自动控制系统案例分析案例四恒压供水控制

VD108
VD112 VD116 VD120
PID计算值
比例系数 采样时间 积分时间
M0.0
M0.1 M0.2 M0.3
故障结束脉冲信号
泵变频启动脉冲 泵工频启动脉冲 倒泵变频启动脉冲
VD124
VD204 VD208 VD212 VD250 VB300 VB301 VD310
微分时间
变频器运行频率下限值 生活供水频率上限值 消防供水频率上限值 实际运行频率值 变频工作泵的泵号 工频运行泵的总台数 倒泵时间存储器
KM5
KM6
3泵工频运行接触器
3泵变频运行接触器
Q0.4
Q0.5
控 制 电 路
主机单元 CPU224
模拟量单元 EM235
输入信号分配表
代码 SA SLL SLH UP 名称 手动/自动转换开关 水池水位下限信号 水池水位上限信号 模拟量输入 地址 I0.4 I0.1 I0.2 AIW0(MW10)
M0.4
M0.5 M0.6 M2.0 M2.1 M2.2 M3.0 M3.1
复位当前变频运行泵脉冲
当前泵工频运行启动脉冲 新泵变频启动脉冲 泵工频/变频转换控制器 泵工频/变频转换控制器 泵工频/变频转换控制器 水池水位下限故障控制器 进水阀开启标志
主程序流程图
加泵流程图
精品课件！
精品课件！
设采样周期为Ts，进行离散化，同时各信号也离散化，得
M n KC (SPn PVn ) KC (TS / TI ) (SP n PVn ) KC (TD / TS ) ( PVn-1-PV n) MX
PID回路表
地址偏移量 0
4 8
参数 过程变量当前值PVn
1 给定值 SP e(t )dt n de(t ) / dt M
变量类型 描述 IN 过程变量，0.0～1.0
IN 给定值，0.0 ～ 1.0 输出值，0.0 ～ 1.0 比例常数，可正可负 采样时间，单位s，正数 IN/OUT IN IN
1 M (t ) K C e(t ) TI
(4) 在用水量小的情况下，如果一台泵连续变频运行时间超 过3h，则需切换到下一台泵，具有“倒泵功能”，避免某 一台泵工作时间过长。
主电路
代码 KM1 KM2 KM3 KM4
名称 1泵工频运行接触器 1泵变频运行接触器 2泵工频运行接触器 2泵变频运行接触器
地址 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3
Q0.3
Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0
KA
V1
变频器频率复位控制
模拟量输出信号
Q1.1
AQW0(MW20)
程序中使用的元器件及其功能
器件地址 VD100 VD104 功能 压力实际值 压力设定值 器件地址 T33/T34/T39 T37/T38 功能 工频/变频转换时间控制 工频泵增泵滤波时间控制
4条中断指令
INT---中断程序号 INT_0 - INT_127(最多可有128 个中断程序) EVNT---中断事件号 中断号0-33 CPU221和222可以为：0到12，19到23和27和33； CPU224可以为：0到23和27和33；CPU226和CPU226XM 可以为：0到33
例：
输出信号分配表
代码 名称 地址
KM1,HL1
KM2,HL2 KM3,HL3
1泵工频运行接触器及指示灯
1泵变频运行接触器及指示灯 2泵工频运行接触器及指示灯
Q0.0
Q0.1 Q0.2
KM4,HL4
KM5,HL5 KM6,HL6 HL7 HL8 YV2
2泵变频运行接触器及指示灯
3泵工频运行接触器及指示灯 3泵变频运行接触器及指示灯 水池进水指示灯 水池水位下限故障指示灯 生活/消防供水转换电磁阀
输出值Mn 增益KC 采样时间TS

t
0
TD

0
12 16
20
24 28 32
积分时间TI
微分时间TD 积分项前值MX 过程变量前值PVn–1
IN
IN IN/OUT IN/OUT
积分时间，单位min，正数
微分时间，单位min，正数 积分前项值，0.0 ～ 1.0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ上一次过程值，0.0 ～1.0
M n KC (SPn PVn ) KC (TS / TI ) (SPn PVn ) KC (TD / TS ) (PVn-1-PVn ) M X
减泵流程图
基础知识
一、S7200的中断
内外中断源共34个，分为三大类：通信中断、输入/
输出中断和时基中断。
定时中断常用于模拟量的定时采样、转换、PID控制。
2个定时中断（1-255ms）：
定时中断0 中断号10 定时时间特殊存储器SMB34
定时中断1 中断号11 定时时间特殊存储器SMB35
4条中断指令
全局性中断允许ENI（禁止DISI）指令：全局地允 许（禁止）所有被连接的中断事件。 1、允许中断 ENI（Enable Interrupt） 2、禁止中断 DISI（Disable Interrupt） 3、中断连接指令 ATCH（Attach Interrupt）：将 中断事件EVNT与中断服务程序号INT相关联，并使 能该中断事件。 4、中断分离指令DTCH（Detach Interrupt）：将 中断事件EVNT与中断服务程序号INT相关联切断， 并禁止该中断事件。
PID指令
• 两个操作数： • TBL是回路表的起始地址(以VB 表示) • LOOP是回路号（0～7）
案例五：变频恒压供水控制
恒压供水系统
对恒压供水系统的基本要求：
(1)
生活供水时，系统应低恒压值运行，消防供水时系统应
高恒压值运行。 (2)实现水泵的变频起动，压力变化过程中保证水泵从变频 到工频的可靠、安全的切换。 (3) 三台泵根据恒压的需要，采取“先启先停”的原则接入 和退出。
二、S7200的PID指令
• PID指令算法：标准位置式 PID控制器的输出M(t)与输入e(t)的关系式为：
1 M (t ) K C e(t ) TI 1 M0 0 e(t )dt TD de(t ) / dt
t
M(t)一控制器的输出量，M0为输出的初始值； e(t) =sp(t) –pv(t) 一误差信号； KC 一比例系数； TI一积分时间常数； TD一微分时间常数。