浅论plc在水泵智能控制成套装置的作用.pdf

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1、 的元件数量 多 、接线 复杂 、通用性 差等 缺点给设备 的改造 、维 护带来 了较 多的 L 1 。 困难 。L ，2 葛 因此 有必要 对间接起 动水泵 的控 制线路进行改进 ，使控制线路简单 可靠 、 适应性强 而且功能 丰富 ，可编程控 制器 可 以 达 到这 样 的 目 的 。 传统 的继 电器控制方式 ，只要 众多 继电器 中的一个 出现故 障 ，就 可能会造 成控制 回路瘫痪 ，因此传统控制方 式存 在故 障率 高 、可靠性 差的缺点 。与之 比 较 ，P L C有很多的优点。 ( 1 )可 以极 大地减少 继电器 的使用 数量和线 路的复杂 程度 ，从而 简化设备 的安装和维

2、护工作 ，提高系统的可靠性 。 ( 2 )旧设备改造方 便 ：以 P L C为核 心的水泵 起动控制 线路的硬件 连接具有 Ll 1 TAc KM l Q F 1 F R1 I 极强 的兼容性 。星三角起动方式 、自耦降压起动方式 和软 起动方式 的硬件仅有很小 的差别 ，稍加改动就可 以相互 通 用 ，有利于实现标准化设计和旧设备的改造 。 ( 3 )设备使用维护方便 ：起动控制系统的逻辑控制几乎 全部由 P L C内部的程序完成 ，在制造和运行当中，可以随时 根据需要修改程序 ，使系统的使用和维护变得十分方便。 ( 4 )提高 自动化程 度 ：具有 与上 位计 算机 通信 的功 能 为水泵

3、控制系统进一步 提高 自动化程度和 实现 远程监 控奠定 了基础。 P L C控制器也有一些缺 点如投资稍大 、控制 的输 入和 输 出点数受 P L C控制器 自身输入输出端 口的限制 、有时需 加扩展模块等 。但是其所具 有的优点十分适应对水 泵起动 的控制 3以变频起动方式为例介绍 系统 的构成 3 1系统综 述 图 1是一 次系统 原理 图 ，四 台电机 分别 为 M1 、M2 、 M3 、M4 。 主要 电气 设 备 有 接 触 器 K Ml 、K M3 、K M5 、 K M7 。分别控 制 电机 M1 、M2 、M3 、M4的工频 运行 ：接 触 器 K M2 、K M4 、K

4、M 6 、K M6分 别 控 制 电 机 M1 、M2 、 M3 、M 4的变频运 行 ；F R 1 、F R 2 、F R 3 、F R 4分别 为 四台 电 机 的 过 载 保 护 的热 继 电器 ；Q F 1 、Q F 2 、Q F 3 、Q F 4 、 Q F 5分别为四台水泵电机和变频器的空气开关；Q F是主电 路的空气开关 ，U 1为 A B B变频器。 3 2二次 系统控 制功 能 用一 台变频器 和一套 P L C分别对 四台水泵实现轮番变 频起 动控制 。 参看 图 2二次 系统原理 图。P L C选用 C P U 2 2 6加扩展 模块 E M2 3 1 和 E M 2 3

5、 2 ，是本恒压 供水系统 的主要控 制器 变频器是执行设备 。在 这里用 P L C代替调节器实现水压给 M l QF 5 、 KM9 水泵 四台： 5 5 k W 图 1 一次 系统原理图 U l 定 值与反馈值 的综合与调节工作 ，实现数字 P I D调节 ，它 还控制水泵的运行与切换 。在多泵组恒压供 水系统 中，为 了使设 备均匀磨 损 ，水泵及电机轮换工作 。如规定和变频 器相连接 的泵为主泵( 主泵也是 轮流担任 的 ) ，主泵在运 行时达到最高频时 须增 加一台工频泵投入 运行 。P L C则 是泵 组管 理 的执行设 备 ，P L C 同时还是 变频 器 的驱 动控 制。 因

6、变频器 U1 采用模拟量 控制方式 ，这需采用 P L C的 模拟量控制模块 该模块 的模拟量输入 端子接受到传感 器 送来的模拟信号 ，输 出端送 出经给定值 与反馈值 比较并 经 P I D处理后得 出的模 拟量信号 ，并 依此信号 的变化改 变变 频器的输 出频率 。另外 ，泵组的其 他控制工作也 由 P L C承 担 。如泵组的工作状态指示 、泵站 _丁作 异常 的报警 、系统 的 自检等等 。 3 3工 作原理 简述 S A为手动 自动转换开关 ，S A打在 1 的位置 时候 为 自 动控制状态 ，S A打在 2的位置时候为手动控制状态 。 ( 1 )手动控制时 ，水泵在 T频 状态

7、下运行 ，可用按钮 S B 1 S B 8控制四台电机 的起 停 。停 止水泵在丁频状态下运 行 该功能主要用在检修及 自动系统出现故 障时的应急供 水方式 中。 ( 2 )自动运行时 ，全部泵 的运行依程序 自动T作。用 户所需 的生活用水压力 、消防用水压力 、运行 方式等参数 在 电位器 R P上设定 ，信 号送进 P L C模 拟量 模块 E M2 3 1 ， P L C通过采样程序及 P I D闭环程序与用户设 定压力构成 闭 环 ，运算后转换为 P L C模拟量输出信号送给变频器 ，当有 消防信号或供水管 网水压 力不够 ( 供水 负载 变化 )时 ，系 统 启动 1 #泵 。并

8、由变 频器 的输出 电压 与频 率变化 来 自动 调节水泵的 电机转速 。实现恒压供水 。 若 1 #泵到达 5 0 H z 后 ，系统压力仍偏低 ，则延时一段 经 验 L M EM 23 2 1 0 M 0 I 1 。 M 1 RA A + A R B B+ B E M2 3 1 B P - - - - i - 8 0： R C C + L C M R D 8 O D+ D 3 Ll L+ 2 AC2 2 0 V N M G ND 3 L 一 + 1 5 ! 1 1 l -4 1 4 s 2 ! 1 3 1 3 5 0 丛 j 12 1 2 5 2 筐 Z Z 1 1 1 5 4 l ! 丝

9、 5 6 4 2 5 8 一 竺 ! 2 O 7 2 L 一 06 0 6 6 0 Q E 0 5 0 5 5 2 Q 黯 F R 名 2 0 4 0 4 5 4 Q ! 剐 0 _3 O -3 6 6 O 2 0 2 6 8 0 1 0 7 0 0 0 0 0 7 2 M l 1 L 4 4 + DC2 4V- 、 r，d ， L1 2 BKA C2 2 0V AC2 2 0 V 1 sA上 j I 7 KnC l 3 S B1 SJ，B2j 7 1 9 KM2 2 1 u l4 z I2 嘈 37 K M 39 喈 55 KM 6 57 5 I u i8 FR3 里 2 K M 4 KM8

10、 口v ,J 。 。 2 8 7 5 D l u I l0 F R 4 KC J 二 7 7 KM 79 lM28 3M48 5 8 I。 ；7 图 2 二次系统原理图 时间后 ，系统靠 P L C程 序把 1 #泵切换 到工频运行 ，同时 由 P L C输 出一个 开关量 给变频器 的 MR S端 子 ，变 频器 瞬 间禁止输 出 ，此 时 P L C把运行 时间最少的泵的变频接触器 接通后 ，撤 掉禁 止输出 ，相应 的泵变频起动运行 。压力 自 动调节方 面 ，若 系统压力平衡 ，则 频率稳定在 一个 相对 的 范 围 ，若 频率到达 5 0 H z 后压力仍然 偏低 ，则再投人一 泵

11、比较剩 下的泵的累计运行 时间 ，时间少 的先行 投人 ，以此 类 推 。 压 力超过 时 ，P L C通 过程序 实现泵 的延 时下行 切换 切换原则为当前正在运行 的且累计运行时间最多的先撤出。 直到满足设定压力为止。追求 的最终 目标为压力恒定。 4结束语 以微型可编程控 制器为核心 的水泵 起动控制线路 不 仅实现 了对水泵 的起停 控制 、运行 和故 障的监视 以及保护 功能 ，而且减少 了传 统继 电器 的使 用数量 ，简化 了安装和 接线工作量 ，提 高了系统的可靠性 。与继 电器或硬 件逻辑 电路控制 系统相 比，P L C控制系统具 有更大的灵活性 和通 用性 ，还能方便地随

12、时修改控 制程 序 ，以改变各元件 的工 作时间和工作状况 ，满足不 同情况 要求 。水泵控制装 置正 朝着 多功能 、智能化 、网络化方向发展 ，而 P L C自动诊断 故 障 ，显 示故障部位和原 因、维修保 养建议等 ，为人机对 话和远距离控制 、楼宇 自控奠定 了基础 。 参考文献： 1 刘洪涛 ，黄海 P L C应 用开发从 基础到 实践 M北京：电 子 工 业 出版 社 2 0 0 7 2 朱绍祥 可编程 序控制器原理与应 用 M 上海 ：上 海交通 大学出版社 1 9 9 2 3 廖常初 大 中型 P L C应 用教程 M 北京 ：机械 工业 出版 社 2 0 0 5 4 郁 汉琪电气控 制与 可编程序控 制器应 用技 术 M 南京 ： 东南大学出版社 2 0 0 3 第 一作者 简介 ：罗庆生 ，男 ，1 9 5 9年生 ，广东 佛 山人 ，大学专 科 ，工程 师 。研究 领域 ：电气产 品设 计 与制 造 。已发 表论 文 2 篇。 ( 编辑 ： 王智 圣)