摘 要：

　　組合應用了三菱FX系列PLC，變頻器，顯控（Samcon）SA系列觸摸屏粟墩。采用通信方式對變頻器進行控制來實現系統控制功能，用戶可以通過觸摸屏控制系統的運行。通過安裝在出水管網上的壓力變送器，把出口壓力信號變成4～20mA或0～10V標準信號送入PLC內置的PID調節(jié)器啦桌，經PID運算與給定壓力參數進行比較窍奋，輸出運行頻率到變頻器。控制系統由變頻器控制水泵的轉速以調節(jié)供水量，根據用水量的不同，PLC頻率輸出給定變頻器的運行頻率悲组，從而調節(jié)水泵的轉速检痰，達到恒壓供水。

1锨推、引言

　　在工業(yè)現場控制領域铅歼，可編程控制器（PLC）一直起著重要的作用。隨著國家在供水行業(yè)的投資力度加大换可，水廠運行自動化水平不斷提高椎椰，PLC在供水行業(yè)應用逐步增多。觸摸屏與PLC配套使用沾鳄，使得PLC的應用更加靈活慨飘，同時可以設置參數、顯示數據译荞、以動畫等形勢描繪自動化過程瓤的，使得PLC的應用可視化。

　　變頻恒壓供水成為供水行業(yè)的一個主流吞歼，是保證供水管網在恒壓狀態(tài)的重要手段∪Ω啵現代變頻器完善的網絡通信功能，為電機的同步運行篙骡，遠距離集中控制和在線監(jiān)控等提供了必要的支持稽坤。通過與PLC連接的觸摸屏，可以使控制更加形象矢匾、直觀懂崭，操作更加簡單溃艺、方便区戚。

組合應用PLC、觸摸屏及變頻器睡硫，采用通信方式對變頻器進行控制來實現變頻恒壓供水挣堪。

　　變頻恒壓供水系統原理如圖1所示趣闹，系統主要由PLC豁惨、變頻器、觸摸屏箍负、壓力變送器烂辟、動力及控制線路以及泵組組成。用戶可以通過觸摸屏了解和控制系統的運行麦回，也可以通過控制柜面板上的指示燈和按鈕哨叙、轉換開關來了解和控制系統的運行。通過安裝在出水管網上的壓力變送器缤谎，把出口壓力信號變成4～20mA或0～10V標準信號送入PLC內置的PID調節(jié)器抒倚，經PID運算與給定壓力參數進行比較褐着，輸出運行頻率到變頻器⊥信唬控制系統由變頻器控制水泵的轉速以調節(jié)供水量含蓉，根據用水量的不同，PLC頻率輸出給定變頻器的運行頻率项郊，從而調節(jié)水泵的轉速馅扣，達到恒壓供水。PLC設定的內部程序驅動I/O端口開關量的輸出來實現切換交流接觸器組呆抑，以此協調投入工作的水泵電機臺數岂嗓，并完成電機的啟停、變頻與工頻的切換鹊碍。通過調整投入工作的電機臺數和控制電機組中一臺電機的變頻轉速厌殉，使系統管網的工作壓力始終穩(wěn)定，進而達到恒壓供水的目的侈咕。

　　該系統有手動和自動兩種運行方式。手動方式時庇讥，通過觸摸屏或控制柜上的啟動和停止按鈕控制水泵運行尚技，可根據需要分別控制1#～3#泵的啟停，該方式主要供設備調試润沸、自動有故障和檢修時使用潭耙。自動運行時，首先由1#水泵變頻運行燥箍，變頻器輸出頻率從0HZ上升都宅，同時PID調節(jié)器把接收的信號與給定壓力比較運算后送給變頻器控制。如壓力不夠朦晋，則頻率上升到50HZ愧橄，由PLC設定的程序驅動I/O端口開關量的輸出來實現切換交流接觸器組，使得1＃泵變頻迅速切換為工頻周狱，2＃泵變頻啟動瘪期，若壓力仍達不到設定壓力，則2＃泵由變頻切換成工頻稿辙，3＃泵變頻啟動昆码；如用水量減少，PLC控制從先起的泵開始切除邻储，同時根據PID調節(jié)參數使系統平穩(wěn)運行赋咽，始終保持管網壓力。

若有電源瞬時停電的情況芥备，則系統停機冬耿，待電源恢復正常后舌菜，人工啟動，系統自動恢復到初始狀態(tài)開始運行亦镶。變頻自動功能是該系統最基本的功能日月，系統自動完成對多臺泵的啟動、停止缤骨、循環(huán)變頻的全部操作過程爱咬。

4、設備參數的設置

　　在進行通信之前必須對PLC绊起、觸摸屏和變頻器的通訊參數進行正確設置精拟。本系統定義為Modbus協議，波特率為9600箩晦，數據位為8甫蹄，無校驗，停止位為1淀甘。變頻器除設置通信參數外缚粮，還需啟用“自由停車”以保護電機。

　　該系統采用三菱FX-200的PLC囊叛，繼電器輸出，PLC編程采用三菱PLC的專用編程軟件满颂，軟件提供完整的編程環(huán)境学蟀，可進行離線編程、在線連接和調試矛熬。為了提高整個系統的性價比户虐，該系統采用可編程控制器的開關量輸入輸出來控制電機的起停、自動投入惹模、定期切換贩贵，供水泵的變頻及故障的報警等箕昭，而且通過PLC內置的PID給定電機的轉速灵妨、設定壓力、頻率落竹、電流泌霍、電壓等模擬信號量。

以往的變頻恒壓供水系統在水壓高時述召，通常采用停變頻泵朱转，再將變頻器以工頻運行方式切換到正在以工頻運行的泵上進行調節(jié)。這種切換的方式理論上要比直接切換工頻的方式先進积暖，但其容易引起泵組的頻繁起停藤为，從而減少設備的使用壽命怪与。而在該系統中采用直接停工頻泵的運行方式，同時由變頻器迅速調節(jié)缅疟，只要參數設置合適分别，即可實現泵組的無沖擊切換，使水壓過渡平穩(wěn)存淫，有效的防止了水壓的大范圍波動及水壓太低時的短時間缺水的現象耘斩，提高了供水品質。

6游隅、觸摸屏界面設計和運行操作

　　第一步：確認接通觸摸屏電源圈喻，進入觸摸屏歡迎界面，如圖2

 

　　第二步：在歡迎界面中用一個手指輕壓“進入系統”腊的，進入“系統主畫面”爸见，如圖3。

 

　　第三步：要進行參數設定敷裁。手指輕壓“參數設定”迂儡，進入參數設定畫面，如圖4劳仿。

 

　　點擊時間后的數字可以彈出軟鍵盤杰打，在軟鍵盤中設定切泵時間，單位為小時甜海，設定后輕壓“Enter”確認搁鞭。按上面的方法依次設定加泵時間和減泵時間，單位為秒饵来；用同樣的方法對P恢恼、I值進行設定。

　　第四步：輕壓可以返回系統主畫面胰默，在主畫面中輕壓“狀態(tài)畫面”可以進入系統狀態(tài)畫面场斑，如圖5。

 

　　輕壓“系統壓力設定”后面的方框牵署，在軟鍵盤上設定管網壓力漏隐，單位為MPa，即1MPa＝10個壓奴迅。

　　第五步：輕壓“啟動”青责，啟動PLC設定的程序，開始控制切泵取具，實現恒壓供水脖隶。狀態(tài)監(jiān)視頁面將會顯示當前工作狀態(tài)。

在系統出現故障時，手指輕壓“停止”后产阱，水泵停止工作婉称，然后進行維護。

7构蹬、結束語

　　該系統采用PLC和變頻器結合翠墩，系統運行平穩(wěn)可靠，實現了真正意義上的無人職守的全自動循環(huán)切泵辖京、變頻運行帝匙，保證了各臺水泵運行效率的最優(yōu)和設備的穩(wěn)定運轉啟動平穩(wěn)，消除了啟動大電流沖擊克干，由于泵的平均轉速降低了反狞，從而可延長泵的使用壽命，可以消除啟動和停機時的水錘效應讽噪。通過觸摸屏上的組態(tài)畫面就可進行供水壓力的設定跳清，監(jiān)視設備運行狀況同時可以查詢設備故障信息，大大提高恒壓供水系統的自動化水平及對現場設備的監(jiān)控能力渠吮。