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觸摸屏和PLC與變頻器的組合應用
發布時間:2020-01-03   點擊次數:66次

1、引 言

在工業現場控製領域,可編程控製器(PLC)一直起著重要的作用。隨著國家在供水行業的投資力度加大,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、顯示數據、以動畫等形勢描繪自動化過程,使得PLC的應用可視化。

變頻恒壓供水成為供水行業的一個主流,是保證供水管網在恒壓狀態的重要手段。現代變頻器完善的網絡通信功能,為電機的同步運行,遠距離集中控製和在線監控等提供了必要的支持。通過與PLC連接的觸摸屏,可以使控製更加形象、直觀,操作更加簡單、方便。

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製來實現變頻恒壓供水。

2、係統結構

變頻恒壓供水係統主要由PLC、變頻器、觸摸屏、壓力變送器、動力及控製線路以及泵組組成。用戶可以通過觸摸屏了解和控製係統的運行,也可以通過控製櫃麵板上的指示燈和按鈕、轉換開關來了解和控製係統的運行。通過安裝在出水管網上的壓力變送器,把出口壓力信號變成4~20 mA或0~10 V標準信號送入PLC內置的PID調節器,經PID運算與給定壓力參數進行比較,輸出運行頻率到變頻器。控製係統由變頻器控製水泵的轉速以調節供水量,根據用水量的不同,PLC頻率輸出給定變頻器的運行頻率,從而調節水泵的轉速,達到恒壓供水。PLC設定的內部程序驅動I/O端口開關量的輸出來實現切換交流接觸器組,以此協調投入工作的水泵電機台數,並完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。通過調整投入工作的電機台數和控製電機組中一台電機的變頻轉速,使係統管網的工作壓力始終穩定,進而達到恒壓供水的目的。

3、工作原理

該係統有手動和自動兩種運行方式。手動方式時,通過觸摸屏或控製櫃上的啟動和停止按鈕控製水泵運行,可根據需要分別控製1#~3#泵的啟停,該方式主要供設備調試、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調節器把接收的信號與給定壓力比較運算後送給變頻器控製。如壓力不夠,則頻率上升到50 HZ,由PLC設定的程序驅動I/O端口開關量的輸出來實現切換交流接觸器組,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控製從先起的泵開始切除,同時根據PID調節參數使係統平穩運行,始終保持管網壓力。

若有電源瞬時停電的情況,則係統停機,待電源恢複正常後,人工啟動,係統自動恢複到初始狀態開始運行。變頻自動功能是該係統最基本的功能,係統自動完成對多台泵的啟動、停止、循環變頻的全部操作過程。

4、設備參數的設置

在進行通信之前必須對PLC、觸摸屏和變頻器的通訊參數進行正確設置。本係統定義為Modbus協議,波特率為9600,數據位為8,無校驗,停止位為1。變頻器除設置通信參數外,還需啟用“自由停車”以保護電機。

5、PLC控製係統

該係統采用三菱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境,可進行離線編程、在線連接和調試。為了提高整個係統的性價比,該係統采用可編程控製器的開關量輸入輸出來控製電機的起停、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。

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