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(dòng)運行模式：

西門(mén)子系列PLC編程采用STEP7軟件，它是西門(mén)子PLC的視窗軟件支持工具，提供完整的編程環(huán)境，可進(jìn)行離線(xiàn)編程和在線(xiàn)連接和調試，并能實(shí)現梯形圖與語(yǔ)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(lái)決定兩個(gè)泵的運行狀態(tài)。PID子程序主要是對現場(chǎng)采集的數據進(jìn)行運算，以達到安全穩定的控制精度。數據采集程序用于將現場(chǎng)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(chǎng)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(jiǎn)單化。在主程序中，設置兩個(gè)變頻器頻率上下限到達濾波時(shí)間繼電器，用于穩定系統。

2.PID子程序：Micro/WIN提供了PID Wizard（PID指令向導），可以幫助用戶(hù)方便地生成一個(gè)閉環(huán)控制過(guò)程的PID算法。此向導可以完成絕大多數PID運算的自動(dòng)編程，用戶(hù)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(wù)。PID的運算數據存儲區是自動(dòng)分配的，向導將自動(dòng)為其參數表分配符號名，用戶(hù)不要再自己為這些參數分配符號名，否則將導致PID控制不執行[4]。PID向導中斷用的是SMB34定時(shí)中斷，在用戶(hù)使用了PID向導后，注意在其它編程時(shí)不要再用此中斷，也不要向SMB34中寫(xiě)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(lái)使能PID子程序，SM0.0后不能串聯(lián)任何其他條件，而且也不能有越過(guò)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(kāi)始運行，啟動(dòng)第一臺水泵M1，當輸出壓力達到設定值，轉速才穩定到某一定值，這期間M1在PLC和變頻器的控制下處在調速運行狀態(tài)。當用水量繼續增加，變頻器輸出頻率達到工頻時(shí)，水壓仍低于設定值，由PLC控制切換至工頻電網(wǎng)后恒速運行；同時(shí)，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，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(shí)，水壓仍高于設定值[5]，系統將工頻運行的一臺水泵關(guān)掉，繼續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(dòng)按鈕與變頻器啟動(dòng)按鈕聯(lián)鎖，即啟動(dòng)接觸器接通電機后，變頻方可啟動(dòng)；電動(dòng)機接入工頻的接觸器，其線(xiàn)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(diǎn)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(guò)程時(shí)，變頻自由停車(chē)到切除電機要有0.1秒的延時(shí)，由電機從變頻切除到工頻接通要有0.2－0.4秒的延時(shí)，整個(gè)過(guò)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(kāi)變頻器的輸出，為保證轉換瞬間不跳閘，適當延時(shí)一段時(shí)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(wǎng)瞬間壓力變化自動(dòng)調節兩臺水泵的轉速及其投入與退出[6]，使管網(wǎng)主干管出口端保持在恒定的設定壓力值，并滿(mǎn)足用戶(hù)的流量需求，使整個(gè)系統始終保持高效節能的最佳狀態(tài)。