摘要

本文主要介紹了臺灣永宏PLC在生活水泵上的應用。以強大的通訊功配合簡單易用PID指令，與多臺變頻器間構筑成智能PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實現(xiàn)生活用水的恒壓供給。

關鍵詞：水泵；PID調(diào)節(jié)；無負壓。

Abstract

ThispaperdescribestheapplicationofFATEKPLCinnon-negativepressurewatersupplysystem.ThesystembudgetB1seriesPLC,coupledwithpowerfulcommunicationandeasyPIDcommand,withmorethanoneinvertertobuildintelligentcontrolsystemandrealizationofconstantpressurewatersupply..

KeyWords:Pump;PIDcontrol;Nonegativepressure.

一項目簡介

1.1行業(yè)背景

無負壓設備不是水泵、管件閥門加上一個罐體和控制柜的簡單組合，而是集機械、電子、信息技術為一體的高科技產(chǎn)品，它是在采用獨特的預壓平衡技術、負壓反饋技術、真空抑制技術以及信號采集分析處理技術的基礎上，保證外界管網(wǎng)不受影響的前提下，利用原有自來水管網(wǎng)壓力、完全與空氣隔絕進行高效節(jié)能供水的一種二次加壓方式。無負壓供水設備具有徹底解決二次供水污染的優(yōu)點引起社會廣泛關注，無負壓供水設備不需建造水塔，投資小、占地少，采用水氣自動調(diào)節(jié)、自動運轉(zhuǎn)、節(jié)能與自來水自動并網(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)二次供水設施的首選。

1.2客戶需求

客戶一控四變頻無負壓供水系統(tǒng)，需要永宏PLC控制客戶簡單的變頻器，通過出水壓力檢測進行以PLC內(nèi)的PID控制實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，各泵循環(huán)起泵，定時換泵；壓力超限則自動停泵，通過工頻與PID復合控制，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

無負壓供水系統(tǒng)采用一臺永宏PLC控制四臺變頻器，以通訊組網(wǎng)形式實現(xiàn)連接；現(xiàn)場上位機采用觸摸屏控制，實現(xiàn)各參數(shù)的設定與修改，再通過觸摸屏端網(wǎng)絡接口來實現(xiàn)遠程組態(tài)系統(tǒng)的遠程檢測與控制。維護簡單方便，高效便民。

1.4方案背景

永宏PLC提供軟件數(shù)字化的PID數(shù)學算法，可以滿足一般反應的閉環(huán)回路過程控制，在恒壓供水的PID控制中凸顯其功能。經(jīng)濟型主機配合模擬量擴展模塊可提供12位元精度的模擬量信號采集，足以滿足控制需求。通過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現(xiàn)控制。在實現(xiàn)功能的前提下，提高了系統(tǒng)性價比。

二控制系統(tǒng)設計

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控制工藝動作流程設計

以下是動作流程框圖。

圖2-2控制動作流程圖

2.3軟件設計

2.3.1功能指令設計

該系統(tǒng)主要為PLC控制變頻水泵智能動作，相關控制與反饋數(shù)據(jù)均通過二者485通訊實現(xiàn)，考驗PLC的通訊功能性與簡潔性，而這正是永宏PLC的優(yōu)勢之一。采用FUN150指令，以填表格的方式進行MODBUS通訊。

圖2-3-1-1MODBUS通訊功能指令介紹圖

強大的通訊功能使得對變頻器的數(shù)據(jù)讀取與控制寫入能快速實現(xiàn)，在此基礎上采用FUN30泛用PID指令，將出水口壓力信號采集進來，通過合適的PID參數(shù)，進行只能調(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人機界面的設計

該系統(tǒng)的人機界面風格簡潔，主要設計了：開機頁、主選頁、參數(shù)設定頁、運行控制頁、運行數(shù)據(jù)頁、運行狀態(tài)頁以及故障解鎖頁；需要出廠設定的參數(shù)做在隱藏頁內(nèi)，特定操作并輸入密碼方可進入修改。以下是部分畫面。

2-3-2-1主控參數(shù)畫面圖

圖2-3-2-2運行控制畫面圖

三設備調(diào)試

變頻調(diào)試

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

圖3-1-1變頻器通訊地址圖

3.2整機調(diào)試

圖3-2-1整機設備圖

四．應用總結(jié)

整機調(diào)試效果良好，客戶滿意度高。屏上設定合適PID參數(shù)與變頻器加減速時間，可以實現(xiàn)穩(wěn)定加/減泵，控制水壓輸出在穩(wěn)定范圍內(nèi)。通過屏上切換開關可以直接實現(xiàn)一控三、一控二系統(tǒng)的控制。主要難點在于復合情況下泵組的配合以及PID參數(shù)的合理設定。

五．參考文獻

[1]范堤商貿(mào)（上海）有限公司.永宏可編程控制器使用手冊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II【進階應用篇】.2010