羅丹

沈陽工學院

基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設計

羅丹

沈陽工學院

本設計主要采用三個電機來實現變頻恒壓供水系統(tǒng)，兩個電機用于抽水，以確保水位保持在上下水位線之間。另外一個變頻器控制的電機是用來供水的，根據壓力傳感器的反饋值進行調整電機的轉速大小也就是調整供水壓力實現恒壓供水，壓力傳感器的反饋值輸入PLC經過PLC內部的PID算法控制變頻器的轉速實現恒壓供水，從而實現了變頻恒壓供水系統(tǒng)。

恒壓供水 PLC PID算法

1 硬件方案設計

系統(tǒng)采用PLC進行控制，采用異步電機作為系統(tǒng)各部分的傳動和工作。系統(tǒng)開始運行后，判斷蓄水池水位是否為下限。若為下限，兩個水泵就開始進行抽水。抽水過程進行一定程度，達到水位上限，抽水電機停止工作。供水電機開始恒壓供水。當蓄水池的水位較高時，水壓比較大，供水電機轉速就變慢，供水到一定程度，蓄水池水壓大時，供水電機轉速加快。從而時供給用戶的水流一定，實現恒壓供水。當供水供到蓄水池水位下限的時候，就開始重新開始抽水工作。

2 控制系統(tǒng)的電路設計

本次設計的原理是利用變頻器進行控制水泵電機，電機和變頻器相連。當系統(tǒng)剛剛上電的時候，啟動閉合主電源的交流接觸器和變頻器的交流接觸器，變頻器得電按照變頻器內部的參數設置開始向電機發(fā)送三相脈沖剛開始是由0速到最高速發(fā)送，逐漸把速度升高直到到達設定速度。另外兩臺電機沒有和變頻器相連，其主要作用是當水池內的水很少的時候這兩臺和同時啟動一起抽水，可以極大提高送水速度。同時水泵采用PID控制通過模擬量模塊感受水壓的不同，再把信息傳給PLC，PLC通過信息處理就發(fā)信息給變頻器控制變頻器發(fā)送脈沖的評論控制電機轉速從而控制水壓，之后水壓又通過傳感器把水壓信息送給PLC由此形成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。

3 控制系統(tǒng)I/O地址分配

I/O地址分配如表1所示。

表1 I/O地址分配

4 控制系統(tǒng)流程圖

當按下開始的時候，系統(tǒng)先判斷蓄水池的水位是否處于下限，如果是，則系統(tǒng)讓抽水電機啟動，開始抽水。抽水到一定的程度，系統(tǒng)判斷蓄水池水位是否為上限。若達到上限，供水電機則進行恒壓供水。PLC會去讀取模擬量模塊傳輸回來的數值，根據這個數值判斷水壓的大小再根據PID計算方法計算書變頻器所需要的頻率，然后通過通訊把轉速頻率傳遞給變頻器，變頻器開始運作，進行調節(jié)水壓。

5 結論

本系統(tǒng)針對變頻恒壓供水系統(tǒng)，通過硬件選型，包括異步電動機的選型和變頻器的選型，并編寫PLC控制程序，選取PID控制方法，實現了變頻恒壓供水系統(tǒng)的設計。

[1]張繼紅.基于PLC控制的3.3kV移動變電站測控系統(tǒng)的研究[D].太原理工大學，2004，41-43

[2]白雪.基于PLC控制的熱電廠灰渣泵系統(tǒng)的研究[D].天津大學，2010,18-20