三台泵恒压供水站电控系统及PLC程序设计实例

news2025/1/15 22:55:32

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本文以一个具体的项目案例,来讲述一个恒压供水站的电控柜设计过程。包括用户需求,材料选型,图纸设计,柜内布置接线,现场接线,PLC程序设计,触摸屏画面设计,以及后续运行维护都会讲到。最后我会把所有相关的文档资料都打包提供给您,最大限度的给您提供参考价值。电控柜内主要器件有ABB ACS510系列变频器,西门子200 SMART PLC,MCGS触摸屏。那么先来讲一下用户需求吧。

项目是一个新建小区的供水站,现场有两套供水系统,分别给不同区域供水。一套是两台泵供水,一套是三台泵供水,现在讲的实例是三台泵供水的系统。现场有一个很大的水箱,水箱的进水管有电动阀可以控制开关。水箱有满水浮球,水箱灌满后浮球会切断进水,不需要电气控制。水箱有液位计,接入PLC,可以通过液位来控制进水阀的开关,液位也起保护和报警的作用。水箱的出水管有三台泵,给管路供水,供水管路上有压力变送器。压力变送器用来做为恒压供水反馈信号,也起保护和报警功能。管路上还有电接点压力表。管路上有电磁流量计,要将流量数据展示在屏上。现场有臭氧消毒器,暂时没有接入电控系统。电气柜底部安装水浸传感器,有水进入时可以保护和报警。程序和画面方面要求,恒压供水,有手动和自动,手动也是恒压供水,只是固定开那台泵。要有缺水保护,超压保护,要有最低频率设置,要有休眠停机功能。最大的难点是要有加泵减泵功能,加泵减泵要实现轮换功能,还要有某台泵检修退出功能。加泵减泵轮换功能就是,当需要停泵时要选择最先开启的那台泵来停止,当需要加泵时则选择最先停止的那台泵来开启,以此达到泵轮换的目的。某台泵检修退出功能就是说,在触摸屏上退出这台泵,其它的泵照样要按规则加泵减泵且轮换运行。这些功能的实现我会在后面一一讲解清楚。那么就再看一下材料表吧。

下面列一下主要的材料吧,完整的材料表我以单独文件的方式提供。材料没什么可说的,看完这个材料下面就讲图纸。

序号

材料名称

型  号

单位

数量

1

柜体

1600*800*500

1

2

ABB变频器

ACS510-01-025A-4

3

3

塑壳断路器

NXM-125S/3300 125A

1

4

断路器

NXB-63 3P C40

3

5

断路器

NXB-63 1P C6

2

6

三位旋钮

NP2-BD33

1

7

二位旋钮

NP2-BD21

3

8

继电器座

CZY08A

3

9

中间继电器

JZX-22F(D)/2Z AC220V

3

10

开关电源24V

FYDR-30-24

1

11

MCGS触摸屏

TPC7022Nt

1

12

西门子PLC

6ES7 288-1SR20-0AA1

1

13

SB板

6ES7 288-5AE01-0AA0

1

14

模拟量输出模块

6ES7 288-3AQ04-0AA0

1

15

声光报警器

ND16-22 FS AC220V 红

1

16

水浸传感器

HSM-WT202 防凝露24V

1

再来看看图纸吧。图纸是由AUTOCAD电气版绘制的,包括原理图和柜体开孔图。柜体开孔图没什么好说的,来看看原理图吧。图纸还是比较重要的,要仔细看一下,我会以单独的文件提供给您。

然后是柜内布置接线和现场接线。这个当时没有拍个清晰的全景图,只找了一个局部的图,大家看一下吧,差不多能看出大体的布置来。后面就开始讲PLC程序设计。

这个项目的PLC程序设计可以说是相当复杂了。主要有变频器启停部分,模拟量计算部分,PID控制部分,初始化部分,加泵处理部分,减泵处理部分,休眠及恢复处理部分,缺水保护部分,各种报警部分,超压保护部分,进水阀控制部分,变频器和流量计通讯部分。东西比较多,我没法都讲出来,你需要有比较熟练的西门子200 SMART编程技术,才能比较容易的看懂这些程序。我会把完整的程序以单独文件的方式提供给你,细节的东西您需要打开程序仔细研究。我会把比较关键的地方,还有我比较亮眼的技术讲出来供大家参考。

◆重点一,讲一下初始数据的建立。在数据块中已经定义了,参数变量的初始值,这些变量在程序首次下载到PLC中时会有初始值。然后呢,在硬件组态的系统块中,已经设置了保持范围来保持参数变量的值,这些值即使断电也不会丢失。

◆重点二,来看一下变频器的启停控制。看看程序的图片。

 

分为自动模式和手动模式。手动模式只要对应变频器的投入旋钮打到开,就会启动变频器。自动模式的三个自动切除泵变量,对应触摸屏参数设置中的检修退出开关。自动多投启变量是在多台泵运行时,加泵减泵操作中,决定哪个泵启动,哪个泵停止的自动选择控制点。后面就是一些保护了。

◆重点三,PID控制和模拟量换算,看看程序图片。

PID控制这里,在向导里设置好各个数据。但是P参数,I参数要做到触摸屏上,这两个变量在符号表的PID0_SYM那里面,找到回路增益和积分时间就对了,把这两个变量连接到触摸屏上。还有一点要注意,根据经验PID指令使能要一直接通,不能断开,如果断开,再接通也不起作用了。

这里有一个下限频率的处理问题。先来说一下,我的库指令。Inner2Scene是把整数的量程转换为实数的量程,具体在本项目中就是,把模拟量输入模块的整数值转换为现场实际模拟量的实数值。Scene2Inner是把实数的量程转换为整数的量程,具体在本项目中就是,把一个要输出的模拟量实数值,转换为模拟量输出模块的整数值,给模拟量模块。下限频率的处理是先用了一个Inner2Scene,变换了量程,然后又用了一个Scene2Inner又转换回模拟量输出模块用的整数。虽然这个库指令Inner2Scene是加密的,你完全可以自己写一个,就是一个加减乘除的运算,这个指令就相当于这么一个公式。

S_Output=(I_Input - I_Low)/(I_High - I_Low)*(S_High - S_Low) + S_Low

那个Scene2Inner的公式是

I_Output=(S_Input - S_Low)/(S_High - S_Low)*(I_High - I_Low) + I_Low

两个库指令计算逻辑都是一样的,只是数据的类型不一样。

三台泵恒压供水站电控系统及PLC程序设计实例_艺捷自动化

 

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