西门子模块6AV2124-0MC01-0AX0性能参数

浔之漫智控技术(上海)有限公司

西门子模块6AV2124-0MC01-0AX0性能参数

1 引言

巨化股份公司合成氨厂主要生产碳氨、尿素、、等产品。在各产品工艺流程中，要求提供大量的制冷量，合成氨厂利用气氨、进行能量转换，通过冷冻冰机供应大量的制冷量。考虑到合成氨厂节能改造总体规划和冷冻量需求，结合冷冻岗位增产节能、新改造要求，针对原有的老工艺活塞式压缩机损耗高、打量小，运行效率低、电气设备过于繁琐等问题进行技改工作。原有的btd-icc型活塞式冰机采用继电器控制，存在控制回路接线复杂繁琐，损坏率高，机械传动部件多，操作麻烦，故障频繁，维修不便等问题。因此合成氨厂决定以制冷量100万大卡/小时，功耗450kw的螺杆冰机新原活塞式冰机。

在电气控制回路中采用plc控制，由于plc具有性高，抗干扰能力强;控制程序可变，具有很好的柔性;编程简单，使用方便;功能完善;扩充方便，组合灵活;体积小、重量轻等优点，本次设计运用在实践中了预计的效果。

2 工艺流程介绍

冷冻冰机的工作过程是依据物理转换：（压力×体积）/温度=常数（即p1v1/t1=p2v2/t2）使气氨转为的物理工艺过程。所以气氨的压力、温度是工艺控制的重要参数。

生产中将压力2kg/m3的气氨通过系统的气氨总管进入进口处的氨分离器，分离出雾滴，滤去雾滴的气氨流过系统管进入压缩机组的吸气过滤器，再通过过滤器中的过滤网滤去气氨夹带的小杂物（其中吸气过滤器设有温度计指示吸气温度，并由一截止阀连接吸气压力表来指示吸气压力）。干净的气氨进入螺杆压缩机进行压缩升压（即气压由0.3mpa上升至1.57mpa），压缩后的气体至排气口排出。在压缩机运转中，油泵向压缩机内喷入大约占体积流量0.5～1%的润滑油，这部分润滑油起着冷却、密封、润滑的作用，此时要求油喷入的压力大于压缩机内气氨的压力，保证润滑油顺利喷入，这里的油气压差检测点为重要参数。这些润滑油随排入油分离器，进行油分离，油分离器中装有一阀，作用是当分离器内的压力过大，则通过阀放空。此后系统分为气路过程和油路过程。

从气路过程来看：经过油分离的以温度为60～70℃、1.35～1.40mpa的压力进入冷凝器冷凝成，进入收集器;从油路过程来看：在油分离器中分离出的油经过油冷却器，冷却后的油经过逆止阀（只能单方向流通）进入到油粗过滤器，滤去铁屑等大颗粒杂质后到喷油油泵进口，由油泵升压后，再经油精过滤器进一步过滤后回流到喷油总管进入压缩机。油泵并接了附线阀来调节油泵压力，油精过滤器接有压力表（正常时压力值应较小≤0.07mpa，压力值较大时说明过滤器中滤网被堵，需清理），其基本工艺流程框图如图1所示：

由于压缩机主机前后轴瓦因长期运行发热，需加油进行冷却、润滑。为此，增设2台稀油站油泵从油箱吸油经滤油器、油冷却器向轴瓦喷油。一般压力足够时，由一台油泵供油，另一台作备用机;当油泵压力不够时，则启动两台泵同时供油，要求喷入轴瓦的油压一般为0.15mpa。

3 plc控制

可编程序控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术与自动控制技术为一体的工业控制产品，是在硬接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的。通常把plc认为是由等效的继电器、定时器、计数器等元件组成的装置。plc不同于继电器控制要接许多真正的硬件继电器，它由一些“软继电器”组成，避免了因元件磨损维修，及一系列繁杂的接线工作。

（1） 主要特点

性高、抗干扰能力强;

控制程序可变，具有很好的柔性;

编程简单、使用方便;

功能完善;

扩充方便，组合灵活;

减少了控制系统设计及施工的工作量;

体积小、重量轻，是“机电一体化”特有的产品。

从电气仪表角度出发，采用的接口，可灵活利用plc控制、现场总线控制系统（fcs）或集散系统（dcs）实现工艺参数的显示和控制。就本次改造规模、投资价格、工艺控制点而言，我们采用可编程控制器来实现电气指标显示和跳闸、报警。

（2） plc选型

plc选型主要是根据所需功能和容量进行选择，并考虑维护的方便性，备件的通用性，是否易于扩展，有无特殊功能要求等。通过比较，我们选用三菱微型可编程控制器的fxon系列。fxon系列是将众多功能凝聚在小型机壳内的微型可编程控制器。

与f1/f2系列相比，fxon系列安装面积只有f1/f2系列的41%，体积只有37%，并在控制器内备有模拟电位器与run/stop开关等方便功能。通过扩展单元、扩展模块与基本的连接，可自由地选择使用输入输出点数。fxon系列继承了原有系列的固定搭配和灵活性。

（3） plc控制系统的设计

根据工艺提出的条件及控制要求，具体设计思路如下：螺杆冰机有1台循环油泵，运行时，油压的高低通过副线阀来调节。2台稀油泵，油压正常时，1台运行，1台备用并可自动切换。油压低时，2台稀油泵同时启动;当油压差低时，延时6s跳车。另外，排气温度高，油温度高，北轴承温度高，南轴承温度高，排气压力高，油精滤器压差高，都将引起跳车。但在稀油站油压低，油气压差低，直流电源失压，循环油泵过载，1#、2#稀油泵过载时不跳车，而只发报警信号。要实现上述功能，中间继电器需要数十只，而且接线非常复杂，检修其困难，性差，而采用plc后接线相当简单，而且性大大提高。

4 结束语

采用螺杆冰机取代活塞式冰机可节省冷冻机润滑油11.5吨/年。台。用小型plc工控机取代传统的固定程序式继电器-接触器硬接线控制方式，不仅简化了电控、仪控环节，减少了控制设备数量，而且可以随时变、修改程序，修正参数以适应工艺要求。

1 引言

据不统计，目前我国城市里的十字路通系统大都采用定时来控制（不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况），这样必然产生如下弊端：当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的，不仅让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种浪费。

智能控制交通系统是目前研究的方向，也已经不少成果，在少数几个国家已采用智能方式来控制交通信号，其中主要运用gps定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑，我们可用如下方案来控制交通路况：制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下：在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车经过时就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少，即可出汽车的通过，并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入，并用plc计数，按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。

比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较定位系统而言。

2 车辆的存在与通过的检测

（1） 感应线圈（电感式传感器）

电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线（特别适合新铺道路，可用混凝土直接预埋，老路则需开挖再埋）。当有高频电流通过电感时，公路面上就会形成如图1（a）中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时，汽车就会产生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时，该感应线圈的电感减到小值。当汽车离开这高频磁场区时，该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅（本论文所涉及的检测工作方式）和相位发生变化，因此，在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器，就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分，则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。

电感式传感器的高频电流频率为60khz，尺寸为2×3m，电感约为100μh.这种传感器可检测的电感变化率在0.3％以上［1，2］。

电感式传感器安装在公路下面，从交通和美观考虑， 它是理想的传感器。传感器选用防潮性能好的原材料。

（2） 电路

检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的器，并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成：信号源部分、检测部分、比较鉴别部分，

（3） 传感器的铺设

车辆计数是智能控制的关键，为防止车辆出现漏检的现象，环状绝缘电线在地下的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地（停车线处）以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的传感器，方案如图3（以典型的十子路口为例），同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时所允许的长停车车龙为好。

3 用plc实现智能交通灯控制

3.1 控制系统的组成

车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器（plc）来实现。当然，也可选用其他种类的计算机作为控制器。本例选用plc作为控制器件是因为可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有高性丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力;它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程;它采用模块化结构，编程简单，安装简单，维修方便［3］。

利用plc，可使上述描叙的各传感器以及各道口的信号灯与之直接相连，非常方便。

本设计例中，plc选用fx2n-64，其输入端接收来自各个路口的车辆探测器测得的输出标准电脉冲，输出接十字路口的红绿信号交通灯。信号灯的选择：在本例中选用红、黄、绿发光二管作为信号灯（头方向型）。

3.2 车流量的计量

车流量的计量有多种方式：

（1）每股行车道的车流量通过plc分别统计。当车辆进入路口经过个传感器1（见图3）时，使统计数加1，经过二个传感器2出路口时，使统计数减1，其差值为该股车道上车辆的滞留量（动态值），可以与其他道的值进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。

（2）先统计每股车道上车辆的滞留量，然后按大方向原则累加统计。如，将东西向的（见图3）左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加，再与其它的3个方向的车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据。

（3）统计每股车道上车辆的滞留量后按通行大化原则（不影响行车的多道相向行驶）累加统计。如，东、西相向的2个左行、直行、右行道上的车辆的滞留量全部相加，再与南北向的总车流量进行比较，据此作为调整红绿灯时长的依据（下面的例子就是按此种方式）。

以上计算判别全部由plc完成。可以把以上不同计量判别方式编成不同的子程序，方便调用。

3.3 程序流程图

本例就上述所描述的车流量统计方式，十字路口给出一例plc自动调整红绿灯时长的程序流程图如图5所示，其行车顺序与现实生活中执行的一样［4］，只是时间长短不一样。

（1） 当各路口的车辆滞留量达一定值溢满时（相当于比较严重的堵车），红绿灯切换采用现有的常规定时控制方式;

（2）当东、西向路口的车辆滞留量比南、北向路口的大时（反之亦然），该方向的通行时间=小通行定时时间＋自适应滞环比较增加的延时时间（是变化的），但不大于允许的大通行时间。其中小定时时间是为了避免红绿灯切换过快之弊;大通行时间是为了公平性，不能让其它的车或行人过分久等。进一步的说明在后面的注释中。

（3）自适应滞环比较（本例的控制规律）增加的时间的确定若东、西向车辆滞留量≥南、北向一个偏差量σ（如30辆车或其它值）时，先让东、西向的左转弯车左行15s（定时控制，值可改），再让直行车直行30s（直行时间的小值，值可改）后再加一段延时保持，直至东、西向的车辆滞留量比南、北向的车辆滞留量还要少一个偏差量σ，才结束该方向的通行，切换到其它路上，否则一直延时继续通行下去，直至到达大通行时间而强制切换。滞环特性。实际应用时σ的值需整定，过小则导致红绿灯切换过频，过大又不能实现适时控制。

3.4 流程图注释

（1）流程图中的15s、30s、75s等时间分别为交管部门定的车辆左转弯时间、直行小时间、允许的大通行时间;σ为车流量的偏差量。以上值及其4个路口车流量的满溢值均可在程序初始化中任意改。

（2） 车辆左转弯是造成交通堵塞很重要的一个方面，应加以适当限制，故车辆左转弯始终采用小定时控制，以减小系统的复杂程度，提高性。

（3） 车辆通行的时间中包含绿、黄灯闪烁的时间，红、黄、绿各灯的切换与现用的方式相同，不再赘述。

（4）人行道的红绿灯接线与现用的方式相同，其绿灯点亮的时刻与该方向车辆直行绿灯点亮的时刻同步一致，但要较车辆直行绿灯提前熄灭，采用定时控制，如绿灯定时亮18s。其目的是不让右转弯车辆过分受人行道灯的限制。若人车分流，右转弯车辆不受限制。较简单，流程图中略。

（5） 车流量的计量是不间断的，与控制呈并行关系，该系统属多任务处理，编程尤其应注意。

4 结束语

比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制，可知后者的大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较定位系统而言，特别适合繁忙的、未立交的交通路口，适合于四个以上的路口，也可方便连网。

1 引言

随着可编程控制器（plc）技术的发展，plc以其通用性强、性高、抗干扰能力强、控制系统结构简单、编程方便及易于使用等优点，在我国各个厂业控制领域中得到了越来越广泛的应用，在计算机控制系统中占有着重要的地位，为实现工业生产过程自动化、改善控制系统品质、提高企业经济效益起着积的作用。

西门子公司生产的s7-200系列小型plc，以其功能强大，使用稳定且而在中国市场上占有很重要的地位，深得用户的喜爱。其内部集成的通信接口为用户提供了强大的通信功能，根据不同的协议通过接口使得plc可与不同的设备进行通信并组成网络，实现数据传送及控制等功能。s7-200系列plc支持多种通信协议，其中包括西门子产品之间所使用的ppi协议，用于多机之间通信的mpi协议，和变频器之间通信的uss协议，以及用户可以白行开发的白由口协议。尤其是自由口协议，它为用户在使用时，提供了很多方便之处。

2 系统硬件配置

本系统主要上位机、下位机、打印机和电气控制柜等组成。系统采用一台x86兼容电脑作为上位机，其配置如下：操作系统是bbbbbbs xp版；处理器是英特尔celeron 2.40ghz;内存是ddr400 1g；硬盘是希捷80g；显示器：三星纯平17英寸；光驱是三星cd-rom。系统还采用s7-200系列plc作为下位机，处理单元为西门子公司推的plc采用s7-200系列cpu226，该cpu在本机体中集成了2个rs-485通讯口，其，能满足本系统的所有要求。

考虑到上位机的串行通信协议为rs-232标准，而西门子s7-200plc的串行通信协议为rs-485标准，因此可以采用具有rs-232／rs485转换功能的pc／ppi电缆将其连接起来，便可实现上下位机之间的串行通信的协议转换。

3 系统控制任务

3.1 上位机控制任务

（1）控制要求描述：a、b、c、d、e、f、g、h是组成0到9数字的八组数码信号灯，数码显示plc控制的任务是八组数码信号灯依次亮，每组灯只亮一次，亮后熄灭，接着下一组亮，如此循环直至八组灯亮完，然后依次显示由八组数码信号灯组成的0到9数字，显示9后，八组数码信号灯依次亮，循环下去，示意如下：

      a→b→c→d→e→f→g→h→abcdef→bc→abdeg→abcdg→

bcfg→acdfg→acdefg→abc→abcdefg→abcdfg→a→b→c……

（2）i/o分配：根据上位机控制任务，对plc的输入输出端口分配

3.2 上位机监控内容

上位机软件的开发平台选择vb 6.0作为bbbbbbs环境下的一种可视化编程工具，vb6.0在开发监控系统方面有着界面友好、编程方便等特优势。根据上位机控制任务，用vb 6.0软件做的监控界面。

我们通过运行上位机plc程序和vb程序，实现对数码显示的控制，并通过自由口通信，促使数码灯颜色改变，从而plc控制信号反映在基于vb的监控画面上。对于监控界面图，信号灯亮与不亮的颜色会发生变化。当信号灯亮时，对应的文本框显示1；当信号灯不亮时，对应文本框显示0。

4 pc机与s7-200系列plc通信设计

4.1 pc机与s7-200系列plc通信原理

上下位机之间的通信，可通过使用plc开发商提供的系统协议和网络适配器来实现，但由于其通信协议不公开，因此还使用plc开发商提供的上位机组态软件，并采用支持相应协议的外设。可以说这种方式是plc开发商为自己的产品量身定做的，因此难以满足不同用户的需求。

上下位机之间的通信，也可以使用的工控组态软件，如组态王、intouch、wincc等，来实现上下位机之间的通信。这些组态软件以其功能强大、界面友好、开发简洁等优点目前在计算机监控领域已经得到了广泛的应用，但其成本较高，而且在小型系统中使用不够灵活。

而自由通信接口协议，可由用户自定义通信协议，不需要增加投资，并且具有与外围设备通信方便、易于微机控制软件开发等特点，特别适合于小规模的计算机控制系统。

s7-200系列plc的通信端口主要有两种通信模式：ppi模式和自由口模式。ppi通信协议是西门子公司专门为s7-200系列plc开发的一种通信协议，一般不对外开放。而自由口模式则是对用户开放的。在自由口模式下通信协议是由用户定义的。在自由口模式下pc机与plc之间是主从关系，pc机始终处于主导地位，计算机通过串行口发送指令到plc的通信端口，plc通过rcv接收指令信息，然后对指令进行译码。译码后再调用相应的子程序实现pc机发出的指令要求并通过xmt指令返回指令执行的状态信息。本上下位机通信系统通信原理如图3示。

4.2 plc通信程序设计

s7-200plc控制程序则使用step7-micro／win32编程软件进行开发。step7-micro／win32编程软件是基于bbbbbbs的应用软件，功能强大，主要用于开发程序，也可用于适时监控用户程序的执行状态。s7-200plc的cpu连续执行用户的程序，任务的循环写输出序列称为扫描。cpu的扫描周期。

为了不延长cpu的机时，缩短s7-200 plc的扫描周期，通信程序应尽可能短小。

自由通信模式下plc的控制程序可以使用接收中断、发送中断、发送指令（xmt）和接收指令（rcv）来控制通信操作。s7-200的cpu处于run模式时，能够进行自由端口通讯。在这一模式下，用户可以通过plc程序来选择协议，可以使用接收中断、发送中断、发送指令（xmt）和接收指令（rcv）来进行通信操作。在run模式下，对于port0（port1），当smb30协议选择域（mm）置1（smbi30协议选择域（mm）置1）时，便选择了自由端口模式。在stop状态下，自由端口模式被禁止，cpu能够与可编程设备（如编程器）之间通信。

plc程序分为主程序和中断程序。主程序完成初始化通讯口、开中断、判断、发送数据等功能，中断程序完成接收和发送数据的功能。接收指令（rcv）启动或终止接收信息功能，为接收操作开始和结束条件。发送指令（xmt）在自由口模式下依靠通信口发送数据。

初始化通信程序：

ld sm0.0

movb 16#05， smb30 // // 初始化自由口：sm30=“ppdbbbmm” =16#05=0000

0101

movb 16#b0， smb87 // // 初始化rcv信息控制字符：sm87=16#b0 =1011 0000

movb 16#0a， smb89 // // 设定信息结束字符为“16#0d”（smb89 =“16#0d”）

movw +5， smw90 // // 设置空闲线时时间为5ms （smw90=5）

movb 100， smb94 // // 设置大字符数为100（smb94=100）

atch int_0， 23 // // 连接中断0到接收结束事件

atch int_2， 9 // // 连接中断2到发送结束事件

eni // // 允许用户中断

rcv vb100， 0 // // 执行接收指令，接收缓冲区指向vb100

4.3 vb通信程序设计

上位机通信软件是在vb环境下开发的，vb语言是基于bbbbbbs操作系统的面向学习对象的程序设计语言。因vb具有强大的图形显示功能，可以很容易地开发出界面良好、满足用户需求的bbbbbbs标准风格的图形界面。vb带有专门管理串行通信的mscomm串行端口控件，程序员在利用该控件时，只需设置、监视其属性和事件，即可完成对串行口的初始化和数据的传输工作，实现plc与pc串行通信。要完成通信设置mscomm的如下相关属性值：

（1）commport：设置或传回通信连接端口代号。

（2）settings：设置初始化参数，以字符串的形式设置或传回连接速度、奇偶校验、数据位和停止位等参数。

（3）portopen：设置或传回通信连接端口的状态。

（4）bbbbb：从输入寄存器传回并移除字符。

（5）output：将一个字符串写入输出寄存器。

（6）bbbbblen：由串行端口读入的字符串长度。

（7）inbuffercoun t：传回在接收寄存器中的字符数。

1 引言

随着小区供水管网的新，改造和扩建，某些地区的管网压力不均问题日益，即当供水管线较长时，在管网中产生较大的沿程水头损失，为了维持管网末梢服务压力，势必提高水厂的出厂压力，以至在管网服务压力过高，造成区域之间的水压差过大，在高压区供水能量浪费，漏水严重，甚至可能出现爆管，但如果降低出厂水压，又满足不了低压区的用水需求。

2 恒压供水系统节能分析控制器

变频调速供水系统是技术成熟的工业自动化供水解决方案，原理如图1所示。

当水泵以额定转速运行在工频状态下时，其特性如图2所示。在该运行方式下，为了满足大流量下的压力要求，应该使pm=pd。由特性曲线可知，当流量减小时，管网压力随之升高。由于在大部分时间里q＜qm，所以如果水泵总是以工频方式运行就会形成图中ptpdpm三角形阴影区域所表示的能量浪费。而且，通过特性曲线我们还可以发现，在该工作方式下，管网压力变化范围很大，这会减少管网的使用寿命。

当水泵电机采用变频调速技术控制以后，水泵运行特性曲线如图3所示。由图可知，在该供水方式下，由于针对水流量的变化相应地及时调整水泵电机的转速，所以系统总能够运行在效率状态下。这既保证了管网供水压力恒定，又达到了节能目的。

根据流体力学的有关原理知道，当采用变频调速控制方式时，流量q、扬程h、轴功率p、转速n

通过这一组关系式我们可以进一步知道，由于轴功率的比值与电机转速的比值的3次方成正比，所以当流量的减小而使得电机转速减小时，节能的效果是很明显的。在理想情况下，当电机转速降为额定转速的80%时，水泵功率会下降到额定值的51.2%，即节约48.8%的电能。因此，变频调速控制方式在供水系统中的应用对节能的意义重大。

3 自动化方案实现

变频恒压供水控制系统，主要是由西门子公司生产s7-200plc、变频器、压力传感器、液位传感器、动力控制线路以及4台水泵等组成。用户通过控制柜面板上的按钮、转换开关和指示灯来控制系统的运行。系统方框图如图4所示。

通过安装在出水管网上的压力传感器，把出口压力信号变成标准的电压或电流信号经em235送入s7-200plc，经与给定压力参数比较进行pid运算后，发出控制信号送给变频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力上。当用水量过一台泵的供水量时，通过plc控制增加水泵。根据用水量的大小由plc控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水同时系统通过软件设计具有定时换泵和系统声、光报警及多种保护功能。

4 西门子pid指令应用

4.1 控制系统主程序设计

plc主程序主要由系统初始化程序、水泵电机起动程序、水泵电机变频/工频切换程序、水泵电机换机程序、模拟量比较计算程序（pid）、停机程序和报警程序等构成。

4.2 西门子pid指令应用

西门子s7-200系列plc指令族提供pid闭环控制指令。当过程控制中某个变量出现偏差时，pid控制算法会计算出正确的输出，把变量保持在设定值上。以plc为主机的控制系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的性。在有模拟量的控制系统中，经常用到pid运算来执行pid回路的功能，pid回路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易。

（1）pid算法。如果一个pid回路的输出m是时间t的函数，则可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。        

以上各量都是连续量，项为比例项，后一项为微分项，中间两项为积分项。其中e是给定值与被控制变量之差，即回路偏差。kc为回路的增益。用计算机处理这样的控制算式，即连续的算式周期性地采样并进行离散化，同时各信号也要离散化，公式如下：

mn=kc（spn-pvn）+kc（ts/ti）（spn-pvn）+mx+kc（td/ts）（pvn-1-pvn）

公式中包含9个用来控制和监视pid运算的参数，在pid指令使用时要构成回路表，回路表的格式如表1所示。

本设计中生活用水为系统给定值满量程的70%。系统使用比例、积分及微分控制，采用下列控制参数值：

增益kc=0.25； 采样时间ts=0.2s；

积分时间ti=30min； 微分时间td=15min；

（2）pid算法编程实现。本程序只是模拟量控制系统的pid程序主干，对于现场实现问题，还要考虑诸多方面的影响因素。

5 结束语

本文针对我国中小城市小区供水的特点，设计开发了一套基于plc的变频调速恒压供水自动控制系统。该系统利用单台变频器实现四台水泵电机的软起动和调速，同时把阀门控制和水泵电机控制都纳入自动控制系统。压力传感器采样管网压力信号经pid处理传送给变频器，变频器根据压力大小调整电机转速，通过改变水泵性能曲线来实现水泵的流量调节，保证管网压力恒定。水泵在变频下均为软启动，切换平滑，冲击电流小，水泵机组寿命相应延长。用plc设计恒压供水系统的方案，稍加变化可适用于任何需要恒压的流量系统。