基于plc的恒压供水系统的设计

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基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计随着科技的发展和社会的进步,人们对水资源的利用和管理越来越重视。

恒压供水系统是一种能够在不同用水量下保持供水压力稳定的系统,广泛应用于工业、农业和民用领域。

本文将介绍基于PLC的恒压供水系统的设计,通过PLC控制系统实现对供水系统的智能控制和优化运行。

恒压供水系统是通过控制水泵的运行来维持供水管网中的压力稳定,当用户用水量变化时,系统能够自动调节水泵的运行状态,以保持供水压力在设定范围内。

恒压供水系统一般由水泵、压力传感器、PLC控制系统等组成。

当供水管网中的压力低于设定值时,PLC 控制系统将启动水泵,当压力达到设定值时,控制系统将停止水泵的运行。

1. 系统传感器的选择恒压供水系统中需要使用压力传感器来检测供水管网中的压力情况,传感器的选择直接影响到系统的准确性和稳定性。

一般情况下,可以选择高精度的压力传感器,通过其测量得到的压力信号输入PLC控制系统,以便系统根据压力变化进行自动调节。

2. PLC控制系统的设计PLC(Programmable Logic Controller)是一种用于工业控制的可编程逻辑控制器,具有良好的稳定性和灵活性,适用于恒压供水系统的设计。

设计PLC控制系统时,首先需要明确系统的控制逻辑和运行流程,然后编写相应的控制程序并进行调试。

3. 水泵的选型和布置恒压供水系统中的水泵是系统的核心部件,其选型和布置直接影响系统的运行效果。

在选型时,需要考虑供水管网的水质、用水量、管网布局等因素,以确保水泵能够满足系统的要求。

水泵的布置也需要符合水力平衡原则,确保供水管网的水流畅通。

恒压供水系统中的水泵一般是多台联动运行的,通过PLC控制系统实现水泵的智能联动是设计的重点。

在控制系统中,需要考虑水泵的启停逻辑、联动方式、切换条件等,以便系统能够根据实际压力需求进行自动调节。

5. 系统的远程监控和报警设计恒压供水系统在运行过程中需要进行实时监控和故障报警,以确保系统的安全可靠运行。

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计【摘要】本文主要介绍了基于PLC的恒压供水系统的设计。

引言部分包括引言概述、研究背景和研究意义。

在着重讨论了PLC在恒压供水系统中的应用、系统架构设计、控制策略设计、硬件设计和软件设计。

结论部分主要对设计方案进行优劣比较,并展望未来的发展方向,最后总结全文。

通过对恒压供水系统的设计,可以实现水压稳定,提高供水系统的效率和节约能源成本。

这种基于PLC的设计方案在实际工程中有着广阔的应用前景,有助于提高供水系统的自动化程度,提供更好的供水服务。

【关键词】PLC、恒压供水系统、系统架构、控制策略、硬件设计、软件设计、设计方案优劣比较、未来展望、总结、研究背景、研究意义、引言概述。

1. 引言1.1 引言概述恒压供水系统是一种通过控制水泵的运行来保持管网中恒定的水压的系统。

随着城市化进程的加快和生活水平的提高,恒压供水系统在城市生活中的应用越来越广泛,成为现代城市水务管理中的重要组成部分。

基于PLC的恒压供水系统利用PLC作为控制核心,能够实现自动控制、参数调节、故障检测等功能,可以提高系统的稳定性和可靠性。

本文旨在探讨基于PLC的恒压供水系统的设计和应用。

将介绍PLC在恒压供水系统中的应用,包括PLC的特点、优势以及在恒压供水系统中的具体作用。

然后,将详细介绍系统架构设计,包括系统的组成部分、连接方式以及工作原理。

接着,将探讨控制策略设计,包括系统的控制逻辑、参数调节方法等方面。

还将介绍硬件设计和软件设计,包括控制器的选型、传感器的选择以及编程软件的使用方法等。

通过本文的研究,可以更好地了解基于PLC的恒压供水系统的设计原理和应用方法,为实际工程项目的实施提供有力的技术支持。

1.2 研究背景恒压供水系统是一种在水泵工作中保持水压恒定的系统,能够满足用户对水压稳定的需求,提高供水系统的运行效率和水质管理。

随着现代化社会的发展和城市建设的不断推进,对水资源的需求日益增加,传统的水泵控制系统已经无法满足实际需求。

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计恒压供水系统是一种以恒定压力为目标进行供水的系统。

PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门用于自动化系统控制的设备,它可以根据预设的程序控制各种设备和执行各种操作。

恒压供水系统一般包括水泵、水箱、传感器、流量计和控制器等组件。

PLC可以根据不同的需求和实时传感器数据,对这些组件进行控制和调节,以实现恒定的供水压力。

设计一个基于PLC的恒压供水系统时,首先需要确定系统的工作要求,包括所需的最小和最大供水压力范围、水泵的工作状态和切换条件等。

然后,根据这些要求编写PLC的控制程序。

控制程序的主要功能包括以下几个方面:1. 监测供水压力:PLC需要连接压力传感器,实时监测供水压力,并将其数据传输到控制器。

2. 控制水泵的启停:根据实时的供水压力数据和预设的最小和最大压力范围,PLC可以控制水泵的启停,保持供水压力在设定的范围内。

3. 控制水泵的运行速度:当供水压力低于最小压力时,PLC可以调节水泵的运行速度,增加供水流量,提高供水压力。

4. 控制水泵的切换:当供水压力达到最大压力时,PLC可以控制一个备用水泵的启动,实现水泵的切换。

5. 数据记录和报警:PLC可以记录供水压力、流量等各种数据,并根据预设的条件产生报警信号,提醒操作人员进行维护或处理异常情况。

在设计过程中,需要充分考虑系统的稳定性、可靠性和安全性。

PLC的选型和配置需要根据系统的规模和要求来确定,同时还需要设计合理的电气控制、保护和联锁装置,确保系统的正常运行。

基于PLC的恒压供水系统的设计需要充分考虑供水压力的监测和控制,合理调节水泵的运行速度和切换,以实现稳定的恒压供水。

还需要保证系统的可靠性和安全性,提供数据记录和报警功能,便于维护和处理异常情况。

《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》范文

《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》范文

《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》篇一一、引言随着现代工业和城市化的快速发展,供水系统的稳定性和效率成为了关键性的问题。

恒压供水系统作为解决这一问题的有效手段,已经得到了广泛的应用。

其中,基于PLC(可编程逻辑控制器)的恒压变频供水系统以其高效、稳定、智能的特点,在供水领域得到了极大的关注。

本文将详细介绍基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现。

二、系统设计1. 系统架构设计本系统主要由三部分组成:PLC控制器、变频器和供水泵站。

其中,PLC控制器负责接收压力传感器传来的信号,通过运算处理后,控制变频器调节供水泵的转速,从而达到恒压供水的目的。

2. PLC控制器设计PLC控制器是本系统的核心部分,它需要接收压力传感器的实时数据,对数据进行处理和计算,然后发出控制指令。

此外,还需要具有与其他设备通信的能力。

在设计过程中,应充分考虑PLC的稳定性、可扩展性、抗干扰能力等因素。

3. 变频器与供水泵站设计变频器是连接PLC控制器和供水泵站的桥梁,它接收PLC 的控制指令,调节供水泵的转速。

供水泵站则负责实际的供水任务。

在设计过程中,应考虑泵站的布局、管道的设计、泵的选型等因素,以确保整个系统的稳定性和效率。

三、系统实现1. 硬件实现硬件部分主要包括PLC控制器、变频器、压力传感器、供水泵站等设备的选型和安装。

在选型过程中,应充分考虑设备的性能、价格、维护等因素。

安装过程中,应遵循相关的安全规范,确保系统的稳定性和安全性。

2. 软件实现软件部分主要包括PLC程序的编写和调试。

在编写过程中,应充分考虑系统的控制逻辑、数据处理、通信协议等因素。

在调试过程中,应对系统进行反复测试和优化,确保系统的稳定性和准确性。

四、系统测试与运行1. 系统测试在系统安装完成后,应进行系统测试。

测试过程中,应检查各部分的连接是否正常,系统运行是否稳定,数据是否准确等。

如果发现问题,应及时进行排查和修复。

2. 系统运行经过测试后,系统可以正式投入运行。

基于PLC的变频恒压供水系统的设计

基于PLC的变频恒压供水系统的设计

基于PLC的变频恒压供水系统的设计一、本文概述随着工业技术的不断发展和城市化进程的加速,供水系统的稳定性和效率成为现代社会不可或缺的一部分。

传统的供水系统往往存在压力不稳定、能耗高等问题,难以满足现代社会的需求。

因此,基于PLC (可编程逻辑控制器)的变频恒压供水系统应运而生,成为解决这些问题的有效手段。

本文旨在探讨基于PLC的变频恒压供水系统的设计原理、系统构成、控制策略以及实际应用,以期为提高供水系统的稳定性和效率提供理论和技术支持。

本文将介绍基于PLC的变频恒压供水系统的基本设计原理,包括PLC 的工作原理、变频器的控制原理以及恒压供水的实现原理。

文章将详细阐述该系统的构成部分,包括硬件组成和软件设计,以便读者能够全面了解系统的整体架构。

在此基础上,本文将深入探讨系统的控制策略,包括PLC的编程实现、变频器的调速控制以及恒压供水的控制算法等,以展示系统如何实现精准的压力控制和节能运行。

本文还将通过实际案例分析,展示基于PLC的变频恒压供水系统在实际应用中的表现,包括系统的稳定性、节能效果以及运行效率等方面的评估。

文章将总结该系统的设计经验和教训,并提出改进和优化的建议,以期为推动供水系统的技术进步和可持续发展做出贡献。

本文旨在全面介绍基于PLC的变频恒压供水系统的设计原理、系统构成、控制策略以及实际应用,以期为供水系统的稳定性和效率提升提供理论和技术支持。

二、PLC与变频技术基础PLC,即可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一种专为工业环境设计的数字运算操作电子系统。

它采用可编程的存储器,用于在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,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。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。

随着微电子技术的发展,PLC的性能得到了不断提升,其应用领域也越来越广泛。

《2024年基于PLC的变频恒压供水系统的设计》范文

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《基于PLC的变频恒压供水系统的设计》篇一一、引言随着社会经济的不断发展和人民生活水平的持续提高,对于供水系统的稳定性和可靠性要求越来越高。

传统的供水系统往往存在能耗高、调节不精确等问题。

因此,基于PLC(可编程逻辑控制器)的变频恒压供水系统应运而生,其通过变频技术实现恒压供水,不仅提高了供水的稳定性和可靠性,还大大降低了能耗。

本文将详细介绍基于PLC的变频恒压供水系统的设计。

二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现供水系统的恒压供水,降低能耗,提高供水的稳定性和可靠性。

具体来说,包括以下几点:1. 保持供水压力的稳定性,满足用户需求。

2. 通过变频技术实现电机的节能运行。

3. 实现系统的自动化控制,降低人工干预。

4. 具备故障自诊断和保护功能,确保系统安全稳定运行。

三、系统组成基于PLC的变频恒压供水系统主要由以下几部分组成:1. 水泵:负责供水的动力来源,采用变频电机实现调速。

2. PLC控制器:负责整个系统的控制,包括压力采集、电机控制、故障诊断等功能。

3. 压力传感器:实时监测供水压力,将压力信号转换为电信号供PLC控制器处理。

4. 变频器:接收PLC控制器的指令,控制电机的运行速度,实现恒压供水。

5. 其他辅助设备:包括管网、阀门、过滤器等,保证供水的正常运行。

四、系统设计流程1. 需求分析:根据实际需求,确定系统的功能、性能指标等。

2. 硬件选型:选择合适的水泵、PLC控制器、压力传感器、变频器等硬件设备。

3. 系统布线:根据硬件设备的布局,进行合理的布线设计,确保系统的稳定性和可靠性。

4. 程序设计:编写PLC控制程序,实现压力采集、电机控制、故障诊断等功能。

5. 系统调试:对系统进行整体调试,确保系统的各项功能正常运行。

6. 运行维护:对系统进行定期检查和维护,确保系统的长期稳定运行。

五、系统实现1. 压力采集:通过压力传感器实时监测供水压力,将压力信号转换为电信号供PLC控制器处理。

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计1. 引言1.1 背景介绍恒压供水系统是一种能够保持管网压力恒定的供水系统,其特点是在用户用水量变化时能够自动调节工作状态,保持供水压力恒定。

随着城市建设的发展和人们对供水质量和供水压力要求的提高,恒压供水系统在城市供水系统中得到了广泛的应用。

在传统的供水系统中,因为管网压力波动大,用户在高峰时段可能会出现供水压力不足的情况,影响用户的用水体验。

而恒压供水系统通过在系统中增加变频器或调速器等设备,能够根据用户用水量的变化实时调节泵的运行状态,从而保持管网的压力稳定,提高供水系统的稳定性和可靠性。

恒压供水系统的设计和应用对于提高城市供水系统的运行效率和水质保障具有重要意义。

基于PLC的恒压供水系统能够更加智能化地控制供水系统的运行,提高系统的运行效率和稳定性。

研究基于PLC 的恒压供水系统的设计对于推动供水系统的智能化和可持续发展具有重要的意义。

1.2 研究意义恒压供水系统作为现代生活中不可或缺的设备,其稳定可靠的运行对于保障用户正常生活和生产经营具有重要意义。

传统的恒压供水系统存在着一些问题,如压力波动大、能耗高、维护成本高等。

对于基于PLC的恒压供水系统的研究具有重要的意义。

通过对基于PLC的恒压供水系统进行研究和设计,不仅可以提升系统的性能和可靠性,还可以为恒压供水系统的发展带来新的技术突破和创新,推动相关领域的发展。

本文旨在探讨基于PLC技术的恒压供水系统的设计原理和方法,为相关研究和应用提供参考和借鉴。

1.3 研究目的研究目的是为了探索基于PLC的恒压供水系统设计的有效性和可行性。

通过对恒压供水系统的原理和特点进行分析,以及PLC在恒压供水系统中的应用情况进行研究,我们可以更好地理解恒压供水系统的设计要求和实施步骤。

通过对基于PLC的恒压供水系统的硬件设计和软件设计进行详细的讨论,可以为工程师和研究人员提供实用的设计方案和技术支持。

通过本研究,我们希望能够总结出基于PLC的恒压供水系统设计的优势和特点,为未来的恒压供水系统设计和研究提供参考和借鉴。

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》范文

《PLC实现恒压变频供水系统的设计》篇一一、引言随着工业自动化水平的不断提高,PLC(可编程逻辑控制器)在供水系统中的应用越来越广泛。

恒压变频供水系统作为一种高效、节能的供水方式,其设计及实现成为现代供水工程的重要课题。

本文将详细介绍PLC在恒压变频供水系统设计中的应用,包括系统构成、工作原理、设计方法及实施效果等方面。

二、系统构成恒压变频供水系统主要由水源、水泵、压力传感器、PLC控制器、变频器等部分组成。

其中,水源提供系统所需的水资源,水泵负责将水输送到指定地点,压力传感器实时监测水管中的水压,PLC控制器则负责整个系统的控制与调节,变频器则用于调节水泵电机的转速,实现恒压供水。

三、工作原理恒压变频供水系统的工作原理是通过PLC控制器实时采集压力传感器的数据,根据设定的压力值与实际压力值的差异,通过变频器调节水泵电机的转速,从而保持水管中的水压恒定。

当实际水压低于设定值时,PLC控制器会增加水泵电机的转速,提高水压;反之,则会降低水泵电机的转速,降低水压。

此外,系统还具有过载、过流、过压等保护功能,确保系统的安全稳定运行。

四、设计方法1. 确定系统参数:根据实际需求,确定供水系统的流量、扬程、工作压力等参数。

2. 选择设备:根据系统参数,选择合适的水泵、压力传感器、PLC控制器及变频器等设备。

3. 设计电路:设计PLC控制电路及变频器驱动电路,确保电路的稳定性和可靠性。

4. 编程控制:使用编程软件对PLC进行编程,实现恒压控制、故障诊断及保护等功能。

5. 安装调试:将设备安装到现场,进行系统调试,确保系统正常运行。

五、实施效果PLC实现恒压变频供水系统的设计具有以下优点:1. 节能:通过实时调节水泵电机的转速,实现恒压供水,避免了能源的浪费。

2. 稳定:系统具有较高的稳定性,能够根据实际需求自动调节水压,保证供水的稳定性和连续性。

3. 智能:通过PLC控制器实现智能化控制,具有故障诊断及保护等功能,提高了系统的安全性。

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基于plc的恒压供水系统的设计(恒压供水系统的原理及电气控制要求。

Plc在机电系统中的应用和工作原理。

西门子变频器的工作原理MM440。

Plc编程原理及程序设计方法。

电器原理图,接线图。

)一.恒压供水系统的原理1.系统介绍生产生活中的用水量常随时间而变化,季节、昼夜相差很大。

用水和供水的不平衡集中体砚在水压上,用水多而供水少则水压低,用水少而供水多则水压高。

以前大多采用传统的水塔、高位水箱或气压罐式增压设备容易造成二次污染,同时也增大了水泵的轴功率和能量损耗。

随着电力电子技术的发展变频调速技术广泛应用于送水泵站、加压站、工业给水、小区和高楼供水等供水等领域。

相对于传统的技术而言,它具有节能效益明显、保护功能完善、控制灵活方便等优点。

恒压供水控制系统的基本控制策略是:采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统,进行优化控制泵组的调速运行,并自动调整泵组的运行台数,完成供水压力的闭环控制,在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。

系统的控制目标是总管的出水压力及系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较,其差值输入CPU运算处理后,发出控制指令,控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速,从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。

恒压供水系统由PLC控制器,变频器,触摸屏显示器,压力变送器,水位变送器,软启动器,水泵电机组,电机保护装置以及其他电控设备等构成,如图1所示。

图1 恒压供水系统示意图2.系统构成系统采用了S7-200型PLC (14个输人点,10个输出点)、MM440型变频器、压力传感器及其他控制设备。

系统构成如图2所示。

图2 系统构成图压力传感器将用户管网水压信号变成电信号(4一20mA),送给变频器内部PID控制器,PID控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算,并给出信号控制水泵电动机的电压和频率。

当用水量较少时,1#泵在变频器控制下变频运行。

如需水量加大,压力传感器在管网端测的水压偏小,则变频器输出频率上升,直到50Hz。

这时1#泵由变频切换为工频运行状态。

同时系统对2#泵进行变频起动和调节。

如果两台泵供水仍不能满足供水要求,则系统将2#泵投人工频进行,将3#泵投人变频运行。

供水量增大,加泵情况依次类推。

如用水量减少,变频器的频率会下降。

当变频器频率下降至下限值时,PLC将最先工频运行的水泵停掉如果频率下限值仍持续出现,PLC再停止第2台工频运行的水泵。

系统按先开起的泵先切除的顺序逐台切换泵,以维持管网水压恒定。

3.系统原理系统控制原理结构如图3:压力传感器从供水管网反馈电压信号,电压信号经过滤波放大后送到s7-200的模拟输入口,与给定的供水压力信号比较形成压力偏差信号,经过PLC (s7-200)PID模块PI调节后发出控制电压信号,送到变频器MM440的模拟电压信号与连接到变频器MM440的三相交流电的频率一一对应,调节控制电压信号就可以调节三相交流电的频率。

系统是以供水管网的供水压力为控制对象而构成的闭环控制系统,其设计是按照三个电机就可以完全满足供水要求。

图3系统闭环控制原理框图系统中采用了数字PID控制技术,使PID的参数整定和调整实现在线控制,通过对系统压力的检测,根据水压的大小使系统分时操作。

实现系统了快速、稳定的输出。

将管网的实际压力经反馈后送到比较器的愉人端与给定压力进行比较,当管网压力不足时,通过对参数运算,调整PID 的参数,控制电压上升,使频率相应增大,水泵转速加快,供水量加大,近而使管网压力上升。

反之,水泵转速减慢,供水量减少,近而使管网压力下降,如果单泵在调节范围内不能达到管网压力要求时,可以依靠增加或减少水泵数量来保持恒压供水的稳定。

二、系统构成及控制原理系统由西门子变频器MM440、3台供水水泵、可编程控制器西门子S7 - 200 及主控开关等组成。

变频器是调速核心设备, 其主要作用是通过改变输出电源频率而对电机、水泵实现无级调速,达到随用水量变化而自动调节电机、水泵转速, 使管网保持恒压的目的。

可编程控制器为控制系统主控器件, 控制系统自动运行, 1#泵、2#泵、3#泵3台泵将轮换循环作变频泵变频运行, 从而每台泵的工作时间与休息时间都大致相同, 每台泵都有充足的休息时间,降低了设备的故障率。

同时可切换3台水泵至市电直接供电运行, 3台泵轮换循环方式下所示:1#泵变频( 3#泵工频备自投) 泵变频( 1#泵工频备自投 3#泵变频( 2#泵工频备自投) 1#泵变频( 3#泵工频备自投)。

3台水泵电机分别为M1、M2、M3,VVVF 为西门子变频器MM440,接触器KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的变频运行,KM2、KM4、KM6接触器分别控制M1、M2、M3的直接市电供电运行,KH1、KH2、KH3分别为控制3台水泵电机过载保护用的热继电器,QF1、QF2、QF3、QF4分别为变频器和3台水泵电机主电路的空气开关。

系统控制原理线路图如图4。

图4 系统控制原理线路图运行24h运行24h运行24hPLC控制的恒压供水泵站实例以下介绍一个三泵生活/消防双恒压无塔供水的实例。

如图5所示,市网自来水用高低水位控制器EQ来控制注水阀YV1,自动把水注满储水水池,只要水位低于高水位,则自动往水箱注水。

水池的高/低水位信号也直接送给PLC,作为低水位报警。

为了保证供水的连续性,水位上下限传感器高地距离较小。

生活用水和消防用水共用三台泵,平时电磁阀YV2处于失电状态,关闭消防管网,三台泵根据生活用水的多少,按一定的控制逻辑运行,使生活供水在恒压状态(生活用水低恒压值)下进行。

当有火灾发生时,电磁阀YV2得电,关闭生活用水管网,三台泵供消防用水使用,并根据用水量的大小,使消防供水也在恒压状态(消防用水高恒压值)下进行。

火灾结束后,三台泵再改为生活供水使用。

图5 恒压供水系统构成图一、系统控制要求对三泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是:(1)生活供水时,系统应保持低恒压值运行,消防供水时系统应保持高恒压值运行。

(2)三台泵根据恒压的需要,采取“先开先停”的原则接入和退出。

(3)在用水量小的情况下,如果一台泵连续运行时间超过3h,则要切换下一台泵,即系统具有“倒泵功能”,避免某一台泵工作时间过长。

(4)三台泵在启动时都要有软启动功能。

(5)要有完善的报警功能。

(6)对泵的操作要有手动控制功能,手动只在应急或检修时临时使用。

二、控制系统的I/O及地址分配根据图5及以上控制要求统计控制系统的输入/输出信号的名称,代码及地址编号如表1所示。

水位上下限信号分别为I0.1、I0.2,它们在水淹没时为0,露出时为1。

表1 输入/输出点代码及地址编号三、PLC控制系统选型从上面分析可知,控制系统共有开关量输入点6个,开关量输出点12个;模拟量输入点1个,模拟量输出点1个。

如果选用CPU224PLC,需要扩展单元;如果选用CPU226PLC,则价格较高,浪费较大。

参照西门子S7-200产品目录及市场实际价格,选用主机为CPU222(8入/6继电器输出)一台,加上一台扩展模块EM222(8继电器输出),再扩展一个模拟量模块EM235(4AI/1AO),这样的配置是比较经济的。

整个PLC系统的配置如图6所示。

图6 PLC控制系统组成四、电气控制系统原理图(1)主电路图图7所示为电控系统主电路。

三台电动机分别为M1、M2、M3。

接触器KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的工频运行;接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3的变频运行,FR1、FR2、FR3分别为三台水泵电动机过载保护用的热继电器;QS1、QS2、QS3、QS4分别为变频器和三台水泵电动机主电路的隔离开关;FU1为主电路的熔断器,VVVF为简单的一般变频器。

图7 电气控制系统主电路(2)控制电路图图8所示为电控系统控制电路图。

图中SA为手动/自动转换开关,SA打在1的位置时为手动控制状态;打在2位置时为自动控制状态。

手动运行时,可用按钮SB1~SB8控制三台泵的起/停和电磁阀YV2的通断;自动运行时,系统在PLC程序控制下运行。

图中的HL10为自动运行状态电源指示灯。

对变频器频率进行复位时只提供一个干触点信号,由于PLC的4个输出点为一组,共用一个COM端而本系统又没有剩下单独的COM端输出组,所以通过一个中间继电器KA的触电对变频器进行复频控制。

图中的Q0.0~Q0.5及Q1.0~Q1.5为PLC的输出继电器触电,它们旁边的4、6、8等数字为接线编号,可结合图9一起读图。

图8 电气控制系统控制电路(3)PLC外围接线图图9所示为PLC及扩展模块外围接线图。

火灾时,火灾信号SA1被触动,I0.0为1。

本设计方案在实际使用时还必须考虑许多其他因素,这些因素主要包括:①直流电源的容量。

②电源方面的抗干扰措施。

③输出方面的保护措施。

④系统保护措施。

图9 控制系统PLC及扩展模块的外围接线五、系统程序设计硬件连接确定之后,系统的控制功能主要通过软件实现,结合系统控制要求,对软件设计分析如下:1、由“恒压”要求出发的工作泵组数量管理前边已经说过,为了恒定水压,在水压降落时要升高变频器的输出频率,且在一台泵工作不能满足恒压要求时,需启动第二台泵或第三台泵。

判断需启动新泵的标准是变频器的输出频率达到设定的上限值。

这一功能可通过比较指令实现。

为了判断变频器工作频率达上限值的确实性,应滤去偶然的频率波动引起的频率达到上限情况,在程序中考虑采用时间滤波。

2、多泵组泵站泵组管理规范由于变频器泵站希望每一次启动电动机均为软启动,又规定各台水泵必须交替使用,多泵组泵站泵组的投运要有管理规范。

在本设计中,控制要求中规定任意一台泵连续变频运行不得超过3h,因此每次需启动新泵或切换变频泵时,以新运行泵为变频泵为合理方案。

具体操作时,将现行运行的变频泵从变频器上切除,并接上工频电源运行,将变频器复位并用于新运行泵的启动。

除此之外,泵组管理还有一个问题就是泵的工作循环控制,本设计中使用泵号加1的方法实现变频泵的循环控制(3再加1等于零),用工频泵的总数结合泵号实现工频泵的轮换工作。

3、程序的结构及程序功能的实现PLC在恒压供水系统中的功能较多,由于模拟量单元及PID调节都需要编制初始化及中断程序,本程序分为三部分:主程序、子程序和中断程序。

逻辑运算及报警处理等放在主程序中,系统初始化的一些工作放在初始化子程序中完成,这样可节省扫描时间。

利用定时器中断功能实现PID控制的定时采样及输出控制。

生活供水时系统设定值为满量程的70%,消防供水时系统设定值为满量程的90%。

在本系统中,只是用比例(P)和积分(I)控制,其回路增益的时间常数可通过工程计算初步确定,但还需要进一步调整以达到最优控制效果。

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