当前位置:自动化网>智慧工厂门户>应用案例>基于PLC的恒压供水系统设计

基于PLC的恒压供水系统设计

发布时间:2019-12-02 09:37   类型:解决方案   人浏览
1 引言 通常的供水系统在用水量较高时,供水管道中的水压将下降,不能满足用户的需求;用水量较低时,供水管道中的水压将升高,超出了用户的需求,这种情况不但浪费了能源,而且还会破坏供水管道及用水设施,造成经济损失。供水系统中压力调节的方法比较落后,普遍使用水塔二次供水和频繁启停电机等方法进行调节。前者投入的资金比较多,占地面积大,容易出现故障;后者会消耗大量的电能,还会对接入电网的其他用电设备造成影响,反复地启停设备将缩短其使用寿命[1]。 综合考虑目前供水系统在实际应用中的一些弊端,本次设计的供水系统以高效节能、供水稳定为前提,采用PID闭环控制方式,提高了系统的精确性。为了保证各设备安全运行,使用了上位机对系统实施监控。其工作的原理是利用变频技术、PLC和压力传感器的结合,完成水泵在变频电源与工频电源之间的自动转换,使管网的压力稳定在设定值附近,从而达到恒压供水的设计要求[2]。 2 系统的整体设计及工作原理 系统的设计目标是达到居民用水的要求,因此调节的对象是流量,但水泵将水上扬的高度决定了流量,对它的检测与调节不容易完成。当系统供水时,管网中的水压大小取决于供水量和用水量的大小关系。在供水量大于用水量的时候,供水管道中的水压将会增高,在供水量小于用水量的时候,供水管道中的水压将会下降,在供水量等于用水量的时候,则供水管道中的水压保持不变。所以,在控制流量时,我们将水压作为控制的参照变量。控制系统结构如图1所示。   图1 控制系统结构图 系统采用基于PLC内部PID的变频恒压供水方式,应用三个水泵的循环运行以及在变频电源和工频电源之间的转换来完成恒压供水过程,1#泵和2#泵为主要供水泵,3#泵作为备用的水泵。其控制流程图如图2所示。   图2 控制系统结构图 该系统使用了PID闭环控制方式,利用压力传感器测量出管道中水压,然后将压力转变为电信号,反馈至PID控制器,经过计算得出偏差,运用变频器来改变水泵的转速;在居民用水量增加时,供水管道中的水压将小于压力设定值,此时变频器的输出频率会变大,提高水泵的转速,从而增加供水量,当1#泵的转速达到上限,且供水管道中的水压还小于压力设定值,此时1#水泵将由变频状态自动切换至工频状态下工作,2#泵变频工作,若此时管网的水压大于压力设定值,2#泵转速下降,频率减小,当减小到下限时管网压力仍大于压力设定值,1#泵停止,2#泵变频工作,在管网水压快要达到压力设定值时,水泵转速的变化开始减缓一直到转速不再改变,以使供水管道中的水压恒定在压力设定值上,从而达到供水压力稳定的要求。 3 系统的硬件设计 PLC主要由CPU、存储器、I/O口、外设编程器及电源等构成[3]。CPU是由寄存器、控制器以及运算器组成,它是PLC用来完成信息操作的单元;存储器用来放置数据、系统程序和用户程序等;数字量和模拟量的I/O口用于现场操控、检测设备和执行设备的连接,PLC输入端口包括三种输入形式,分别为直流输入、交流输入和交直流输入,输出形式包含晶闸管、晶体管和继电器等类型;PLC的供电电源不仅为PLC提供主电源,同时为PLC的内部元件的稳定运行提供所需要的直流电,为内部元件

成为会员,继续阅读。
       

本文地址:http://www.ca800.com/apply/d_1o1ajrhqn8h41_1.html

拷贝地址

版权声明:版权归中国自动化网所有,转载请注明出处!

留言反馈
  • 评价:

  • 关于:

  • 联系人:

  • 联系电话:

  • 联系邮箱:

  • 需求意向:

  • 验证码:

    看不清楚?

  • 在线咨询