摘要

本文主要介紹了臺(tái)灣永宏P(guān)LC在生活水泵上的應(yīng)用。以強(qiáng)大的通訊功配合簡(jiǎn)單易用PID指令，與多臺(tái)變頻器間構(gòu)筑成智能PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生活用水的恒壓供給。

關(guān)鍵詞：水泵；PID調(diào)節(jié)；無(wú)負(fù)壓。

Abstract

ThispaperdescribestheapplicationofFATEKPLCinnon-negativepressurewatersupplysystem.ThesystembudgetB1seriesPLC,coupledwithpowerfulcommunicationandeasyPIDcommand,withmorethanoneinvertertobuildintelligentcontrolsystemandrealizationofconstantpressurewatersupply..

KeyWords:Pump;PIDcontrol;Nonegativepressure.

一項(xiàng)目簡(jiǎn)介

1.1行業(yè)背景

無(wú)負(fù)壓設(shè)備不是水泵、管件閥門(mén)加上一個(gè)罐體和控制柜的簡(jiǎn)單組合，而是集機(jī)械、電子、信息技術(shù)為一體的高科技產(chǎn)品，它是在采用獨(dú)特的預(yù)壓平衡技術(shù)、負(fù)壓反饋技術(shù)、真空抑制技術(shù)以及信號(hào)采集分析處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，保證外界管網(wǎng)不受影響的前提下，利用原有自來(lái)水管網(wǎng)壓力、完全與空氣隔絕進(jìn)行高效節(jié)能供水的一種二次加壓方式。無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備具有徹底解決二次供水污染的優(yōu)點(diǎn)引起社會(huì)廣泛關(guān)注，無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備不需建造水塔，投資小、占地少，采用水氣自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)、節(jié)能與自來(lái)水自動(dòng)并網(wǎng)，停電后仍可供水，調(diào)試后數(shù)年不需看管。比傳統(tǒng)建造水塔節(jié)約投資70%，比建造高位水箱節(jié)約投資60%，大大節(jié)約土建投資；成為取代水池水箱等傳統(tǒng)二次供水設(shè)施的首選。

1.2客戶需求

客戶一控四變頻無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)，需要永宏P(guān)LC控制客戶簡(jiǎn)單的變頻器，通過(guò)出水壓力檢測(cè)進(jìn)行以PLC內(nèi)的PID控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，各泵循環(huán)起泵，定時(shí)換泵；壓力超限則自動(dòng)停泵，通過(guò)工頻與PID復(fù)合控制，將供水壓力控制在一定范圍內(nèi)，穩(wěn)定輸出。

1.3解決方案

無(wú)負(fù)壓供水系統(tǒng)采用一臺(tái)永宏P(guān)LC控制四臺(tái)變頻器，以通訊組網(wǎng)形式實(shí)現(xiàn)連接；現(xiàn)場(chǎng)上位機(jī)采用觸摸屏控制，實(shí)現(xiàn)各參數(shù)的設(shè)定與修改，再通過(guò)觸摸屏端網(wǎng)絡(luò)接口來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程組態(tài)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程檢測(cè)與控制。維護(hù)簡(jiǎn)單方便，高效便民。

1.4方案背景

永宏P(guān)LC提供軟件數(shù)字化的PID數(shù)學(xué)算法，可以滿足一般反應(yīng)的閉環(huán)回路過(guò)程控制，在恒壓供水的PID控制中凸顯其功能。經(jīng)濟(jì)型主機(jī)配合模擬量擴(kuò)展模塊可提供12位元精度的模擬量信號(hào)采集，足以滿足控制需求。通過(guò)模擬量輸出接口或以通訊方式將程序PID調(diào)節(jié)輸出給到各水泵變頻器實(shí)現(xiàn)控制。在實(shí)現(xiàn)功能的前提下，提高了系統(tǒng)性價(jià)比。

二控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．1硬件配置

。硬件配置圖如下所示。

圖2-1硬件配置圖

2．2控制工藝動(dòng)作流程設(shè)計(jì)

以下是動(dòng)作流程框圖。

圖2-2控制動(dòng)作流程圖

2.3軟件設(shè)計(jì)

2.3.1功能指令設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要為PLC控制變頻水泵智能動(dòng)作，相關(guān)控制與反饋數(shù)據(jù)均通過(guò)二者485通訊實(shí)現(xiàn)，考驗(yàn)PLC的通訊功能性與簡(jiǎn)潔性，而這正是永宏P(guān)LC的優(yōu)勢(shì)之一。采用FUN150指令，以填表格的方式進(jìn)行MODBUS通訊。

圖2-3-1-1MODBUS通訊功能指令介紹圖

強(qiáng)大的通訊功能使得對(duì)變頻器的數(shù)據(jù)讀取與控制寫(xiě)入能快速實(shí)現(xiàn)，在此基礎(chǔ)上采用FUN30泛用PID指令，將出水口壓力信號(hào)采集進(jìn)來(lái)，通過(guò)合適的PID參數(shù)，進(jìn)行只能調(diào)節(jié)，控制水壓穩(wěn)定。

圖2-3-1-2泛用PID功能指令介紹圖

2.3.2人機(jī)界面的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的人機(jī)界面風(fēng)格簡(jiǎn)潔，主要設(shè)計(jì)了：開(kāi)機(jī)頁(yè)、主選頁(yè)、參數(shù)設(shè)定頁(yè)、運(yùn)行控制頁(yè)、運(yùn)行數(shù)據(jù)頁(yè)、運(yùn)行狀態(tài)頁(yè)以及故障解鎖頁(yè)；需要出廠設(shè)定的參數(shù)做在隱藏頁(yè)內(nèi)，特定操作并輸入密碼方可進(jìn)入修改。以下是部分畫(huà)面。

2-3-2-1主控參數(shù)畫(huà)面圖

圖2-3-2-2運(yùn)行控制畫(huà)面圖

三設(shè)備調(diào)試

變頻調(diào)試

該系統(tǒng)采用永宏P(guān)LC內(nèi)的PID調(diào)節(jié)功能，變頻器僅做簡(jiǎn)單的啟停與調(diào)速功能，因而采用客戶自己提供的變頻器。相通訊測(cè)試關(guān)控制地址進(jìn)行：

圖3-1-1變頻器通訊地址圖

3.2整機(jī)調(diào)試

圖3-2-1整機(jī)設(shè)備圖

四．應(yīng)用總結(jié)

整機(jī)調(diào)試效果良好，客戶滿意度高。屏上設(shè)定合適PID參數(shù)與變頻器加減速時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加/減泵，控制水壓輸出在穩(wěn)定范圍內(nèi)。通過(guò)屏上切換開(kāi)關(guān)可以直接實(shí)現(xiàn)一控三、一控二系統(tǒng)的控制。主要難點(diǎn)在于復(fù)合情況下泵組的配合以及PID參數(shù)的合理設(shè)定。

五．參考文獻(xiàn)

[1]范堤商貿(mào)（上海）有限公司.永宏可編程控制器使用手冊(cè)I【硬件篇&指令篇】.2010

[2]范堤商貿(mào)（上海）有限公司.永宏可編程控制器使用手冊(cè)II【進(jìn)階應(yīng)用篇】.2010