PLC变频恒压供水监控系统设计探讨.pdf

www.PLC 1 引言 在供水系统中，恒压供水是指在供水网系中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方 式。本文采用计算机(PC)、可编程控制器(PLC)、变频器组成变频恒压供水监控系统，通过 变频调速实现恒压供水、满足节能降耗的要求，而且有利于实现生产的自动化及远程监测。 用水量变化具有随机性，用水高峰时水压不足，低谷时又造成能量浪费。变频恒压供水系统 根据公共管网的压力变化，通过PLC和变频器自动调节水泵的增减、水泵电机的运行方式 及电机的转速，实现恒压供水，既防止了能量空耗，又避免出现电机启动时冲击电流对设备 的影响。 2 工作原理 变频恒压供水系统采用一台变频器拖动两台大功率电动机，可在变频和工频两种方式下运行; 一台低功率的电机，作为辅助泵电机。 启动方式:为避免启动时的冲击电流，电机采用变频启动方式，从变频器的输出端得到逐渐 上升的频率和电压。启动前变频器要复位。 变频调速:根据供水管网流量、压力变化自动控制变频器输出频率，从而调节电动机和水泵 的转速，实现恒压供水。如设备的输出电压和频率上升到工频仍不能满足供水要求时，PL C 发出指令1号泵自动切换到工频电源运行，待1号泵完全退出变频运行，对变频器复位 后，2 号泵投入变频运行。 多泵切换:根据恒压的需要，采取无主次切换，即“先开先停”的原则接入和退出。在PLC 的程序中，通过设置变频泵的工作号和工频泵的台数，由给定频率是否达到上限频率或下限 频率来判断增泵或减泵。在用水量较小的情况下，采用辅助泵工作。 为了避免一台泵长期工作，任一泵不能连续变频运行超过3 小时。当工频泵台数为零，有 一台运行于变频状态时，启动计时器，当达到3 小时时，变频泵的泵号改变，即切换到另 www.PLC 一台泵上。当有泵运行于工频状态，或辅助泵启动时，计时器停止计时并清零。 故障处理:能对水位下限，变频器、PLC故障等报警。PLC故障，系统从自动转入手动方式。 3 PLC 控制电路 系统采用S7-200PLC 作下位机。S7-200PLC 硬件系统包含一定数量的输入/输出(I/O)点， 同时还可以扩展I/O模块和各种功能模块。输入点为6 个，其中水位上、下限信号分别为I 0.0、I0.1。输出点为10个，O0.0-O1.0对应PLC 的输出端子。对变频器的复位是由输出点 O1.0通过一个中间继电器KA 的触点来实现的。根据控制系统I/O点及地址分配可知，系 统共有5 个开关量输入点，9个开关量输出点;1个模拟量输入点和1个模拟量输出点。可以 选用CPU224PLC(14DI/10DO)，再扩展一个模拟量模块EM235(4AI/1AO)。 4 PLC 通信程序 S7-200PLC 硬件功能完善，指令系统丰富。可为用户提供多种通讯方式:PPI方式，MPI方 式，自由通讯口方式等。应用自由通讯口方式，使S7-200PLC 可以与任何通信协议已知， 具有串口通讯的智能设备和控制器(如打印机、变频器、上位PC机等)进行通信，也可以用 于两个CPU 之间简单的数据交换。该通信方式使可通信的范围大大增大，使控制系统配置 更加灵活、方便。 采用PLC 自由通讯口方案，PLC工作于从站，PC处于主站模式，PLC从站只响应来自主 站的申请。主站向PLC从站发送指令格式的报文，读指令00 为向从站PLC 申请产生于P LC