PLC在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

PLC在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)
該系統(tǒng)采用PLC作為控制中心，完成PID閉環(huán)運(yùn)算、多泵上下行切換、顯示、故障診斷等功能，由變頻器調(diào)速方式自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓供水的目的。

一、前言
隨著控制技術(shù)的發(fā)展與完善，變頻器及PLC在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用愈來愈廣，PLC與變頻器的可靠性與靈活性得到了用戶的認(rèn)可。同時(shí)傳統(tǒng)的水塔供水方式暴露了很多缺點(diǎn)：水的二次污染，用水高低峰的不平衡，管道閥門易損壞，維修保養(yǎng)費(fèi)用過高等等。在此條件下各種恒壓供水方式應(yīng)運(yùn)而生，其中由變頻器、PLC控制的方式尤為普遍，這種方式的特點(diǎn)：系統(tǒng)穩(wěn)定，功能強(qiáng)大，變頻器用于供水更加節(jié)能，所以廣泛應(yīng)用在多層住宅小區(qū)生活消防供水系統(tǒng)中，現(xiàn)在好多場(chǎng)合也有應(yīng)用，比如中央空調(diào)系統(tǒng)、供水加壓站、集中供熱等，這種方式經(jīng)受了時(shí)間的考驗(yàn)，已有很多的應(yīng)用實(shí)例。本文介紹的系統(tǒng)在寶雞某電廠家屬區(qū)已從98年運(yùn)行至今，系統(tǒng)穩(wěn)定，性能可靠，得到了用戶的肯定和好評(píng)。
二、系統(tǒng)組成：
1、原理框圖：參見圖一所示。

圖一、恒壓供水原理框圖

2、系統(tǒng)概述：
該系統(tǒng)由四臺(tái)大泵（22KW）與一臺(tái)小泵（5.5KW）組成；PLC部分由西門子可編程控制器S7-200系列的CPU226，文本顯示器TD200組成；變頻器采用三菱FR-A540系列，功率22KW。
用戶所需的生活用水壓力、消防用水壓力、運(yùn)行方式等參數(shù)在TD200文本顯示器上設(shè)定，壓力傳感器把用戶管網(wǎng)壓力轉(zhuǎn)換為0-10V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送進(jìn)PLC模擬量模塊EM235，PLC通過采樣程序及PID閉環(huán)程序與用戶設(shè)定壓力構(gòu)成閉環(huán)，運(yùn)算后轉(zhuǎn)換為PLC模擬量輸出信號(hào)送給變頻器，調(diào)節(jié)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓供水的目的。
該系統(tǒng)有各個(gè)泵的運(yùn)行時(shí)間累計(jì)功能，通過PLC的數(shù)據(jù)區(qū)保持可以斷電記憶。每次起動(dòng)時(shí)先起動(dòng)1#小泵，當(dāng)用水量超過一臺(tái)泵的供水能力時(shí)，PLC通過程序?qū)崿F(xiàn)泵的延時(shí)上行切換，切換原則為當(dāng)前未運(yùn)行的大泵累計(jì)運(yùn)行時(shí)間最少的先投入；當(dāng)壓力超過時(shí)，PLC通過程序?qū)崿F(xiàn)泵的延時(shí)下行切換，切換原則為當(dāng)前正在運(yùn)行的大泵運(yùn)行時(shí)間最多的先撤出。直到滿足設(shè)定壓力為止。追求的最終目標(biāo)為壓力恒定。
當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí)，變頻器的輸出電壓與頻率變化自動(dòng)調(diào)節(jié)泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。
系統(tǒng)還可通過PLC的實(shí)時(shí)時(shí)鐘自動(dòng)定時(shí)供水，用戶在TD200上設(shè)定每天最多6段（段數(shù)也可設(shè)定）定時(shí)供水，比如早上6：00到8：30，中午11：20到1：30等。
系統(tǒng)可動(dòng)態(tài)顯示各種參數(shù)，如設(shè)定壓力，運(yùn)行壓力，水位高度，運(yùn)行方式，實(shí)時(shí)時(shí)間，日歷，各個(gè)泵的運(yùn)行時(shí)間累計(jì)（精確到秒），運(yùn)行狀態(tài)，故障信息等等。為了不使系統(tǒng)中TD200畫面顯得死板，在PLC程序中控制TD200中的畫面定時(shí)切換，動(dòng)態(tài)顯示；
系統(tǒng)還有故障自診斷功能，各泵發(fā)生過載、缺相、短路、傳感器斷線、傳感器短路、水位下限、水壓超高、水壓超低、變頻器故障等，都會(huì)有聲光報(bào)警，TD200上同時(shí)顯示故障類型，通知設(shè)備維修人員處理，并可記憶故障發(fā)生時(shí)間及班次，以便追查原因及相關(guān)責(zé)任。