PLC和触摸屏与ATV38变频器的组合应用.docx

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1、PLC和触摸屏与ATV38变频器的组合应用zhangting导语：组合应用了施耐德Twido系列PLC，XBT-G2110触摸屏，ATV38变频器。采用通讯方式对变频器进展控制来实现系统控制功能，用户可以通过触摸屏控制系统的运行。摘要：组合应用了施耐德Twido系列PLC，XBT-G2110触摸屏，ATV38变频器。采用通讯方式对变频器进展控制来实现系统控制功能，用户可以通过触摸屏控制系统的运行。通过安装在出水管网上的压力变送器，把出口压力信号变成420mA或者010V标准信号送入PLC内置的PID调节器，经PID运算与给定压力参数进展比拟，输出运行频率到变频器。控制系统由变频器控制水泵的转速

2、以调节供水量，根据用水量的不同，PLC频率输出给定变频器的运行频率，进而调节水泵的转速，到达恒压供水。关键词：PLC；触摸屏；变频器；串行通讯；恒压供水1、引言在工业现场控制领域，可编程控制器PLC一直起着重要的作用。随着国家在供水行业的投资力度加大，水厂运行自动化程度不断进步，PLC在供水行业应用逐步增多。触摸屏与PLC配套使用，使得PLC的应用更加灵敏，同时可以设置参数、显示数据、以动画等形势描绘自动化经过，使得PLC的应用可视化。变频恒压供水成为供水行业的一个主流，是保证供水管网在恒压的重要手段。当代变频器完善的网络通讯工程，威电机的同步运行，远间隔集中控制和在线监控等提供了必要的支持。

3、通过与PLC连接的触摸屏，可以使控制更加直观，操纵更加简单、方便。组合应用PLC、触摸屏及变频器，采用通讯方式对变频器进展控制来实现变频恒压供水。2、系统构造变频恒压供水系统原理如图1；它主要由PLC、变频器、触摸屏、压力变送器、动力及控制线路以及泵组组成。用户可以通过触摸屏控制系统的运行，也可以通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来理解和控制系统的运行。通过安装在出水管网上的压力变送器，把出口压力信号变成420mA或者010V标准信号送入PLC内置的PID调节器，经PID运算与给定压力参数进展比拟，输出运行频率到变频器。控制系统由变频器控制水泵的转速以调节供水量，根据用水量的不同，PLC

4、频率输出给定变频器的运行频率，进而调节水泵的转速，到达恒压供水。PLC设定的内部程序驱动I/O端口开关量的输出来实现切换沟通接触器组，以此协调投入工作的水泵电机台数，并完成电机的启停、变频与工频的切换。通过调整投入工作的电机台数和控制电机组中一台电机的变频转速，使系统管网的工作压力始终稳定，进而到达恒压供水的目的。3、工作原理该系统有手动和自动两种运行方式。手动方式时，通过控制柜上的启动和停顿按钮控制水泵运行，可根据需要分别控制1#3#泵的启停，该方式主要供设备调试、自动有故障和检修时使用。自动运行时，首先由1#水泵变频运行，变频器输出频率从0HZ上升，同时PID调节器把接收的信号与给定压力比

5、拟运算后送给变频器控制。如压力不够，那么频率上升到50HZ，由PLC设定的程序驱动I/O端口开关量的输出来实现切换沟通接触器组，使得1泵变频迅速切换为工频，2泵变频启动，假设压力仍达不到设定压力，那么2泵由变频切换成工频，3泵变频启动；如用水量减少，PLC控制从先起的泵开场切除，同时根据PID调节参数使系统平稳运行，始终保持管网压力。假设有电源瞬时停电的情况，那么系统停机，待电源恢复正常后，人工启动，系统自动恢复到初始状态开场运行。变频自动功能是该系统最根本的功能，系统自动完成对多台泵的启动、停顿、循环变频的全部操纵经过。4、设备参数的设置在进展通讯之前必须对PLC、触摸屏和变频器的通讯参数进

6、展正确设置。本系统定义为Modbus协议，波特率为9600，数据位为8，无校验，停顿位为1。变频器除设置通讯参数外，还需启用“自由停车以保护电机。PLC通讯参数设置:TWDLCAA24DRF硬件端口端口设置，在端口设置中进展端口参数设置；触摸屏通讯参数设置：IO治理器ModbusRTU01COM1ModbusEquipment，双击“ModbusEquipment即可进展通讯参数设置。5、PLC控制系统该系统采用施耐德的TWDLCAA24DRF，I/O点数为24点，继电器输出，PLC编程采用施耐德PLC专用编程软件Twidosoft，软件提供完好的编程环境，可进展离线编程、在线连接和调试。为了

7、进步整个系统的性价比，该系统采用可编程控制器的开关量输入输出来控制电机的起停、自动投入、定期切换，供水泵的变频及故障的报警等，而且通过PLC内置的PID给定电机的转速、设定压力、频率、电流、电压等模拟信号量。施耐德PLC的编程指令简单易懂且程序设计灵敏，步进计数器功能模块%SCi提供了一系列的步，这些步可赋值给动作。从一个步挪动到另一个步取决于外部或者内部事件。通过模拟输入和输出模块TWAMM3HT以及内置的PID运算器，实现如图2的顺序切泵。泵组切换示意图如图2，工作条件知足，开场工作时，1#泵变频启动，泵的转速随变频器输出频率的上升而逐渐升高，如变频器的频率到达50HZ而此时水压还未到达设

8、定值，PLC内置的程序控制使得切换到下一个工作步，延时一段时间后，1泵迅速切换至工频运行，同时解除变频器运行信号，使变频器频率降为0HZ，然后2泵变频启动，假设压力仍未到达，那么2泵切换至工频，3泵变频启动，在运行中始终保持一台泵变频运行，当压力到达设定值时变频输出将为0HZ，同时PLC通过I/O端口跳到下一个工步，由PLC决定切除1工频泵，此时由一台工频泵和一台变频泵运行，假如此时压力到达设定值，变频器的输出为0HZ，再切换到下一个工步，PLC解除2工频泵，只由3泵变频运行来维持管网压力。当压力下降，变频器频率升至50HZ输出信号，延时后3泵切换为工频，1泵变频启动，假设压力仍不知足那么1变

9、切换为1工，2泵变频运行，假如压力仍达不到，2变切换为2工，启动3变，三台泵同时工作以保证供水要求。这样的切换经过有效地减少泵的频繁起停，同时在实际管网对水压波动做出反响之前，由变频器迅速调节，使水压平稳过渡，进而有效的防止了高楼用户短时间停水的情况发生。以往的变频恒压供水系统在水压高时，通常采用停变频泵，再将变频器以工频运行方式切换到正在以工频运行的泵上进展调节。这种切换的方式理论上要比直接切换工频的方式先进，但其轻易引起泵组的频繁起停，进而减少设备的使用寿命。而在该系统中采用直接停工频泵的运行方式，同时由变频器迅速调节，只要参数设置适宜，即可实现泵组的无冲击切换，使水压过渡平稳，有效的防止

10、了水压的大范围波动及水压太低时的短时间缺水的现象，进步了供水品质。6、触摸屏界面设计和运行操纵第一步：确认接通触摸屏电源，进入触摸屏欢送界面，如图3第二步：在欢送界面中用一个手指轻压“参数，进入“参数设定界面，如图4。第三步：进展参数设定。手指轻压“切泵时间后的方框，出现软键盘，如图5。在软键盘中设定切泵时间，单位为小时，设定后轻压“Enter确认。按上面的方法依次设定加泵时间和减泵时间，单位为秒；用同样的方法对P、I值进展设定。第四步：轻压“监控进入运行状态监控界面，如图6。轻压“设定后面的方框，在软键盘上设定管网压力，单位为MPa，即1MPa10个压。第五步：轻压“启动，启动PLC设定的程

11、序，开场控制切泵，实现恒压供水。状态监视页面将会显示当前工作状态，如图7：这个状态表示1泵和1泵以工频运行，3泵变频运行，当前运行频率为32.5HZ，设定压力为0.6MPa，系统压力即当前管网压力也为0.6MPa。在系统出现故障时，手指轻压“停顿后，水泵停顿工作，然后进展维护。7、完毕语该系统采用PLC和变频器结合，系统运行平稳可靠，实现了真正意义上的无人职守的全自动循环切泵、变频运行，保证了各台水泵运行效率的最优和设备的稳定运转启动平稳，消除了启动大电流冲击，由于泵的平均转速降低了，进而可延长泵的使用寿命，可以消除启动和停机时的水锤效应。通过触摸屏上的人机界面就可进展供水压力的设定，监视设备

12、运行状况同时可以查询设备故障信息，大大进步恒压供水系统的自动化程度及对现场设备的监控才能。参考文献1孙静，闫宝瑞.基于富士VP变频器和POD触摸屏的多形式恒压供水系统.电气应用.2006年第25卷第2期.4447.2刘广萍，吴建强.松下PLC和触摸屏与VFOC变频器的组合应用.变频技术专栏.2007年第10卷.2025.3刘光临，匡许衡.多泵并联供水系统水泵变速调节计算.中国农村水利水电.1997年第6期.4李清权，董云彪.变频器在城市供水泵的应用.变频器世界.2005年第3期.5刘燕.触摸屏与PLC的通讯与连接.自动化与仪器仪表.2002.4.3637.6夏勇.基于RS485的个人计算机.可编程控制器与变频器的互相通讯.当代电子.2001.4.3643.7刘万里,殷华文,李壮举.通过串行通讯实现PLC对变频器的控制.当代电子技术.2001.11.3841.8ATV38系列节能型变频器用户手册9Twido硬件手册10Twido软件手册11Vijeo-Designer4.4编程手册0