PLC與WinCC flexible在遠程供水系統中的應用

圖1-2供水系統主電路圖

Fig.1-2 The main circuit of the water supply system

3 PLC程序設計

3.1自動運行模式：

西門子系列PLC編程采用STEP7軟件，它是西門子PLC的視窗軟件支持工具，提供完整的編程環(huán)境，可進行離線編程和在線連接和調試，并能實現梯形圖與語句表的相互轉換。

系統程序包括主程序和電機切換程序，PID子程序。主程序主要作用是調用其他子程序；電機切換程序根據PID的運算輸出來決定兩個泵的運行狀態(tài)。PID子程序主要是對現場采集的數據進行運算，以達到安全穩(wěn)定的控制精度。數據采集程序用于將現場的數據采集到PLC中，用于PID控制以及在觸摸屏中顯示，便于現場操作。

1.主程序：主程序的作用是初始化子程序,調度子程序,降低程序復雜度,使程序的設計,調試和維護等操作簡單化。在主程序中，設置兩個變頻器頻率上下限到達濾波時間繼電器，用于穩(wěn)定系統。

2.PID子程序：Micro/WIN提供了PID Wizard（PID指令向導），可以幫助用戶方便地生成一個閉環(huán)控制過程的PID算法。此向導可以完成絕大多數PID運算的自動編程，用戶只需在主程序中調用PID向導生成的子程序，就可以完成PID控制任務。PID的運算數據存儲區(qū)是自動分配的，向導將自動為其參數表分配符號名，用戶不要再自己為這些參數分配符號名，否則將導致PID控制不執(zhí)行[4]。PID向導中斷用的是SMB34定時中斷，在用戶使用了PID向導后，注意在其它編程時不要再用此中斷，也不要向SMB34中寫入新的數值，否則PID將停止工作。為保證PID子程序的正常運行，必須用SM0.0來使能PID子程序，SM0.0后不能串聯任何其他條件，而且也不能有越過它的跳轉；如果在子程序中調用 PID子程序，則調用它的子程序也必須僅使用SM0.0調用。

圖3-1 PLC控制主流程圖

Fig.3-1 Flow chart of PLC control

3.電機切換程序：包括加電機程序和減電機程序，在控制系統作用下，變頻器開始運行，啟動第一臺水泵M1，當輸出壓力達到設定值，轉速才穩(wěn)定到某一定值，這期間M1在PLC和變頻器的控制下處在調速運行狀態(tài)。當用水量繼續(xù)增加，變頻器輸出頻率達到工頻時，水壓仍低于設定值，由PLC控制切換至工頻電網后恒速運行；同時，使第二臺水泵M2投入變頻器并變速運行，系統恢復對水壓的閉環(huán)調節(jié)，直到水壓達到設定值為止。

降壓控制：當用水量下降水壓升高，變頻器輸出頻率降至PLC程序中設定的變頻器下限頻率時，水壓仍高于設定值[5]，系統將工頻運行的一臺水泵關掉，繼續(xù)變頻運行另一臺水泵，使壓力重新達到設定值。

在電機切換程序中，從變頻器輸出端切斷電機的接觸器，其控制啟動按鈕與變頻器啟動按鈕聯鎖，即啟動接觸器接通電機后，變頻方可啟動；電動機接入工頻的接觸器，其線圈控制回路由變頻器輸出端切斷電機的接觸器的常閉觸點控制，保證變頻器輸出端切斷電機后接入工頻；

用plc控制切換過程時，變頻自由停車到切除電機要有0.1秒的延時，由電機從變頻切除到工頻接通要有0.2－0.4秒的延時，整個過程最多0.5秒完成；

工頻轉變頻的操作，首先切斷工頻與電機的連接，然后接通變頻輸出與電機的連接。變頻轉工頻的操作，首先要斷開變頻器的輸出，為保證轉換瞬間不跳閘，適當延時一段時間，然后工頻轉變頻接觸器轉換。

PLC設計一套變頻調速恒壓供水系統，該系統可根據管網瞬間壓力變化自動調節(jié)兩臺水泵的轉速及其投入與退出[6]，使管網主干管出口端保持在恒定的設定壓力值，并滿足用戶的流量需求，使整個系統始終保持高效節(jié)能的最佳狀態(tài)。