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1、PLC在供水系统中的应用fenghy导语:本文介绍了PLC系统对自来水厂配水设备的自动控制。根据装置的特点和用户的使用情况,选用增量式PID调节。并通过软件和硬件的公道配合,使系统实现软启、软停及恒压供水摘要:本文介绍了PLC系统对自来水厂配水设备的自动控制。根据装置的特点和用户的使用情况,选用增量式PID调节。并通过软件和硬件的公道配合,使系统实现软启、软停及恒压供水。关键词:PLC;自动控制;PID;恒压供水可编程逻辑控制器PLC是八十年代开展起来的是集自动化技术、计算机技术和通讯技术于一体的新一代工业控制装置。根据我国北方水资源相对缺乏的现状,利用PLC控制水泵进展直接供水,实现无塔供水
2、,故恒压供水显得尤为重要。2硬件设计2.1系统控制框图见图1align=center图1/align2.2系统根本工作原理首先根据供水楼层来设定供水压力,以保证最高层有足够的压力。由于当用户用量增大时,压力传感器检测到的水压就变小,这时实际水压与设定水的偏向越大。根据偏向的大小来决定启动泵的数目,此时必须加大流量,以知足用户的增多;当用水量减少时,输出的压力就会增加,偏向越小,根据这个偏向值来决定关闭泵的数目,用来最大限度地节省电能。当发生火灾时,四台泵同时起动,以保证最大的供水量。利用泵的数目来知足用水量以实现恒压供水。2.3系统硬件配置三菱变频器1台热继电器4台接触器8台变频电机4台空气开
3、关1只三相保险盒6套上位计算机1套模拟量模块1块三菱通讯卡1套三菱PLC1台2.4系统软启、软停主电路:见图2align=center图2/align2.5系统构造框图为了实现恒压供水,要求这种控制系统具有很大的灵敏性。控制参数易于变动,数据记录功能完善。针对这些要求与特点,确定控制系统采用两级监控制方案,构造图如右见图3:align=center图3/align2.6系统工作方式选择该系统可以用万能转换开关选定系统手动、自开工作方式。手动、自动时每台水泵均可由变频器进展软起动、软停顿,四台水泵二用二备、并能自动识别。当用水量小时一台水泵运行,用水量大时二台水泵运行,火警时四台水泵同时供水。利
4、用程序进展定时选择水泵工作方式。在自动运行经过中,假设两台水泵供水压力低时既可由软件自动嵌入第三台水泵工作,也可手动起动第三台水泵,投入运行。在手、自动时每台水泵均由变频器按水泵工作曲线切换,通过对变频器编程。编程思路:转速n小时频率f低,但频率f不能低于6Hz,否那么电时机处于弱磁状态;n增加时f上升,n稳定在额定值时f=50Hz或者略低于50Hz,变频器切换完成。3软件设计3.1控制程序流程图见图4align=center图4/align3.2PID调节以实现恒压供水该系统为了克制内存容量的缺乏,我们选用增量式PID控制,即输出量是两个采样周期值之差ek,控制器的输出增量为Uk。表达式如下
5、:Uk=Uk-Uk-1=Kpek-ek-1+Tek/T2+T0ek-2ek-1+ek-2/T=Kp1+T/T2+T0/Tek-1+2T0/Tek-1+T0ek-2/T=K1ek-K2ek-1+K3ek-2其中:K1、K2、K3为经历系数,需要现场调试修改。ek、ek-1、ek-2为对应采样时刻的偏向。当用水量增加时,Uf减小,ek增大,需要添加水泵供水,以到达设定水压,通过这种方法实现恒压供水。增量式控制程序框图见图5。3.3数字滤波来保证采样数据的准确性为了防止瞬时抖动,进步采样数据的准确性,采用两种处理方法:1、当采样值比最大值还大时,我们取最大值为这次的采样值。2、考虑到精度的要求不高,
6、我们采用数字滤波中的平均值滤波方法。流程图如下:align=center图5图6/align3.4编程思路及平安连锁工艺控制控制对象主要是对4台水泵的控制按用户用水量的大小,可自动完成工作经过的控制。利用优先级控制:压力的优先级比时间的优先级高,来确保压力恒定。通过对变频器的编程,使变频器按照水泵的特性曲线来工作,进而有效地使水泵的起动和停顿较为平稳。换句话讲,可实现水泵的软起、软停。为了降低系统本钱,打破常规思维,我们对热继电器的状态不进展检测,利用热继电器的常闭触点用继电器控制思路对它所保护电机的接触器线圈实行硬件闭锁,利用程序对各控制电机实行软件闭锁。根据配水厂的要求可现场任意修改联锁方
7、式:下位机程序联锁、上位机程序脚本联锁。通过上述三种联锁方式,足可以保证工作经过、人员与设备的平安。3.5工作数据的处理对文中的配水装置而言,数据查阅功能显得尤为重要。通过对配水历史数据查阅,可以系统的分析用户的总用水情况,为降低供水本钱修改程序提供根据。通过对动态数据的查阅,可以使系统治理员对系统的动态经过可以很好的监控,进而有效地、公道的分配水资源。在上位计算机的WinBC组态软件中,通过标鉴记录可实现上述功能。3.6报表输出及监控在配水实际经过中的报表可分为两类:1定时报表例如:小时数据流水帐报表;2动态数据分析报表。在上位计算机的WinBC组态软件中,报表的编辑器可实现这些功能:将鼠标放在某一对象上,可弹出相应的文字讲明并持续一段时间,有助于操纵人员对配水流程的进一步理解。4完毕语本文所描绘的增量式PID控制的DCS系统完全能知足配水厂的供水要求,且具有功能完善、使用方便、控制准确等特点,稍加变化可合适任何需要恒压流量液压系统。该系统在北方各大楼宇试用,效果较为理想。消防设备均可采用这种方式供水。针对不同的系统需稍加更改,这一点需要留意。参考文献:1黄一夫.微型计算机控制技术.机械工业出版社会.1997.52钟肇新.可编程控制器原理及应用.华南理工大学出版社.1998.53同道工作室.Borlandc+开发技巧例教程.人民邮电出版.2000.5
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