恒压供水系统设计论文

恒压供水系统设计论文（共8篇）

恒压供水系统设计论文 篇1

变频器恒压供水系统设计与研究

[摘要]本设计研究的系统是利用变频器的PID性能设计的一种恒压供水系统。具体是以管网水压（或用户用水流量），利用压力传感器传送的信号值为设定参数，通过微机（PLC可编程控制器）控制变频器的输出频率，从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节（PID），使供水系统自动恒稳，即实现恒压供水的一套系统。采用该设备不需要建造高位水箱、水塔，水质无二次污染，是一种理想的现代化建筑供水设备，既有广泛的研究与实用推广价值。

[关键字] 变频器

恒压供水PLC PID

前 言

在社会的快速发展下，居民人数的增多，导致很多的城市居民家庭用水困难，特别是那些老式住房的居民，紧紧依靠高位水塔和压力罐来提供水源已不能满足居民的要求。高位水塔占用空间大，距地面较高，容易氧化，最主要的是储存的水量有限对现代居民来说很不方便。压力罐供水原理是利用密封的罐体，使局部增压达到供水目的，具体工作顺序是由水泵将水通过逆变止阀压入罐体使罐体内气体受到压缩，压力逐渐增大，当压力达到指定上限时电接点压力表通过控制柜使泵机自动停止，设备中的水压高于外界压力，自动送至供水管网，当罐体内水位下降，气压减少到指定的下限位置时，电接点压力表通过控制柜使水泵重新启动，如此反复，使设备不停地供水，当罐内气体不足时，补气阀可自动补气。虽然压力罐供水能够满足现代居民的用水量，但在用水高峰时，水泵启动频繁，每次启动都会有较大的电流对电网冲击，水泵的损坏较大，每次进行维修水泵都要花费一笔不小的费用。

随着电力技术的发展，变频器调速技术的日益完善，以变频器为核心的智能供水控制系统取代了以往的高位水箱和压力罐等供水设备，启动平稳，启动电流可限制在额定电流以内，从而避免了启动时对电网的冲击，由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命，可以消除启动和停机时的水锤效应，其稳定安全的运行性能，简单方便的操作方式，以及齐全周到的功能，将使供水实现节水，节电，节省人力，最终达到高效率的运行目的。其工作原理是变频恒压供水控制系统通过测到的管网压力，经变频器的内置PID调节器运算后，调节输出超限信号（一般可作为管网压力极限信号）可适时通知PLC进行变频泵的逻辑切换，为防止水锤现象的产生，泵的启停将联动其出口阀门。

一、方案选定

变频恒压供水系统是指在供水管网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。供水管网的出口压力值是根据用户需求确定的。传统的恒压供水方式是采用水塔、高水位箱、气压罐等设施实现的。

近年来，随着变频调速技术的日益成熟，其显著的节能效果和可靠稳定的控制方式，在供水系统中得到广泛的应用。变频恒压供水系统对水泵电机实行无级调速，依据用水量及水压变化通过微机检测、运算，自动改变水泵转速保持水压恒定以满足用水要求，是目前最先进，合理的节能供水系统。与传统的水塔、高位水箱、气压罐等供水方式比较，不论是投资、运行的经济性、还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有优势：

1.高效节能。与传统供水方式相比变频恒压供水能节能30%-60%。2.占地面积小，投入少，效率高。

3.配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。

4.运行合理，由于一天内的平均转速下降，轴上的平均扭矩和磨损减少，水泵的寿命将大为提高。

5.由于能对水泵实现软停和软起，并可消除水锤效应（水锤效应：直接起动和停机时，液体动能的急剧变大，导致对管网的极大冲击，有很大破坏力）。

6.操作简便，省时省力。

变频恒压供水系统以管网水压(或用户用水流量)为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节(PID)，使供水系统自动恒稳于设定的压力值：即用水量增加时，频率升高，水泵转速加快，供水量相应增大；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，供水量亦相应减小，这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求，同时达到了提高供水品质和供水效率的目的，“用多少水，供多少水”；采用该设备不需建造高位水箱，水塔，水质无二次污染，是一种理想的现代化建筑供水设备。

二、系统元器件的选择(一)变频器的选择 1.变频器型号

根据不同负载对机械特性的不同要求选择变频器型号有所不同。

（1）风机和泵类负载，由于低速时转矩较小，对过载能力和转速精度要求低可选用简易型的变频器或风机，泵类专用变频器，这类专用变频器具有工频，变频的切换功能，多泵切换功能和PID功能。可通过参数设定完成一些控制任务，易于实现。

（2）恒转矩负载，多数负载具有恒转矩特性，但在转速精度及动态性能等方面一般要求不高。

（3）要求响应快的系统，所谓响应快是指实际转速对于转速指令的变化跟踪的快，从负载变动等急剧外界干扰引起的过渡性速度变化中恢复得快，（4）被控对象具有一定的动态，静态指标要求，这类负载一般要求低速时有较硬的机械特性，并且有一定的调速精度，在动态性能方面无较高的要求就能满足生产工艺对控制系统的动态，静态指标要求，如果控制系统采用开环控制，可选用具有无速度反馈的矢量控制功能的变频器。

（5）被控制对象具有较高的动态，静态指标要求，对于调速精度和动态性能指标都有较高的要求，以及要求精度同步运行等场合，可选用带速度反馈的矢量控制方式变频器。

变频器容量的选择是一项重要而复杂的问题，要考虑变频器容量和电机容量的匹配，容量偏小会影响电动机有效转矩的输出，影响系统的正常运行，甚至损坏装置，而容量偏大则电流的谐波分量会增大，也增加了设备的投资，选择变频器容量时，变频器的电流是一个关键量。变频器的容量应按运行时可能出现的最大工作电流来选择。

选择变频器时应以实际电机电流值作为变频器选择的依据，电机的额定功率只能作为参考。另外应充分考虑变频器的输出含有高次谐波，会造成电动机的功率因数和效率都会变坏。因此，用变频器给电动机供电与用工频电网供电相比较，电动机的电流增加10％而温升增加约20％。所以在选择电动机和变频器时，应考虑到这中情况，适当留有裕量，以防止温升过高，影响电动机的使用寿命。

变频器的选择依据是水泵电机的负载特性和电机的额定参数。2．变频器ACS510及其特点

根据以上选择参考分析，本设计选用ACS510系列变频器。ACS510是ABB又一款杰出的低压交流传动产品，它可以简单地购买，安装，配置和使用，可节省 4

相当多的时间。ACS510传动应用于广泛的工业领域，适用各种类型负载。ACS510还针对风机水泵应用作了特别的优化，典型的应用包括恒压供水，冷却风机，地铁和隧道通风等。该设备具有以下主要特点：

（1）完美匹配风机和水泵：增强的PFC应用，最多可控制7台泵；SPFC循环软启功能可依次调节每个泵；超越模式应用于隧道风机的火灾模式；两个独立的内置PID调节器PID1和PID2，PID1可设置两套参数，通过PID2可控制一个独立的外部阀门。

（2）更经济：噪音最优化，当传动温度降低时增加开关频率，负载降低时自动降低电机磁通，简单安装，容易连接电缆，多种I/O和即插式可选件方便地连接到现场总线上。

（3）更环保：EMC适用于第一及第二环境的RFI滤波器作为标配，变感量电抗器可根据不同负载匹配电感量，抑制和减少谐波。

该系列变频器针对水泵，风机负载设计了多种应用宏，根据不同的控制宏要求，选择相应的宏，变频器有不同的默认设置，可实现接线最少，参数设置最简化的特点。针对该类负载，该系列变频器增设了睡眠控制功能。3.ABB产品信息

ACS400变频器在2.2-37KW的功率范围内，节约能源，控制准确,安全可靠,铸铝件和塑料件的使用,保证了足够的加工精度,ACS400预置了九种应用宏.主电源：230—500V50/60HZ控制电源：115—230V.在励磁部分中采用了最新的IGBT控制技术，不再需要磁场电压匹配变压器，磁场进线熔断器和电抗器也已集成在DCS400模块中。由于磁场部分采用了三相进线供电方式，且直接取自为电枢供电的三相电源，因而DCS400不再需要单独的磁场电源进线。DCS400拥有多种调试工具。在调试向导的引导下进行参数设定，加上全部的自优化调试过程，DCS400的典型调试时间为15分钟。

（二）PLC的的特点及选型 1.PLC特点及应用

可编程控制器（ProgrammableLogicController）是计算机技术与自动化控制技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动控制装置，是作为传统继电器的替换产品而出现的。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻 5

辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。

随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，可编程控制器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现逻辑控制、定时控制、计数控制、顺序(步进)控制，还具有了模拟量控制、闭环过程控制、数据处理和通信联网等功能。

由于可编程控制器可通过软件来改变控制过程，并且编程简单，同时采用了模块化结构设计，易于扩展和拆装，因而具有体积小，功耗低，可靠性高，组装维护方便，控制功能完善和抗干扰能力强等特点，已广泛应用于工业控制的各个领域，成为当今自动化电气控制的主流。2.可编程控制器的选型

（1）本设计的主要控制过程是利用可编程控制器的A/D,D/A模块和可编程控制器内置的控制模块来控制水泵电机的切换从而调节供水管中水的压力。整个控制系统除了用到PLC逻辑控制、定时控制和计数控制等基本控制功能外，关键是要用到PLC的高级控制单元，主要包括A/D、D/A单元等。

现代大中型的PLC一般都配备了专门的A/D和D/A转换模块，可以将现场需要控制的模拟量通过A/D模块转换为数字量，经微处理器运算处理后，再通过D/A模块转换，变成模拟量去控制被控对象。但现在考虑到系统的安装以及成本问题，故本系统供水泵的自动控制采用的是日本欧姆龙公司的PLC，机器型号为CPM2A-30CDR-A和模拟量控制模块CPM1A-MAD02。其特性简介如下：

（2）CPM2A为系统提供了众多的功能 ①高速计数器能方便地测量高速运动的加工件。②同步脉冲控制可方便地调整时间。③带高速扫描和高速中断的高速处理。

④可方便地与OMRON的PT相连接，为机器操作提供一个可视化界面。

小机壳内汇集了先进的功能和优异的表现。为食品包装行业，传送设备和紧凑型设备的制造商提供更优越的性能和更高的附加值。⑤通过脉冲输出可实现许多基本的位置控制。⑥可进行分散控制和模拟量控制。

三、变频器恒压供水系统的设计

变频器恒压供水系统的主电路及控制电路设计如图3-1及3-2所示

图3-1变频器恒压供水系统主电路图

系统启动时首先闭合空气开关，把转换开关达到变频位置，三相交流电通过开关送到交流接触器和热继电器加载到变频器上，变频器输出驱动变频电机启动运行，如果检测得管网压力大于设定值，则系统不启动，当管网压力小于设定值时，系统启动。（在恒压供水系统中可根据用户用水量的大小实现自动调节电机的转速，达到恒压供水的目的．水泵电机是系统的输出环节，它的转速由变频器控制，实现变水压的恒压控制．变频器接受PID控制器的信号对水泵进行速度控制，PID控制器它以其结构简单，稳定性好，工作可靠，挑战方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控制对象的结构和参数不能完全掌握，或得不到精确的数学模型，控制理论的其他技术难以采用时，即当不完全了解一个系统和被控制对象，或不能通过有效的手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术，PID控制，实际中也有PI和PD控制，PID控制器就是根据系统的误差，利用比例，积分，微分计算出量进行控制的。

图3-2变频器恒压供水系统控制电路图

PID控制属于闭环控制，是指将被控制量的检测信号反馈到变频器，与被控制量的目标信号相比较，以判断是否已经到达预定的控制目标。如尚未达到，则根据两者的差值进行调整，直至达到预定的控制目标为止。其特点：PID应用范围广。虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可以控制了。PID参数较易整定。也就是说，PID的参数K,T,T可以根据过程的动态特性及时整定，如果过程的动态特性变化，如可能由于负载的变化引起系统动态特性的变化，则PID参数就可以重新整定。PID控制器在实践中也不断地得到改进，如结合人工智能系统，模糊控制。采用远传压力表作为压力检测与变送元件，它将管道内的压力值(0-0.4MP)转换为0-10V（0-20MA）的直流电压（电流）信号，经AI2接线端输入变频器。远传压力表在工作原理上相当于一个可变的电阻，将24V直流电压加在两固定端，压力表的指针带到可变电阻的可动端，压力表的满偏量程为1MP,所以当压力在0-0。4MP范围内变化时，压力反馈为0-10V(或0-20MA)。压力传

感器检测管网出水压力，把信号传给PID控制器，通过PID控制器调节变频器的频率来控制水泵电机的转速，压力检测值与压力给定值差距越大，该输出信号变化就越大．一旦管网压力达到了设定值，该输出控制信号就恒定下来，系统稳定运行。）

当变频器出现故障时，为了不影响居民用水，我们就要进行临时手动工频供水。首先要切断加在变频器上的三相电源，将电源连接在工频中，由于水泵电机的容量一般较大，直接启动时，将会出现很大的起动电流，这样对电机的使用寿命有一定的影响，为减小起动电源常采用补偿降压起动，补偿电压起动是大容量三相异步电动机常用的起动方法之一，按下启动按钮后，降压动作，即接触器KM1,KM2和时间继电器得电，主电路上的接触点KM1,KM2闭合电机从自藕变压器中间抽头霍德尔80%或60%额定电压降压起动，以达到减小起动电流的目的，当电机的转速上升到一定值时，时间继电器KT动作，KM1,KM2主触点断开，KM3 接触器得电，KM3 主触点闭合，电机加额定电压进入全压运行状态，即达到临时手动供水目的。

四、变频器恒压供水系统分析

（一）变频恒压供水系统

变频调速技术原理是把工频50HZ的交流电转换成频率和电压可调的交流电，通过改变交流电动机定子绕组的供电频率，在改变变频率的同时也改变电压，从而达到调节电动机转速的目的。此处变频调速是根据用户在单位时间内用水量的的多少来调速。在水流量小的时候变频控制水泵的转速缓慢，或变频器处于睡眠状态。一旦水流量大时，变频器则控制水泵快速运行，以达到管网压力一直处于稳定状态。始终保持供求关系为：供水=用水。

（二）供水系统工作原理

1.变频器恒压恒压供水采用变频器的PID控制功能实现恒压控制。2.变频恒压供水原理是指变频器接受PID控制器的信号对水泵进行速度控制，压力传感器检测管网出水压力，把信号传给PID控制器，通过PID控制器调节变频器的频率来控制水泵电机的转速，从而实现恒压供水。

变频器与外部设备有九根接线除去与电动机相连的三根导线外其余分别是：模拟是接地端AGND、24V直流电源、压力反馈输入端AI2，变频器起动与停止控 9

制端AI6（得电启动、失电停止）、用于故障保护的继电器RO3的一对触点B-C端。

转换开关SA1置手动操作位置，即工频接电源，变频为断开状态，按下启动按钮SB2，接触器KM1,KM2和时间继电器KT线圈通电，主电路中KM1，KM2的主触点闭合，电机开始降压起动，控制电路常开出点KM1断开实现互锁，KM1的常开触点闭合实现自锁，同时时间继电器KT开始延时，一段时间后，其常开触点KT闭合，中间继电器KA线圈通电，KA的常闭触点断开，使KM1，KM2，KT线圈断电，触点KM1恢复闭合，KA的两个常开触点闭合，上面一个实现自锁，下面的常开触点接通KM3线圈，KM3线圈得电KM3的常闭触点断开，工频停止指示灯熄灭，KM3的常开触点闭合，工频运行指示灯点亮。同时其主触点闭合，电机切断降压运行状态进行全压运行。

电机在工作状态下，按一下停止按钮SB1,可使KM3线圈断电电机停止工作。转换开关SA1置自动操作位置，即变频运行，水泵的起动与停止，即可通过变频器面板控制，也可以通过外部开关控制。

通过变频器的面板控制起动，是指用用水量来通过定时器DS决定线路是断开还是闭合，在用水量较大时用定时器DS设定时间控制开关闭合，而在用水量小或不用水时定时器DS控制开关为断开状态，水泵停止运行。一般设定的时间为五点至二十三点是闭合状态，电机正常工作。其余时间是断开状态，水泵停止工作。也就是说变频器进入睡眠功能。变频器的睡眠功能是指在无人用水或用水流量很小时的情况下，所有工频泵均已停止运行，只有变频泵运行在下限频率，且用户管网压力仍然偏高则变频泵停止运行，辅助泵投入运行，没有辅助泵的系统则变频泵进入休眠状态，所有水泵均停止运行，由气压罐或自来水管网维持压力。睡眠功能更有利于实现节能运行。

通过外部开关控制起动，是指直接将转换开关SA2转换为闭合，变频线路得电。这样起动电机会浪费电能，减少电机的使用寿命，因为在深夜用水量小时或不用水时，电机还是在运行。开关闭合后，线圈KM4通电，KM4的常闭点断开变频停止指示灯熄灭，KM4的常开触点闭合变频运行指示灯点亮，同时主电路中的KM4主触点闭合，变频器得电并运行。

五、变频恒压供水系统特点和优点及适用范围

（一）变频恒压供水特点

1.采用可编程控制器，程序灵活多变，精度高，可靠性强，功能多，反映速度块。

2.均配有稳压泵或稳压罐稳压，在用水量小到一定值时，主泵可停止运转，减少水泵电机的机械磨损并且节约电能。

3.对水泵均为软启动，延长设备寿命，消除了启动电流对电网的冲击。4.根据用水量的变化，水泵循环变频运行，先启的先停，使水泵均衡工作。当一台泵运转六小时或二十四小时，自动切换到另一台。

5.最大的特点为双恒压控制，生活消防可公用的一套设备，为用户节约投资。而且一机两用，大大的提高了使用效率。

6.结构紧凑，占地面积小，安装块，投资省，运行稳定。无污染。

（二）变频恒压供水优点

1.启动平衡，启动电流可限制在额定电流以内，从而避免了启动时对电网的冲击．

2.由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等的使用寿命． 3.可以消除启动和停机时的水锤效应．在主要功能预置方面，最高频率应以电动机的额定频率为变频器的最高工作频率．

4.节约电能。水泵的负载转矩与转速的平方成正比，输出功率与转速的立方成正比．根据所需流量变频器自动调节转速，这样就可以大量节约电能．

5.节约用水．采用变频器进行变频恒压供水，管道保持恒压，可杜绝崩管现象，减少跑、冒、滴、漏等情况，从而节约用水．

6.延长系统的使用寿命．利用供水专用变频器进行变频恒压供水，可保持系统水压恒定，不会出现水压过高的现象，管道的压力一直可维持在合理的范围内，延长了设备更换周期，减少了维修的投入，并且避免了管道崩裂事故． 7.无需储水箱，避免了水箱内长期沉积污垢及滋生微生物对水体质量的污染。

（三）适用范围

1.各种类型的自来水厂，供水站。

2.工业与民用建筑的生活、生产、消防用水系统。

3.公共设施宾馆，饭店的生活热水，空调供水系统。

4.油田的输油管道，油泵站恒压输送系统和工厂、矿山通风机风压调节系统。5.热水锅炉定压及热水管道的定压系统。

结 论

经过这一个多月的毕业设计和对相关资料的收集，使我更加了解了变频器的结构和功能，同时也明白了变频器在恒压供水方面的作用，可以这样说变频器在恒压供水系统中充当着整个系统的灵魂，它是该系统的核心。变频器在恒压供水系统方面为人们的生活水平作出了巨大的贡献，不仅仅为人们解决了用水的困难，保证水随时都能用上水，而且还为人们节省了很多的金钱比如水泵的经常性维修费用等。该系统设计结构简单对环境要求的条件低，在变频器出现故障点的时候还可以临时启用补偿降压系统供水保证居民有足够的水源。该系统是现代社会发展的一个重要标志。在设计该过程中我遇到很多的困难，特别是对变频器参数的设定，变频器生产厂家的不同，也就决定变频器的参数也是不同的，在我们所学的课程中变频器一直为三菱的FR-510，现在突然要用ABB-ACS510变频器多少有点不适应，在陈老师所给的ACS510变频器说明书中经过慢慢的学习，总算是把其参数设定好，由于个人水平限制的原因，在编写设计过程中陈老师给了很多的帮助，真的很感谢。

这次设计让我了解到变频器在生活中的重要性，它与社会的发展是紧密结合的，变频器在恒压供水方面只是它用处的冰山一角。现代机械生产是离不开变频器的，为了能够让变频器更好的为人类服务，我们应该要进一步对变频器学习。

致 谢

本论文在刘静老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择到具体构思和内容，无不凝聚着老师的心血和汗水，在三年的大学学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向各位老师表示深深的感谢和崇高的敬意！

这次做论文的经历也会使我终身受益，我感受到做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程，没有学习就不可能有研究的能力，没有自己的研究，就不会有所突破，那也就不叫论文了。这也使我认识到没有一件事是真正容易的，每一件事，不论它简单还是复杂？做好都是要付出艰辛的，都是要认真对待的，不能眼高手低，否则一个小小的浪花也能颠覆大帆船。我希望这次的经历能让我在以后学习中激励我继续进步。不积跬步何以至千里，本设计能够顺利的完成，也归功于各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。并且感谢他们在百忙之中抽出宝贵的时间，对我予以帮助。正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向烟台技师学院，机电系的全体老师表示由衷的谢意。感谢他们三年来的辛勤栽培。他们不但教会我各科知识，也教会我做人和为人处事的道理，这将伴随我一生，也必将使我受用一生

参考文献：

[1]郭艳萍罗枚.变频器应用技术[M].北京师范大学出版社，2004.[2]石秋洁文编.变频器应用基础机工出版社，2010.[3]屈有安.变频器PID恒压供水系统[J].江苏电器，2002.[4]姜永华.PLC与变频器控制系统设计与调试[M].北京大学出版社，2001.[5]宋爽.变频技术及应用[M].高等教育出版社，2008.[6]孙传森.变频器技术[M].高等教育出版社，2009.[7]施利春.PLC与变频器[M].机械工业出版社，2007.[8]王廷才.变频器原理及应用[M].机械工业出版社，2009.[9]石秋杰.变频器应用基础[M].机械工业出版社，2003.[10]陶权.PLC控制系统设计、安装与调试[M].北京理工大学出版社，2011.[11]王兆义.可编程控制器实用技术[]M.机械工业出版社，1996.8 [12]王仁祥.通用变频器选型与维修技术[M].中国电力出版社，2004.15

恒压供水系统设计论文 篇2

生产用水量 (空调冷却塔、层压洗板机、真空泵站、纯净水系统等) 是随车间订单情况、季节变化 (温度) 、时间点等因素不同而波动的。用水量的变化直接反映在供水压力上, 即是生产用水量多而供水量少, 管道供水压力就会降低, 生产用水量少而供水量多, 管道供水压力就会升高。水泵原来的控制方式最大的不足就是无法根据用水量的变化而自动调节压力, 所以导致供水的稳定性无法保障。尤其是随着去年松山湖四分厂的投产, 原有的供水方式更是不能满足生产的用水需求。以公司2015 年做出的智能制造战略为切入点, 我们对整套软水系统进行了改造, 变频恒压供水系统是我们改造的其中一个项目。

2 变频恒压供水系统

2.1 系统设计要求

(1) 软水的供给压力设置5Kgf/cm2, 当实际压力低于设定压力时, 变频器就会提高频率, 反之则降低。

(2) 两台水泵一用一备轮流工作, PLC根据切换时间控制继电器组来实现水泵主回路接触器的切换, 水泵的频率调节由变频器自身的PID运算实现。

(3) 水泵的手动与自动除了PLC程序上互锁外, 在电器件继电器方面也互锁, 两台在操作上是互锁的, 即操作上只能选择一台泵运行控制。

2.2 变频恒压供水系统组成

(1) 管路供水部分:1# 水泵与2# 水泵、楼顶储水池、分厂生产车间。

(2) 压力检测部分:压力传感器。

(3) 电气控制部分:PLC、变频器、继电器、接触器。

2.3 主要接线

(1) 水泵主回路接线图如图1 所示:

a.KM1、KM3 分别为1# 水泵及2# 水泵的手动控制接触器, KM2、KM4 分别为1# 水泵及2# 水泵的变频控制接触器, 线圈均为AC380V;

b.通过继电器 (KA3、KA4、KA5、KA6) , 两台水泵在电气控制上进行互锁;

c.通过报警蜂鸣器, 对系统异常进行报警输出监控。

(2) 变频器的接线图如图2所示:

a.变频器在PID控制模式, RT与SD端子需要短接;

b.压力变送器选择两线型, 变频器根据压力变送器检测的压力进行内部的PID调节;

c.设置PID的上限及下限输出, 便于对变频器的工作状态进行一个监控作用。

3 变频器的PID控制

所谓PID控制就是变频器经过PID运算后得到的执行量, 来控制输出频率的变化, 而PID运算又是指P (比例运算) 、I (积分运算) 、D (微分运算) 三个运算的总和。有正负两种类型之分。本例中变频器采取负运算, 由变频器参数Pr.128 设定。变频器主要参数设定如表1:

4 PLC程序设置

4.1 PLC的I/O地址分配如表2 所示

4.2 PLC的外部接线图如图3 所示

4.3 PLC程序编程

5 结束语

软水泵的变频恒压改造在2015 年改造完成。系统改造后, 节能效果明显、供水稳定、设备运行状况良好等特点。变频恒压供水改造项目获得了公司2014-2015 持续改造成果颁奖大会上的一致好评。此项目的的意义不仅是提高了软水的供水稳定性, 更是为后续的设备改造奠定了坚实的技术基础。

参考文献

[1]高安邦, 刘晓燕, 等.三菱PLC工程应用设计[M].机械工业出版社.

[2]龚仲华, 史建成, 孙毅.三菱FX/Q系列PLC应用技术[M].人民邮电出版社, 2006.

[3]王仁祥, 王小曼.通用变频器选型、应用与维护[M].人民邮电出版社.

[4]钟肇新, 范建东, 冯太合.可编程控制器原理及应用[M].华南理工大学出版社.

[5]高钦和.可编程控制器应用技术与设计实例[M].人民邮电出版社, 2004.

恒压供水PLC控制系统的设计 篇3

【关键词】恒压供水；变频器；压力传感器

1、引言

近年来，随着PLC和变频调速技术的发展，其显著的节能效果和可靠稳定的控制方式，在恒压供水系统中得到广泛的应用。变频恒压供水系统依据用户用水量及水压变化通过传感器检测、控制器运算，自动改变水泵转速保持水压恒定以满足用户的用水要求，是目前比较先进，合理的节能供水系统。打破了传统供水方式的不足，不论是投资、运行的经济性、还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有优势。

2、变频恒压供水系统的概述

变频恒压供水系统以管网水压为设定参数，通过PLC控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的恒定。当用户用水量增加时，管网压力减小，需增加水泵转速，增加管网压力，同理相反，当用户用水量减少，管网压力增加，需减少水泵转速，减小管网压力。恒压供水系统适合于各种场所，如普通住宅，高层建筑和工厂车间等。

3、变频恒压供水系统的设计

变频恒压供水系统如图1所示，系统由水泵组、变频器、PLC控制器，压力传感器组成。系统将压力传感器检测的压力信号送到PLC控制器，控制器根据检测的压力信号调整变频器的输出频率从而控制水泵组的水泵转速，实现调整供水管道压力的功能。

管网压力由两个电接点压力表来测量，压力分别设定在P1和P2，当压力高于P2时，水泵工作频率为30Hz，低于P2并高于P1时，水泵工作频率为40Hz，当压力低于P1时，水泵工作频率为50Hz。

3.1恒压供水系统变频器的选用和参数设置要求

根据系统要求本文选用MM440变频器，参数设置要求如下：

（1）正确设置变频器输出的额定频率、额定电压、额定电流、额定功率、额定转速。

（2）PLC根据模拟量输入端的压力表测得的压力，调节模拟量输出值的大小。

（2）设定P0003=2允许访问扩展参数

（3）设定电机参数时先设定P0010=1（快速调试），电机参数设置完成设定P0010=0（准备）

3.2恒压供水系统电路原理图的设计

由主要的工作要求以及系统的工作过程：系统需要外部扩展模拟输入/输出模块EM235，1台压力表，压力表的量程根据P2值选取，P2位于表量程的三分之二左右，压力表输出选用4mA-20mA输出。压力表输出的两根线分别连接到模块EM235的模拟量输入端A+，A-，模块EM235的模拟量输出端V0和M0分别连接到变频器MM420的AIN+和AIN-，模块EM235根据压力表值的变化，通过编程从V0端输出变化的数值给变频器的模拟量输入端，从而控制变频器从U，V，W端输出0到50HZ变化频率的电信号，控制水泵以不同的速度旋转。变频器电源需要熔断器FU保护，变频器的DIN1端需要与PLC输出端Q0.0端子相连，当Q0.0闭合时，变频器U，V，W端才有输出，当Q0.0断开时，即使变频器的AIN+和AIN-有输入，但是变频器U，V，W端不会输出电压信号，因此变频器在采用模拟量输入方式时，需要外部端子DIN同时有输入开关信号，因此系统电路图如图2：

3.3恒压供水控制系统软件设计

通过分析系统，系统要求管网压力基本恒定，设定了两个压力值P1，P2，要求水泵转速随着压力值进行调整，水泵转速由变频器模拟量输出控制，假设压力值P1=0.2Mpa，P2=0.5Mpa。选择压力表量程为0～0.6Mpa的压力表。

当压力为0Mpa时，二线制压力表输出为4mA，经过A/D转换，模拟量采样值AIW0为（32000/20）*4=6400。当压力为0.2Mpa时，二线制压力表输出为（0.2/0.6）*（20-4）+4=9.3mA，经过A/D转换，模拟量采样值AIW0为（32000/20）*9.3=14880。当压力为0.5Mpa时，二线制压力表输出为（0.5/0.6）*（20-4）+4=17.3mA，经过A/D转换，模拟量采样值AIW0为（32000/20）*17.3=27680。

当压力值小于P1时，要求水泵以50HZ频率工作，变频器要求模拟量输入端AIN+输入10V直流电压，因此EM235输出端V0输出10V电压，所以要求输出数据AQW0应赋值32000。当压力位于P1，P2之间时，要求水泵以40HZ频率工作，变频器要求模拟量输入端AIN+输入（40/50）*10V=8V直流电压，EM235输出端V0输出8V电压，所以要求输出数据AQW0应赋值（40/50）*32000=25600。当压力值高于P2时，要求水泵以30HZ频率工作，变频器要求模拟量输入端AIN+输入（30/50）*10V=6V直流电压，因此EM235输出端V0输出6V电压，所以要求输出数据AQW0应赋值（30/50）*32000=19200。

4、结语

恒压供水系统设计论文 篇4

实用型的变频恒压供水系统是经得起考验的供水系统，湖南智康科技为此付出了很多，也得到了用户的认可，特此来分享下：

一、引言 在水源地内，多眼井星罗棋布在水库上。为了确保供水生产的安全、可靠、连续。针对水厂制水过程的特点和控制系统的功能要求，我们采用基于西门子PLC的恒压力供水系统。

二、编程控制器概述

例如湖南供水设备厂家智康科技使用的PLC即可编程控制器，是一种以计算机技术为基础的新型工业控制装置。国际电工委员会(IEC)对PLC曾作了如下定义：“PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关设备，都应该按易于与工业控制系统形成一个整体。易于扩充其功能的原则设计。”这段话完全道出TPLC的特点和应用领域。其主要有以下特点：

1.可靠性高。为了满足工业生产对控制设备安全可靠性的要求，PLC采用了微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成。

2.环境适应性强。PLC具有良好的环境适应性，可应用于十分恶劣的工业现场。在电源瞬间断电的情况下，仍可正常工作，具有很好的抗宅间电磁干扰的能力，它一般对环境温度要求也不高。在环境温度-20至65度、相对湿度为35%至85%情况下仍可正常工作。

3.灵活通用。在完成一个控制任务时，PLC具有很高的灵活性。首先，PLC产品L三经系列化，结构形式多种多样，在机型上又很大的选择余地。其次同一机型的PLC其硬件构成具有很大的灵活性，用户可以根据不同任务的要求，选择不同类型的输入输出模块或特殊功能模块组成不同硬件结构的控制装置。

4.使用方便、维护简单。PLC控制的输入输出模块。特殊功能模块都具有即插即卸功能，连接十分容易。对于逻辑信号，输入输出均采用开关方式，不需要进行电平转换和驱动放大;对于模拟信号，输入输出均采用传感器仪表和驱动设备的标准信号。各个输入和输出模块与外部设备的连接十分简单。整个连接过程仅需要一把螺钉旋具即可完成。

三、变频恒压供水系统控翻方案的设计与选择

变频恒压供水系统主要有压力传感器、压力变送器、变频器、恒压控制单元、水泵机组以及低压电器组成。系统主要的设计任务是利用恒压控制单元馒变频器控制一台水泵或循环控制多台水泵，实现管网水压的恒定和水泵电机的软起动以及变频水泵与J：频水泵的切换，同时还要能对运行数据进行传输。根据系统的设计任务要求，结合系统的使用场所，有以下方案可供选择：

1.有供水专用的变频器+水泵机组+压力传感器。这种控制系统结构简单，它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器供水基板上，通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能。它虽然简化了电路结构.降低了设备成本，但对压力设定和压力反馈值的显示比较麻烦，无法自动实现不同时段的不同恒压要求，在调试时，PID调节参数的系统优化比较困难。调节范围小，系统的稳态，动态性能不易保证。其输出接口的扩展功能缺乏灵活性，数据通信困难，并且限制了带负载的容量，因此仅适用于要求不高的小容量场合。

2.通用变频器+单片机(包括变频控制、调节器控制)+人机界面+压力传感器。这种方式控制精度高、控制算法灵活、参数调整方便，具有较高的性能价格比，但开发周期长，程序一旦固化，修改较为麻烦，因此现场调试的灵活性差，同时变频器在运行时，将产生干扰。变频器的功率越大，产生的干扰越大，所以必须采取相应的抗干扰措施来保证系统的可靠性。该系统适用F某一特定领域的小容量的变频恒压供水。

3.通用变频器+PLC(包括变频控制、调节器控制)+组态软件十压力传感器。这种控制方式灵活方便，具有良好的通信接口，町以方便地与其他的系统进行数据交换：通用性强，由于PLC产品的系列化和模块化，用户可灵活组成各种规模和要求不同的控制系统。在硬件设计上，只需确定PLC的硬件配置和UO的外部接线，当控制要求发生改变时，可以方便地通过Pc机来改变存储器中的控制程序，所以现场调试方便。通过对以上这几种方案的比较和分析，可以看出“变频器主电路++PLC(包括变频控制、调节器控制)十组态软件十压力传感器”的控制方式更适合于本系统。这种控制方案既有扩展功能灵活方便、便于数据传输的优点，又能达到系统稳定性及控制精度的要求。

四、变颏恒压供水控制器性能特点

1.高效节能。优化的节能控制软件，使水泵实现最大限度地节能运行。由电机学公式可知。系统电机功耗与电机转速成立方关系，在压力不变时。水泵出水量与电机转速成上E比。本设备采用恒压量：r作方式。当用水量减小时，系统保持管嗍恒压，通过降低水泵转

速来减少供水量，耗电量按立方特性降低。根据实际用水情况设定管网压力，自动控制水泵出水量，减少了水的跑、漏现象。

2.设备投资省、占地面积小。本系统与其它供水方式比较，由于主要设备只是控制柜及水泵，省去了大量的设备占地面积，从而大幅度节省了上建投资，而且就设备本身而言，供水量越大，采用变频恒压供水设备的价格优势就越显著。

3.设备运行合理、可靠性高、配置灵活。采用闭环调节控制技术，达到了恒压供水，避免了由于超压供水造成的电能浪费。变频器采用软起动工作方式，消除了直接起动对电网的冲击和干扰，彻底避免了水泵启动时大电流和水压突增的情况，减少对供电电网的冲击，降低了电机及电气元件的故障率。

4.联网功能。采用全中文工控组态软件一Kingview，实时监控各个站点，如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。并且能够累积每个站点的用电量，累积每台泵的出水量，同时提供各种形式的打印报表，以便分析统计。

5.减少污染。由于变频恒压调速宜接从水源供水，减少了原有供水方式的二次污染，防止了很多传染疾病的传染源头。

五、恒压供水设备的应用场合1.居民区、住宅楼、村镇的集中生活供水系统;

2.高层建筑、宾馆、饭店等生活供水系统;

3.综合市场、写字楼、商务楼宇的生活供水系统：

4.自来水厂、供水加压泵站;

5.工矿企业的生产、生活供水、恒压流量供水工艺流程等。

恒压供水系统设计论文 篇5

3单片机硬件电路的设计

传感器输出的电压值一般为电压信号在本设计中使用一个电位器来模拟传感器。对电压信号的采集选择ADC0832。在实际中电机调速一般是选择三相变频器。限于条件，本设计只能用三个直流电机来模拟三台泵，因此选择适合于直流电机的PWM方式来对电机进行调速。

3.1水管压力测量模块

在实际应用中，用传感器检测供水管道的压力，如果水压高于设定值，则降低转速；如果水压低于设定值，则提高转速。传感器输出的.电压值一般为电压信号，限于设计条件，本次设计采用一个电位器来模拟传感器。调节电阻值的大小，即可改变电压的大小，从而模拟管道水压的改变。

3.2电机控制模块

PLC在恒压供水系统中的应用 篇6

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计 恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言 随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用 的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://ki.net 1本文由cpzt贡献

pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。

运行与应用 GM

自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用

华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶

李巧红

刘崇伦

【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用

的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。

【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制

一、前言

随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。

能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。

表 1 PID 回路表格式

地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计

恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期

GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法

参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010～110 实数 双字

恒压供水变频调速控制系统设计 篇7

1 方案设计

供水系统的控制方案主要有3种,即恒速泵供水、高位储水供水和气压罐供水[4,5,6],其中,恒速泵供水是利用速度不变的水泵实时提供输水动力,当达到用水需求时,需要关闭水泵,当再次用水时,需要再次开启水泵,频繁开启、关闭水泵,耗电量较大,影响局部电压稳定,故此种供水系统应用较少。高位储水则是扩大或延长水泵的工作时间,利用恒速水泵不断向储水池供水,利用储水池实现用水备存,同时,减小水泵的开启、关闭频率,然而,高位储水泵需要建设较大的高位储水装置,占用空间大,造价成本高,在实际工程中应用较少。气压罐供水与高位储水供水的控制原理相同,区别在于,水泵的动力通过气压泵储存在气罐中。

本文设计的供水系统拟采用变频控制原理,同时利用水压传感器测试供水管路的压力信号,利用PID进行水压与电动机频率之间的信号变化,利用可编程控制器实时调整电动机的作业频率。通过改变电动机作业频率,实现水泵转速随水压变化而调节,达到节约电能、电动机连续作业、动力与供水动态调整的目的。

2 恒压供水变频调速控制系统的构成

2.1 系统构成

基于变频器进行恒压供水的控制系统构成如图1所示,供水的动力元件主要包括水泵1、水泵2和水泵3,其中,水泵3起到辅助供水作用;水泵的作业调节元件为变频器,供水系统的信号采集及调控元件为PID控制器,供水系统的逻辑换算元件为可编程控制器,此外,在本系统设计中,用上位机作为监控器,用远传压力表作为供水系统末端的压力采集元件。

2.2 系统工作原理

压力传感器分布在供水系统末端的管网中,当供水系统水源不足时,管网中的压力随之减小,压力传感器检测到的电压信号减弱,并将电压信号传递到PID控制中,控制器将接收到的电信号传递到可编程控制器,经过逻辑运算后得到反馈信号,将反馈的电信号传递给水泵的变频器,通过变频器调节水泵的转速,改善供水系统的动力状态,使供水系统处于供水工况,随着供水启动,供水系统压力逐渐升高,升高的压力信号实时被压力传感器采集,整套供水系统处于动态平衡调节中。

3 恒压供水变频调速控制系统的设计

3.1 变频调速选型

变频器是一种电压频率变换器,即将固定频率的交流电变换成频率、电压连续可调的交流电,以供给电动机运转的电源装置。它在变频调速恒压供水系统中起着非常重要作用,是水泵电机调速的执行者。

变频调速原理如公式1所示,当电机的转差率和磁极对数固定时,通过改变电源频率,实现电机转速的调整。

其中,n表示电机转速;f表示电源频率;s表示电机转差率;p表示电机磁极对数。

变频器的选用,需要综合考虑输入侧额定值、输出侧额定值、额定输出容量等。变频器容量的选择,一般根据负载性质及大小。变频器的控制方式主要有恒转矩负载、恒功率负载、二次方律负载3种。本系统设计中,综合考虑异步电动机的额定电流及变频器容量,选择西门子Micro Master430型变频器,co-trust S7-200系列中的CPU224,其输入频率为47Hz~63Hz,输出频率未0Hz~650Hz,功率因数为0.98,变频器效率为96%~98%,防护等级为IP20。

3.2 可编程控制器选型

可编程控制器(PLC)是恒压供水变频调速控制系统的核心部件,PLC容量是指I/O点数的数量,点数太多容易提高部件成本,点数太少导致余量不足,通常综合考虑被控对象的输入信号和输出信号的总点数,余量按照10%~15%的空间预留。本系统设计中,1路压力模拟量输入,1路电压模拟量输出,故选用TD200系列西门子变频器。

3.3 压力传感器

本系统设计中,供水系统的压力信号采集需通过压力传感器,故选择了YTZ-150型电位器式远传压力表,该电阻远传压力表适用于测量对铜合金不起腐蚀作用的液体、蒸汽和气体等介质的压力。电阻远传压力表,可把被测值以电量值传至远离测量点的二次仪表上,以实现集中检测和远距离控制。此外,本仪表能就地指示压力,以便于现场工艺检查。起止电阻值为3Ω~20Ω,满度电阻值为340Ω~400Ω,工作电压≤6V。

3.4 电路图设计

根据恒压供水的使用要求和变频器、可编程控制器的工作原理,设计本系统的电路图,如图2所示。图中,M1,M2,M3为3台水泵电机,KM为相应电机的接触器,FR为相应电机的热继电保护器,QF为空气开关。从图2中可以清晰看到,3台电机的控制原理相同,均由接触器和热继电保护器控制,实现小电流控制大电流,提高电机的使用安全性。变频器改变三台电机的供电频率,实现电机转速的自动调节,通过电动机转速的无极调节,实现供水系统水压的动态稳定,达到恒压供水目的。在此电路图中,当供电系统无需调速控制时,可直接对3台电机进行调节。

4 结论

本文对恒压供水系统进行了关键部件选型和控制系统电路原理图设计,恒压供水变频调速系统的核心部件是变频器和远传压力表,恒压供水系统中变频器选用西门子Micro Master430型,远传压力表为YTZ-150型,电路原理图设计实现了1个变频器控制3台水泵,通过远传压力表和变频器实现了恒压供水。该控制系统结构简单,成本较低,安全性能较好,比较适应当前供水系统的电气化改造现状。

参考文献

[1]郑伟.基于PLC的变频恒压供水系统在洗煤厂的应用[J].机械管理开发,2016(7).

[2]姜宏.浅谈恒压供水系统[J].科技创新与应用,2016(22).

[3]金昊.无级变频调速在恒压供水系统中的应用[J].电脑知识与技术,2016(15).

[4]梁庆燊.试论水厂PLC变频恒压供水技术的应用[J].中国高新技术企业,2016(5).

[5]杨扬.PLC变频调速恒压供水在供水系统中的实践[J].科技与创新,2016(3):104-105.

变频恒压供水系统智能化改造 篇8

关键词：故障智能处理；变频器；PLC；软启动器；触摸屏；压力传感器

中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0020-02

1 前 言

随着变频技术的发展及其广泛的应用，变频恒压供水系统以其节能、供水质量好等优点，已得到广泛的使用。以往的变频恒压供水系统没有故障报警和处理能力，当系统发生故障时，系统就停止运行，等待工作人员来处理，如处理不及时就会引起供水中断，甚至带来较大的经济损失。针对这一问题是否能在原来的系统基础上加装更为智能化的控制，经过现场勘察，决定了在原来的系统的程序上多加一个故障智能控制程序和一个A/D、D/A混合模块就能实现处理故障智能化，在运行上更为可靠，大大降低了因为系统故障停机而引造成的经济损失。笔者就这一问题设计了一套故障处理智能恒压供水系统，与以往的相比增加了故障自诊定，自动处理的能力，提高了系统的可靠性，达到了全自动控制和无人值班的要求，该程序也适用于以往的变频恒压供水系统的改造，有较强的实用和适用性。下面是笔者为客户原来的恒压供水系统增加了智能故障报警处理能力为例，浅谈实现变频恒压供水系统故障处理智能化的办法。

2 原恒压供水的控制系统

2.1 系统装置

①4台45 kW的水泵及一台5.5 kW的辅助泵；

②变频器SPF-45 K-A；

③触摸屏MT510T；

④可编程控制器K7M-DR60S；

⑤软启动器ATS4-46D88N。

2.2 控制方式

系统控制分为手动控制、自动恒压控制、应急控制三种控制方式。

2.2.1 手动控制

每台水泵电机均有手动控制功能，可由操作人员对水泵电机启动和停止进行操作。为了减小手动启动水泵时的启动电流对电网的冲击，所以采用了软启动方式启动水泵电机。

2.2.2 自动恒压控制

自动恒压控制是采用变频器自带的PID调节器进行控制的。根据压力传感器（4-20 mA）的电流输入变频器的电流输入控制端，以压力传感器的压力反馈信号反馈到变频，在变频内部的PID调节器进行运算控制调节水泵的频率。采用定时切换泵启动功能使不会总是运行一台电机，使电机寿命加长。

2.2.3 应急控制

当变频器发生故障时，系统则不能进行恒压控制，而选择手动控制，则需要专人值班，极为不方便。就针对这一问题是否能在原来的系统基础上加装更为智能化的控制，经过现场勘察，我们决定了在原来的系统的程序上多加一个故障智能控制程序和一个A/D、D/A混合模块就能实现处理故障智能化。加入改造后的程序之后，经过现场模拟故障调试比原来的系统在运行上更为可靠，大大降低了因为系统故障停机而引造成的经济损失。以下就这一问题进行了分析和解决。

3 新恒压供水系统介绍

在原系统中加入了A/D、D/A混合模块，见表1，让压力变送器反馈的压力信号为4～20 mA的电流模拟信号输入模块中转换为数字信号能让PLC读取的同时又能将压力信号从模块的输出通道以4～20 mA的模拟电流信号反馈到变频器里。系统运行时，变频器通过反馈的压力进行压力比较，并通过自带的PID运算调节器进行PID运算，自动对水泵进行调速控制。而PLC能通过通讯的方式读取变频器的输出频率，用以判别加、减泵的需要。在变频器发生故障时，选择应急状态运行后，PLC将对供水系统进行上、下限压控制（既水压低于下限压力时，先由软启动器启动一台水泵，全压运行一段时间后，如果水压还达不到下限压力，则PLC将已启动的电机切换到工频，再由软启动启动另一台水泵。以此类推，直到压力到达下限或全部水泵电机启动运行为止。当水压到达或超过上限压力时，PLC将停止一台水泵运行，过一定的时间后如果水压还是大于上限压力，则再停一台水泵运行，以此类推）。以下具体分析当变频器发生故障时，如何通过PLC进行故障判断分析、报警和智能处理的过程。

本控制系统具有一定的故障自动处理能力，由于变频器、软启动器运行状态、通讯故障及接触器、热继电器和传感器的工作状态和故障状态均有输入到PLC中，故能根据不同的故障进行相应的处理。以下将对这些故障逐一分析。

3.1 接触器故障及热继电器报警

接触器故障判断，在PLC控制接触器的输出点闭合后，对应的接触器应会闭合。这时引进该接触器的常开触点对接触器的故障进行判断。如果接触器未闭合则过一定的时间后报警，触摸屏中显示故障情况。KM1为1号电机工频运行的接触器的常开触点当接触器动作时用来驱动P0005，KM5为1号电机变频运行接触器的常开触点当接触器动作时用来驱动P0006。P0044为驱动M1变频工作接触器动作的内部继电器，P0045为驱动M1工频工作接触器动作的内部继电器。

热继电器报警时，PLC将对发生报警的水泵进行切除运行，其他水泵继续运行。同时在触摸屏上显示故障信息，提醒用户注意。

3.2 变频器发生故障

当变频器在工作过程中发生报警停止运行时，变频器内部报警继电器动作，其报警继电器的常闭接点接入PLC中，如果该触点断开，PLC接收到该触点信号而发出报警，蜂鸣器则以停5 s鸣1 s的频率鸣叫，并执行故障子程序，以通讯的方式读出变频器报警的内容显示在触摸屏上，以方便工作人员查询。持续1 min后，若无人进行处理复位，PLC将对变频器进行自动复位并启动运行。

如果自动复位故障成功，系统则继续运行但其报警内容信息则记录在触摸屏内。如报警自动复位无法解除故障，则将当前变频工作的水泵切除运行，改为待投入运行。同时，PLC将下一台水泵接入变频运行，并再次对变频进行故障复位，启动运行，如变频器无异常报警，系统将继续运行，同时在触摸屏上显示该变频报警原因为该水泵电路故障。如果故障复位还是无法正常运行，则故障仍无法解除，那么触摸屏上显示变频器故障，系统将运行状态改为应急状态运行。

3.3 软启动器故障

软启动器这在手动和应急状态有投入运行。当在手动控制时发生故障，则在触摸屏上显示软启动故障，并提示是否选择变频器进行启动（选择“是”会触发M101的触点闭合，那么系统将软启动切除运行，1.5 s后启动变频器，由变频对水泵进行启动运行。选择“否”则触发M 100的触点闭合，则停止手动运行。如果在应急状态下发生报警，则系统停止工作，触摸屏显示报警状态，蜂鸣器以鸣2 s停1 s的频率进行鸣叫。

3.4 通讯故障

PLC通电后，就会以每150 ms为一个周期，循环地读取变频器的输出频率、输出电流和直流电压的数据，如通讯正常，M42每150 ms会接通一次，T42计时器则不会接通。如果通讯异常，那么M42常闭一直闭合，则T42计时满10 s后，就判断出了通讯故障，触摸屏上将显示通讯故障。

3.5 压力传感器断线故障

压力传感器检测到的压力信号为电流4～20 mA的信号，传送给可编程控制器A/D、D/A混合模块的A/D通道0，该通道的读取数据将存储到D4980中，这样可编程就可获得实时的水压信号。同时将A/D通道0的数据直接传送到D/A通道0输出，可用作变频器的反馈信号。

当压力为0时，压力传感器仍有4 mA的电流输出，当压力传感器断线时，输出的电流为0 mA，这时PLC就根据了该特点，判断压力传感器是否断线故障。如图1所示。

4 结 语

智能恒压供水系统的外围控制电路简单，可靠性高，故障检测、分析，故障处理能力强，人机对话功能强，用户操作方便。实现了高可靠无人值班的智能运行。与以往的系统相比，有着更高的实用性、可靠性，大大提高了供水的质量，减少了系统的维护量，使故障一目了然。该程序也适用于以往的变频恒压供水系统的改造，有较强的实用和适用性。在未来的供水系统中，智能故障处理系统必得到广泛的应用和推广。

参考文献：

[1] 三垦力达电气有限公司.SAMCO-VM05A型、B型、C型变频器说明书.

[2] LS产电.可编程MASTER-K指令手册.

[3] 深圳人机电子有限公司.EasyBuilder 500使用手册.