罗丹

沈阳工学院

基于PLC的变频恒压供水系统设计

罗丹

沈阳工学院

本设计主要采用三个电机来实现变频恒压供水系统，两个电机用于抽水，以确保水位保持在上下水位线之间。另外一个变频器控制的电机是用来供水的，根据压力传感器的反馈值进行调整电机的转速大小也就是调整供水压力实现恒压供水，压力传感器的反馈值输入PLC经过PLC内部的PID算法控制变频器的转速实现恒压供水，从而实现了变频恒压供水系统。

恒压供水 PLC PID算法

1 硬件方案设计

系统采用PLC进行控制，采用异步电机作为系统各部分的传动和工作。系统开始运行后，判断蓄水池水位是否为下限。若为下限，两个水泵就开始进行抽水。抽水过程进行一定程度，达到水位上限，抽水电机停止工作。供水电机开始恒压供水。当蓄水池的水位较高时，水压比较大，供水电机转速就变慢，供水到一定程度，蓄水池水压大时，供水电机转速加快。从而时供给用户的水流一定，实现恒压供水。当供水供到蓄水池水位下限的时候，就开始重新开始抽水工作。

2 控制系统的电路设计

本次设计的原理是利用变频器进行控制水泵电机，电机和变频器相连。当系统刚刚上电的时候，启动闭合主电源的交流接触器和变频器的交流接触器，变频器得电按照变频器内部的参数设置开始向电机发送三相脉冲刚开始是由0速到最高速发送，逐渐把速度升高直到到达设定速度。另外两台电机没有和变频器相连，其主要作用是当水池内的水很少的时候这两台和同时启动一起抽水，可以极大提高送水速度。同时水泵采用PID控制通过模拟量模块感受水压的不同，再把信息传给PLC，PLC通过信息处理就发信息给变频器控制变频器发送脉冲的评论控制电机转速从而控制水压，之后水压又通过传感器把水压信息送给PLC由此形成一个闭环控制系统。

3 控制系统I/O地址分配

I/O地址分配如表1所示。

表1 I/O地址分配

4 控制系统流程图

当按下开始的时候，系统先判断蓄水池的水位是否处于下限，如果是，则系统让抽水电机启动，开始抽水。抽水到一定的程度，系统判断蓄水池水位是否为上限。若达到上限，供水电机则进行恒压供水。PLC会去读取模拟量模块传输回来的数值，根据这个数值判断水压的大小再根据PID计算方法计算书变频器所需要的频率，然后通过通讯把转速频率传递给变频器，变频器开始运作，进行调节水压。

5 结论

本系统针对变频恒压供水系统，通过硬件选型，包括异步电动机的选型和变频器的选型，并编写PLC控制程序，选取PID控制方法，实现了变频恒压供水系统的设计。

[1]张继红.基于PLC控制的3.3kV移动变电站测控系统的研究[D].太原理工大学，2004，41-43

[2]白雪.基于PLC控制的热电厂灰渣泵系统的研究[D].天津大学，2010,18-20