課程設計--變頻液位自動控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　本科生課程設計</b></p><p>　　題 目： 變頻液位自動控制系統(tǒng) </p><p>　　課 程： 電力拖動自動控制系統(tǒng) </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級

2、： 電氣 </p><p>　　學 號： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　指導教師： </p>

3、;<p>　　完成日期： </p><p><b>　　第 一 部 分</b></p><p><b>　　任</b></p><p><b>　　務</b></p><p><b>　　書&l

4、t;/b></p><p>　　電力拖動自動控制系統(tǒng)課程設計任務書</p><p><b>　　一、課程設計的目的</b></p><p>　　通過電力拖動自動控制系統(tǒng)的設計、了解一般交直流調速系統(tǒng)設計過程及設計要求，并鞏固交直流調速系統(tǒng)課程的所學內容，初步具備設計電力拖動自動控制系統(tǒng)的能力。為今后從事技術工作打下必要的基礎。</p

5、><p><b>　　二、課程設計的要求</b></p><p>　　1、熟悉交直流調速系統(tǒng)設計的一般設計原則，設計內容以及設計程序的要求。</p><p>　　2、掌握控制系統(tǒng)設計制圖的基本規(guī)范，熟練掌握電氣控制部分的新圖標。</p><p>　　3、學會收集、分析、運用自動控制系統(tǒng)設計的有關資料和數(shù)據。</p>

6、;<p>　　4、培養(yǎng)獨立工作能力、創(chuàng)造能力及綜合運用專業(yè)知識解決實際工程技術問題的能力。</p><p><b>　　三、課程設計的內容</b></p><p>　　完成某一給定課題任務，按給出的工藝要求、運用變頻調速對系統(tǒng)進行控制。</p><p>　　四、進度安排： 共1.5周</p><p>　　本

7、課程設計時間共1.5周，進度安排如下：</p><p>　　1、設計準備，熟悉有關設計規(guī)范，熟悉課題設計要求及內容。（1.5天）</p><p>　　2、分析控制要求、控制原理設計控制方案（1.5天）</p><p>　　3、繪制控制原理圖、控制流程圖、端子接線圖。（2天）</p><p>　　4、編制程序、梯形圖設計、程序調試說明。（1.5

8、天）</p><p>　　5、整理圖紙、寫課程設計報告。（1.5天）</p><p>　　五、課程設計報告內容</p><p>　　完成下列課題的課程設計及報告（課題工藝要求由課程設計任務書提供）</p><p>　　1、退火爐溫度控制系統(tǒng)</p><p>　　2、變頻液位自動控制系統(tǒng)設計</p><

9、;p>　　3、變頻流量自動控制系統(tǒng)設計</p><p>　　4、變頻供水系統(tǒng)設計</p><p>　　5、變頻調速恒張力控制系統(tǒng)設計</p><p>　　6、變頻器在溫度控制系統(tǒng)中的應用</p><p>　　7、線纜設備恒張力變頻器控制設計</p><p><b>　　六、參考書</b>&l

10、t;/p><p>　　1、陳伯時主編 電力拖動自動控制系統(tǒng)(第二版) 機械工業(yè)出版社 1992</p><p>　　2、陳伯時, 陳敏遜 交流調速系統(tǒng) 機械工業(yè)出版社 1998</p><p>　　3、張燕賓著 SPWM變頻調速應用技術   機械工業(yè)出版社 1997</p><p>　　4、王兆義主編 《可

11、編程控制器教程》 主編</p><p>　　5、徐世許主編 《可編程控制器教程原理、應用、網絡》 主編</p><p>　　6、《工廠常用電氣設備手冊》（第2版）上、下冊 中國電力出版社</p><p><b>　　第 二 部 分</b></p><p><b>　　課</b></p

12、><p><b>　　程</b></p><p><b>　　設</b></p><p><b>　　計</b></p><p><b>　　報</b></p><p><b>　　告</b></p>

13、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一 液位自動控制系統(tǒng)方案設計6 </p><p><b>　?。ㄒ唬└攀? </b></p><p>　?。ǘ┫到y(tǒng)控制要求6 </p><p>　　（三）系統(tǒng)控制方案設計7 </p><p&g

14、t;　　二 系統(tǒng)硬件選型8 </p><p>　?。ㄒ唬㏄LC選型8 </p><p>　?。ǘ┳冾l器選型 10</p><p>　?。ㄈ┮何粋鞲衅鬟x型11 </p><p>　　三 液位自動控制系統(tǒng)的原理圖12 </p><p>　?。ㄒ唬┲麟娐?2 </p><p&g

15、t;　?。ǘ㏄LC控制電路13 </p><p>　　（三）變頻器控制電路13 </p><p>　　四 液位控制系統(tǒng)變頻器的節(jié)能控制分析…………………………………… 14 </p><p>　　五 PID原理分析及應用16 </p><p>　　六 設計小結19 </p><p>

16、　　七 參考文獻 20</p><p>　　一、液位自動控制系統(tǒng)方案設計</p><p><b>　?。ㄒ唬└攀?lt;/b></p><p>　　隨著電力電子技術以及工業(yè)自動控制技術的發(fā)展,使得交流變頻調速系統(tǒng)在工業(yè)電機拖動領域得到了廣泛應用。另外,由于PLC的功能強大、容易使用、高可靠性,常常被用來作為現(xiàn)場數(shù)據的采集和設備的控制。此處的設計

17、就是利用變頻器和PLC實現(xiàn)水池水位的控制。</p><p>　　變頻器技術是一門綜合性的技術,它建立在控制技術、電子電力技術、微電子技術和計算機技術的基礎上。它與傳統(tǒng)的交流拖動系統(tǒng)相比,利用變頻器對交流電動機進行調速控制,有許多優(yōu)點,如節(jié)電、容易實現(xiàn)對現(xiàn)有電動機的調速控制、可以實現(xiàn)大范圍內的高效連續(xù)調速控制、實現(xiàn)速度的精確控制。容易實現(xiàn)電動機的正反轉切換,可以進行高額度的起停運轉,可以進行電氣制動,可以對電動機進

18、行高速驅動。完善的保護功能:變頻器保護功能很強,在運行過程中能隨時檢測到各種故障,并顯示故障類別(如電網瞬時電壓降低,電網缺相,直流過電壓,功率模塊過熱,電機短路等),并立即封鎖輸出電壓。這種“自我保護”的功能,不僅保護了變頻器,還保護了電機不易損壞。</p><p>　　本課題就是應該PLC和變頻器，設計液位自動控制系統(tǒng)。PLC的作用是運用PID算法對系統(tǒng)進行控制，而變頻器的作用則是最電機進行調速，最終達到維持

19、提氣塔液位穩(wěn)定的目的。</p><p><b>　?。ǘ┫到y(tǒng)控制要求</b></p><p>　　汽提塔液位自動控制系統(tǒng)用浮子液位計、PLC與變頻器構成反饋的閉環(huán)液位控制系統(tǒng)。用調節(jié)2.2KW化工泵轉速，保證廢水液位穩(wěn)定、滿足汽提塔的工藝要求、并可根據現(xiàn)場處理情況自動切換流量，滿足工業(yè)現(xiàn)場廢水處理要求。兩臺變頻器、兩臺化工泵一用一備（互為備用）保證系統(tǒng)運行可靠。汽提

20、塔液位實時顯示。</p><p>　　在廢水處理液位自動控制系統(tǒng)中，采用 PLC的PID 積分分離智能型PI調節(jié)控制、編程簡單、控制可靠，適合于汽提塔液位自動控制系統(tǒng)。汽提塔液位控制穩(wěn)定、控制精度高、液位穩(wěn)定在20cm±1cm，滿足汽提塔液位控制要求。</p><p>　　圖1.1 汽提塔液位控制系統(tǒng)的工作原理</p><p>　?。ㄈ┫到y(tǒng)控制方案實現(xiàn)

21、</p><p>　　本系統(tǒng)恒壓變量供水系統(tǒng)是在2臺2.2ｋＷ電機拖動的水泵機組能夠滿足廢水總量設計要求的前提下,達到全自動閉環(huán)液位控制系統(tǒng),并具有手動控制功能,同時還應達到以下要求：液位穩(wěn)定在20cm±1cm，滿足汽提塔液位控制要求；具有短路、欠壓、過載、過流等諸多保護功能。</p><p>　　根據系統(tǒng)的總體原理圖以及系統(tǒng)的控制要求，可以初步構建出液位自動控制系統(tǒng)的結果框圖，

22、如圖1.2所示。</p><p>　　圖1.2 液位自動控制系統(tǒng)結構框圖</p><p><b>　　二、系統(tǒng)硬件選型</b></p><p><b>　?。ㄒ唬㏄LC的選型</b></p><p><b>　　1、機型的選擇 </b></p><p>

23、　　PLC機型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護使用最方便以及性能價格比的最優(yōu)化機型。在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較小）的場合，建議選用整體式結構的PLC；其它情況則最好選用模塊式結構的PLC。對于開關量控制以及以開關量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目中，一般其控制速度無須考慮，因此，選用帶A/D轉換、D/A轉換、加減運算、數(shù)據傳送功能的低檔機就能滿足要求。而在控制比較復雜，控制功能要求比較高的工

24、程項目中（如要實現(xiàn)ＰＩＤ運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網等），可視控制規(guī)模及復雜程度來選用中檔或高檔機。其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。對于一個大型企業(yè)系統(tǒng)，應盡量做到機型統(tǒng)一。這樣，同一機型的PLC模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理；同時，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有利于技術力量的培訓、技術水平的提高和功能的開發(fā)；此外，由于其外部設備通用，資源可以共享，因此，配以上位計算機后即可把控制各獨

25、立系統(tǒng)的多臺PLC聯(lián)成一個多級分布式控制系統(tǒng)，這樣便于相互通信，集中管理。</p><p>　　2、輸入/輸出的選擇 </p><p>　　PLC的輸入/輸出選擇包括以下幾部分：</p><p><b>　　1）確定I/O點數(shù)</b></p><p>　　根據控制系統(tǒng)的要求確定所需要的I/O點數(shù)時，應再增加10%～20%

26、的備用量，以便隨時增加控制功能。對于一個控制對象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，I/O點數(shù)也應有所不同。</p><p>　　2）開關量輸入/輸出</p><p>　　通過標準的輸入/輸出接口可從傳感器和開關（如按鈕、限位開關等）及控制（開/關）設備（如指示燈、報警器、電動機起動器等）接收信號。典型的交流輸入/輸出信號為24～240V，直流輸入/輸出信號為5～240V。</p

27、><p>　　3）模擬量輸入/輸出</p><p>　　模擬量輸入/輸出接口一般用來感知傳感器產生的信號。這些接口可用于測量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設備。這些接口的典型量程為－10～＋10V、0～＋10V、4～20mA或10～50mA。</p><p>　　4）特殊功能輸人/輸出</p><p>　　5）智能式輸入/輸出<

28、;/p><p>　　3、PLC存儲器類型及容量選擇 </p><p>　　PLC系統(tǒng)所用的存儲器基本上由PROM、E-PROM及PAM三種類型組成，存儲容量則隨機器的大小變化，一般小型機的最大存儲能力低于6kB，中型機的最大存儲能力可達64kB，大型機的最大存儲能力可上兆字節(jié)。使用時可以根據程序及數(shù)據的存儲需要來選用合適的機型，必要時也可專門進行存儲器的擴充設計。</p><

29、;p>　　PLC的存儲器容量選擇和計算的第一種方法是：根據編程使用的節(jié)點數(shù)精確計算存儲器的實際使用容量。第二種為估算法，用戶可根據控制規(guī)模和應用目的，按照表4的公式來估算。為了使用方便，一般應留有25%～30%的裕量，獲取存儲容量的最佳方法是生成程序，即用了多少字。知道每條指令所用的字數(shù)，用戶便可確定準確的存儲容量。 </p><p><b>　　4、軟件選擇 </b></p&g

30、t;<p>　　在系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，PLC的編程問題是非常重要的。用戶應當對所選擇PLC產品的軟件功能有所了解。通常情況下，一個系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制器具備的控制硬件的。但是，有些應用系統(tǒng)也需要控制硬件部件以外的軟件功能。例如，一個應用系統(tǒng)可能包括需要復雜數(shù)學計算和數(shù)據處理操作的特殊控制或數(shù)據采集功能。指令集的選擇將決定實現(xiàn)軟件任務的難易程度?？捎玫闹噶罴瘜⒅苯佑绊憣崿F(xiàn)控制程序所需的時間和程序執(zhí)行的時間。</p&

31、gt;<p>　　5、支撐技術條件的考慮 </p><p>　　選用PLC時，有無支撐技術條件同樣是重要的選擇依據。支撐技術條件包括下列內容：</p><p><b>　　1）編程手段</b></p><p>　　2）進行程序文本處理</p><p><b>　　3）程序儲存方式</b>

32、;</p><p><b>　　4）通信軟件包</b></p><p>　　6、PLC的環(huán)境適應性 </p><p><b>　?。ǘ┳冾l器選型</b></p><p><b>　　1、變頻器簡介</b></p><p>　　變頻器是利用電力半導體器件

33、的通斷作用將工頻電電源變換為另一頻率的電能控制裝置?？煞譃榻弧蛔冾l器，交——直——交變頻器。交——交變頻器可直接把交流電變成頻率和電壓都可變的交流電；交——直——交變頻器則是先把交流電經整流器先整流成直流電，再經過逆變器把這個直流電流變成頻率和電壓都可變的交流電。</p><p>　　為了產生可變的電壓和頻率，該設備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC），這個過程叫整流。把直流電（DC）變換為交流電（AC）

34、的裝置，其科學術語為“inverter”(逆變器)。一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源。對于逆變?yōu)轭l率可調、電壓可調的逆變器我們稱為變頻器。</p><p>　　變頻器主要是由主電路、控制電路組成。主電路是給異步電動機提供調壓調頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，

35、其直流回路濾波是電感。 它由三部分構成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產生的電壓脈動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。</p><p><b>　　2、變頻器選型</b></p><p>　　通用變頻器的選擇包括通用變頻器的型式選擇和容量選擇兩個方面，選擇的原則是：首先其功能特性能保證可靠地事項工藝要求，其次是獲得較

36、好的性能價格比。通用變頻器類型的選擇要根據負載特性進行。對于風機、泵類等平方轉矩，低速下負載轉矩較小，通常可選擇專用或普通功能型通用變頻器。對于恒轉矩類負載或有較高靜態(tài)轉速精度要求的機械應選用具有轉矩控制功能的高功能型通用變頻器，這種通用變頻器低速轉矩、靜態(tài)機械特性硬度大，不怕負載沖擊，具有挖土機特性。為了實現(xiàn)大調速比的恒轉矩調速，常采用加大通用變頻器容量的辦法。對于要求精度高、動態(tài)性能好、速度響應快的生產機械（如造紙機械、注塑機、軋鋼

37、機等），應采用矢量控制或直接轉矩控制型通用變頻器。此次課程設計選擇兩臺變頻器，互為備用，保證系統(tǒng)可靠運行。變頻器選FR—E540—2.2KW三菱變頻器。</p><p>　?。ㄈ┮何粋鞲衅鬟x型</p><p>　　選用UHZ系列磁性浮子液位變送器。液位計由現(xiàn)場指示、液位報警器和液位遠程傳裝置三部分組成?；拘透鶕判愿∽釉谝后w中產生浮力和磁鋼同性相斥，異性相吸的性質研制而成。</p

38、><p>　　根據上述原理，將液位的變化線性量經磁傳遞給現(xiàn)場指示器，液位為紅色，氣相為白色。液位遠傳裝置由磁性材料將液位的變化性的轉換直流4。20mA的電流信號，傳給二次儀表實現(xiàn)液位的遠傳、測量、控制和記錄。</p><p>　　本裝置采用UHZ系列磁性浮子液位變送器：量程(0～550mm)；輸出信號范圍；電流輸出為4～20mA。指示精度120℃。±5mm。</p>&

39、lt;p>　　三、液位自動控制系統(tǒng)的原理圖</p><p><b>　?。ㄒ唬┲麟娐?lt;/b></p><p>　　控制系統(tǒng)共有兩臺電機，其控制電路的主電路圖如下：</p><p><b>　　圖3.1 主電路</b></p><p>　?。ǘ㏄LC控制電路</p><p

40、>　　PLC控制器是電路整個系統(tǒng)的核心，擔負著系統(tǒng)的流程的控制，它要介紹來自傳感器以及其他的信息，根據這些信號對電機發(fā)出控制命令，從而完成系統(tǒng)功能。其控制電路圖如圖3.2。</p><p>　　圖3.2 PLC接線圖</p><p>　　（三）變頻器控制電路</p><p>　　變頻器的作用是用于電機的起、停和調速控制，其控制電路圖圖3.3。</p>

41、;<p>　　圖3.3 變頻器控制電路接線圖</p><p>　　四、液位控制系統(tǒng)變頻器的節(jié)能控制分析</p><p>　　隨著我國經濟的迅速發(fā)展，電機的運用越來越廣泛。由于揚水較高且電機一直高速運行，因此電能消耗較大，目前的水費成本中，電費比例達 50%以上。隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，變頻器的功能越來越強，充分利用變頻器固有的各種功能，進行變頻調速恒壓供水，對降低供水運行

42、成本，保證供水質量和穩(wěn)定性等都有非常重要的意義。恒壓供水是指不管用戶段用水量大小，總保持管網水壓基本恒定，這樣，既可滿足各部位用戶的需求，又不使電動機空轉，造成電能的浪費。為實現(xiàn)上述目標，由 PLC 根據給定壓力信號和反饋壓力信號，通過模糊推理運算，控制變頻器進行水泵轉速調節(jié)，從而控制管網水壓。</p><p>　　變頻調速節(jié)能原理分析：</p><p>　　1、交流電機變頻調速原理<

43、;/p><p>　　根據電磁感應原理，交流電動機的轉速滿足下式：</p><p>　　n0＝60f/P（同步電動機） (1)</p><p>　　n=(1－S)f/P（異步電動機） (2)</p><p><b>　　式中：</

44、b></p><p>　　n0—電動機同步轉速</p><p><b>　　n—電動機異步轉速</b></p><p>　　P—電動機定子極對數(shù)</p><p><b>　　f—交流電源頻率</b></p><p><b>　　S—電動機轉差率</b&g

45、t;</p><p>　　電動機的轉速隨著電源頻率 f、電動機極對數(shù)P、電動機轉差率 S（異步電動機）變化。由于電動機的極對數(shù) P 只能有級調節(jié)并且調整量有限，因此調速范圍有限，從而使其應用受到限制。而使用過大的轉差率調速顯然是不經濟的，對電動機的功率</p><p>　　因數(shù)及效率的影響也很大，故應用范圍十分有限。變頻調速則通過改變電動機的輸入頻率改變其空間旋轉磁場的角速度達到速度調節(jié)的

46、目的，電動機的轉速隨著電源頻率的變化而改變，電源頻率 f 增加，電動機的轉速隨之增加，反之則下降。變頻調速方式實現(xiàn)了在不影響電動機各項性能前提下的速度無級調節(jié)、恒轉矩調速或恒功率調速等調速方式，因此受到工業(yè)界的廣泛重視，應用案例越來越多。</p><p>　　2、水泵特性分析及節(jié)能原理</p><p>　　根據流體力學原理，在管徑一定的條件下，管道流量 Q 與水泵轉速 n 成正比；揚程 H

47、 與轉速平方(n2)成正比，而電機軸功率 P 與轉速的三次方(n3)成正比?？梢姰斄髁績H下降到 80%時需要的功率 P將下降到額定功率的 50%(0.83≈0.5)左右，當流量下降到 50%時需要的功率 P2 僅為額定功率的13%．圖 2 是水泵特性曲線。若要求恒壓于 HA，當流量 QA變小至 Q1時，如果水泵轉速不變，壓力會上升至 B1，壓力傳感器輸出壓力上升信號，經智能調節(jié)器分析運算后輸出轉速下降信號給調速電機的變頻控制器，調速電機

48、轉速隨即從 n0降低至 n1（B點），使管網壓力維持在 HA；同理，當流量變化至Q2 時，壓力升至 C1 點而調速電機隨即降低轉速至n2（C 點），仍保持恒壓 HA，從而實現(xiàn)了水泵自動恒壓變流量供水。</p><p>　　可見調速控制變載水泵具有顯著的節(jié)電效果。利用變頻器可以根據電機負載的變化實現(xiàn)自動、平滑地增速或減速，基本保持異步電機固有特性轉差率小的特點，具有效率高、范圍寬、精度高且能無級變速的優(yōu)點，這對于水

49、泵、風機等設備是很適用的。夜間供水量急劇減少時，可方便地設定每日休眠工作的起始/停止時刻，并可設定休眠時的壓力給定值。休眠期間，變頻器監(jiān)測管網壓力，當壓力低于設定植時，系統(tǒng)被自動喚醒，變頻泵投入工作；壓力高于設定值時，系統(tǒng)再次進入休眠狀態(tài)，只有休眠水泵運行，這樣能最大限度地節(jié)水節(jié)電。實踐證明，使用變頻設備可使水泵運行平均轉速比工頻轉速降低 20%，從而大大降低能耗，節(jié)能率可達（20～40）%。同時，通過采用變頻器控制，可在不同季節(jié)、節(jié)假

50、日、白天和晚上及上下班等時間全面調控水量?！?lt;/p><p>　　3 、節(jié)能及經濟效益分析</p><p>　　在實際運行中，如按比較保守的數(shù)字測算，以年平均節(jié)電 30%計算，一臺 22kW 的水泵應用變頻調速設備后可節(jié)電：　</p><p>　　22×30%×24×365=57816（kWh）</p><p>

51、　　按電費單價 0.60 元/kWh 計算，年可節(jié)約電費　</p><p>　　57816×0.60=3.469（萬元）　</p><p>　　若一套 22kW 的變頻調速系統(tǒng)裝置投資及配套的改造費按 6.36 萬元計算，則投資回收年限為：　</p><p>　　6.36÷3.469= 1.83（年）　</p><p>　

52、　即在不到二年的時間內即可通過節(jié)電產生的經濟效益而收回投資．在此數(shù)據中尚不包括漏損率、爆管率和搶修費用下降等產生的間接經濟和社會效益。</p><p>　　五、PID原理分析及應用</p><p>　　此次課程設計要求使用采用PLC的PID 積分分離智能型PI調節(jié)控制。</p><p>　　在廢水處理液位自動控制系統(tǒng)中，由異步電機驅動的離心水泵的動態(tài)特性具有非線性，

53、多參數(shù)等特點，同時由于管道長度，機械阻力以及信號延遲等原因，使得液位被控對象有明顯的純滯后。對于本廢水處理控制系統(tǒng)來說，一方面對液位的控制精度要求較高，汽提塔廢水處理量變化較大對控制器的魯棒性要求較高，經過反復比較觀察現(xiàn)場的各種實時數(shù)據，采用PLC的PID積分分離智能型PI調節(jié)控制、編程簡單、控制可靠，適合于汽提塔液位自動控制系統(tǒng)。運行表明汽提塔液位控制穩(wěn)定、控制精度高、液位穩(wěn)定在20cm±1cm，完全滿足汽提塔液位控制要求。

54、液位PID控制系統(tǒng)的原理圖如圖所示：</p><p>　　圖5.1 液位PID控制系統(tǒng)原理圖</p><p>　　PID控制中，比例控制是建立與設定值（SV）相關的比例帶的一種運算，并根據偏差比例帶求得運算值（控制輸出量），從而使控制平滑沒有振蕩。積分控制用于自動修正靜差。其中，積分強度用設置積分時間表示，積分時間值越小，積分運算的校正作用越強。</p><p>

55、;　　通過PI數(shù)字控制器，在過程的啟動，結束或大幅度增減設定值時，短時間內系統(tǒng)輸出有很大偏差，會造成PI運算的積分積累，致使控制量超過執(zhí)行機構可能的最大動作范圍對應的極限控制量，最終引起系統(tǒng)較大超調，甚至引起振蕩，同時也增大了調節(jié)時間。在控制對象有呆滯時間控制中，此現(xiàn)象更明顯。因此在汽提塔采用積分分離的PI控制，在起停階段或流量大幅變化時，只加比例，取消積分校正。而當實際液位與給定液位的誤差小于一定值時，則回復積分校正作用，以消除液位系

56、統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差?？筛纳葡到y(tǒng)的控制性能，減少超調量，縮短調整時間。</p><p>　　在本系統(tǒng)利用PLC的簡單、直觀的梯形圖編程功能，可以方便地確定積分分離PI控制進程，實現(xiàn)變頻調速智能PI液位控制。即控制輸出值進入飽和時，去掉積分作用，這時將積分時間設置為最大值，可使系統(tǒng)迅速退出飽和狀態(tài)。而積分分離限在上層的組態(tài)軟件中進行設置。</p><p>　　圖5.2 積分分離的PID控制<

57、;/p><p><b>　　分離限設置如下：</b></p><p>　　積分限高分離=塔－液位設定值*1.05</p><p>　　積分限低分離=塔－液位設定值*0.90</p><p>　　PLC根據現(xiàn)場的采集數(shù)據和設定值（SV），以及PI參數(shù)對偏差進行比例和積分計算，求出合適的輸出值，進行變頻調節(jié)，使控制量控制在設定值

58、的附近。</p><p><b>　　六、小結</b></p><p>　　為期一周半的課程設計很快就解說了，通過這次課程設計，我對變頻器的性能和應用有了進一步的了解，初步掌握了電機調速系統(tǒng)設計的一般原則。在課程設計的過程中，通過自己思考，動手實踐，我對電力拖動的控制理論有了更為深刻的理解，使在之前學到的書本只是得到了鞏固。同時，通過設計調速系統(tǒng)，我對PLC的應用和計

59、算機控制技術有了更多的了解。之前我們學習的知識基本都是純理論的，這次的課程設計，將PLC、計算機控制技術和電力拖動的知識有效地聯(lián)系起來，通過實際的設計和分析，使得自己更好的掌握了相關的知識。在設計過程中我也遇到了很多問題，之前并沒有系統(tǒng)的去學過變頻器的工作原理及其相關的應用，所以必須要學習變頻器的相關知識，尤其是變頻器的使用。當然，在此過程中，我請教了老師和同學，使我在短時間內初步掌握了相關知識，如期完成了課程設計。</p>

60、<p>　　這次課程設計讓我學到了不少的東西，可以說是收益匪淺，在課程設計中，兩位老師給了我們悉心的指導和幫助，在此謹表示感謝。</p><p><b>　　七、參考文獻</b></p><p>　　[1] 陳伯時主編 電力拖動自動控制系統(tǒng)(第二版) 機械工業(yè)出版社 1992</p><p>　　[2] 陳伯時, 陳敏遜

61、 交流調速系統(tǒng) 機械工業(yè)出版社 1998</p><p>　　[3] 張燕賓著 SPWM變頻調速應用技術   機械工業(yè)出版社 1997</p><p>　　[4] 王兆義主編 《可編程控制器教程》 主編</p><p>　　[5] 徐世許主編 《可編程控制器教程原理、應用、網絡》 主編</p><p&