在工業現場控制領域,PLC控制器一直起著重要的作用。隨著國家在供水行業的投資力度加大,水廠運行自動化水平不斷提高,PLC在供水行業應用逐步增多。觸摸屏與PLC配套使用,使得PLC的應用更加靈活,同時可以設置參數、顯示數據、以動畫等形勢描繪自動化過程,使得PLC的應用可視化。
變頻恒壓供水成為供水行業的一個主流,是保證供水管網在恒壓狀態的重要手段。現代變頻器完善的網絡通信功能,為電機的同步運行,遠距離集中控制和在線監控等提供了必要的支持。通過與PLC連接的觸摸屏,可以使控制更加形象、直觀,操作更加簡單、方便。
組合應用PLC、觸摸屏及變頻器,采用通信方式對變頻器進行控制來實現變頻恒壓供水。
變頻恒壓供水系統主要由PLC、變頻器、觸摸屏、壓力變送器、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,也可以通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、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,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調節器,經PID運算與給定壓力參數進行比較,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,從而調節水泵的轉速,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,以此協調投入工作的水泵電機臺數,并完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。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,使系統管網的工作壓力始終穩定,進而達到恒壓供水的目的。
若有電源瞬時停電的情況,則系統停機,待電源恢復正常后,人工啟動,系統自動恢復到初始狀態開始運行。變頻自動功能是該系統最基本的功能,系統自動完成對多臺泵的啟動、停止、循環變頻的全部操作過程。
在進行通信之前必須對PLC、觸摸屏和變頻器的通訊參數進行正確設置。本系統定義為Modbus協議,波特率為9600,數據位為8,無校驗,停止位為1。變頻器除設置通信參數外,還需啟用“自由停車”以保護電機。