基于plc的城市小區(qū)供水綜合節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2025-09-10 11:21 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的位置時候為自動控制狀態(tài)；在手動運行時，可用按鈕SB1SB8控制三臺電機的起/停和電磁閥YV2的通/斷；自動運行時，系統(tǒng)在PLC程序控制下運行。圖中的HL10為自動運行狀態(tài)時的電源指示燈。對變頻器的頻率進行復(fù)位控制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的一個COM端，而系統(tǒng)本身又沒有剩下單獨的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(fù)位控制。在此可以看到在檢修是的控制原理和水泵在正常運行是的控制原理一樣的，最終是通過控制接觸器的通與斷來控制水泵的啟動與停泵。在PLC控制時候與檢修時的控制最大的區(qū)別是，PLC可以通過變頻器來控制水泵的轉(zhuǎn)速從而達到對水壓的壓力控制，而檢修的目的是對機器的維護而不是控制水壓，因此不必通過對其轉(zhuǎn)速控制。 PLC的模擬量擴展單元的選型和配置如果選用CPU224的PLC，也需要擴展單元；如果選用CPU226的PLC，價格圖5 控制電路比較高，這樣形成的浪費較大。因此參照西門子S7200產(chǎn)品目錄及市場價格可知選用的主機為CPU222一臺，加上一臺數(shù)字量擴展模塊EM222，再擴展一個模擬量模塊EM235。這樣配置是最為經(jīng)濟的[6]。PLC的普通輸入輸出端口均為開關(guān)量處理端口，模擬量擴展單元可以將外部模擬量轉(zhuǎn)換為PLC可處理的數(shù)字量及將PLC內(nèi)部運算結(jié)果數(shù)字量轉(zhuǎn)換為機外所需的模擬量。模擬量擴展單元有單獨用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換的，單獨用于數(shù)/模轉(zhuǎn)換的，也有兼具模/數(shù)及數(shù)/模兩種功能的。如用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出。整個PLC系統(tǒng)的配置如圖6 主機單元CPU222AD/DC繼電器擴展單元EM2228點繼電器模擬量單元EM2354AI/1AO圖6 PLC系統(tǒng)的配置自動控制系統(tǒng)PLC的輸入端口包括啟動按鈕，閥門關(guān)閉按鈕，電機停止按鈕，以及電動機的熱保護繼電器輸入，輸入形式是熱繼電器的常開觸點。PLC的輸出端口包括控制1電機兩個交流接觸器的動作，分別對應(yīng)變頻/工頻兩個工作狀態(tài)，1水泵相應(yīng)閥門的正反轉(zhuǎn)，2電機變頻運行的交流接觸器動作，2和3水泵相應(yīng)閥門的正反轉(zhuǎn)。PLC的模擬輸入端口包括壓力傳感器檢測的水位信號，水位信號是以標(biāo)準(zhǔn)電流信號4～20mA進行傳輸?shù)?；變頻器反饋的電機頻率信號，電機頻率信號是0～10V的電壓信號。對于變頻器，不僅需要一個中間繼電器來控制變頻器的FWD和CM的通斷，來實現(xiàn)變頻器的運行和停止；而且需要一個中間繼電器來控制變頻器的BX和CM的通斷，斷開變頻器輸出，實現(xiàn)變頻/工頻的切換。此外，對于電動機的熱保護繼電器輸入，報警指示輸出既需要三個端口顯示哪一臺電機故障，也需要一個輸出端子進行蜂鳴器報警輸出。4 PLC的設(shè)計在硬件系統(tǒng)設(shè)計中，采用一臺變頻器連接3臺電動機，其中3水泵電機是大電機，具有變頻/工頻兩種工作狀態(tài)，每臺電機都通過兩個接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)； 1水泵電機是小電機，只有變頻工作狀態(tài)，每臺電機只通過一個接觸器與變頻輸出電源連接。變頻器輸入電源前面接入一個自動空氣開關(guān)，來實現(xiàn)電機、變頻器的過流過載保護接通，空氣開關(guān)的容量依據(jù)大機的額定電流來確定。對于有變頻/工頻兩種狀態(tài)的1和3電動機，還需要在工頻電源下面接入兩個同樣的自動空氣開關(guān)，來實現(xiàn)電機的過流過載保護接通，空氣開關(guān)的容量依據(jù)小電機的額定電流來確定。所有接觸器的選擇都要依據(jù)電動機的容量適當(dāng)選擇。該系統(tǒng)有手動和自動兩種運行方式:（1）手動運行 按下按鈕啟動或停止水泵，可根據(jù)需要分別控制1—3泵的啟停。該方式主要供檢修及變頻器故障時用。（2）自動運行合上自動開關(guān)后，1泵電機通電，變頻器輸出頻率從0Hz上升，同時PID調(diào)節(jié)器接收到來自壓力傳感器的標(biāo)準(zhǔn)信號，經(jīng)運算與給定壓力參數(shù)進行比較，將調(diào)節(jié)參數(shù)送給變頻器，如壓力不夠，則頻率上升，直到50Hz，1泵由變頻切換為工頻，變頻啟動2泵，變頻器逐漸上升頻率至給定值，加泵依次類推。 如用水量減小，從先啟的泵開始退出，同時根據(jù)PID調(diào)節(jié)器給定的調(diào)節(jié)參數(shù)使系統(tǒng)平穩(wěn)運行。若有電源瞬時停電的情況，則系統(tǒng)停機。待電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動恢復(fù)運行，然后按自動運行方式變頻啟動3泵，直至在給定水壓值上穩(wěn)定運行。 PLC主程序主要由水泵電機起動程序、小功率水泵電機變頻/工頻切換程序、水泵電機換機程序、閥門
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