系统控制原理
通过安装在出水管网上的压力传感器,把出口压力信号变成4-20mA的标准信号送入PLC,经PLC运算与给定的压力进行比较,得出一比较参数,送给变频器,由变频器控制电机的转速,调节系统的供水量,使供水管网上的压力保持在给定的压力上,当用水量超过一台泵的供水量时,通过PLC控制切换器进行加泵。根据用水量的大小由PLC控制工作泵的数量增减及变频器对水泵的调速,实现恒压供水。当供水负载变化时,输入电机的电压和频率也随之变化,这样就构成了以设定压力为基准的闭环控制系统。此外,系统还设有多种保护功能,充分保证了水泵的及时维修和系统的正常供水。变频器的作用是为电机提供可变频率的电源,实现电机的无极调速,从而使管网水压连续变化。压力传感器的任务是检测管网水压,压力设定单元为系统提供满足用户需求的水压期望值。压力设定信号和压力反馈信号输入可编程控制器后,经可编程控制器内部PID控制程序的计算,输出给变频器一个转速控制信号。当供水设备启动时,先启动变频泵,管网水压达到设定值时,变频器的输出频率则稳定在这一数值上。而当用水量增加,水压降低时,传感器将这一信号送入可编程控制器,可编程控制器送出一个用水量增大的模拟信号,使变频器的输出频率上升,水泵的转速提高,水压上升。如果用水量增加很多,使变频器的输出频率达到最大值,仍不能使管网水压达到设定值,可编程序控制器就发出控制信号,启动一台工频泵,其他泵依次类推。反之,当用水量减少,变频器的输出频率低于某一值(一般为30Hz左右)时,管网的压力仍高于给定的压力,PLC也自动启动计时器,在一定的时间段内,如果压力仍高于给定值,PLC就自动停止一台工频泵的,直至压力降低为止,其他泵依次类推。
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PLC的配置及PID程序设计
根据用户需求,对控制器PLC的硬件配置如下, CPU模块采用IC200CPUE05,带2个串口的CPU,内含以太网接口,数字量输入(DI)采用IC200MDL640模块,数字量输出(DO) 采用IC200MDL740模块,模拟量输入(AI) 采用IC200ALG240模块,模拟量输出(AO) 采用IC200ALG230模块。在现场实际中,数字量输入输出(DI/DO),模拟量输入输出(AI/AO)都有冗余,以备系统临时扩充需要。触摸屏采用深圳威伦通10.4寸TFT65536色的MT6104T。上位机监控系统使用一台工程师站和一台操作员站。两台工业计算机分别采用以太网络完成计算机与PLC主站之间的数据通讯。操作员站的画面组态软件选用GE Cimplicity组态软件完成用户二次软件的开发。
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