PLC與WinCC flexible在遠(yuǎn)程供水系統(tǒng)中的應(yīng)用

圖1-2供水系統(tǒng)主電路圖

Fig.1-2 The main circuit of the water supply system

3 PLC程序設(shè)計(jì)

3.1自動(dòng)運(yùn)行模式：

西門子系列PLC編程采用STEP7軟件，它是西門子PLC的視窗軟件支持工具，提供完整的編程環(huán)境，可進(jìn)行離線編程和在線連接和調(diào)試，并能實(shí)現(xiàn)梯形圖與語(yǔ)句表的相互轉(zhuǎn)換。

系統(tǒng)程序包括主程序和電機(jī)切換程序，PID子程序。主程序主要作用是調(diào)用其他子程序；電機(jī)切換程序根據(jù)PID的運(yùn)算輸出來(lái)決定兩個(gè)泵的運(yùn)行狀態(tài)。PID子程序主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，以達(dá)到安全穩(wěn)定的控制精度。數(shù)據(jù)采集程序用于將現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集到PLC中，用于PID控制以及在觸摸屏中顯示，便于現(xiàn)場(chǎng)操作。

1.主程序：主程序的作用是初始化子程序,調(diào)度子程序,降低程序復(fù)雜度,使程序的設(shè)計(jì),調(diào)試和維護(hù)等操作簡(jiǎn)單化。在主程序中，設(shè)置兩個(gè)變頻器頻率上下限到達(dá)濾波時(shí)間繼電器，用于穩(wěn)定系統(tǒng)。

2.PID子程序：Micro/WIN提供了PID Wizard（PID指令向?qū)В?，可以幫助用戶方便地生成一個(gè)閉環(huán)控制過(guò)程的PID算法。此向?qū)Э梢酝瓿山^大多數(shù)PID運(yùn)算的自動(dòng)編程，用戶只需在主程序中調(diào)用PID向?qū)傻淖映绦?，就可以完成PID控制任務(wù)。PID的運(yùn)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)是自動(dòng)分配的，向?qū)⒆詣?dòng)為其參數(shù)表分配符號(hào)名，用戶不要再自己為這些參數(shù)分配符號(hào)名，否則將導(dǎo)致PID控制不執(zhí)行[4]。PID向?qū)е袛嘤玫氖荢MB34定時(shí)中斷，在用戶使用了PID向?qū)Ш?，注意在其它編程時(shí)不要再用此中斷，也不要向SMB34中寫入新的數(shù)值，否則PID將停止工作。為保證PID子程序的正常運(yùn)行，必須用SM0.0來(lái)使能PID子程序，SM0.0后不能串聯(lián)任何其他條件，而且也不能有越過(guò)它的跳轉(zhuǎn)；如果在子程序中調(diào)用 PID子程序，則調(diào)用它的子程序也必須僅使用SM0.0調(diào)用。

圖3-1 PLC控制主流程圖

Fig.3-1 Flow chart of PLC control

3.電機(jī)切換程序：包括加電機(jī)程序和減電機(jī)程序，在控制系統(tǒng)作用下，變頻器開始運(yùn)行，啟動(dòng)第一臺(tái)水泵M1，當(dāng)輸出壓力達(dá)到設(shè)定值，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，這期間M1在PLC和變頻器的控制下處在調(diào)速運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)用水量繼續(xù)增加，變頻器輸出頻率達(dá)到工頻時(shí)，水壓仍低于設(shè)定值，由PLC控制切換至工頻電網(wǎng)后恒速運(yùn)行；同時(shí)，使第二臺(tái)水泵M2投入變頻器并變速運(yùn)行，系統(tǒng)恢復(fù)對(duì)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。

降壓控制：當(dāng)用水量下降水壓升高，變頻器輸出頻率降至PLC程序中設(shè)定的變頻器下限頻率時(shí)，水壓仍高于設(shè)定值[5]，系統(tǒng)將工頻運(yùn)行的一臺(tái)水泵關(guān)掉，繼續(xù)變頻運(yùn)行另一臺(tái)水泵，使壓力重新達(dá)到設(shè)定值。

在電機(jī)切換程序中，從變頻器輸出端切斷電機(jī)的接觸器，其控制啟動(dòng)按鈕與變頻器啟動(dòng)按鈕聯(lián)鎖，即啟動(dòng)接觸器接通電機(jī)后，變頻方可啟動(dòng)；電動(dòng)機(jī)接入工頻的接觸器，其線圈控制回路由變頻器輸出端切斷電機(jī)的接觸器的常閉觸點(diǎn)控制，保證變頻器輸出端切斷電機(jī)后接入工頻；

用plc控制切換過(guò)程時(shí)，變頻自由停車到切除電機(jī)要有0.1秒的延時(shí)，由電機(jī)從變頻切除到工頻接通要有0.2－0.4秒的延時(shí)，整個(gè)過(guò)程最多0.5秒完成；

工頻轉(zhuǎn)變頻的操作，首先切斷工頻與電機(jī)的連接，然后接通變頻輸出與電機(jī)的連接。變頻轉(zhuǎn)工頻的操作，首先要斷開變頻器的輸出，為保證轉(zhuǎn)換瞬間不跳閘，適當(dāng)延時(shí)一段時(shí)間，然后工頻轉(zhuǎn)變頻接觸器轉(zhuǎn)換。

PLC設(shè)計(jì)一套變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)管網(wǎng)瞬間壓力變化自動(dòng)調(diào)節(jié)兩臺(tái)水泵的轉(zhuǎn)速及其投入與退出[6]，使管網(wǎng)主干管出口端保持在恒定的設(shè)定壓力值，并滿足用戶的流量需求，使整個(gè)系統(tǒng)始終保持高效節(jié)能的最佳狀態(tài)。