PLC在恒壓供水系統(tǒng)中的應用設計

PLC在恒壓供水系統(tǒng)中的應用設計
該系統(tǒng)采用PLC作為控制中心，完成PID閉環(huán)運算、多泵上下行切換、顯示、故障診斷等功能，由變頻器調速方式自動調節(jié)水泵電機轉速，達到恒壓供水的目的。

一、前言
隨著控制技術的發(fā)展與完善，變頻器及PLC在各個行業(yè)的應用愈來愈廣，PLC與變頻器的可靠性與靈活性得到了用戶的認可。同時傳統(tǒng)的水塔供水方式暴露了很多缺點：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)費用過高等等。在此條件下各種恒壓供水方式應運而生，其中由變頻器、PLC控制的方式尤為普遍，這種方式的特點：系統(tǒng)穩(wěn)定，功能強大，變頻器用于供水更加節(jié)能，所以廣泛應用在多層住宅小區(qū)生活消防供水系統(tǒng)中，現(xiàn)在好多場合也有應用，比如中央空調系統(tǒng)、供水加壓站、集中供熱等，這種方式經受了時間的考驗，已有很多的應用實例。本文介紹的系統(tǒng)在寶雞某電廠家屬區(qū)已從98年運行至今，系統(tǒng)穩(wěn)定，性能可靠，得到了用戶的肯定和好評。
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)由四臺大泵（22KW）與一臺小泵（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、運行方式等參數(shù)在TD200文本顯示器上設定，壓力傳感器把用戶管網(wǎng)壓力轉換為0-10V標準信號送進PLC模擬量模塊EM235，PLC通過采樣程序及PID閉環(huán)程序與用戶設定壓力構成閉環(huán)，運算后轉換為PLC模擬量輸出信號送給變頻器，調節(jié)水泵電機轉速，達到恒壓供水的目的。
該系統(tǒng)有各個泵的運行時間累計功能，通過PLC的數(shù)據(jù)區(qū)保持可以斷電記憶。每次起動時先起動1#小泵，當用水量超過一臺泵的供水能力時，PLC通過程序實現(xiàn)泵的延時上行切換，切換原則為當前未運行的大泵累計運行時間最少的先投入；當壓力超過時，PLC通過程序實現(xiàn)泵的延時下行切換，切換原則為當前正在運行的大泵運行時間最多的先撤出。直到滿足設定壓力為止。追求的最終目標為壓力恒定。
當供水負載變化時，變頻器的輸出電壓與頻率變化自動調節(jié)泵的電機轉速，實現(xiàn)恒壓供水。
系統(tǒng)還可通過PLC的實時時鐘自動定時供水，用戶在TD200上設定每天最多6段（段數(shù)也可設定）定時供水，比如早上6：00到8：30，中午11：20到1：30等。
系統(tǒng)可動態(tài)顯示各種參數(shù)，如設定壓力，運行壓力，水位高度，運行方式，實時時間，日歷，各個泵的運行時間累計（精確到秒），運行狀態(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中的畫面定時切換，動態(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，都會有聲光報警，TD200上同時顯示故障類型，通知設備維修人員處理，并可記憶故障發(fā)生時間及班次，以便追查原因及相關責任。