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中贏高層供水系統(tǒng)對PLC、觸摸屏及變頻器的組合應用

2013/7/5 11:36:49??????點擊:

中贏高層供水系統(tǒng)對PLC,、觸摸屏及變頻器的組合應用

 

1,、引 言

        在工業(yè)現(xiàn)場控制領域,,可編程控制器(PLC)一直起著重要的作用。隨著國家在供水行業(yè)的投資力度加大,,水廠運行自動化水平不斷提高,PLC在供水行業(yè)應用逐步增多,。觸摸屏與PLC配套使用,,使得PLC的應用更加靈活,同時可以設置參數(shù),、顯示數(shù)據(jù),、以動畫等形勢描繪自動化過程,使得PLC的應用可視化,。

        高層供水系統(tǒng)成為供水行業(yè)的一個主流,,是保證供水管網(wǎng)在恒壓狀態(tài)的重要手段。現(xiàn)代變頻器完善的網(wǎng)絡通信功能,,為電機的同步運行,,遠距離集中控制和在線監(jiān)控等提供了必要的支持。通過與PLC連接的觸摸屏,,可以使控制更加形象,、直觀,操作更加簡單,、方便,。

        高層供水系統(tǒng)組合應用PLC、觸摸屏及變頻器,,采用通信方式對變頻器進行控制來實現(xiàn)變頻恒壓供水,。

中贏高層供水系統(tǒng)對PLC,、觸摸屏及變頻器的組合應用  

2,、高層供水系統(tǒng)結構

        高層變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由PLC、變頻器,、觸摸屏,、壓力變送器、動力及控制線路以及泵組組成,。用戶可以通過觸摸屏了解和控制系統(tǒng)的運行控制,,也可以通過控制柜面板上的指示燈和按鈕,、轉換開關來了解和控制系統(tǒng)的運行。通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力變送器,,把出口壓力信號變成4~20 mA或0~10 V標準信號送入PLC內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)器,,經(jīng)PID運算與給定壓力參數(shù)進行比較,輸出運行頻率到變頻器,??刂葡到y(tǒng)由變頻器控制水泵的轉速以調(diào)節(jié)供水量,根據(jù)用水量的不同,,PLC頻率輸出給定變頻器的運行頻率,,從而調(diào)節(jié)水泵的轉速,達到恒壓供水,。PLC設定的內(nèi)部程序驅(qū)動I/O端口開關量的輸出來實現(xiàn)切換交流接觸器組,,以此協(xié)調(diào)投入工作的水泵電機臺數(shù),并完成電機的啟停,、變頻與工頻的切換,。通過調(diào)整投入工作的電機臺數(shù)和控制電機組中一臺電機的變頻轉速,使系統(tǒng)管網(wǎng)的工作壓力始終穩(wěn)定,,進而達到恒壓供水的目的,。

 

3、高層供水系統(tǒng)工作原理

        該高層供水系統(tǒng)有手動和自動兩種運行方式,。手動方式時,,通過觸摸屏或控制柜上的啟動和停止按鈕控制水泵運行,可根據(jù)需要分別控制1?!?#泵的啟停,,該方式主要供設備調(diào)試、自動有故障和檢修時使用,。自動運行時,,首先由1#水泵變頻運行,變頻器輸出頻率從0 HZ上升,,同時PID調(diào)節(jié)器把接收的信號與給定壓力比較運算后送給變頻器控制,。如壓力不夠,則頻率上升到50 HZ,,由PLC設定的程序驅(qū)動I/O端口開關量的輸出來實現(xiàn)切換交流接觸器組,,使得1#泵變頻迅速切換為工頻,2#泵變頻啟動,,若壓力仍達不到設定壓力,,則2#泵由變頻切換成工頻,3#泵變頻啟動;如用水量減少,,PLC控制從先起的泵開始切除,,同時根據(jù)PID調(diào)節(jié)參數(shù)使系統(tǒng)平穩(wěn)運行,始終保持管網(wǎng)壓力,。

        若有電源瞬時停電的情況,,則系統(tǒng)停機,待電源恢復正常后,,人工啟動,,系統(tǒng)自動恢復到初始狀態(tài)開始運行。變頻自動功能是該系統(tǒng)最基本的功能,,系統(tǒng)自動完成對多臺泵的啟動,、停止、循環(huán)變頻的全部操作過程,。

 

4,、高層供水系統(tǒng)設備參數(shù)的設置

        在進行通信之前必須對PLC、觸摸屏和變頻器的通訊參數(shù)進行正確設置,。本系統(tǒng)定義為Modbus協(xié)議,波特率為9600,,數(shù)據(jù)位為8,,無校驗,停止位為1,。變頻器除設置通信參數(shù)外,,還需啟用“自由停車”以保護電機。

 

5,、高層供水系統(tǒng)控制系統(tǒng)

        該高層供水系統(tǒng)采用三菱FX-200的PLC,,繼電器輸出,PLC編程采用三菱PLC的專用編程軟件,,軟件提供完整的編程環(huán)境,,可進行離線編程、在線連接和調(diào)試,。為了提高整個系統(tǒng)的性價比,,該系統(tǒng)采用可編程控制器的開關量輸入輸出來控制電機的起停、自動投入,、定期切換,,供水泵的變頻及故障的報警等,而且通過PLC內(nèi)置的PID給定電機的轉速,、設定壓力,、頻率、電流、電壓等模擬信號量,。

        以往的變頻恒壓供水系統(tǒng)在水壓高時,,通常采用停變頻泵,再將變頻器以工頻運行方式切換到正在以工頻運行的泵上進行調(diào)節(jié),。這種切換的方式理論上要比直接切換工頻的方式先進,,但其容易引起泵組的頻繁起停,從而減少設備的使用壽命,。而在該高層供水系統(tǒng)中采用直接停工頻泵的運行方式,,同時由變頻器迅速調(diào)節(jié),只要參數(shù)設置合適,,即可實現(xiàn)泵組的無沖擊切換,,使水壓過渡平穩(wěn),有效的防止了水壓的大范圍波動及水壓太低時的短時間缺水的現(xiàn)象控制,,提高了供水品質(zhì),。

 

6、高層供水系統(tǒng)觸摸屏界面設計和運行操作

        第一步:確認接通觸摸屏電源,,進入觸摸屏歡迎界面,。

        第二步:在歡迎界面中用一個手指輕壓“進入系統(tǒng)”,進入“系統(tǒng)主畫面”,。

        第三步:要進行參數(shù)設定,。手指輕壓“參數(shù)設定”,進入?yún)?shù)設定畫面,。

        點擊時間后的數(shù)字可以彈出軟鍵盤,,在軟鍵盤中設定切泵時間,單位為小時,,設定后輕壓“Enter”確認,。按上面的方法依次設定加泵時間和減泵時間,單位為秒,;用同樣的方法對P,、I值進行設定。

        第四步:輕壓可以返回系統(tǒng)主畫面,,在主畫面中輕壓“狀態(tài)畫面”可以進入系統(tǒng)狀態(tài)畫面,。

        輕壓“系統(tǒng)壓力設定”后面的方框,在軟鍵盤上設定管網(wǎng)壓力,,單位為MPa,,即1MPa=10個壓。

        第五步:輕壓“啟動”,,啟動PLC設定的程序,,開始控制切泵,實現(xiàn)恒壓供水。狀態(tài)監(jiān)視頁面將會顯示當前工作狀態(tài),。

        在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,,手指輕壓“停止”后,水泵停止工作控制工程網(wǎng)版權所有,,然后進行維護,。

 

7、結束語 

        該高層供水系統(tǒng)采用PLC和變頻器結合,,系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠,,實現(xiàn)了真正意義上的無人職守的全自動循環(huán)切泵、變頻運行,,保證了各臺水泵運行效率的最優(yōu)和設備的穩(wěn)定運轉啟動平穩(wěn),,消除了啟動大電流沖擊,由于泵的平均轉速降低了,,從而可延長泵的使用壽命,,可以消除啟動和停機時的水錘效應。通過觸摸屏上的組態(tài)畫面就可進行供水壓力的設定,,監(jiān)視設備運行狀況同時可以查詢設備故障信息,,大大提高恒壓供水系統(tǒng)的自動化水平及對現(xiàn)場設備的監(jiān)控能力。

 

 

 

 

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