PLC在恒壓供水系統中的應用設計

PLC在恒壓供水系統中的應用設計
該系統采用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(dòng)調節水泵電機轉速，達到恒壓供水的目的。

一、前言
隨著(zhù)控制技術(shù)的發(fā)展與完善，變頻器及PLC在各個(gè)行業(yè)的應用愈來(lái)愈廣，PLC與變頻器的可靠性與靈活性得到了用戶(hù)的認可。同時(shí)傳統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(mén)易損壞，維修保養費用過(guò)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(diǎn)：系統穩定，功能強大，變頻器用于供水更加節能，所以廣泛應用在多層住宅小區生活消防供水系統中，現在好多場(chǎng)合也有應用，比如中央空調系統、供水加壓站、集中供熱等，這種方式經(jīng)受了時(shí)間的考驗，已有很多的應用實(shí)例。本文介紹的系統在寶雞某電廠(chǎng)家屬區已從98年運行至今，系統穩定，性能可靠，得到了用戶(hù)的肯定和好評。
二、系統組成：
1、原理框圖：參見(jiàn)圖一所示。

圖一、恒壓供水原理框圖

2、系統概述：
該系統由四臺大泵（22KW）與一臺小泵（5.5KW）組成；PLC部分由西門(mén)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(hù)所需的生活用水壓力、消防用水壓力、運行方式等參數在TD200文本顯示器上設定，壓力傳感器把用戶(hù)管網(wǎng)壓力轉換為0-10V標準信號送進(jìn)PLC模擬量模塊EM235，PLC通過(guò)采樣程序及PID閉環(huán)程序與用戶(hù)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，調節水泵電機轉速，達到恒壓供水的目的。
該系統有各個(gè)泵的運行時(shí)間累計功能，通過(guò)PLC的數據區保持可以斷電記憶。每次起動(dòng)時(shí)先起動(dòng)1#小泵，當用水量超過(guò)一臺泵的供水能力時(shí)，PLC通過(guò)程序實(shí)現泵的延時(shí)上行切換，切換原則為當前未運行的大泵累計運行時(shí)間最少的先投入；當壓力超過(guò)時(shí)，PLC通過(guò)程序實(shí)現泵的延時(shí)下行切換，切換原則為當前正在運行的大泵運行時(shí)間最多的先撤出。直到滿(mǎn)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(shí)，變頻器的輸出電壓與頻率變化自動(dòng)調節泵的電機轉速，實(shí)現恒壓供水。
系統還可通過(guò)PLC的實(shí)時(shí)時(shí)鐘自動(dòng)定時(shí)供水，用戶(hù)在TD200上設定每天最多6段（段數也可設定）定時(shí)供水，比如早上6：00到8：30，中午11：20到1：30等。
系統可動(dòng)態(tài)顯示各種參數，如設定壓力，運行壓力，水位高度，運行方式，實(shí)時(shí)時(shí)間，日歷，各個(gè)泵的運行時(shí)間累計（精確到秒），運行狀態(tài)，故障信息等等。為了不使系統中TD200畫(huà)面顯得死板，在PLC程序中控制TD200中的畫(huà)面定時(shí)切換，動(dòng)態(tài)顯示；
系統還有故障自診斷功能，各泵發(fā)生過(guò)載、缺相、短路、傳感器斷線(xiàn)、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 )有聲光報警，TD200上同時(shí)顯示故障類(lèi)型，通知設備維修人員處理，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)責任。