基于plc和变频器的恒压供水系统研究

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1、万方数据基于PLC和变频器的恒压供水系统研究ConstantPressureWaterSupplySystemBasedonPLCandFrequencyVariation曹菁洪雪峰(江苏信息职业技术学院，江苏无锡214153)摘要介绍了基于PLc和变频器技术的恒压供水系统的组成和工作原理，给出了控制系统的硬件组成和软件设计方案，实践结果表明该系统实现简单、运行稳定。关键词：恒压供水系统，变频调速，PLCAl皓tractThispaperintroducesthestructureandworkingprincipleofaconstantpressurewatersup

2、plysystembasedonPLCandfrequencyvariationtechnique，andthehardwareandthesoftwareofthecontrolsystemareintroducedindetail．Thesys-terncanberealizedeasily，anditcanworkreliability．Keywords：constantpressurewatersupplysystem．speedcontrolbyfrequencyvariation．PLC根据某洗衣机进水电磁阀生产厂家的需要，为了给该厂电磁阀性能测试生产线提供基

3、准恒压水源，本文利用PLC控制技术和变频调速技术设计的全自动恒压供水系统，能较好地满足生产需求，水压精度较高。为了不浪费水资源。系统还具有自动水循环功能。1系统组成及实现原理恒压供水的基本控制策略是：采用可编程控制器(PLc)与变频调速装置构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，即根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速和水泵的数量。自动补偿用水量的变化，以保证供水管网的压力保持在设定值，既可以满足生产供水要求，还可节约电能，使系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。变频调速恒压供水系统由变频器、泵组电机、供水管网、储水箱、智

4、能PID调节器、压力变送器、PLC控制单元等部分组成，控制系统原理图如图1所示。其中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使管网水压连续变化，同时变频器还可作为电机软启动装置，限制电机的启动电流。压力变送器的作用是检测管网水压。智能PlD调节器实现管网水压的PID调节。PLC控制单元则是泵组管理的执行设备，同时还是变频器的驱动控制，根据用水量的实际变化，自动调整其它工频泵的运行台数。变频器和PLC的应用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。水泵电机实现变频软启动，消除了对电网、电气设备和机械设备的冲击，延长机电设备的使用寿命。豳1恒压供水系统控制

5、原理框圈2控制系统硬件设计本系统采用三套电机一水泵对水网进行恒压供水，每台电机均可工作在变频方式或工频方式，但每次仅有一台电机工作在变频调速状态。工作时可根据实际情况选择，变频器根据实际水压的变化，不断地调整水泵转速，通过调节流量达到恒定水压的目的。另外，可编程序控制器根据当前水泵的供水情况对其进行合理切换，及时增泵和减泵，实现最佳匹配。2．1主控电路设计电控系统的主电路由三台电机分别为M1、M2和M3。接触器KMl、KM2、KM3分别控制电机M1、M2和M3变频或工频运行，FRl、FR2、FR3分别为三台水泵电机过载保护的热继电器，QSl、QS2、QS3、QS4分别为变

6、频器和三台水泵电机主电路的隔离开关，FUl为主电路的熔断器，V、～F为通用变频器。2．2智能PID调节器和变频器连接变频器选用三垦力达电气有限公司的SHF系列，功率分别为7．5kW，1．5kW和15kW，变频器采用模拟量控制方式。通过变频器对电机水泵实现软启动功能。变频器根据PID调节器输出信号，及时调节输出频率，改变电机和水泵的转速，调节系统供水量，使供水管网中的压力稳定在设定压力值上。2．3PLC输入／输出地址分配根据对控制系统的分析，本系统选用中达电通公司的DVP60ES00T2PLC实现控制，共有60点输入输出，其中36个输入点，24个晶体管输出点，交流供电，其环

7、境温度、抗冲击、抗噪声等性能指标均能满足要求，表1为PLC输入／输出地址分配表。3系统软件设计系统的软件设计包括PLc的程序设计和变频器的功能参数设定。这里主要讨论PLC的程序设计。PLC的程序设计包括手动控制和自动控制的程序设计，手动部分是通过按钮控制电机在工频下运行和停止，主要考虑系统调试或检修时用。当选择开关打到“自动”时，系统能够进入自动工作状态，由PLC和变频器联合控制各台电机的投入或切除、工频或变频运行方式。供水系统共有3台泵组电机。在根据水压决定投入泵组台数后，只有最初投入的电机进行变频调速，其它后投入的电机则在