变频器和plc在水控系统中的应用 翻译

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1、变频器和PLC在水控系统中的应用m·巴尼·尤尼斯，g·弗雷1.引言目前，水位控制在电动泵的很大一部分是非牵引变速系统，无变速的多数电能消耗在供水向水泵的频繁转调中。这不仅使电力工作在低效区，而且因为经常未能阻止高效率缩短电气和电气设备的使用寿命，导致水资源严重浪费，带来较大工作量的系统维修。随着高生活用水和工业用水逐渐增多，传统的控制方法已经过时。最初时候使用人工水位控制，水位由于缺乏精确的定位时钟监测，所以很难精确地控制水泵已经停止；使用浮标或机械控制设备让供水形势发生了许多变化，但由于多数的设备

2、有机械故障，可靠性较差，为了维护将面临很大的麻烦。变频技术，凭借其在能源效率和恒压控制系统中的区位优势可以解决存在的上述问题。考虑在该系统核心中选择单片机或PLC和传感器的组合，可以实现更好的控制效果。但在软件设计中，PLC编程比单片机更简洁和直观；从硬件接口考虑，单片机电路稍微复杂；从经济角度看，PLC处理技术比单片机成熟，成本低廉，因为系统参数可以按照地面上的情况进行调整，PLC软件的时间参数调整简单，这样更有利于售后人员。可编程逻辑控制器（PLC）是计算机的一种特殊类型，在工业和安全关键应用中

3、使用。PLC的目的是控制一个特定的工艺或一个过程的集合，通过制造电气控制信号作为应对电加工相关的输入信号。通过PLC的控制系统千差万别，应用在制造业，化工过程控制，机械加工，运输，配电等众多领域。自动化应用程序在复杂性方面从一个简单的面板操作灯光和在会议室中的电动窗帘，到完全自动化的生产线范围。随着其应用范围的扩大，PLC程序正在面临增加了的复杂性和高品质的需求，尤其是对安全关键应用方面。在合规管理有限的开发时间，以及现有软件或PLC模块的可重用性中的日益复杂的应用程序，需要一个正式的方法来开发[1

4、]。确保高品质的要求，需要验证和确认程序，以及现有系统的分析和仿真[2]。在一个重要领域关于PLC程序的规范化，在目前的成长是一项逆向工程[3]。逆向工程是一个评价某个东西，了解它是如何工作，以便复制或增强它的过程。而PLC代码的重用被确立为抗击PLC程序复杂性的一个工具，逆向工程应该接受在未来几年增加的重要性，特别是如果退出硬件已被替换为新的硬件有不同的编程环境下的情形。通过引入传感器在水系统中和小型PLC技术的结合，不仅改变了传统的使用水控制阀，并且在节能和恒压控制方面有很好的效果，本文介绍了变

5、频器--PLC控制技术在水泵控制中的应用。2.系统控制理论及组成1.恒压水系统的基本工作原理系统采用自动频率控制管理或水泵电机的转速。增加或减少水泵。它主要是由变频调速系统，PID调节器，压力传感器，液位传感器的功率控制电路和其它部件组成。主机用户通过控制系统或控制面板上的指示灯，按钮，转换开关来了解和控制系统的运行。在基于PID的控制模式下，操作员在操作界面设置供水压力，PLC对压力设定值和测量值的偏差进行PID运算，并通过变频器调节配水泵系统转速，从而使水压维持在设定值。2.系统硬件配置该系统采

6、用西门子公司的S7-200系列PLC及其组态软件WinCCV6.0构成一个恒定的水压控制系统，实现供水过程的压力监控。工业以太网用于PLC控制器和计算机操作站之间的通讯,远程I/O网用于PLC控制器与变频器、软启动器之间的通讯，PLC控制器之间的通信主要用来监测和控制水系统和供电系统，1#--4#加压泵变频器使用ABB公司的ACS510-01-031A4逆变器，人机接口操作站选择DELL计算机，服务器的工业以太网通讯网卡使用西门子通信公司的CP1612。3.系统的软件设计本控制系统的软件采用西门子公

7、司的PCS7V5.2程序包，PLC控制器采用STEP7V5.2。人机接口监测系统使用WinCCV6.0版本。人机接口服务器和操作站采用的是Windows2000操作系统，具有开放的编程环境。供热站使用WinCC组态控制软件主要监控恒压供水系统和输煤通道两部分。实现对系统的自动监测和自动控制。检测恒压供水和输煤通道设备运行参数，实现实时数据采集、上传、实时显示和记录。控制机组运行、故障报警及自动停车操作。在恒压供水系统设定供水压力参数，实时监测调节加压泵，对供水压力等进行估值。在输煤通道中控制给煤量和

8、给煤速度，监测煤的质量（煤的粉碎程度和含杂质量）。4.基于PLC的模糊恒压供水系统设计和恒压供水系统组件1.恒压供水方式供水系统由可编程控制器、逆变器、压力变送器、接触器组和水泵机组等其他部件组成。可编程控制器选用AB公司的ControlLogix系统。它包括Logix5550控制器，模拟量输入模块，数字量输入输出模块和通信模块。其中模拟量输入模块用来检测出水口压力信号，数字量输入模块用来检测各种开关量。变频器选用AB公司的1336PLUS变频器。变频器与控制器通过D