基于plc恒压变频工厂供水系统设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com务I匐地基于PLC的恒压变频工厂供水系统设计ThedesignconstantpressurefrequencyconversionwatersupplysystembasedonPLC陈天华，王辛CHENTian．hua．、／VANGXin(北京工商大学计算机与信息工程学院，北京100048)摘要：针对工业供水中的节能问题，提出了基-~PLO的恒压变频供水控制方案。本系统由PLC、变频器、传感器和等组成，采用PID调节，根据水压的给定值与测量值的偏差，通过对变频

2、器频率和输出电压的实时控制，调节电机转速来改变水泵出水量，实现整个管网压力自动调节和稳定。运行记录表明，本系统不仅实现了供水过程的自动控制，有效降低了供水能耗，还能使系统在最佳状况下运行，提高了企业的生产管理水平。关键词：恒压供水；PLC；PID调节中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号；1009—0134(2013)07(上)-0090-03Ooi：10．3969／J．issn．1009-0134．2013．07(上)．270引言系统由变频器、PID调节器和压力变送器组成的闭环调节系统。恒压

3、供水系统被控对象的数微电子技术的进步和产业技术的升级，使人学模型可以近似为一阶滞后惯性环节H】，由图1可们对供水系统的可靠性、节能和供水质量提出了知，若供水系统运行过程中实际水压低于设定压更高的要求。但由于历史原因，我国很多企事业力，则控制系统获得正偏差，使变频器的输出频单位还采用主要由接触器等机械构件组成的传统率增加，增大水泵机组的转速，从而提高供水压供水系统，线路复杂，通断电由人工进行操作，力，反之亦然。维护困难，需24小时值班。这不仅费时、费力，而且对管网压力及水位的变化难以做出及时和准确的反

4、应H】。因此，在满足对供水系统安全性和可靠性的前提下，提高系统的自动化水平，保持供水压力恒定并改善供水系统的质量便显得日益重要。图1恒压变频控制原理1恒压变频供水系统工作原理供水系统可分为三部分，即信号检测系统、恒压变频供水系统主要由变频器、压力传感执行系统和控制系统。执行系统主要由变频泵和器、恒压控制单元、压力变送器、低压电器以及水循环泵构成。变频泵根据用水量的变化改变电泵机组和管网等组成。通过变频器对异步电机的转机转速，维持管网水压恒定。循环泵的功能是在速进行调节，控制水泵旋转，实现恒压供水。系

5、统开启和停止两种工作状态时向保温水箱中补恒压变频控翩系统的目标是当用水量发生变水。信号检测系统：检测的信号包括液位、温化时，管网实际水压保持恒定或者设定值范围度、水压和报警信号。控制系统包括变频器、C内，设定值可以为常数或分段函数。控制器和电控设备等。本系统主要用于工业生产用水，其用水量主要集中在8：00～17：O0时段，其他时段均处于低2供水系统的控制流程流量状态。因此，采用多台水泵并联供水，根据供水参数：供水压力0．2MPa；水温：用水量调节水泵数量，在全流量范围内将变频泵50℃～65℃；水箱液

6、位：0．9m～2．0m。系统主要包的连续调节和工频泵的分级调节相结合，使供水括三个部分，即循环换热部分、恒压变频供水部分压力保持在设定范围。及HMI控制部分。系统电气控制结构如图2所示。收稿日期：2013-05-17基金项目：北京市本科生科学研究计划(201212)；北京市科研创新平台项目(201151)作者简介：陈天华(1967一)，男，湖南人，教授，硕士，研究方向为信号与信号处理、自动化及计算机测控技术等。【9O】第35卷第7期2013—07(上)学兔兔www.xuetutu.comllI8,f

7、lu当用户用水量继续增加，变频器输出频率达SIE~NS$7-200可缡程控制嚣及HM工人机界面到上限49Hz，若管网实际压力还未达到设定值，ll上气控制回路fI电气控制回路Jf电气此时系统将1号水泵切换至工频运行，同时通过变频器启动2号水泵，通过调节2号水泵的运行频l率，使管网压力达到设定值范围。术阀及补水阀lI1#一2#征环泵Ill#一2·供水泵当用水量下降水压升高，2号泵的运行频率降传感嚣至下限20Hz时，管网实际压力仍高于设定值，此。tt、时系统停止1号水泵运行，通过变频器调节2号泵保沮水箱生

8、产车f_】的运行频率，使管网压力重新达到设定值。图2系统电气控制结构3)HMI控制部分HMI是系统进行监控的人机界面系统，主要1)循环换热部分功能包括手动、自动、频率显示、泵的运行方式循环换热包括补水过程和换热过程。补水过显示、故障报警和显示等。PLC对手动／自动切换程利用液位传感器将保温水箱的液位信号传送给开关的状态进行实时检测，当选择手动时，PLC只PLC，根据液位传感器的反馈信号控制循环水泵的进行检测报警，由人工通过HMI面板上的按钮进启动、停止、补水阀门的开闭