學號:110911101020132014學年第2學期隆岑皮《單片機應用技術》課程設計報告題目：恒壓無塔供水系統的設計專業：電氣工程學院班級：11自動化（1）班姓名： 龔志強指導教師：臧大進宋鴻儒成績： 電氣工程學院2014年4月20日課程設計任務書學生班級：11自動化（1）班學生姓名: 龔志強學號:1109111010設計名稱： 恒壓無塔供水系統的設計 起止日期：2014.4.28——2014.5.2 指導教師：臧大進宋鴻儒設計要求：a）原理圖設計。.原理圖設計要符合項目的工作原理，連線要正確，端了要不得有標號。.圖中所使用的元器件要合理選用，電阻，電容等器件的參數要正確標明。.原理圖要完整，CPU,外圍器件，擴器接口，輸入/輸出裝置要一應俱全。b）程序設計.根據要求，將總體項能分解成若干個子功能模塊，每個功能模塊完成一個特定的功能。.根據總體要求及分解的功能模塊，確定各功能模塊之間的關系，設直出完整的程序流程圖。c）設計說明書.原理圖設計說明簡要說明設計目的，原理圖中所使用的元器件功能及在圖中的作用，各器件的工作過程及順序。.程序設計說明對程序設計總體功能及結構進行說明，對各子模塊的功能以及各子模塊之間的關系作較詳細的描述。在以PLC控制為核心，變頻調速技術為基礎的恒壓供水系統中,PLC將壓力設定值與測量值的偏差經PID運算后得到的信號控制變頻器，從而通過變頻器控制水泵的轉速調節管網的壓力，實現恒壓供水的目的.介紹了基于S7-200恒壓供水系統PID調節器的實現.關鍵詞：PLC變頻調速PID恒壓供水AbstractInaPLCcontrolasthecoretechnology-basedfrequencycontrolconstantpressurewatersupplysystems,PLCandmeasuringthepressuresettingvalueofthedeviationbythePIDcontrolalgorithmstothesignalconverter,roducedtheS7-200basedonconstantpressurewatersupplysystemPIDregulatorimplementation.Keywords:PLCfrequencycontrolPIDconstantpressurewatersupplyTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"第1章緒論 7課題背景 7\o"CurrentDocument"恒壓供水發展概況 7\o"CurrentDocument"變頻恒壓供水的現狀 7國內外變頻供水系統現狀 7變頻供水系統應用范圍 8\o"CurrentDocument"第2章可編程控制器概述 8\o"CurrentDocument"可編程控制器的基本結構 8CPU模塊 8I/O模塊 9電源 9編程器 9輸入/輸出擴展單元 9外部設備接口 9\o"CurrentDocument"可編程控制器的工作原理 10\o"CurrentDocument"可編程控制器的內存區域的分布及I/O配置 10\o"CurrentDocument"可編程控制器基本指令簡介 11\o"CurrentDocument"STEP7-Micro/WIN軟件的使用方法 12系統需求 12軟件的使用 12編程規則 13\o"CurrentDocument"第3章PLC控制的恒壓供水系統 14\o"CurrentDocument"設計基本思路 14\o"CurrentDocument"恒壓供水系統的基本構成 14\o"CurrentDocument"變頻器及其控制 15變頻器的基本結構 15變頻器的分類及工作原理 16PLC在恒壓供水泵站中的主要任務 16PLC在恒壓供水泵站中的主要任務 17PLC模擬量擴展單元的配置及應用 17第6章總結 18參考文獻 19第1章緒論課題背景隨著社會的發展和進步，城市高層建筑的供水問題日益突出：一方面要求提高供水質量，不要因為壓力的波動造成供水障礙：另一方面要求保證供水的可靠性和安全性，發生火災時，能夠可靠供水。衡量供水質量的重要標準之一是供水壓力是否恒定，因為水壓恒定于某些工業或特殊用戶是非常重要的，如當發生火災時，若供水壓力不足或無水供應，不能迅速滅火，會造成更大的經濟損失或人員傷亡，但是用戶用水量是經常變動的，因此用水和供水之間的不平衡的現象時有發生，并且集中反映在供水的壓力上。隨著我國社會經濟的發展，住房制度改革的不斷深入，人們生活水平的不斷提高，城市建設發展十分迅速，同時也對基礎建設提出了更高的要求。城市供水系統的建設是其中的一個重要方面，供水的可靠性、穩定性、經濟性直接影響到用戶的正常工作和生活，也直接體現了供水管理水平的高低。傳統供水廠，特別是中小供水廠所普遍采用的恒速泵加壓供水方式存在效率較低、可靠性不高。自動化程度等缺點，難以滿足當前經濟生活的需要。隨著人們對供水質量和供水系統可靠性要求的不斷提高，需要利用先進的自動化技術、控制技術以及通訊技術，要求設計出高性能、高節能、能適應供水廠復雜環境的恒壓供水系統成為必然趨勢。恒壓供水發展概況水是生命之源，人類生存和發展都離不開水。在通常的城市及鄉鎮供水中，基本上都是靠供水站的電動機帶動離心水泵，產生壓力使管網中的自來水流動，把供水管網中的自來水送給用戶。但供水機泵供水的同時，也消耗大量的能量，如果能在提高供水機泵的效率、確保供水機泵的可靠穩定運行的同時，降低能耗將具有重要經濟意義。我國供水機泵的特點是數量大、范圍大、類型多，在工程規模上也有一定水平，但在技術水平、工程標準以及經濟效益指標等方面與國外先進水平相比，還有一定差距。對大多數供水企業來說，傳統供水機泵存在日常運行費用太高，供水成本居高不下，單位供水的能耗偏大的問題，尋求與能耗之間的最佳性價比，是困擾企業的一個長期問題。變頻調速技術以其顯著的節能效果和穩定可靠的控制方式，在風機、水泵、空氣壓縮機、制冷壓縮機等高能耗設備上廣泛應用。隨著變頻調速技術的發展和人們對生活飲用水品質的不斷提高，變頻恒壓供水系統已逐漸取代原有的水塔供水系統。目前不論是國內還是國外都在利用PLC過程控制功能，結合變頻調速和觸摸屏技術對原有的老舊系統進行改造，隨著科技的發展，供水系統向著更智能化方向發展。變頻恒壓供水的現狀國內外變頻供水系統現狀變頻恒壓供水時在變頻調速技術的發展之后逐漸發展起來的。目前國內外的恒壓供水系統變頻器成熟可靠，恒壓控制技術先進。國外變頻供水系統在設計時主要采用一臺變頻器只帶一臺水泵機組的方式。這種方式安全可靠，變壓方式更靈活。此方式的缺點必是電機數量和變頻器的數量一樣多，因而投資成本很高。國外生產的變頻器，特別是供水廠用變頻器，相對國產變頻器而言，價格明顯偏高，維護成本也高于國內產品。目前，國內有不少公司在從事進行變頻恒壓供水的研制推廣，國產變頻器主要采用進口元件組裝或直接進口國外變頻器，結合PLC或PID調節器實現恒壓供水，在小容量、控制要求的變頻供水領域，國產并且發展較快，并以其成本低廉的優勢占領了相當部分小容量變頻器恒壓供水市場。但在大功率容量變頻器上，國產變頻器有待于進一步改進和完善。變頻供水系統應用范圍變頻恒壓供水系統在供水行業中的應用，按所使用的范圍大致分為三類：（1）小區變頻供水系統主要用于包括工廠、小區供水、高層建筑供水、鄉村加壓站，特點是變頻控制的電機功率小，一般在135kw一下，控制系統簡單。由于這一范圍的用戶群十分龐大，所以是目前國內研究和推廣最多的方式。（2）國內中小型供水廠變頻恒壓供水系統這類變頻供水系統主要用于中小型供水廠或大中型的輔助供水廠。這類變頻器電機功率在135km和320km之間，電網電壓通常為220V或380V。受中小型水廠規模和經濟條件限制，目前主要是采用工廠通用的變頻恒壓供水變頻器。（3）大型供水廠的變頻恒壓供水系統這類變頻供水系統用于大中城市的主力供水廠，特點是功率大、機組多、多數采用高壓變頻系統。這類系統一般變頻器和控制器要求較高，多數采用了國外的進口變頻器和控制系統。第2章可編程控制器概述可編程序控制器，英文稱ProgrammableLogicalController，簡稱PLC。它是一個以微處理器為核心的數字運算操作的電子系統裝置，專為在工業現場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時/計數和算術運算等操作指令，并通過數字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產過程。PLC是微機技術與傳統的繼電接觸控制技術相結合的產物，它克服了繼電接觸控制系統中的機械觸點的復雜接線、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優點，又照顧到現場電氣操作維修人員的技能與習慣，特別是PLC的程序編制，不需要專門的計算機編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學；調試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將PLC應用于生產實踐。可編程控制器的基本結構可編程控制器主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成（如下圖所示）。

按鈕選擇開關限位開關電源CPU模塊可編程序控制器接觸器電磁閥指示燈電源編程裝置CPU模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微處理器（CPU）和存儲器組成。它用以運行用戶程序、監控輸入/輸出接口狀態、作出邏輯判斷和進行數據處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規定的各種操作，將結果送到輸出端，并響應外部設備（如編程器、電腦、打印機等）的請求以及進行各種內部判斷等。PLC的內部存儲器有兩類，一類是系統程序存儲器，主要存放系統管理和監控程序及對用戶程序作編譯處理的程序，系統程序已由廠家固定，用戶不能更改；另一類是用戶程序及數據存儲器，主要存放用戶編制的應用程序及各種暫存數據和中間結果。可編程序控制器接觸器電磁閥指示燈電源編程裝置I/O模塊I/O模塊是系統的眼、耳、手、腳，是聯系外部現場和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。輸入信號有兩類：一類是從按鈕、選擇開關、數字撥碼開關、限位開關、接近開關、光電開關、壓力繼電器等來的開關量輸入信號；另一類是由電位器、熱電偶、測速發電機、各種變送器提供的連續變化的模擬輸入信號?？删幊绦蚩刂破魍ㄟ^輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調節閥、調速裝置等執行器，可編程序控制器控制的另一類外部負載是指示燈、數字顯示裝置和報警裝置等。電源可編程序控制器一般使用220V交流電源?？删幊绦蚩刂破鲀炔康闹绷鞣€壓電源為各模塊內的元件提供直流電壓。編程器編程器是PLC的外部編程設備，用戶可通過編程器輸入、檢查、修改、調試程序或監示PLC的工作情況。也可以通過專用的編程電纜線將PLC與電腦聯接起來，并利用編程軟件進行電腦編程和監控。輸入/輸出擴展單元I/O擴展接口用于將擴充外部輸入/輸出端子數的擴展單元與基本單元（即主機）連接在一起。外部設備接口此接口可將編程器、打印機、條碼掃描儀，變頻器等外部設備與主機相聯，以完成相應的操作。本實驗裝置選用的主機型號為S7-200系列的主機。可編程控制器的工作原理可編程控制器有兩種基本的工作狀態，即運行（RUN）狀態與停止（STOP）狀態。在運行狀態，可編程序控制器通過執行反映控制要求的用戶程序來實現控制功能。為了使可編程序控制器的輸出及時地響應隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執行一次，而是反復不斷地重復執行，直至可編程序控制器停機或切換到STOP工作狀態。除了執行用戶程序之外，在每次循環過程中，可編程序控制器還要完成內部處理、通信處理等工作，一次循環可分為5個階段。在內部處理階段，可編程序控制器檢查CPU，模塊內部的硬件是否正常，將監控定時器復位，以及完成一些別的內部工作。在通信服務階段，可編程序控制器與帶微處理器的智能裝置通信，響應編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內容。在輸入處理階段，可編程序控制器把所有外部輸入電路的接通/斷開（ON/OFF）狀態讀入輸入映像寄存器。在程序執行階段，即使外部輸入信號的狀態發生了變化，輸入映像寄存器的狀態也不會隨之而變，輸入信號變化了的狀態只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入。在輸出處理階段，CPU將輸出映像寄存器的通/斷狀態傳送到輸出鎖存器?？删幊炭刂破鞯膬却鎱^域的分布及I/O配置S7-200CPU224部分編程元件的編號范圍與功能說明如下表所示元件名稱編號編號范圍功能說明輸入寄存器II0.0?I1.5共14點接受外部輸入設備的信號輸出寄存器QQ0.0?Q1.1共10點輸出程序執行結果并驅動外部設備位存儲器MM0.0?M31.7在程序內部使用，不能提供外部輸出定時器TT0,T64保持型通電延時1msT1?T4,T65?T68保持型通電延時10msT5?T31,T69?T95保持型通電延時100msT32,T96ON/OFF延時，1msT33?T36,T97?T100ON/OFF延時，10msT37?T63,T101?T255ON/OFF延時，100ms計數器CC0?C255加法計數器，觸點在程序內部使用高速計數器HCHC0?HC5用來累計比CPU掃描速率更快的10

事件順序控制繼電器SS0.0?S31.7提供控制程序的邏輯分段變量存儲器VVB0.0?VB5119.7數據處理用的數值存儲兀件局部存儲器LLB0.0?LB63.7使用臨時的寄存器，作為暫時存儲器特殊存儲器SMSM0.0?SM549.7CPU與用戶之間交換信息特殊存儲器（只讀）SMSM0.0?SM29.7CPU執行時標志位的狀態累加寄存器ACAC0?AC3用來存放計算的中間值可編程控制器基本指令簡介S7-200的SIMATIC基本指令簡表:LDLDNNN裝載（開始的常開觸點）取反后裝載（開始的常閉觸點）AN與（串聯的常開觸點）ANN取反后與（串聯的常閉觸點）ON或（并聯的常開觸點）ONN取反后或（并聯的常閉觸點）NOT棧頂值取反EU上升沿檢測ED下降沿檢測二N賦值SS_BIT,N置位一個區域RS_BIT,N復位一個區域SHRBDATA,S_BIT,N移位寄存器SRBOUT,N字節右移N位SLBOUT,N字節左移N位RRBOUT,N字節循環右移N位RLBOUT,N字節循環左移N位TONTxxx,TP通電延時定時器TOFTxxx,TP斷電延時定時器CTUCxxx,PV加計數器CTDCxxx,PV減計數器END程序的條件結束STOP切換到STOP模式WDR看門狗復位300msJMPN跳到指定的標號CALLN(N1,N2……)調用子程序，可以優16個可選參數11

CRET從子程序條件返回FOR/NEXINDX,INIT,FIFor/Next循環ALD電路塊串聯OLD電路塊并聯NETRTABLE,PORT網絡讀NETWTABLE,PORT網絡寫SLCRN順控繼電器段的啟動SLCTN順控繼電器段的轉換SLCE順控繼電器段的結束STEP7-Micro/WIN軟件的使用方法STEP7-Micro/WIN編程軟件為用戶開發、編輯和控制自己的應用程序提供了良好的編程環境。為了能快捷高效地開發你的應用程序，STEP7-MicroWIN軟件提供了三種程序編輯器。STEP7-Micro/WIN軟件提供了在線幫助系統，以便獲取所需要的信息。本實驗裝置使用的編程軟件是STEP7-Micro/WINV4.0版本，在做實驗前，首先將該軟件根據軟件安裝的提示安裝到計算機上，然后用編程線將計算機和實驗裝置連接到一起。系統需求STEP7-MicroWIN既可以在PC機上運行，也可以在Siemens公司的編程器上運行。PC機或編程器的最小配置如下：Windows98、Windows2000、WindowsMe或者WindowsNT4.0以上。軟件的使用中選擇PC/PPI協議。中選擇PC/PPI協議。設置PG/P流口(2)點擊IProperties..12

(2)點擊IProperties..12⑶在通訊菜單里雙擊刷新，STEP7-Micro/WINV4.0開始搜索PPI網絡中的S7-200CPU。搜索完成后會出現網絡中所有PLC的列表，選擇要操作的PLC即可對所選PLC進行操作了。(4)編輯梯形圖。(5)點擊_將程序下載到PLC中，點擊知 可以對程序運行狀態進行監控，點擊卜可以將PLC置于運行的狀態。編程規則(1)外部輸入/輸出繼電器、內部繼電器、定時器、計數器等器件的接點可多次重復使用，無需用復雜的程序結構來減少接點的使用次數。(2)梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈接在右邊。接點不能放在線圈的右邊，在繼電器控制的原理圖中，熱繼電器的接點可以加在線圈的右邊，而PLC的梯形圖是不允許的。(3)線圈不能直接與左母線相連。如果需要，可以通過一個沒有使用的內部繼電器的13常閉接點或者特殊內部繼電器的常開接點來連接。(4)同一編號的線圈在一個程序中使用兩次稱為雙線圈輸出。雙線圈輸出容易引起誤操作，應盡量避免線圈重復使用。(5)梯形圖程序必須符合順序執行的原則，即從左到右，從上到下地執行，如不符合順序執行的電路就不能直接編程。(6)在梯形圖中串聯接點使用的次數是沒有限制的，可無限次地使用。(7)兩個或兩個以上的線圈可以并聯輸出。第3章PLC控制的恒壓供水系統設計基本思路生產及生活都離不開水。但如果水源離用水場所較遠，就需要管路的輸送。而將水送到較遠的地方，管路中是需要有一定水壓的，水壓高了，才能將水輸送到較遠或較高的樓層。產生水壓的設備室水泵，水泵轉動的越快，產生的水壓越高。傳統的維持水壓的方法是建造水塔，水泵開著時將水打到水塔中，水泵休息時，借助水塔的水位繼續供水。水塔中的水位變化相對水塔的高度變化很小，也就是說水塔能維持供水管路中水壓的基本恒定。但是，建造水塔需花費財力物力，水塔還會造成二次污染。那么，可不可以不借助水塔來實現恒壓供水呢？當然可以，但是要解決水壓隨用水量的大小變化的問題。通常的做法是：用水量大時，增加泵數量或提高水泵的轉速以保持官網中的水壓不變，用水量小時又需做出相反的調整。這就是恒壓供水的基本思路。這在電動機速度調節技術不發達的年代是不可設想的，但今天辦到這一點已變得很容易了，交流變頻器的誕生為水泵轉速的平滑連續調節提供了方便。交流變頻器是改變交流電源頻率的電子電力設備，輸入三相工頻交流電后，可以輸出頻率平滑變化的三相交流電。恒壓供水系統的基本構成恒壓供水泵站一般需要設多臺水泵及電機，這比設單臺水泵及電機節能而可靠。配單臺電機及水泵時，他們的功率必須足夠的大，在用水量少時開一臺大電機肯定是浪費的，電機選小了用水量大時供水會不足。而且水泵與電機都有維修的時候，備用泵是必要的。恒壓供水的主要目標是保持官網水壓的恒定，水泵電機轉速要跟隨用水量的變化而變化，這就要用變頻器為水泵電機供電。這也有兩種配置方案，一是為每臺水泵電機配一臺變頻器，這當讓方便，電機與變頻器不須切換，但購變頻器的費用較高。另一種方案是數臺電機配一臺變頻器，變頻器與電機間可以切換，供水運行時，一臺水泵變頻運行，其余水泵工頻運行，以滿足不同用水量的需求。圖3-1為恒壓供水泵站的構成示意圖。圖中壓力傳感器用于檢測官網中的水壓，常常設在泵站的出水口。當用水量大時，水壓降低；用水量小時，水壓升高。水壓傳感器將水壓的變化轉變為電流或電壓的變化送給調節器。調節器是一種電子裝置，在系統中完成以下幾種功能：14

（1）設定水管壓力的給定值。恒壓供水水壓的高低需要設定。供水距離越遠，用水地點越高，系統所需供水壓力越大。給定值即是系統正常工作時的恒壓值。另外有些供水系統可能有多種用水目的，如將生活用水與消防用水共用一個泵站水壓的設定值可能不止一個，一般消防用水的水壓要高于生活用水。調節器具有給定值設定功能，可以以數字量進行設定，也有的調節器以模擬量方式設定。電動機（2）接收傳感器送來的當反饋，調節器是反饋的接收點壓的實管網實測水壓回送給泵站控制裝置稱為（3）根據給定值與實測值的綜合，依一定的調節規律發出系統調節信號。調節器接收了水壓的實測反饋信號后，將它與給定值比1于實測值，說明系統水壓低于理想水壓，要加（1）設定水管壓力的給定值。恒壓供水水壓的高低需要設定。供水距離越遠，用水地點越高，系統所需供水壓力越大。給定值即是系統正常工作時的恒壓值。另外有些供水系統可能有多種用水目的，如將生活用水與消防用水共用一個泵站水壓的設定值可能不止一個，一般消防用水的水壓要高于生活用水。調節器具有給定值設定功能，可以以數字量進行設定，也有的調節器以模擬量方式設定。電動機（2）接收傳感器送來的當反饋，調節器是反饋的接收點壓的實管網實測水壓回送給泵站控制裝置稱為（3）根據給定值與實測值的綜合，依一定的調節規律發出系統調節信號。調節器接收了水壓的實測反饋信號后，將它與給定值比1于實測值，說明系統水壓低于理想水壓，要加要降低水泵電機的轉速。這些都是由調節器的得到給定值與（泵電機的轉速實測值之差。如給定值大

，如水壓高于理想水壓，信號控制。為了實現調節的快速性與系統的穩定分一微分定的，PI核心的調個調節規律問題，傳統調節器的調節規律多是比例一積調節，俗稱PID調節器。D調節過程視調節器的|節器多為數字式調節:調節器的內部構成有調節參數，如P、I、D參數均是可以由使用者設數字式調節及模擬量調節兩類，以微計算機為圖3-1供水泵站的構成示意圖變頻器及其控制交流變頻器室微計算機及現代電子電力技術高度發展的結果。微計算機是變頻器的核心，電子電力器件構成了變頻器的主電路。我們知道，從發電廠送出的交流電的頻率是恒定不變的，在我國是每秒50周。而交流電動機的同步轉速錯誤！未指定書簽。式中N 同步轉速，r/min；f 電子頻率，Hzp——電機的磁極對數。而異步電動機轉速式中 s——異步電動機轉差率，s=（N1-N）/N1,一般小于3%。均與送入電機的電流頻率f成正比例。因而，改變頻率可以方便的改變電機的運行速度，也就是說變頻對于交流電機的調速來說是十分合適的。變頻器的基本結構從頻率變換的形式來說，變頻器分為交一交和交一直一交兩種形式。交一交變頻器可將工頻交流電直接換成頻率、電壓均可控制的交流電，稱為直接式變頻器。而交一直一交變頻器則是先把工頻電通過整流變成直流電，然后再把直流電換成頻率、電壓均可控制的交流電，又稱間接式變頻器。市售通用變頻器多是交一直一交變頻器，其基本結構如圖3-215器電囑所示，由主回路、包括整流器、中間直流環節、、逆變器和控制回路組成，現將各部分的功能分述如下：圖3-2變頻器的基本結構（1）整流器。電網側的變流器是整流器，它的作用是把三相（也可以是單相）交流電整流成直流。（2）直流中間電路。直流中間電路的作用是對整流電路的輸出進行平滑，以保證逆變器及控制電源得到質量較高的直流電源。由于逆變器的負載多為異步電動機，屬于感性負載。無論是電動機處于電動或發電制動狀態其功率因數總不會為1。因此，在中間直流環節和電動機之間總會有無功功率的交換。這種無功能量要靠中間環節的儲能元件來緩沖。所以又常稱為直流中間環節為中間直流儲能環節。（3）逆變器。負載側的變流器為逆變器。逆變器的主要作用是在控制電路的控制下將直流平滑輸出電路的直流電源轉換為頻率及電壓都可以任意調節的交流電源。逆變器電路的輸出就是變頻器的輸出。（4）控制電路。變頻器的控制電路包括主控制電路、信號檢測電路、門極驅動電路、外部接口電路及保護電路等幾個部分，其主要任務是完成逆變器的開關控制，對整流器的電壓控制及完成各種保護功能。控制電路時變頻器的核心部分，性能的優劣決定了變頻器的性能。一般三相變頻器的整流電路由三相全波整流橋組成，直流中間電路的儲能元件在整電路是電壓源時是大容量的電解電容，在整流電路時電源時是大容量的電感。為了電動機制動電阻及輔助電路。逆變電路最常見的結構形式是利用6個半導體主開關器件組成的三橋式逆變電路。有規律的控制逆變器中主開關的通與斷，可以得到任意頻率的三相交流輸出?，F代變頻器控制電路的核心器件是微型計算機，全數字化控制為變頻器的優良性能提供了硬件保障。變頻器的分類及工作原理變頻器較詳細的工作原理還是與變頻器的工作方式，通常變頻器按工作方式分類如下：（1）U/f控制。U/f控制即電壓與頻率成比例變化控制。由于通用變頻器的負載主要是電動機，出于電機磁場恒定的考慮，在變頻的同時都要伴隨著電壓的調節，U/f控制由于忽略了電機漏阻抗的作用，在低頻段的工作特性不理想。因而實際變頻器中常用E/f控制。采用U/f控制方式的變頻器通常被稱為普通功能變頻器。（2）轉差頻率控制。轉差頻率控制是在E/f控制基礎上增加轉差控制的一種控制方法。從電機的轉速角度看，這是一種以電機的實際運行速度加上該速度下電機的轉差頻率確定變頻器的輸出頻率的控制方式。更重要的是，在E/f二常數的條件下，通常對轉差頻率的控制，可以實現對電機轉矩的控制。采用轉差頻率控制的變頻器通常屬于多功能型變頻器。（3）矢量控制。矢量控制是受調速性能優良的直流電機磁場電流和轉矩電流克分別控制的啟發而設計的一種控制方式。矢量控制將交流電機的定子電流采用矢量分解的方16法，計算出定子電流的磁場分量和轉矩分量，并分別控制，從而大大的提高了變頻器對電機轉速和力矩控制的精度及性能。采用矢量控制的變頻器通常稱為高功能變頻器。通常變頻器按工作方式分類的主要工程意義在于各類變頻器對負載的適應性。普通功能性變頻器適用于泵類負載及要求不高的反抗性負載，而高功能變頻器可適用于位能性負載。PLC在恒壓供水泵站中的主要任務PLC在恒壓供水泵站中的主要任務（1）代替調節器實現水壓給定值與反饋值的綜合與調節工作，實現數字式PID調節。一只傳統調節器往往只能實現一路PID設置，用PLC作調節器可同時實現多路PID設置，在多功能供水泵站中各類工況中參數可能不一樣，使用PLC作數字式調節器就十分方便。（2）控制水泵的運行與切換。在多泵組恒壓供水泵站中，為了使設備均勻地磨損，水泵及電機是輪換工作的。在設單一變頻器的多泵組泵站中，如規定和變頻器相連接的泵為主泵，主泵也是輪流擔任的。主泵在運行時達到最高頻率時，增加一臺工頻泵投入運行。PLC則是泵組管理的執行設備。（3）變頻器的驅動控制。恒壓供水系統中變頻器常常采用模擬量控制方式，這需采用PLC的模擬量控制模塊，該模塊的模擬量輸入端接受傳感器送來的模擬信號，輸出端送出經給定值與反饋值比較并經PID處理后得出的模擬量控制信號，并依此信號的變化改變變頻器的輸出頻率。（4）泵站的其他邏輯控制。除了泵組的運行管理工作外，泵站還有許多邏輯控制工作，如手動、自動操作轉換，泵站的工作狀態指示，泵站工作異常的報警，系統的自檢等，這些都可以在PLC的控制程序中安排。PLC模擬量擴展單元的配置及應用PLC的普通輸入端口均為開關量處理端口，為了使PLC能完成模擬量的處理，常見的方法是為整體式PLC加配模擬量擴展單元。