恒壓供水系統的plc控制設計-資料下載頁

【導讀】統中所擔任的角色。從系統的整體設計方案和實際需求分析開始，緊密的聯系實際生活的需要，力求做到。使系統運行穩定，操作簡便，解決實際中問題，保證供水安全、快捷、可靠。以PLC為主機的控制系統豐富了系統的控制功能，提高了系統的可靠性。已逐漸取代原有的水塔供水系統，廣泛應用于多層住宅小區生活消防供水系統。實踐中，往往會出現一些在理論上意想不到的問題。本文介紹的變頻控制恒壓供水系統，是。時有效的節省了資金。隨著社會的發展和進步，城市高層建筑的供水問題日益突出。針對這兩方面的要求，新的供水方式和控制系統應運而生，這就是PLC. 恒壓無塔供水系統包括生活用水的恒壓控制和消防用水的恒壓控。即系統具有“倒泵功能”，避免某一臺泵工作時間過長；水池的高/低水位信號也直接送給PLC，作為底水位報警用?，F在的PLC產品已經完全有能力驅動這些元器件,并提。I/O電路已經保證了PLC與現場設備的直接連接，并在內部寄

　　

【正文】 變頻器 故障報警指示燈 HL8 火災報警指示燈 HL9 報警電鈴 HA 變頻器頻率復位控制 KA 24 控制變頻器頻率用電電壓 UF AQW0 系統選型 從上面分析可知，系統共有開關量輸入點 6 個、開關量輸出點 12 個；模擬量輸出點 1個、模擬量輸出點 1個。如果選用 CPU 224 PLC，也需要擴展單元；如果選用 CUO 266 PLC 則價格較高，浪費較大。參照 S7 – 200 的產品目以及市場實際價格，選用主機為 CUP222（ 8 入 /6 繼電器輸出）一臺，加上一臺 擴展模塊 EM222（ 8 繼電器輸出），再擴展一臺模擬量模塊 EM235（ 4AI/1AO）。這樣的配置是最經濟的。整個 PLC 系統的配置如圖 11 圖 11 PLC 系統組成 S7200PLC 是德國西門子公司生產德一種小型 PLC，其許多功能達到大、中型 PLC 的水平，而價格卻和小型 PLC 一樣，因此，它一經退出，即受到了廣泛的關注。特別是S7200CUP22*系列 PLC。由于它具有多種功能模塊和人機界面（ HMI）可供選擇，所以系統的集成非常方便，并且可以很容易的組成 PLC 網絡。 PLC 模擬 量控制單元的配置以及應用 PLC 的普通輸入輸出端口均為開關量處理端口，了使 PLC 能完成模擬量的處理 ,常見的方法是為整體式 PLC 加配模擬量擴展單元。模擬量擴展單元可將外部模擬量轉化為 PLC 可處理的數字量及將 PLC 內部運算結果數字量轉換為機外可以使用的模擬量。模擬量擴展單元有單獨用于模 /數轉換的，單獨用于數 /轉換的，也兼有模 /數和數 /模兩種功能的，以下介紹 S7200 系列 PLC 的模擬量擴展模塊 EM235，它具有四路模擬量輸入及一路模擬量輸入，可以用于恒壓供水控制中。 EM235 模擬量工作單元性能 指標 表 2 模擬量擴展模塊 EM235 輸入 /輸出技術規范 輸 入 技 術 規 范 輸 出 技 術 規 范 最大輸出電壓 30VDC 隔離（現場到邏輯） 無 最大輸入電壓 32mA 信號范圍 主機單元 CUP222 AC/DC 繼電器 擴展單元 EM222 8 點繼電器 模擬量單元 EM235 4AI/1AO 25 輸入濾波衰減 3dB， 電壓輸出 電流輸出 177。 10 0~~20 mA 分辨率 12 位 A/D 轉換器 隔離 否 分辨率，滿量程 電壓 電流 ` 12 位 11 位 輸入類型 差分 輸入范圍 電壓單極性 0~10V， 0~5V 0~1V， 0~500mV 電壓 電流 32021~+32021 0~+32021 電壓雙極性 電流 0~100Mv,0~50mV 177。 10V，177。 5V，177。 177。 1V，177。 500mV，177。 250Mv 177。 100mV, 177。 50mV, 177。 25mv 0~20mA 精度 最差情況 0~55℃ 電壓輸出 電流輸出 177。 2%滿量程 177。 2%滿量程 精度 最差情況 0~55℃ 電壓輸出 電流輸出 典型， 25℃ 電壓輸出 電流輸出 177。 2%滿量程 177。 2%滿量程 177。 5%滿量程 177。 5%滿量程 輸入分辨率 AD 轉換時間 ＜ 250 ? s 模擬輸入階躍響應 mS 到 95% 共模抑制 4dB,DC 到 60Hz 共莫電壓 信號電壓加共加模電壓≤177。12V 24VDC 電壓范圍 ~~ 設置時間 電壓輸出 電流輸出 100? s 2ms 數據字格式 雙極性，滿量程 單極性，滿量程 32021~+32021 0~32021 為能適用各種規格的輸入、輸出兩，模擬量處理模塊都設計成可編程，而轉換生成的數字量一般具有固定的長度及格式。模擬量輸出則希望將一定范圍的數字量轉換為標準電流量或標準電壓量以方便與其他控制接口。上表中，輸入、輸出信號范圍欄給出了 EM235 的輸出、輸入信號規格，以供選用。 校準及配置 模擬量模塊在接入電路工作前需完成配置及校準，配置指根據實際需接入的信號類型對模塊進行一些設定。校準可以簡單的理解為儀器儀表使用前的調零以及調滿度。 26 EM235 的安裝使用 （ 1）根據輸入信號的類型及變化范圍設置 DIP 開關，完成模塊的配置工作。必要時進行校準工作。 （ 2）完成硬件的接線工作。注意輸入、輸出信號的類型不同，采用不同的接入方式。為防止空置端對接線端的干擾，空置端應短接。接線還應注意傳感器的線路盡可能短，且應使用屏蔽雙絞線，要保證 24VDC 傳感器電源無噪聲、穩定可靠。 （ 3）確定模塊安裝入系統時的位置，并由安裝位置確定模塊的編號。 S7200 擴展單元安裝時在主機的右邊依次排列，并從模塊 0 開始編號。模塊安裝完畢后，將模 塊自帶的接線排插入主機上的擴展總線插口。 （ 4）為了在主機中進行輸入模擬量轉換后數字處理及為了輸出需要在模擬量單元中轉換為模擬量的數字量，要在主機中安排一定的存儲單元。一般使用模擬量輸入 AIW 及模擬量輸出 AQW 單元安排由模擬量模塊送來的數字量及待入模塊轉變為模擬量輸出的數字量。而在主機的變量存儲區 V 區存放處理產生的的中間數據。 EM235 工作程序編制 EM235 的工作程序編制包括以下的內容： （ 1）設置初始化主程序。在該子程序中完成采樣次數餓預置頂及采樣和單元清零的工作，為開始工作做好準備。 （ 2）設置模塊檢測子程序。該子程序檢查模塊的連接的正確性以及模塊工作的正確性。 （ 3）設置子程序完成采樣以及相關的計算工作。 （ 4）工程所需的有關該模擬量的處理程序。 （ 5）處理后模擬量的輸出工作。 S7200PLC 硬件系統的配置方式采用整體式和積木式，即主機包含一定數量的輸入 /輸出（ I/O）點，同時還可以擴展 I/O 模塊和各種功能的模塊。 一個完整的系統組成如圖 編 程 工 具C U P 主 機擴 展 模 塊功 能 模 塊人 機 界 面 通 訊 設 備 圖 12 S7200 PLC 系統組成 27 （ 1）基本單元 基本單元（ Basic Unit）有時又稱 CUP 模塊，也有的稱之為主機或本機。它包括 CUP、存儲器、基本輸入 /輸出點和電源等，是 PLC 的主要部分。實際上它就是一個完整的控制系統，可以單獨完成一定的控制任務。 （ 2）擴展單元 主機 I/O 點數量不能滿足控制系統的要求時，用戶可以根據需要擴展各種 I/O 模塊，所能連接的擴展單元的數量和實際所能使用的 I/O 點數時由多種因素共同決定的。 （ 3）特殊功能模塊 當需要完成某些特殊功能的控制任務，需要擴展功能模塊。它們是完成某些特殊控制任務的一些設置。 （ 4）相關設備 相關設備是為了充分和 方便地利用系統的硬件和軟件資源而開發和使用的一些設備，主要有編程設備、人機操作界面和網絡設備等。 （ 5）工業軟件 工業軟件是為了更好地管理和使用這些設備而開發的與之相配套的程序，它主要由標準工具、工程工具、運行軟件和人機借口軟件等幾大類構成。 EM235 安裝使用 （ 1）根據輸入信號的類型以及范圍設置 DIP 開關，完成模塊的控制工作。 （ 2）完成硬件的接線工作。 （ 3）確定模塊安裝入系統時的位置，并由按裝位置確定模塊的編號。 （ 4）為了主機中進行輸入模擬量轉換后數字量以及待送入模塊轉變為模擬量輸出的數字量。 S7200 PLC 的電源電壓有（ ~~） VDC 和（ 85~~264） VAC 兩種，主機上還集成了 24V 直流電源，可以直接用與連接傳感器和執行機構。它的輸出類型有晶體管（ DC）、繼電器（ DC/AC）兩種輸出方式。它可以用普通輸入端子撲捉比 CUP 掃描周期更快的脈沖信號，實現高速記數。 2 路最大可達 20kHz 的高頻脈沖輸出，可用以驅動步進電機和伺服電機以便實現準確定位任務?？梢杂媚K上的電位器來改變它對應的特素積存器的數值可以實現更改程序應用中的一些參數，如定時器 /計數器的設定值過程量的控制參數等。 電氣控制系統原理圖 電氣系統控制原理圖包括主電路圖、控制電路圖以及 PLC 外圍接線圖。 （ 1）主電路圖 如下圖 13 所示為電控系統主電路圖。三臺電機分別為 M M M3。接觸 KM KMKM5 分別控制 M M M3的工頻運行；接觸器 KM KM KM6分別控制 M MM3 的變頻運行， FR FR FR3 分別為三臺水泵電機過載保護用的熱繼電器； QS QSQS QS4 分別為變頻器喝三臺水泵電機主電路的隔離開關； FU1 為主電路的熔斷器， VVVF為簡單的一般變頻器。 28 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 圖 13 電控系統主電路 （ 2）控制電路圖 圖 14 所示電控系統控制電路圖。圖中 SA 為手動 /自動轉換開關， SA 打在 1 的位置為手動控制狀態；打在 2 的狀態為自動控制狀態。手動運行時，可用按鈕 SB1~SB2 控制三臺泵的啟 /停和電磁閥 YV2 的通 /斷；自動運行時，系統在 PLC 程序控制下運行。 圖中的 HL10 為自動運行狀態的電源指示燈。對變頻器頻率進行復位時只提供一個干觸點信號，由于 PLC 為 4 個輸出點為一組共用一個 COM 端，而本系 統又沒有剩下單獨的 COM端輸出組，所以通過一個中間繼電器 KA 的觸點對變頻器進行復位控制。圖中的 ~及 ~ 為 PLC 輸出繼電器觸點，它們旁邊的 8 等數字為接線編號，可結合 PLC外圍接線圖一起讀圖 。 29 120 S B 1K M 1S B 2Q 0 . 0Q 0 . 1K M 2K M 2K M 1H L 1K M 2H L 2F R 146P L CS B 4Q 0 . 2Q 0 . 3K M 4K M 2K M 381 0S B 6Q 0 . 4Q 0 . 5 K M 6K M 2 K M 51 21 4S B 3K M 3F R 2H L 3K M 4H L 4F R 3H L 5K M 6H L 6K M 5S B 5S B 7Y V 2S B 8Y V 2H L 7H L 8H L 9H AK AH L 1 0Q 1 . 0Q 1 . 1Q 1 . 2Q 1 . 3Q 1 . 4Q 1 . 5N 1NL 1F U 2 圖 14 電控系統控制電路 4．系統程序設計 硬件條件確定后，系統得控制功能主要通過軟件實現，結合前述泵站的控制要求，對泵站軟件設計分析如下： 由“恒壓 ” 要求出發 的工作泵組數量控制管理 前面已經說過了，為了恒定水壓，在水壓降落時要升高變頻器的輸出頻率，且在一臺泵不能滿足要求時，需啟動第 2 臺或第 3 太泵。判斷需啟動新泵的標準是變頻器的輸出頻率達到