觸摸屏和PLC與變頻器在成套供水設備控製係統中的應用
時間:2013/11/16 來源:浙江香蕉视频网站江泵業有限公司
在工業現場控製領域,可編程控製器(PLC)一直起著重要(yào)的作用。隨著國家在供水行業的投資力度加大,水(shuǐ)廠運行自動化水平不斷提(tí)高,PLC在供水行業應(yīng)用逐步增多。觸摸屏與PLC配(pèi)套使(shǐ)用,使得PLC的應用更加靈活,同時(shí)可以設置參數、顯示(shì)數據、以動畫等形勢描繪自動化過程,使得PLC的應用可視化。
變頻恒壓供水成(chéng)為供水行業的一個主流,是保證供水管網在恒壓狀態(tài)的(de)重(chóng)要手段。現代變(biàn)頻器完善的網絡通信(xìn)功能,為電機的同步運行,遠距離集(jí)中控製和在線監控等提供了必要的支持。通(tōng)過與PLC連接的觸摸屏,可以使控製更加形象、直觀,操作更加簡(jiǎn)單、方便。
組合應用PLC、觸摸屏及變頻器,采用通(tōng)信方式對變頻器進行控(kòng)製來實現變頻恒壓供水。
2、係統結構
變頻恒壓供水係統原理如圖1所(suǒ)示,係統(tǒng)主(zhǔ)要由PLC、變頻器、觸摸屏、壓力變送器、動力及控製線路以及泵組組成。用戶可以通(tōng)過觸(chù)摸屏了解(jiě)和控製係統(tǒng)的(de)運行,也可以通過控製(zhì)櫃麵板(bǎn)上的指示燈和(hé)按(àn)鈕、轉換開關來了解和控製係統(tǒng)的運行。通過安裝在出水管(guǎn)網上的壓力變送器,把出口壓(yā)力信(xìn)號變成4~20mA或0~10V標準信號送入PLC內置的PID調節器,經PID運算與給定壓力參數進行比較,輸出運行頻率到變頻器。控製係統(tǒng)由變頻器控製水泵的轉速以調節供水量,根據用水量的不同,PLC頻率輸出給(gěi)定變(biàn)頻器的運行頻率,從而調(diào)節水泵的(de)轉速,達到恒壓供水。PLC設定的內部(bù)程序(xù)驅動I/O端(duān)口開關量的輸出來實現切換交流接觸器組,以此協調投入工作的水泵電機台數,並(bìng)完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。通過調(diào)整投入工作的電機台數和控(kòng)製(zhì)電機組(zǔ)中一台電機的變頻轉速,使係統管網的工作壓力始終穩定,進而達到恒壓供水的目的。
3、工作原理
該係統有手動和自動兩種運行方式。手動方式時,通過觸摸屏或控製櫃(guì)上的啟動和(hé)停止按鈕控製水泵運行,可根據需要分(fèn)別控製1#~3#泵的啟停,該方(fāng)式主要(yào)供設備調試、自動有故障和檢修時使用。自(zì)動運行(háng)時,首(shǒu)先(xiān)由1#水泵變頻運行,變頻器輸出頻率從0HZ上升,同時PID調節器把接收的信號(hào)與給定壓力比較運算(suàn)後送給變頻器控製。如壓(yā)力不夠,則(zé)頻率上升到50HZ,由PLC設定的程序驅動I/O端口開關量的輸出來實現切(qiē)換交流接觸器組,使得1#泵變頻迅速切換為(wéi)工頻,2#泵變頻啟動,若壓力仍達不(bú)到設(shè)定壓力,則2#泵由(yóu)變頻切(qiē)換(huàn)成工頻,3#泵變頻啟動;如用水量減(jiǎn)少(shǎo),PLC控(kòng)製從(cóng)先起的泵開始切除,同時根據PID調(diào)節參數使係統平穩運行,始終保持管網壓力。
若有電源瞬時停(tíng)電的(de)情況,則係(xì)統停機,待電源恢複(fù)正常後,人工啟動(dòng),係(xì)統自動(dòng)恢複到初始狀態開始運行。變頻自動功能是該係統(tǒng)基(jī)本的功能,係統自動完(wán)成對多(duō)台泵的(de)啟動、停止、循環變頻的全部操作過(guò)程。
4、設(shè)備參數的設置
在進(jìn)行通信之前必須對(duì)PLC、觸摸屏和變頻器的通訊參數進行正確設置。本(běn)係統定義(yì)為(wéi)Modbus協議,波特率(lǜ)為9600,數據位為8,無校驗(yàn),停止位為1。變頻器除設置通信參數外,還需啟用“自由停車”以(yǐ)保護電機。
5、PLC控製係統
該係統采用三菱FX-200的PLC,繼電器輸出,PLC編程采用(yòng)三菱(líng)PLC的專(zhuān)用編程軟件,軟件提供完整的編程環境,可進行離線編程、在線連接和調試。為了提高整(zhěng)個係統的性價比,該係統采用可編程控製器的開關量輸入輸出(chū)來控製電機的起停、自動投入、定期切換,供水泵的變頻及故障的報警等,而且(qiě)通過PLC內置的(de)PID給定電機的轉(zhuǎn)速、設定壓(yā)力、頻率、電流、電壓等模擬信號量。
以(yǐ)往的變頻恒壓供水係(xì)統(tǒng)在水壓高時,通(tōng)常采用停變頻泵,再將變頻器以工頻運(yùn)行方式切換到(dào)正在(zài)以(yǐ)工頻運行的泵(bèng)上(shàng)進行調節。這種切換的方式理論上要比直接切換(huàn)工頻的方式先進,但其容(róng)易引起泵(bèng)組的頻繁(fán)起(qǐ)停,從而(ér)減少設備的使用壽命。而在該係(xì)統中采用直接停工頻泵的運行方式,同時由變頻器迅速調節,隻要參數設置(zhì)合適,即可實現泵組的無衝擊切換,使水壓過渡平穩(wěn),有效的防止了水壓(yā)的大範圍波動及水(shuǐ)壓太低時的(de)短時間缺水的現象,提(tí)高了供水品質。
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