2019年 第 12 期
各界前沿理论— 175 —
作者单位：董纪佳、钟汉生，宁波财经学院。
董纪佳 钟汉生变频器恒压供水
摘要：伴随现代技术的发展，人类对供水的要求越来越高，供水的可靠性和安全性对现代供水系统要求越来越高。本文设计了一个基于PLC的变频恒压供水控制系统，并设计了WinCC组态监控界面，实现了PLC 组态仿真。
关键词：仿真；PLC控制；组态仿真在供水系统中，用户用水量的变化对实际水压的大小有很大的影响，因此实际水压是一个时刻变化且不稳定的数值。常见的供水系统中有采用恒速供水和恒压供水等供水方法，其中恒速供水只能通过切换水泵组来实现应对管网内水压大小的控制，很难保持管网内水压稳定。而恒压供水就可以弥补这一个缺陷，能够根据实际水压进行适时控制。
一、系统分析
本文设计中，采用改变电动机转速，启动不同流量泵来提供用户用水量的变化，在系统运行过程中，
管道内压力传感器提供管道内压力变化值，转化为模拟量传送给PLC，PLC来控制变频器改变电机转速，或改变泵的运行台数进行供水。从而达到根据用户实时用水量来供水的效果。系统结构图如图1所示。
图1 恒压供水系统的系统框图
二、PLC 控制设计
在自动化控制系统中，单片机与PLC控制是最为常用的控制方法。但PLC所具有的灵活性、可靠性、抗干扰性以及丰富的可拓展模块是单片机无法比拟的，PLC 能够广泛地应用在实际生产中，并且德国SIEMENS生成的系列产品和模块具有功能强，可靠灵活等特点。考虑本次设计的经济性、功能性等方面，本设计选用PLC 控制。
根据基本PLC的变频恒压供水控制系统原理，系统整体设计框图见图2所示。其中液位变送器和压力变送器是将水塔和系统运行时管道内的压力通过模拟量反馈给控制系统，从而达到调节目的。可编程控制器控制整个系统的运行，将人的指令输出控制器，使系统完成要求，同时，控制系统能实现自行控制作用，减少人工。变频器将电路中固定不变的电压和频率不变的工频交流电转变成需要的电压或频率可变的交流电。水泵组采用两台调速泵，一台恒速泵和一台小流量泵完成供水。
图2
三、SIMATIC WinCC 组态及仿真
为了更好地对PLC控制系统进行控制及数据采集，本设计选用SIMATIC WinCC作为组态监控软件。通过WinCC组态监控，可以在线监控程序的运行状态，根据监控变量的变化状况，更加方便直观地检查程序，便于得到修正程序、优化程序的方向。也可以直接设置程序中的某一些设定变量值，以改变程序运行方向。根据基本PLC的变频恒压供水控制系统原理，设计WinCC组态界面如下。
为了更好地对PLC程序进行验证和调试，也可以通过WinCC组态界面进行仿真调试，通过仿真调试可以看出，基本能够满足及符合PLC变频恒压控制的控制要求。
四、总结
本文主要介绍了以PLC、变频器和压力变送器为重心的变频恒压供水系统。通过PLC运算、转化、存储和通讯的功能和变频器优良的变频调速性能，来实现恒压供水控制，并通过WinCC组态设计了组态监控界面。【参考文献】
[1]王煜.采用PLC控制的变频恒压供水系统设计[D].大连理工大学,2014.
[2]王淑芳.电气控制与S7-1200 PLC 应用技术[M].
北京：机械工业出版社，2016.
发布评论