PLC控制系統在恒壓供水中的應用

         以前的供水系統一般是把水抽到高水塔上，然后向下供水，這樣的供水系統往往使系統里面的水壓不穩定，而且水塔會引起二次污染。   隨著社會經濟的迅速發展, 人們設計出高性能、高節能、能適用于不同領域的PLC控制柜來控制恒壓供水系統。恒壓供水系統的特點是通過對PLC進行邏輯控制，由變頻器進行壓力調節。經PID運算，PLC進行控制變頻與工頻切換，使閉環自動調節恒壓進行變量供水。這種系統設計具有壓力穩定、結構簡單、工作可靠等特點。下面引用黃淑琴講師的一個經典PLC控制柜控制恒壓供水系統的例子.
摘 要 ：可編程序控制器、變頻器和 PID調節器等組成的恒壓供水控 制 系統的工作原理。 系統結構簡樸，運行不亂 ，節約能源。
1、工作原理圖 1 為恒壓供水系統的原理框圖。
        系統由二臺水泵,可編程序控制器,變頻器和 PID 調節器組成 ，在供水系統的出口裝有一個壓力傳感器和變送器 ，將系統的供水水壓反饋回邏輯控制電路,使之組成負反饋閉環控制系統。設該系統用水量在兩臺水泵的供水能力之內。在用水量較少時，變頻器帶動一臺水泵供水；當用水量不斷增加，直至超出一臺水泵的供水量后,該水泵切換到工頻電網運行，變頻器帶動另外一臺水泵運轉 ，調節該水泵的供水量 ，使之符合系統 的供水要求 。當用水量減少 ，直到在一 臺水泵的供水量 范圍內時 ，運動于工頻電網的水泵退出運行 。PLC 控制變頻器和兩 臺電機起動器 的投入 、退 出。PID 調節器則控制變頻器的運行，使供水系統保持恒定的供水壓力。當變頻器泛起故障時，可把變頻器退出，由電機起動器直接起動水泵運行。
2 、系統運行
        當供水系統投入運行后 ，PLC 首先投入變頻器起動一號水泵運行 ，壓力傳感器和變送器把系統的供水水壓反饋回 PID 調節器和可編程序控制器。PID 調節器將反饋 回的水壓和設定水壓 比較 ，然后根據設定的常數計算輸 出來控制變頻器的運行頻 率 ，盡量使輸 出水壓與設定水壓相等 ；同時變頻器也把實際的運行頻率送 到可編程序控制器 中?？删幊?序控制器根據輸 出水 壓和變頻 器的運行 頻率。判斷是否起動第二臺水泵，假如輸 出水壓小于設定水壓 ，變頻器的運行頻率 已達到設定的上限值 ，并且該狀況保持 了一段時間(時間設定值 )后 ，則起動二號水泵。
        當需要起動二號水泵時 ，變頻器首先退出運行 ，并且把 KM 2 斷開 ，K M 1合上 ，一號水 泵接投入市電運行 ；然后 KM 3 合上 ，變頻器帶動二號水泵運行。依 照同樣原理 ，PID 調節器控制變頻 器的運行頻率 ，使輸 出水壓與設定值相等。當系統的用水量減少 ，變頻器的輸 出頻率隨之降低 ，直至輸出頻率低于設定值 ，系統 的供水水壓仍 高于設定水壓 ，并且該狀況保持了一定時間后 ，可編程序控制器就把一號水泵退 出，把 K M 1 斷開 。這時系統 由變頻器帶動二號水泵供水 ，此時的情況與系統剛起 動時的情況類似 ：系統由變頻器帶動一臺水泵單獨供水 ，PID 調節器控制著供水量，使供水水壓穩定在設定值四周 。
3、軟件設計與說明
本設計按照圖 2 所示的程序流程圖進行編程 。 
系統投入運行后 ，先初始化 ，使之回復到原始位置 。
然后進入狀態 1；由變頻器帶動一號水泵供水 ；
當一號水泵供水量不知足系統要求時 ，進入狀態 2 ；
一號水泵切換到市電運行 ，變頻器帶動二號水泵 ，系統由二臺水泵一起供水 ；
當用水量減少到一 臺水泵的供水量時 ，
系統進入狀態 3；一號水泵退出運行 ，變頻器帶動二號水泵繼承供水 ；
當用水量又再增加 ，超出一臺水泵的供水量時 ，
系統進入狀態 4 ；二號水泵切換到市電運行 ，變頻器帶動一號水泵 ，系統再由兩臺水泵一起供水 ；
當用水量又減少到一臺水泵的供水量時 ，系統 回到狀態 1，開始下一個輪回。
4、結束語  在整個PLC控制柜控制控制的循環中，由于供水系統都保持有一臺水泵由變頻器帶動 ，處于變頻供水狀態 ，所以能保持供水壓力的恒定 ，節省能源 。而且 ，水泵的起動都是通過變頻器 ，這起到了變頻起動的作用 ，因此不存在電機的起動沖擊電流 ，延長了設備的使用壽命。