基于PLC的恒压供水系统设计 PLC控制系统

2021-01-10 11:33:45  信息编号：K40521  浏览次数：908

该体系采用PLC作为操控中心，完成PID闭环运算、多泵上下行切换、显示、故障确诊等功用，由变频器调速方法主动调理水泵电机转速，达到恒压供水的意图。

　　一、前语

　　跟着操控技术的发展与完善，变频器及PLC在各个行业的使用愈来愈广，PLC与变频器的可靠性与灵活性得到了用户的认可。一起传统的水塔供水方法暴露了许多缺点：水的二次污染，用水高低峰的不平衡，管道阀门易损坏，维修保养费用过高等等。在此条件下各种恒压供水方法应运而生，其间由变频器、PLC操控的方法尤为遍及，这种方法的特色：体系稳定，功用强大，变频器用于供水更加节能，所以广泛使用在多层住宅小区生活消防供水体系中，现在许多场合也有使用，比方中央空调体系、供水加压站、集中供热等，这种方法经受了时刻的考验，已有许多的使用实例。本文介绍的体系在宝鸡某电厂家属区已从98年运转至今，体系稳定，性能可靠，得到了用户的必定和好评。

　　二、体系组成：

　　1、体系概述：

　　该体系由四台大泵(22KW)与一台小泵(5.5KW)组成;PLC部分由西门子可编程操控器S7-200系列的CPU226，文本显示器TD200组成;变频器采用三菱FR-A540系列，功率22KW。

　　用户所需的生活用水压力、消防用水压力、运转方法等参数在TD200文本显示器上设定，压力传感器把用户管网压力转换为0-10V标准信号送进PLC模拟量模块EM235，PLC经过采样程序及PID闭环程序与用户设定压力构成闭环，运算后转换为PLC模拟量输出信号送给变频器，调理水泵电机转速，达到恒压供水的意图。

　　该体系有各个泵的运转时刻累计功用，经过PLC的数据区保持可以断电回忆。每次起动时先起动1#小泵，当用水量超越一台泵的供水能力时，PLC经过程序完成泵的延时上行切换，切换原则为当前未运转的大泵累计运转时刻最少的先投入;当压力超越时，PLC经过程序完成泵的延时下行切换，切换原则为当前正在运转的大泵运转时刻最多的先撤出。直到满足设定压力为止。寻求的最终目标为压力恒定。

　　当供水负载变化时，变频器的输出电压与频率变化主动调理泵的电机转速，完成恒压供水。

　　体系还可经过PLC的实时时钟主动守时供水，用户在TD200上设定每天最多6段(段数也可设定)守时供水，比方早上6：00到8：30，中午11：20到1：30等。

　　体系可动态显示各种参数，如设定压力，运转压力，水位高度，运转方法，实时时刻，日历，各个泵的运转时刻累计(准确到秒)，运转状况，故障信息等等。为了不使体系中TD200画面显得呆板，在PLC程序中操控TD200中的画面守时切换，动态显示;

　　体系还有故障自确诊功用，各泵发作过载、缺相、短路、传感器断线、传感器短路、水位下限、水压超高、水压超低、变频器故障等，都会有声光报警，TD200上一起显示故障类型，告诉设备维修人员处理，并可回忆故障发作时刻及班次，以便追查原因及相关责任。

　　2、作业原理：主动手动方法

　　(1)手动运转时，可按下按钮起动中止水泵在工频状况下运转，彻底脱离开PLC及变频器的操控，该功用首要用在检修及主动体系出现故障时的应急供水方法中。

　　(2)主动运转时，悉数泵的运转依程序主动作业。

　　上行过程：当在主动运转方法时，按下TD200上的起动软健，体系先起动1#小泵，PLC程序操控模拟量模块EM235给定变频器一固定频率输出，此时若用 PID运算输出直接操控变频器则(设定压力大，运转压力为零，所以运算输出最大)变频器依设定的上升时刻运转，升速太快，体系冲击很大。等泵运转一会儿，管网压力堆集后，再用PID运算输出操控变频器。具体时刻和频率与管网体系有关，在现场调试时这两个参数在TD200上设定调整。管网越大，时刻越长。

　　当 1#小泵达到50HZ后，体系压力仍偏低，则延时一段时刻后，体系靠PLC程序把1#泵切换到工频运转，一起由PLC输出一个开关量给变频器的MRS端子，变频器瞬间制止输出，此时PLC把运转时刻最少的泵变频接触器接通后，撤掉制止输出，相应的泵变频起动运转;延时切断1#小泵，体系中相应的一台大泵变频运转，压力主动调理，若体系压力平衡，则频率稳定在一个相对的规模，若频率达到50HZ后压力依然偏低，则再投入一台大泵，比较剩下的泵的累计运转时刻，时刻少的先行投入，以此类推。注意，上行中，只要有一台大泵运转，则1#小泵要断开，大泵与小泵一起运转时，小泵的功率很低。

　　下行过程：当体系压力偏高，变频器运转在18HZ左右(18HZ以下泵的功率很低，经验值)时，PLC程序判断运转在工频状况的泵累计运转时刻(若只有一台泵不作判断)，运转时刻最多的泵延时先行撤出，在撤出的瞬间，PLC操控变频器运转频率在50HZ，要不体系冲击过大，简单有水垂现象，延时一会儿后，再把 PID运算输出投入即可;以此类推。注意：下行过程中，到最后一台大泵运转时，频率在18HZ左右，体系压力依然偏高时，则把1#小泵切换到变频运转。这种情况在夜间或许发作，当供水管网很大时，也许没有这个或许性。

　　三、注意事项：

　　1、该体系中有泵的工频变频上行切换，为了体系的快速响应，切换时刻最好越短越好，切换时时刻差很小，所以各个泵的变频接触器与工频接触器最好用可逆接触器，电气线路与PLC程序中也要有互锁功用。避免发作意外短路事端。对体系或变频器形成危害。

　　2、变频器上行下行切换时刻设定，假如设定值过大，则体系不能迅速对管网的用水量做出反应;假如设定值过小，则或许引起体系频繁的投入泵，撤出泵的动作;为此，PLC程序中增加判断设定压力与运转压力在临界切换状况时，只要不超越答应的误差规模内，不做泵的切换。

　　3、变频器在上行切换时，必须要有瞬间制止输出功用，变频器没有此功用可用自在停车功用;所以选择变频器时要注意这点。