PLC和变频器在住宅小区恒压供水中的应用.docx

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1、PLC和变频器在住宅小区恒压供水中的应用2系统硬件系统选用了西门子公司的S7-200CPU224XPCNPLC，主要检测元件有水位检测、执行继电器状态等，共计14个输入信号。执行部件有电机、变频调速器、声光报警器等，共10个输出点。模拟量检测有压力检测、变频器运行频率检测和压力比对检测，共2个输入、1个输出量。PLC主要完成现场的数据收集、转换、存储、报警、控制变频器完成压力调节等功能。水泵分别由变频器软起动，旁路工频运行，进展恒压控制，变频器的起动、停顿分为使用触摸屏或者文本显示器等设备软控制和PLC自动控制。控制面板上设有一个手动/自动转换开关，PLC对该开关的状态实时检测，中选择手动功能

2、时，PLC只进展检测报警，由人工通过面板上的按钮和开关进展水泵的工频起、停。中选择自动功能时，所有控制、报警均由PLC完成。系统原理图如图1所示。2系统软件为方便调试和编程，系统控制器采用模块化编程，主要由手动运行模块、自动运行模块和故障诊断与报警模块组成。1手动运行模块当系统处于手动运行时，PLC只接收各电路保护信号和各传感器信号，并由此判定各工作水泵的运行状态，在出现故障的情况下，输出报警信号。水泵的起、停和切换由人工通过面板上的按钮和开关来实现。2自动运行模块图自动运行模块流程图自动运行模块包括系统的初始化、开机命令的检测、数据收集子程序、控制量运算子程序、置初值子程序、电机控制子程序等

3、。自动运行模块流程图如图2所示。其中：数据收集子程序完成对主水管压力的数据收集。控制量运算子程序完成变频器控制量的计算和控制量的输出，其中控制量的计算按PID控制规律进展。电机控制子程序完成对3台水泵的运行和停顿控制。由于变频器的输出频率与水泵的运转速度直接相关，用水量大时，变频器输出频率升高，水泵的运转速度大；用水量小时，频率降低，水泵的运转速度小。因此程序根据变频器的输出频率的大小就可以判定和控制水泵的工作状态。当频率上升到50Hz即水泵全速运转时仍不能知足供水需要时，那么PLC自动将第一台泵切换到工频运行；第2台泵由变频器供电投入运行，假如第2台泵电机到达满转速时仍不能知足供水要求，那么

4、PLC自动将第2台泵切换到工频运行，第3台泵由变频器供电投入运行，依此规律逐个投入运行；当2台泵都处于工频全速运行方式，第3台泵处于变频运行工作方式时，假如此时用水量减小，变频器输出频率下降，当频率到达一定的下限Fmin设定变频器频率下限时，供水量仍大于用水量，那么系统自动将第三台泵停顿运行。同样，第三台泵停机后，假如此时供水量还大于用水量，那么系统自动将第二台泵停顿运行，依此类推。电机控制子程序功能图如图3所示。3故障诊断和报警输出模块变频用具有短路、过载等保护功能，当变频器所驱动的水泵电机发生短路、过载等故障时，变频器将自动切断一次供电回路，进入保护状态并输出报警信号。系统把各故障点相应的

5、接触器、断路器等元件的辅助触点接到PLC，PLC扫描输入这些触点的状态，并通过PLC程序将这些状态存放在数据存储区，再结合控制程序和设备预置状态进展逻辑分析，判定设备或者元件是否出了故障，假如发生故障，那么切断该泵的接触器，然后对变频器复位，再将备用水泵的接触器接通，启动变频器运行备用泵，同时输出该泵故障报警信号。如电机故障指示灯亮等。3结语变频调速恒压供水系统具有节能、平安、高品质的供水质量等优点。采用PLC作为控制器，硬件构造简单，本钱低，系统实现水泵电机无级调速，根据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以知足用水要求。另外，S7-200CPU224XPCNPLC根本单元提供二个RS-485接口，一个与触摸屏或者文本显示器系统参数显示、设定、系统运行软控制设备等设备通讯控制，另一个可以与楼宇监控中心进展通讯，实现无人远程控制。