基于PLC变频恒压供水系统的自来水远程监控.doc

基于PLC变频恒压供水系统的自来水远程监控一、引言在水源地内多眼井星罗棋布在水库上。为了确保供水生产的安全、可靠、连续。针对水厂制水过程的特点和控制系统的功能要求我们采用基于西门子PLC的恒压力供水系统。二、编程控制器概述PLC即可编程控制器是一种以计算机技术为基础的新型工业控制装置。国际电工委员会(IEC)对PLC曾作了如下定义：“PLC是一种数字运算操作的电子系统专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令并通过数字式、模拟式的输入和输出控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体。易于扩充其功能的原则设计。”这段话完全道出TPLC的特点和应用领域。其主要有以下特点：1.可靠性高。为了满足工业生产对控制设备安全可靠性的要求PLC采用了微电子技术大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成。2.环境适应性强。PLC具有良好的环境适应性可应用于十分恶劣的工业现场。在电源瞬间断电的情况下仍可正常工作具有很好的抗宅间电磁干扰的能力它一般对环境温度要求也不高。在环境温度-20至65度、相对湿度为35%至85%情况下仍可正常工作。3.灵活通用。在完成一个控制任务时PLC具有很高的灵活性。首先PLC产品L三经系列化结构形式多种多样在机型上又很大的选择余地。其次同一机型的PLC其硬件构成具有很大的灵活性用户可以根据不同任务的要求选择不同类型的输入输出模块或特殊功能模块组成不同硬件结构的控制装置。4.使用方便、维护简单。PLC控制的输入输出模块。特殊功能模块都具有即插即卸功能连接十分容易。对于逻辑信号输入输出均采用开关方式不需要进行电平转换和驱动放大;对于模拟信号输入输出均采用传感器仪表和驱动设备的标准信号。各个输入和输出模块与外部设备的连接十分简单。整个连接过程仅需要一把螺钉旋具即可完成。三、变频恒压供水系统控翻方案的设计与选择变频恒压供水系统主要有压力传感器、压力变送器、变频器、恒压控制单元、水泵机组以及低压电器组成。系统主要的设计任务是利用恒压控制单元馒变频器控制一台水泵或循环控制多台水泵实现管网水压的恒定和水泵电机的软起动以及变频水泵与J：频水泵的切换同时还要能对运行数据进行传输。根据系统的设计任务要求结合系统的使用场所有以下方案可供选择：1.有供水专用的变频器+水泵机组+压力传感器。这种控制系统结构简单它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器供水基板上通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能。它虽然简化了电路结构.降低了设备成本但对压力设定和压力反馈值的显示比较麻烦无法自动实现不同时段的不同恒压要求在调试时PID调节参数的系统优化比较困难。调节范围小系统的稳态动态性能不易保证。其输出接口的扩展功能缺乏灵活性数据通信困难并且限制了带负载的容量因此仅适用于要求不高的小容量场合。2.通用变频器+单片机(包括变频控制、调节器控制)+人机界面+压力传感器。这种方式控制精度高、控制算法灵活、参数调整方便具有较高的性能价格比但开发周期长程序一旦固化修改较为麻烦因此现场调试的灵活性差同时变频器在运行时将产生干扰。变频器的功率越大产生的干扰越大所以必须采取相应的抗干扰措施来保证系统的可靠性。该系统适用F某一特定领域的小容量的变频恒压供水。3.通用变频器+PLC(包括变频控制、调节器控制)+组态软件十压力传感器。这种控制方式灵活方便具有良好的通信接口町以方便地与其他的系统进行数据交换：通用性强由于PLC产品的系列化和模块化用户可灵活组成各种规模和要求不同的控制系统。在硬件设计上只需确定PLC的硬件配置和UO的外部接线当控制要求发生改变时可以方便地通过Pc机来改变存储器中的控制程序所以现场调试方便。通过对以上这几种方案的比较和分析可以看出“变频器主电路++PLC(包括变频控制、调节器控制)十组态软件十压力传感器”的控制方式更适合于本系统。这种控制方案既有扩展功能灵活方便、便于数据传输的优点又能达到系统稳定性及控制精度的要求。四、变颏恒压供水控制器性能特点1.高效节能。优化的节能控制软件使水泵实现最大限度地节能运行。由电机学公式可知。系统电机功耗与电机转速成立方关系在压力不变时。水泵出水量与电机转速成上E比。本设备采用恒压量：r作方式。当用水量减小时系统保持管嗍恒压通过降低水泵转速来减少供水量耗电量按立方特性降低。根据实际用水情况设定管网压力自动控制水泵出水量减少了水的跑、漏现象。2.设备投资省、占地面积小。本系统与其它供水方式比较由于主要设备只是控制柜及水泵省去了大量的设备占地面积从而大幅度节省了上建投资而且就设备本身而言供水量越大采用变频恒压供水设备的价格优势就越