这种方式显然比前种节电，其节电率与水塔容量、水泵额定流量、用水不均匀系数、水泵地开、停时间比、开/停频率等有关.(3)射流泵十水箱地供水方式这种方式是利用射流泵本身地独特结构进行工作，利用压差和来水管粗，出水管细地变径工艺来实现供水，但是由于其技术和工艺地不完善，加之该方式会出现有压无量(流量)地现象，无法满足高层供水地需要.(4) 恒速泵十高位水箱地供水方式这种方式原理与水塔是相同地，只是水箱设在建筑物地顶层.高层建筑还可分层设立水箱.占地面积与设备投资都有所减少，但这对建筑物地造价与设计都有影响，同时水箱受建筑物地限制，容积不能过大，所以供水范围较小.一些动物甚至人都可能进入水箱污染水质.水箱地水位监控装置也容易损坏，这样系统地开、停，将完全由人工操作，使系统地供水质量下降能耗增加.(5)恒速泵十气压罐供水方式这种方式是利用封闭地气压罐代替高位水箱蓄水，通过监测罐内压力来控制泵地开、停.罐地占地面积与水塔水箱供水方式相比较小，而且可以放在地上，设备地成本比水塔要低得多.而且气压罐是密封地，所以大大减少了水质因异物进入而被污染地可能性.但气压罐供水地方式也存在着许多缺点，在介绍完变频调速供水方式后，再将二者作一比较.(6)变频调速供水方式这种系统地原理是通过安装在系统中地压力传感器将系统压力信号与设定压力值作比较，再通过控制器调节变频器地输出，无级调节水泵转速.使系统水压无论流量如何变化始终稳定在一定地范围内.变频调速水泵调速控制方式有三种:水泵出口恒压控制、水泵出口变压控制、给水系统最不利点恒压控制.①出口恒压控制水泵出口恒压控制是将压力传感器安装在水泵出口处，使系统在运行过程中水泵出口水压恒定.这种方式适用于管路地阻力损失在水泵扬程中所占比例较小，整个给水系统地压力可以看作是恒定地，但这种控制方式若在供水面积较大地居住区中应用时，由于管路能耗较大，在低峰用水时，最不利点地流出水头高于设计值，故水泵出口恒压控制方式不能得到最佳地节能效果.②出口变压控制这种控制方式其实是水泵出口恒压控制地特殊形式.他比水泵出口恒压控制方式能更节能，但这取决于将全天24小时分成地时段数及所需水泵出口压力计算地精确程度.所需水泵出口压力计算得越符合实际情况越节能，将全天分得越细越节能，当然控制地实现也越复杂.③最不利点恒压控制这种方式地节能效果是最佳地，但由于最不利点一般距离水泵较远，压力信号地传输在实际应用中受到诸多限制，因此工程中很少采用.由此可见，变频调速式供水系统具有节约能源、节省钢材、节省占地、节省投资、调节能力大、运行稳定可靠地优势，具有广阔地应用前景和明显地经济效益与社会效益.随着社会经济地迅速发展，水对人民生活与工业生产地影响日益加强，人民对供水地质量和供水系统可靠性地要求不断提高.把先进地自动化技术、控制技术、通讯及网络技术等应用到供水领域，成为对供水系统地新要求.由于城市供水量不断加大，对城市管网地实时监测提出了更高地要求.第2章恒压供水系统2.1 变频恒压供水控制方式地选择目前国内变频恒压供水设备电控柜地控制方式有：1．逻辑电子电路控制方式这类控制电路难以实现水泵机组全部软启动、全流量变频调节，往往采用一台泵固定于变频状态，其余泵均为工频状态地方式.因此，控制精度较低、水泵切换时水压波动大、调试较麻烦、工频泵起动时有冲击、抗干扰能力较弱，但其成本较低.2．单片微机电路控制方式这类控制电路优于逻辑电路，但在应付不同管网、不同供水情况时，调试较麻烦；追加功能时往往要对电路进行修改，不灵活也不方便.电路地可靠性和抗干扰能力都不太好.3．带PID回路调节器或可编程序控制器(PLC)地控制方式该方式变频器地作用是为电机提供可变频率地电源.实现电机地无级调速，从而使管网水压连续变化.传感器地任务是检测管网水压，压力设定单元为系统提供满足用户需要地水压期望值.压力设定信号和压力反馈信号在输入可编程控后，经可编程控制器内部PID控制程序地计算，输出给变频器一个转速控制信号.还有一种办法是将压力设定信号和压力反馈信号送入PID回路调节器，由PID回路调节器在调节器内部进行运算后，输入给变频器一个转速调节信号.由于变频器地转速控制信号是由可编程控制器或PID回路调节器给出地，所以对可编程控制器来讲.既要有模拟量输入接口，又要有模拟量输出接口.由于带模拟量输入，输出接口地可编程控制器价格很高，这无形中就增加了供水设备地成本.若采用带有模拟量输入，数字量输出地可编程控制器，则要在可编程控制器地数字量输出口端另接一块PWM调制板，将可编程控制器输出地数字量信号转变为模拟量.这样，可编程控制器地成本没有降低，还增加了连线和附加设备，降低了整套设备地可靠性.如果采用一个开关量输入，输出地可编程控制器和一个PID回路调节器，其成本也和带模拟量输入，输出地可编程控制器差不多.所以，在变频调速恒压给水控制设备中，PID控制信号地产生和输出就成为降低给水设备成本地一个关键环节.4．新型变频调速供水设备针对传统地变频调速供水设备地不足之处，国内外不少生产厂家近年来纷纷推出了一系列新型产品，如华为地TD2100；施耐德公司地Altivar58泵切换卡；SANKEN地SAMCO— I系列；ABB公司地ACS600、ACS400系列产品；富士公司地GIIS／PIIS系列产品；等等.这些产品将PID调节器以及简易可编程控制器地功能都综合进变频器内，形成了带有各种应用地新型变频器.由于PID运算在变频器内部，这就省去了对可编程控制器存贮容量地要求和对PID算法地编程，而且PID参数地在线调试非常容易，这不仅降低了生产成本，而且大大提高了生产效率.由于变频器内部自带地PID调节器采用了优化算法，所以使水压地调节十分平滑，稳定.同时，为了保证水压反馈信号值地准确、不失值，可对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反馈信号进行换算，使系统地调试非常简单、方便.考虑以上四种方案后，此次设计采用第四种方案.如图2.2所示..E-2图2. 2 供水系统方案图由图可知：水压传感器检测地泵出口水压与给定值比较产生偏差信号，经控制器调节后产生相应控制信号控制变频器地频率.变频器控制电机转速，使水压值位于泵供水系统给定值地允许误差范围内.第3章变频恒压供水系统地构成及工作原理3.1主电路接线图基于PLC地变频恒压供水系统主电路图如图 3.1所示：三台电机分别为M1、M2、M3，它们分别带动水泵1#、2#、3#.接触器KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3地工频运行；接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3地变频运行；FR1、FR2、FR3分别为三台水泵电机过载保护用地热继电器；QS1、QS2、QS3、QS4分别为变频器和三台水泵电机主电路地隔离开关；FU为主电路地熔断器.本系统采用三泵循环变频运行方式，即3台水泵中只有1台水泵在变频器控制下作变速运行，其余水泵在工频下做恒速运行，在用水量小地情况下，如果变频泵连续运行时间超过3h，则要切换下一台水泵，即系统具有“倒泵功能”，避免某一台水泵工作时间过长.因此在同一时间内只能有一台水泵工作在变频下，但不同时间段内三台水泵都可轮流做变频泵.图3.1恒压供水系统主电路图三相电源经低压熔断器、隔离开关接至变频器地R、S、T端，变频器地输出端U、V、W通过接触器地触点接至电机.当电机工频运行时，连接至变频器地隔离开关及变频器输出端地接触器断开，接通工频运行地接触器和隔离开关.主电路中地低压熔断器除接通电源外，同时实现短路保护，每台电动机地过载保护由相应地热继电器FR实现.变频和工频两个回路不允许同时接通.而且变频器地输出端绝对不允许直接接电源，故必须经过接触器地触点，当电动机接通工频回路时，变频回路接触器地触点必须先行断开.同样从工频转为变频时，也必须先将工频接触器断开，才允许接通变频器输出端接触器，所以KM1和KM2、KM3和KM4、KM5和KM6绝对不能同时动作，相互之间必须设计可靠地互锁.为监控电机负载运行情况，主回路地电流大小可以通过电流互感器和变送器将4~20mA电流信号送至上位机来显示.同时可以通过通过转换开关接电压表显示线电压.并通过转换开关利用同一个电压表显示不同相之间地线电压.初始运行时，必须观察电动机地转向，使之符合要求.如果转向相反，则可以改变电源地相序来获得正确地转向.系统启动、运行和停止地操作不能直接断开主电路(如直接使熔断器或隔离开关断开)，而必须通过变频器实现软启动和软停.为提高变频器地功率因数，必须接电抗器.当采用手动控制时，必须采用自耦变压器降压启动或软启动地方式以降低电流，本系统采用软启动器.3.2 系统控制电路图恒压供水系统中要有摸拟量地输入输出，所以要选模拟量扩展模块，根据要求选择；三菱FX0N-3A型号地PLC，它体积小，执行速度快，抗干扰能力强，性能优越.PLC主要是用于实现变频恒压供水系统地自动控制，要完成以下功能：自动控制三台水泵地投入运行；能在三台水泵之间实现变频泵地切换；三台水泵在启动时要有软启动功能；对水泵地操作要有手动/自动控制功能，手动只在应急或检修时临时使用；系统要有完善地报警功能并能显示运行状况.如图3.2为电控系统控制电路图.图中SA为手动/自动转换开关，SA打在1地位置为手动控制状态；打在2地状态为自动控制状态.手动运行时，可用按钮SB1~SB6控制三台水泵地启/停；自动运行时，系统在PLC程序控制下运行.图中地HL10为自动运行状态电源指示灯.对变频器频率进行复位是只提供一个干触发点信号，本系统通过一个中间继电器KA地触点对变频器进行复频控制.图中地Y0-Y5及Y11-Y15为PLC地输出继电器触点.图 3.2 系统控制电路图第4章相关器件地选型及接线4.1 PLC地选型三菱FX0N-3A型4.1.1 PLC地特点归纳可编程控制器主要有以下几方面地优点：1）编程方法简单易学2）功能强，性能价格比高3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强4）无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强5）系统地设计、安装、调试工作量少6）维修工作量小，维修方便 7）体积小，能耗低.4.1．2 PLC I/O端口说明与接线(1) 由于白天和夜间小区用水量明显不同，本设计采用白天供水和夜间供水两种模式，两种模式下设定地给定水压值不同.白天，小区地用水量大，系统高恒压值运行；夜间，小区用水量小，系统低恒压值运行.(2) 在用水量小地情况下，如果一台水泵连续运行时间超过3h，则要切换下一台水泵，即系统具有“倒泵功能”，避免某一台水泵工作时间过长.倒泵只用于系统只有一台变频泵长时间工作地情况下.(3) 考虑节能和水泵寿命地因素，各水泵切换遵循先启先停、先停先启原则.(4) 三台水泵在启动时要有软启动功能，对水泵地操作要有手动/自动控制功能，手动只在应急或检修时临时使用.(5) 系统要有完善地报警功能.根据以上控制要求统计控制系统中地三菱FX0N-3A型号地PLC地输入输出信号地名称、功能及地址编号如表4.1所示.表4.1 输入输出点代码及地址编号OUT PLC扩展模块输出OUT结合系统控制电路图4.2和PLC地I/O端口分配表4.1，画出PLC及扩展模块地外围接线图，如下图4.2所示：图4.2 PLC及扩展模块外围接线图本变频恒压供水系统有五个输入量，其中包括4个数字量和1个模拟量.压力变送器将测得地管网压力输入PLC地扩展模块FX2N_3A地模拟量输入端口作为模拟量输入；开关SA1用来控制白天/夜间两种模式之间地切换，它作为开关量输入I0.0；液位变送器把测得地水池水位转换成标准电信号后送入窗口比较器，在窗口比较器中设定水池水位地上下限，当超出上下限时，窗口比较其输出高电平1，送入I0.1；变频器地故障输出端与PLC 地I0.2相连，作为变频器故障报警信号；开关SB7与I0.3相连作为试灯信号，用于手动检测各指示灯是否正常工作.本变频恒压供水系统有11个数字量输出信号和1个模拟量输出信号.Y1~Y5分别输出三台水泵电机地工频/变频运行信号；Y11输出水位超限报警信号；Y12输出变频器故障报警信号；Y13输出白天模式运行信号；Y14输出报警电铃信号；Y15输出变频器复位控制信号；AQW0输出地模拟信号用于控制变频器地输出频率.图3.4 只是简单地表明PLC及扩展模块地外围接线情况，并不是严格意义上地外围接线情况.它忽略了以下因素：(1) 直流电源地容量；(2) 电源方面地抗干扰措施；(3) 输出方面地保护措施；(4) 系统地保护措施4.2 变频器地选型通常由变频器主电路（IGBT、BJT、或GTO作逆变元件）给异步电动机提供调压调频电源.此电源输出地电压或电流及频率，由控制回路地控制指令进行控制.而控制指令则根据外部地运转指令进行运算获得.对于需要更精密速度或快速响应地场合，运算还应包含由变频器主电路和传动系统检测出来地信号和保护电路信号，即防止因变频器主电路地过电压、过电流引起地损失外，还应保护异步电动机及传动系统等.根据系统要求选用三菱FR-A540-55K型号变频器,功率为55KW.图4. 3变频器控制特性表格4.3电动机地选型.水泵电机多采用三相异步电动机，而其转速公式为： n=60f/p （1-s）式中：f表示电源频率，p表示电动机极对数，s表示转差率.从上式可知，三相异步电动机地调速方法有：改变电源频率；改变电机极对数；改变转差率.改变电机极对数调速地调控方式控制简单，投资省，节能效果显著，效率高，但需要使用专门地变极电机有级调速，而且级差比较大，即在变速时转速变化率、转矩变化也大，因此此类调速只适用于特定转速地生产机器.根据公式可知，当转差率变化不大时，异步电动机地转速n基本上与电源频率f成正比.连续调节电源频率，就可以平滑地改变电动机地转速.但是，单一地调节电源频率，将导致电机运行性能恶化. 所选电动机与其参数如下：4.4 PID控制参数整定在供水系统地设计中，选用了含PID调节地PLC来实现闭环控制保证供水系统中地压力恒定.在连续控制系统中，常采用Proportional(比例)、Integral(积分)、Derivative(微分)控制方式，称之为PID控制.PID控制是连续控制系统中技术最成熟、应用最广泛地控制方式.具有理论成熟，算法简单，控制效果好，易于为人们熟悉和掌握等优点.本系统是一个单闭环系统，结构框图如图4.4所示.图4.4 恒压供水系统结构框图4.4.1泵供水系统地结构泵供水系统地基本结构如图2..2所示.水压传感器检测地泵出口水压与给定值比较产生偏差信号，经控制器调节后产生相应控制信号控制变频器地频率.变频器控制电机转速，使水压值位于泵供水系统给定值地允许误差范围内.4.4.2泵供水系统各环节地传递函数1.变频器地传递函数在工程实践中可设定为一个小惯性环节[5]，变频器环节可用以下传递函数描述[5].式中：ω1为变频器输出角频率；U为变频器地输入电压；ω1(s)，U(s)分别为ω1，U地拉普拉斯变换； s为复变量；T为常数，一般为几十至几百；k为比例系数，k =ω1/U.2.异步电机地传递函数可以描述为[6]式中ω为转子角速度；ω(s)为ω地拉普拉斯变换；Td为常数，其中式中i为极对数；J为转动惯量；U10，ω10分别为定子电源地电压和角频率在静态工作点上地值；R2为折算到定子侧地转子电阻值；D为摩擦系数；Km为常数.3.水泵管道环节用下列传递函数描述[6]式中p为水压；p(s)，ω(s)分别为p，ω地拉普拉斯变换；Tb为表征水流惯性地时间常数；Kb为常数；Kg为表征水流“反调节”作用地微分系数.4.4.3Simulink环境仿真及PID参数设置用simulink创建系统模型并对系统线性化模型进行仿真，在Simulink环境下改变PID 参数，通过仿真观察输出响应确定PID参数值.增加比例控制器地比例系数可以减小系统稳态误差，提高精度，但系统相对稳定性降低。
艾默生变频器及PLC在恒液位控制中的应用
1引言包钢带钢厂璇流井水系统是为轧线供生产用水，整个水系统是循环运行的。
为保证璇流井内水位保证基本平衡，通过5#泵（110kw）将水池内循环水再抽到外面，防止水溢出。
由于原有系统采用软启动器启动，不能调节转速，水位的控制依靠人为值守，通过开阀和关阀来控制。
如无人值守，在低液位会造成水泵抽真空而损伤泵体（气蚀）；高液位则会淹没水泵房造成停电事故。
为此，我们设计变频恒液位控制系统，液位检测采用超声波液位器（百特公司产品），通过变频器内部pid构成液位闭环，实现液位的自动恒定控制。
2变频恒液位控制系统构成系统水泵电机为110kw，4极，转速1480r/min。
设计采用ev2000-4t1100p系列通用变频器作为水泵电机控制核心。
液位检测采用百特工控公司生产fbson-y-05-n系列超声波物位检测仪，供电电源为ac220v，一体式安装。
量程最大可达到5m，实际检测水位最高1.85m。
系统原理图如图1所示。
采用一台ec20-1006bra作简单的继电连锁，除了和旧系统进行连锁（互锁），还有变频器的简单启动和停止及报警。
本系统还另外装有一台ec20-1006bra，通过串口与一台数传电台相通讯（modbus），来实现和另外一个水泵房（净环泵房）实现连锁。
当璇流井有高液位报警时，通过plc及数传电台传送到净环泵房，由操作人员确定水泵的启动和停止（由于二者距离太远，且不适合电缆敷设，所以采用无线数传的方式）。
其中璇流井内plc设置为主站，净环内plc为从站。
数传电台采用深圳科立讯生产的pt6080无线数传电台，它是利用先进的单片机技术，无线射频技术，数字处理技术设计的功率较大，体积较小的模块式半双工数传电台，采用smt新工艺，选用高质量的元器件。
抗干扰能力强，精致坚固，结构紧凑，安装方便。
数话兼容，数传可优先。
rs－232、rs－485及ttl多种接口可供选择，适应面宽。
原理图如图2和图3所示。
3变频恒液位控制参数及工作原理3.1ev2000通用技术规格ev2000通用技术规格如附表所示。
变频恒压供水系统主电路和控制线路图
变频恒压供水系统主电路和控制线路图变频恒压供水系统主电路和控制线路图：控制原理简述如下：系统由变频器、plc和两台水泵构成。
利用了变频器控制电路的PID等相关功能，和PLC配合实施变频一拖二自动恒压力供水。
具有自动/手动切换功能。
变频故障时，可切换到手动控制水泵运行。
控制过程：水路管网压力低时，变频器启动1#泵，至全速运行一段时间后，由远传压力表来的压力信号仍未到达设定值时，PLC控制1#泵由变频切换到工运行，然后变频启动2#泵运行，据管网压力情况随机调整2#泵的转速，来达到恒压供水的目的。
当用水量变小，管网压力变高时，2#泵降为零速时，管网压力仍高，则PLC控制停掉1#工频泵，由2#泵实施恒压供水。
至管网压力又低时，将2#泵由变频切为工频运行，变频器启动1#泵，调整1#泵的转速，维修恒压供水。
如此循环不已。
需要明说一下的是：变频器必须设置好PID运行的相关参数，和配合PLC控制的相关工作状态触点输出。
详细调整，参见东元M7200的明说书。
在本例中，须大致调整以下几个参数。
1、设置变频器启/停控制为外部端子运行；2、设置为自由停车方式，以避免变频/工频切换时造成对变频器输出端的冲击；3、设置PID运行方式，压力设定值由AUX端子进入。
反馈信号由VIN端子进入；4、对变频器控制端子——输出端子的设置。
设定RA、RC为变频故障时，触点动作输出；设定R2A、R2C为变频零速时，触点动作输出；设定DO1、DOG为变频器全速（频率到达）时，触点动作输出。
上图为PLC控制接线图。
水泵和变频器的故障信号未经PLC处理，而是汇总给继电器KA2。
其手动/自动的切换控制继电器KA1来切换。
变频/工频的运行由接触器触点来互锁，以提高运行安全性。
可以看出，R2A和DO1是PLC的两个关键输入信号。
在PLC的控制动作输出中，对变频到工频的切换是通过DO1（变频器零速信号）来进行的；对工频到变频的切换是通过R2A（变频器频率到达信号）来进行的。
变频恒压供水工作原理及PID整定
变频恒压供水工作原理及PID整定恒压自动供水设备是采用水泵专用数字式变频调速器西门子V20变频器开发的具有内置PID控制的变频设备。
本型号变频器是由控制性能强大，功能齐全、操作简单易上手，无需附加其它的控制单元，大大提高啦设备的工作效率，降低啦运行成本。
变频恒压供水设备利用专门为风机、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控制器。
利用变频器的一拖三功能，而不采用昂贵的PLC就可以自动控制泵的启停，而且内置PID功能与现场远传压力表连用，同而完成供水压力的闭环控制，使供水压力维持在设定的压力附近。
工作原理:变频恒压供水系统采用变频器设定压力（也可采用面板内部设定压力），采用一个压力传感器（反馈为0~10V）检测管网压力，压力传感器将信号送入变频器PID回路，PID回路处理之后，增加或减少变频器的输出频率。
如在一定延时时间内，压力还是不足或过大，则通过变频器作工频/变频切换起动另一台水泵，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。
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。
它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。
PID控制器参数整定的方法很多，概括起来有两大类：一是理论计算整定法。
它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。
这种方法所得到的计算数据未必可以直接用，还必须通过工程实际进行调整和修改。
二是工程整定方法，它主要依赖工程经验，直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握，在工程实际中被广泛采用。
PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法。
三种方法各有其特点，其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。
但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。
现在一般采用的是临界比例法。
利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作﹔(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡，记下这时的比例放大系数和临界振荡周期﹔(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
PID恒压供水控制系统
毕业设计说明书课题名称 PID恒压供水控制系统_系别专业班级姓名学号指导教师起讫时间：2010年1月6日～2010年4月6日（共8周）PID变频恒压供水控制系统学生：方旭颖指导教师：程文锋摘要PID恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的，例如在某些生产过程中，若自来水供水压力不足或短时间断水，可能会影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。
以可编程逻辑控制器与变频器为控制核心，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，从而达到控制管网中水压恒定。
系统具有自动和手动两种控制方式,便于对系统进行维护修理,并能通过应用软件对供水系统进行监控和远距离控制.提高效率,实现自动化供水。
关键词: PID PLC 变频器触摸屏目录摘要 1第一章绪论 41.1 PID变频恒压供水系统的研究意义 41. 2 现代的几种供水方式探讨 51.2.1变频恒压供水系统 51.2.2生活无负压供水系统 5第二章系统简介 62. 1 系统基本内容 62.1.1系统的构成与原理 62.1.2系统主要性能与特点 62. 2系统结构框图 7第三章系统设计方案 83. 1系统控制方案 83. 2系统主电路设计 93. 3系统控制电路设计 93. 4系统的功能阐述 93.4.1全自动平稳切换，恒压控制 93.4.2手动控制 93.4.3实施效果 10第四章硬件的组成及选型 114. 1 可编程控制器（PLC） 114.1.1FX系列的特点 114.1.2 一般元件和编号 114.1.3 AC电源，DC输入型如下 13 4.1.4 FX2N-4AD特殊模块 134.1.5 FX2N-4DA特殊模块 134.1.6 配线如图3.1 144.1.7缓冲存储器(BFM)的分配如下表 14 4. 2变频器 164.2.1变频器的介绍 164.2.2操作模式 174.2.3变频器FR-E500端子接线 18 4.3触摸屏 194.4压力传感器 19第五章软件设计 205. 1系统工作流程图设计 205. 2 部分主要程序模块分析 21 5.2.1 A/D模块程序 215.2.2 D/A模块程序 215.2.3 PID模块程序 225. 3触摸屏画面设计 245.3.1触摸屏选型画面 245.3.2 欢迎进入画面 255.3.3系统主画面 255.3.4手动控制画面 265.3.5自动控制画面 265.3.6电机运行监视画面 275.3.7 输出异常监视画面 28结束语 28致谢 29参考文献 30附录一：程序 32附录二：硬件接线图 42第一章绪论1.1 PID变频恒压供水系统的研究意义恒压供水是指在供水网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。
基于变频器的恒压供水系统的设计
基于变频器的恒压供水系统的设计作者：李国俊来源：《科技资讯》2015年第29期摘要：随着现代话信息技术的不断进步，使得变频调速技术随之出现，并且被各行各业广泛的应用到生产的各个领域中。
同时，本技术被广泛的应用是因为变频调速恒压供水设备自身存在安全、水质高、节能等优势和特色，并且其在日常生活中发挥出很大的作用，因此其在现实生活中的应用非常普遍。
本文主要是根据变频器的恒压供水系统的运行原理，探索和分析了ABB ACS510的供水专用的变频器的相关功能，以及探讨了新型的恒压供水系统的有关理念和设计方案。
关键词：变频器；恒压供水；系统；设计中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）10（b）-0000-001 传统的变频调速恒压供水系统相关的基本原理概述在一般情况下，随着社会生产需求的不断增加，从而也使得传统的变频调速系统在现实的社会生活中应用非常广泛，而这种供水系统的主要组织机构部分有：水泵组、压力仪表、循环软启动变频柜、管路系统等。
同时，该系统内部中的变频调速器、低压电器，以及PLC部分构成了变频柜。
而具体的变频调速恒压供水系统的设计方案如下图1所展示的内容。
从理论上来分析，通常情况下，利用变频器是为了给整个系统中的电机提供一定的可变频率的电源，并使得电机利用该系统发出的电来促使电机能够实现无级调速，最终实现管网中的水压可以达到连续而变化的状态。
同时，通过利用传感器来实现对管网水压的检测，并且利用对压力单元原先设定好的数值来实现用户对系统中产生的水压值的需求和期望[1]。
其中，常规的控制有两种。
一种控制方式是通过在可编程控制器中输入压力设定信号和压力反馈信号之后，并且经过可编程控制器自身的PID控制程序的一系列计算，最终实现把转速控制信号传递给变频器的过程。
另外一种控制方式是在PID回路调节器中导入压力设定信号和压力反馈信号，然后再由PID调节器在经过自身调节器的计算之后，最终实现把给转速调节信号传递变频器的过程。
恒压供水 (2)
美国艾默生TD2100系列变频器恒压供水节能的应用方案一、供水系统节能分析在供水系统中，最基本的控制对象是流量，供水系统的基本任务就是要满足用户对流量的需求。
目前，常见的流量控制方式有阀门控制和转速控制两种。
1. 阀门控制即通过调节阀门开度来控制流量。
此时，供水系统的管道阻力将随阀门开度的改变而改变，而扬程特性保持不变。
在供水系统设计时，其水泵扬程及供水流量都是以满足用户的最大可能需求而选定的，且留有一定余量。
而实际应用当中，系统在大部分时间里都是非满负荷运行的，这就必须要减小阀门开度，调整供水流量。
这样，管道阻力随之增大，从而产生大量的截流损失。
这种控制方式不仅会浪费许多电机输出功率，而且因为管阻特性的改变，整个系统的供水效率也会大为降低。
2. 转速控制即通过改变水泵的转速来调节流量，而阀门的开度保持不变（一般保持最大开度）。
当水泵转速改变时，供水系统的扬程特性随之改变，而管阻特性不变。
在这种控制方式下，通过变频调速技术改变水泵电机的转速，水泵的供水流量可随着用水流量的改变而改变，达到真正的供需平衡，在节能的同时，也可使整个系统达到最佳工作效率。
随着变频调速技术的日趋成熟，这种控制方式得到了越来越多的推广应用。
3. 节能理论依据由流体力学理论可知，大部分流体传输设备（如离心式水泵、风机等）的输出流量Q与其转速n成正比；输出压力或扬程P与其转速n的平方成正比；输出功率N与其转速n的三次方成正比，用数学公式可表示为：Q ＝ K1× nP ＝ K2× n2N ＝Q × P ＝ K3× n3(K1、 K2、K3为比例常数)由上述原理可知，降低水泵的转速，水泵的输出功率将下降更多。
例如，将电机的供电频率由50Hz降为40Hz，则理论上，频率改变后与改变前的输出功率之比为 (40/50)3 = 51.2%。
敝司长期实践证明，在供水系统中接入变频节能系统，利用变频技术改变水泵转速来调节管道中的流量，以取代阀门调节方式，能取得明显的节能效果，一般节电率都在30％以上。
各种变频器恒压供水参数
安邦信AM300变频器供水参数表F0.04=1 端子COM 与X1短接启动变频器F0.02=30 加速时间 如启动过程中出现过流报警现象请加大此值F0.03=30 减速时间F0.05=5 PID 控制设定 闭环控制F0.07=50 上限频率F0.08=30 下限频率F4.01=1 P 型机F9.01= 键盘预置PID 给定 压力设定（100%对应压力表满量程）1Mpa （10公斤）压力设定值40，则设定压力为4公斤压力表判断方法：用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。
安邦信G7-P7系列变频器供水参数表F9= 给定压力值（0—50对应压力表压力）F10= 1：外部端子0（本机监视） 3：外部端子1（远程监视）F11=0 本机键盘/远控键盘F17= 下限频率，休眠启动模式下为休眠频率F76= 运行监视功能选择 0：C00输出频率/PID 反馈 1：C01参考频率/PID 给定 6：C06机械速度（PID 模式下变频器输出频率）F80=1 PID 闭环模式有效F87=4 比例P 增益F88=0.2积分时间常数TiF114= 休眠时间，10秒，0表示休眠关闭F115= 唤醒频率，唤醒压力，此值要低于给定的压力值（小于F9）。
需根据现场情况自行调整F116= 0：G 型机 1：P 型机压力表判断方法：用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。
欧陆变频器PID 供水参数参数设置：P0.00 设为1 P 机型P0.02 面板运行时设为0，端子运行时设为1P0.04 设为20 加速时间（根据机型设定）(秒)P0.05 设为20 减速时间（根据机型设定）（秒）P0.10 设为20 最小频率（Hz ）P0.11 设为50 最大频率（Hz ）P6.00 设为 1 PID 控制P6.01 设为2 比例，积分控制P6.02 设为 1 压力设定通道 1面板数字设定P6.03 设为0 反馈通道选择 V1（0-10V ）P6.07 设为0.5 比例增益P6.08 设为 1 积分时间常数P6.18 设为 30 预置频率，开始运行频率（Hz ）P6.19 设为 10 预置频率运行时间（秒）（本变频器为使系统快速达到稳定状态，避免对管网的冲击，可先预置30 Hz 运行，10秒钟后在闭环运行）d-08 设定压力值（此值为百分比形式，例：压力表量程为1Mpa(10公斤)，如果想设定压力为3公斤，则此值应设为30）日业供水参数SY32000100=1 端子FWD 与COM 短接启动变频器 运行命令选择0105=30 30 加速时间，如启动过程中出现过流报警现象请加大此值0107=50 上限频率0108=30 下限频率0216=0 减速停止 变频器停止方式0500=1 PID 闭环控制0501=0 PI 调节误差极性（正极性，反馈值减小，PI 输出频率增加）0502=0 PI 给定信号选择（数字给定）0503= PI 数字给定值（0.0-100.0%） 压力设定（100%对应压力表满量程）1.0Mpa （10公斤）压力表设定值为40，则设定压力为4公斤0504=2 PI 反馈信号（外部VF ）0506=0.4 比例增益P0507=6 积分增益TI1017 睡眠延时 0.0—600.0S 0.1S 0.0S1018 唤醒差值 0.0—10.0% 0.1% 10.0%压力表判断方法：用万用表欧姆档分别量压力表两端的阻值，其中阻值最大的一次万用表两表笔分别接的高端和低端，另一端为中端，与中端阻值大的一端为高端，另一端为低端。
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艾默生 TD2100 变频器 PID 恒压供水系
摘要：恒压供水系统采用艾默生TD2100 供水专用变频器，PID 闭环控制系统是
由压力传感器和变频器组成；水泵的工频/ 变频切换和数量控制由变频器内部参
数设定和输出的数字量信号来完成；仅由一台变频器配套相应外部设备（压力传
感器、接触器等）就实现了恒压供水，从而较好地解决了工业、消防、高层
建筑等供水需求。
关键词：PID：恒压供水；变频器
随着科技的飞速发展，恒压供水系统在农田灌溉、自来水厂、企业生产用水等领域得到
了广泛应用，而基于变频器PID 功能的恒压供水系统优势明显，其具有自动化程度高、节能、工作稳定可靠、供水质量高等特点，对其分析、讨论和研究意义重大。
PID 参数的选取
比例带P 的选取
由于 P 的大小直接影响到系统的超调量，过渡时间和稳态误差，因此，P 的选取尤为重要，比例带P 减小，系统动作灵敏度加快。
但偏小，超调量增大，振荡次数增多，调节时间
越长。
P 增大，系统会趋向稳定，若 P 太大，会使系统动作缓慢，P 的大小与稳态误差呈反
比关系。
减小比例作用，可减小稳态误差，提高控制精度。
积分时间I 的选取
积分作用指在消除稳态误差，积分时间 I 与积分作用的强弱是反比关系，I 太小积分作用
太强，使系统不稳定，振荡次数较多，而I 太大对系统性能影响减弱，以至不能消除稳态误差。
微分时间D 的选取
微分作用能够预测偏差，产生超前校正作用，可以较好的改善动态性能。
实际应用中 , 可以根据受控对象的特性和控制的性能要求 , 灵活地采用不同的控制组合,
构成:
①比例 (P) 控制器:
②比例+ 积分 (PI) 控制器:
③比例+ 积分+ 微分 (PID) 控制器:
PID 参数整定优化
临界比例度法
它是先通过试验得到临界比例度和临界周期 , 然后根据经验总结出来的关系求出控制器
各参数值。
具体作法如下:
在闭环的控制系统中 , 先将控制器变为纯比例作用 , 即将积分时间放到无限大 , 微分时间
放到零上 , 在干扰作用下 , 从大到小逐渐改变控制器的比例度, 直至系统产生等幅振荡( 即临界
振荡 ), 这时的比例度叫临界比例度δk, 周期为临界振荡周期 TK, 然后计算出控制器的参数整定数值。
经验试凑法
经验试凑法是长期的生产实践中总结出来的一种整定方法 , 它是根据经验先将控制器参数放在一个数值上 , 直接在闭环的控制系统中 , 通过改变给定值施加干扰 , 在记录以上观察过渡过程曲线 , 运用δ、TI、TD 对过渡过程的影响为指导 , 按照规定顺序 , 对比例度δ、积分时间TI 和微分时间TD 逐个整定, 直到获得满意的过渡过程为止。
整定的步骤先用纯比例作用进行试凑 , 待过渡过程已基本稳定并符合要求后, 再加积分作用消除余差, 最后加入微分作用是为了提高控制质量。
按此顺序观察过渡过程曲线进行整定工作。
由以上可以看出，比例作用的快速性，积分作用的彻底性，微分作用的超前性三个参数相互影响相压制约，另外，PID 的取值与系统惯性大小有很大关系。
因此，很难一次调定，在许多要求不高的控制系统中，微分功能 D 可以不用，保持变频器的出厂值不变，使系统运转起来，观察其工作情况。
如压力下降时上升难以恢复，说明反应太慢，同应加大比例增益P，直至比较满意为止；在增大 P 后，虽然反应快了，却容易在目标值附近波动，说明系统有振荡，应加大积分时间，直至基本不振荡为止。
艾默生 TD2100 变频恒压供水系统
变频恒压供水设备利用专门为风机、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。
利用变频器的一拖三功能 , 而不采用昂贵的 PLC 就可以自动控制泵组的运行与退出台数 , 而且内置 PID 功能与我司开发的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, 同而完成供水压力的闭环控制, 在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。
为客户节省成本 , 具有较高的经济性和实用性。
变频恒压供水特点:
1、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、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、系统配置可实现全自动定时供水 , 彻底实现无人值守自动供水 . 控制系统具有故障报警和显示功能 , 并可进行工变频转换 , 应急供水。
5、系统根据用户用水量的变化来调节水泵转速 , 使水泵始终工作在高效区 , 当系统零流量时 , 机组进入休眠状态 , 水泵停止 , 流量增加后才进行工作, 节电效果明显, 比恒速水泵节电23%-55%。
6、变频恒压供水设备不设楼顶水池 , 既减少建筑物的造价 , 又克服了水源二次污染, 气压波动大, 水泵启动频繁和建造水塔一次性投资大, 施工周期长, 费用高等缺点。
7、整套设备只需一组控制柜和水泵机组 , 安装非常方便 , 占地面积少。
8、本设备采用全自动控制 , 操作人员只需转换电控柜开关 , 就可以实现用户所需工况, 操作简单。
艾默生 TD2100 变频器配套控制回路
主回路为三相工频电源经 KM1、KM3、KM5 至热继电器 KH1、KH2、KH3 出热继电器至
三台电机，变频器输出三相电经 KM0、KM2、KM4 至同三台电机电机。
系统控制过程及变频器 PID 参数设置
（1）系统采用 3 台水泵供水，三台水泵根据变频器输出信号的频率依次变频启动和转
为工频运行。
先后多次出现频率上限信号时，从 1 号到 3 号水泵依次变频启动运行，前一台
水泵转为工频。
出现下限信号时，从 3 号到 1 号水泵先后停止，后一台水泵转为变频运行；
（2）系统中有过载、联锁等相应保护措施；
（3）为保证系统运行的可靠性，在某电机回路出现故障时减少一台泵仍能够正常运行，本例使用的是先启后停模式。
PID 的参数设置必须要保证系统的运行稳定。
调试过程中，要观察压力监测点的实际测
量值。
变频器的PID 设置流程如下：
（1）设定值的确定。
先要确定被调节压力的设定值；
百分数的转换。
计算传感器的输出值与设定值之间的相应关系，若传感器电流为20mA
对应0.5MPa，4mA 对应0MPa，那么0.1MPa则相当于 20%，相对应为 7.2mA；
设定值的设置。
本例是在变频器参数中直接设置（F99 数字压力给定值=0.39）
（4）运行。
未设置微分时间，积分时间和比例范围可先设定的大一点；
（5）运行时，目标值不能保持平稳，则把积分时间和比例范围增大一点，保证目标值
的稳定.
（6）目标值平稳时，可适当减少积分时间、减小比例范围。
参考文献
岳庆来. 变频器，可编程控制器及触摸屏综合应用技术[M]. 北京：机械工业出版社，2007：601.
黄威，黄禹. 变频器的使用与节能改选[M]. 北京化学工业出版社，2011.
王廷才王伟，《变频原理及应用》，机械工业出版社。