发布时间 : 星期四 文章基于PLC的恒压供水系统设计(2) - 图文更新完毕开始阅读
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制，本系统就是采用了这种方式。采用PID控制较其它组合控制效果要好，基本上能获得无偏差、精度高和系统稳定的控制过程。这种控制方式用于从产生偏差到出现响应需要一定时间的负载系统(即实时性要求不高，工业上的过程控制系统一般都是此类系统，本系统也比较适合PID调节)效果比较好。
通过对被控制对象的传感器等检测控制量(反馈量)，将其与目标值(温度、流量、压力等设定值)进行比较。若有偏差，则通过此功能的控制动作使偏差为零。也就是使反馈量与日标值相一致的一种通用控制方式。它比较适用于流量控制、压力控制、温度控制等过程量的控制。在恒压供水中常见的PID控制器的控制形式主要有两种：
(1)硬件型：即通用PID控制器，在使用时只需要进行线路的连接和P、I、D参数及日标值的设定。
(2)软件型：使用离散形式的PID控制算法在可编程序控制器(或单片机)上做PID控制器。
此次使用硬件型控制形式。本系统的PID调节器内置于变频器中
3.5压力传感器
压力传感器作用是通过安装在出水管网上的压力传感器，把出口压力信号变成4～20mA变化的电流信号或0～5V间变化的电压信号的标准信号进行PID调节，经运算与给定压力参数进行比较，得出一个调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网中的压力保持在给定压力上。根据用水量的大小由PLC控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。当供水负载变化时，输入电机的电压和频率也随之变化，这样就构成了以设定压力为基准的闭环控制系统。
压力传感器使用CY-YZ-1001型绝对压力传感器。传感器由敏感芯体和信号调理电路组成，当压力作用于传感器时，敏感芯体内硅片上的电桥的输出电压发生变化，信号调理电路将输出的电压信号作放大处理，同时进行温度补偿、非线性补偿，使传感器的电性能满足技术指标的要求。
该传感器的量程为0～2.5MPa，工作温度为5℃～60 ℃，供电电源为28±3V（DC）。
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3.6系统主电路设计
图3-4 系统主电路设计
根据系统要求，本设计采用三台电机，QA1、QA3、QA5为控制三台电机变频运行的触点；QA2、QA4、QA6为控制电机工频运行的触点。KM1、KM2、KM3、KM4是三个断路器，熔断器接在主电路中防止过热，起到保护作用。BB1、BB2、BB3是热继电器保护电机过电流。
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3.7系统控制电路设计
图3-5 系统控制电路设计
SF为选择开关，转到1端为手动控制，此时电机直接经手动电路启动，不经过变频器，不受PLC控制，用于在变频器故障等等情况检修使用，此时电机为全压启动，SB1、SB3、SB5分别控制三台水泵的启动，SB2、SB4、SB6分别为三台水泵的停止按钮，用于区别工频还是变频运行，添加了指示灯。当转换开关转到2为自动运行，程序就会按照PLC编好的程序自动运行，通过压力监测反馈回来的信号，应用变频器和PLC实现自动控制，达到供水管线压力恒定的目的[7]。
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4系统软件设计
4.1PLC控制
4.4.1PLC程序流程图
PLC在系统中的作用是控制交流接触器组进行工频—变频的切换和水泵工作数量的调整。工作流程如图4-1所示：
图4-1 PLC程序流程图
系统起动之后，检测是自动运行模式还是手动运行模式。如果是手动运行模式则进行手动操作，人们根据自己的需要操作相应的按钮，系统根据按钮执行相应操作。如果是自动运行模式，则系统根据程序及相关的输入信号执行相应的操作。
手动模式主要是解决系统出错或器件出问题。