自动控制系统案例分析案例四-恒压供水控制
多台水泵的变频恒压控制系统解决案例
多台水泵的变频恒压控制系统解决案例对于多台水泵的供水系统，除了上述的控制过程外，还有一个增减泵的控制，一般情况下需要增加一个plc（或类似的控制装置）。
其控制过程为：当管网压力PV低于设定压力SV时，PID输出增加，变频器频率增加，电动转速增加，随着水泵的加速，PV增加，PID的输出一直增大到最大(20mA)时，变频器的输出频率达到最高频率(50Hz)，水泵转速达到额定转速；如果PV仍低于SV，则PID输出压力低的报警（开关量）信号，PLC接到该压力低报警信号，延时一定的时间（一般为30s~15min）；如果PV一直小于SV，则说明一台水泵已经不够用了，应使PLC控制第二台水泵投入运行，一直到开泵台数满足要求为止，PV值基本稳定在SV值附近。
当管网压力PV大于设定值SV时，如果PID的输出已经最小(4mA)，调速水泵停止运行，如果此时PV仍大于SV，则PID输出压力高的报警信号，PLC接收到此输入信号，延时一定的时间(30s~15min)，PLC 控制关掉一台水泵，知道关泵台数满足要求为止，PV值基本稳定在SV值附近。
案例分享以3台泵为例，3台泵的恒压变频控制系统电气控制图如下图所示。
目前，很多变频器本身自带PID和PLC，这样造价也低，所以在选型时可以选择这样的变频器，如富士公司的FRENIC5000-P11变频器、西门子公司的M430变频器和爱默生公司的TD2100变频器等。
在图中，万能转换开关SA2在右边“手动”位置时，①和②接通，③和④接通，⑤和⑥断开，按下起动按钮SB2，交流接触器KM1吸合，电动机M1工频起动；按下停止按钮SB1，交流接触器KM1释放，电动机M1停止运行；按下起动按钮SB4，交流接触器KM2吸合，电动机M2工频起动；按下停止按钮SB3，交流接触器KM2释放，电动机M2停止运行。
在图中，万能转换开关SA2在左边“自动”位置时，①和②断开，③和④断开，⑤和⑥接通，KA3吸合，PLC控制变频器的起动，PID的压力高报警信号和压力低报警信号接在PLC的输入端，PLC测量到压力高报警信号或压力低报警信号，如果一直存在该信号，延时一定时间，则PLC控制电动机M1和电动机M2起动或停止。
自动化恒压供水控制系统方案分析
文 ◎ 李 世 波 （ 林 市 凇 城 水 表 有 限 公 司 吉 林 ） 吉
摘要 ：通 过对 恒压 供 水 系统 的 高 ，供 水量 加大 ，当达 到设 定压 力 分 析 ，利用 了变频软 启动 和Ｐ Ｃ 技 时，水 泵 的转速 恒 定 ，使管 网压 力 Ｌ 术的相 结合 实现 变频 恒压供 水 ，提 保 持在 设定压 力上 ；反之亦 然 。 高水 泵运 行 效 率 ， 达 到 节 能 的 目 自动化 恒压 供水 控制 系统 方案 的。 恒 压 供 水 控 制 系 统 的 基 木 控 关 键 词 ： 变 频 调 速 ； 恒 压 供 制 策略 是 ：采用 电动 机 调速 装置 与 水； 节 能 随 着 我 国 经 济 的 高 速 增 长 和 人 口的 不断增 加 ，能源 、矿产 、淡 水 、土地 等 资源 不足 的 矛盾 日显 凸 出， 国家鼓励 深 入开 展节 能工作 ， 是缓 解 能源 约束 矛盾 、保 障 国家 经 济 安全 的重要 措施 。 新 技术 和先 进 设备 的应 用 ，使
供水 领 域得 到 了科学 的发展 ，变 频
后 接触 器 才 能 自动 合 闸 ，以防 止 电
动机 高速 运转 产 生的 感应 电动 势损 坏变 频器 。 （ ）确 保 触 点 互联 互 锁 ，在 ３ 电路 设计 和 Ｐ Ｃ 序 设 计 中 ，控 制 Ｌ程 每 台水 泵 “ 频 一 频 ”切换 的两 工 变 Ｌ 内部 可 编 程 控 制 点 或者 Ｐ Ｃ ＰＣ 统 ， 进 行 优 化 控 制 泵 组 的 调 速 运 “ 触 点 ”必须 相互 联锁 ，以保证 软 行 ，并 自动 调 整泵 组 的运行 台数 ， 可 靠 切 换 ， 防止 变 频 器Ｕ Ｗ 出端 Ｖ输 完 成供 水压 力 的 闭环控 制 ，在 管 网 与工 频 电源发 生短 路而损 坏 。 流 量变 化 时达 到稳 定供 水压 力和 节 （ ）水 泵 轮 换 启 动控 制 可 以 ４ 电的 目的。系 统 的控制 目标是 泵站 自由设 定水 泵 启动顺 序 ：可 自由设 总管 的压力 稳 定在设 定压 力值 上 。 置 水泵 启动 的先后顺 序 。所有 水 泵 目前 ，住 宅 小 区 变 频 恒 压 供 平 均使 用 ，能 防止个 别 水泵 长 期不 水系 统设 计方 案主 要采 用 “ 台变 运行 出现 的抱 死现 象 。 一
自动控制系统案例分析
北京联合大学实验报告课程（项目）名称：过程控制学院：自动化学院专业：自动化班级：0910030201 学号：2009100302119 姓名：张松成绩：2012年11月14日实验一交通灯控制一、实验目的熟练使用基本指令，根据控制要求，掌握PLC的编程方法和程序调试方法，掌握交通灯控制的多种编程方法，掌握顺序控制设计技巧。
二、实验说明信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始工作，按以下规律显示：按先南北红灯亮，东西绿灯亮的顺序。
南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持20秒；到20秒时，东西绿灯闪亮，闪亮3秒后熄灭。
在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2秒。
到2秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。
东西红灯亮维持25秒，南北绿灯亮维持20秒，然后闪亮3秒后熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮……如此循环，周而复始。
如图1、图2所示。
图 1图 2三、实验步骤1．输入输出接线输入SD 输出R Y G 输出R Y G I0.4 东西Q0.1 Q0.3 Q0.2 南北Q0.0 Q0.5 Q0.42.编制程序，打开主机电源编辑程序并将程序下载到主机中。
3.启动并运行程序观察实验现象。
四、参考程序方法1：顺序功能图法设计思路：采用中间继电器的方法设计程序。
这个设计是典型的起保停电路。
方法2：移位寄存器指令实现顺序控制移位寄存器位（SHRB）指令将DATA数值移入移位寄存器。
S_BIT指定移位寄存器的最低位。
N指定移位寄存器的长度和移位方向（移位加=N，移位减=-N）。
SHRB指令移出的每个位被放置在溢出内存位（SM1.1）中。
该指令由最低位（S_BIT）和由长度（N）指定的位数定义。
方法3：利用定时器实现思路：利用多个定时器逻辑组合实现控制时序。
五、思考题1．实验中遇到的问题？如何解决的？2．对单一顺序控制—交通灯控制的几种实现方法技巧进行总结。
PLC控制的变频恒压供水系统
PLC控制的变频恒压供水系统成都市自来水总公司六厂刘敏雍晓蕾1. 概述变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术，它以其独特优良的控制性被广泛应用在速度控制领域。
特别是在供水行业中，由于生产安全和供水质量的特殊需要，对恒压供水压力有着严格要求，变频调速技术也得到了更加深入的应用。
成都市自来水公司六厂日产水量60万吨，担负着成都市区及周边地区70%以上的供水任务。
自1996年年底六厂的三期工程投产后开始向郫县供水，使得我厂的供水方式从单一的重力流供水变为重力流和压力流结合供水的方式。
自向郫县供水以来，由于考虑到现阶段郫县的用水量较少，从节约能耗的角度出发，我厂使用一台泵同时向郫县供水和提供我厂的自用高压水。
为了满足六厂自用水压力，保证厂内各个工艺环节设备（如消毒环节中的水射器）能正常工作，我厂自用水压力须较恒定的控制在0.3 Mpa以上，采用变频调速控制是保证压力恒定较为有效的方法。
根据我们对郫县城区供水量的了解，发现郫县全天各时段用水量变化较大（见后图5），如果不对供水量进行调节，管网压力的波动也会很大，容易出现管网失压或爆管事故。
采用变频恒压供水控制后，当郫县用水量较小时，这时相应管道和泵出口压力均较大，变频恒压控制方式将会降低泵的频率，减小泵出水量，从而降低管网压力；反之亦然。
这样，小时用水量变化较大也不会造成管网压力有较大的波动。
经过长期运行实践，证明了变频调速手段实现恒压供水不仅保证厂内自用高压水压力足够且稳定，而且保证了郫县供水的安全可靠性。
2. 控制系统构成整个恒压供水系统有两组变频泵，每组均由一台变频器和一台水泵组成；系统以PLC为控制核心，由PLC采集压力信号和输出控制变频泵的运行。
控制系统构成如图1所示。
图1 控制系统构成图PLC处理器选用的是Allen-Bradley公司的PLC-5型处理器，变频泵选用的是ABB公司的SAMI STAR系列的315F 660/690型的变频器和水泵。
《2024年基于PLC的变频恒压供水系统的设计》范文
《基于PLC的变频恒压供水系统的设计》篇一一、引言随着社会经济的不断发展和人民生活水平的持续提高，对于供水系统的稳定性和可靠性要求越来越高。
传统的供水系统往往存在能耗高、调节不精确等问题。
因此，基于PLC（可编程逻辑控制器）的变频恒压供水系统应运而生，其通过变频技术实现恒压供水，不仅提高了供水的稳定性和可靠性，还大大降低了能耗。
本文将详细介绍基于PLC的变频恒压供水系统的设计。
二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现供水系统的恒压供水，降低能耗，提高供水的稳定性和可靠性。
具体来说，包括以下几点：1. 保持供水压力的稳定性，满足用户需求。
2. 通过变频技术实现电机的节能运行。
3. 实现系统的自动化控制，降低人工干预。
4. 具备故障自诊断和保护功能，确保系统安全稳定运行。
三、系统组成基于PLC的变频恒压供水系统主要由以下几部分组成：1. 水泵：负责供水的动力来源，采用变频电机实现调速。
2. PLC控制器：负责整个系统的控制，包括压力采集、电机控制、故障诊断等功能。
3. 压力传感器：实时监测供水压力，将压力信号转换为电信号供PLC控制器处理。
4. 变频器：接收PLC控制器的指令，控制电机的运行速度，实现恒压供水。
5. 其他辅助设备：包括管网、阀门、过滤器等，保证供水的正常运行。
四、系统设计流程1. 需求分析：根据实际需求，确定系统的功能、性能指标等。
2. 硬件选型：选择合适的水泵、PLC控制器、压力传感器、变频器等硬件设备。
3. 系统布线：根据硬件设备的布局，进行合理的布线设计，确保系统的稳定性和可靠性。
4. 程序设计：编写PLC控制程序，实现压力采集、电机控制、故障诊断等功能。
5. 系统调试：对系统进行整体调试，确保系统的各项功能正常运行。
6. 运行维护：对系统进行定期检查和维护，确保系统的长期稳定运行。
五、系统实现1. 压力采集：通过压力传感器实时监测供水压力，将压力信号转换为电信号供PLC控制器处理。
变频器恒压供水控制案例，值得收藏~
变频器恒压供水控制案例，值得收藏~话题随着电力电子技术的飞速发展，变频器恒压供水在写字楼、商场、居民楼应用十分广泛！变频器恒压供水配合风机、泵类、空气压缩机等流量和压力控制特点可实现供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。
为客户节省成本，具有较高的经济性和实用性。
变频器恒压供水模型一、控制要求如下图所示，K1开关正转启停变频器，用面板设置参数值为PID 闭环控制给定值；AI1端外接电位器作为模拟量反馈信号，用手动方式旋转RP电位器，改变反馈量，可使电机自动增速，自动减速或恒速运行。
这样用手动方式模拟PID闭环控制。
二、控制原理图三、参数设置在工作过程中发现恒压供水的难点并不在接线上面或者控制方式上，很多电工朋友在做恒压供水控制时，往往存在不知道参数如何设置。
以下基于某品牌变频器恒压供水的参数设置，也可作为通用型参数。
当然，不同变频器可能存在参数差异！变频器参数设置功能代号功能说明F00.11=1 端子启停命令F15.00=2 DI1为正转启停变频器F15.16=0 两线式运行方式F04.00=1 PID闭环控制有效F04.02=0 AI端模拟量反馈输入F16.01=5 AI端PID反馈F04.03=45 给定量设置为45%F04.04=3 比例增益P值设置为3F04.05=2 积分时间I值设置为2SF04.7=0 微分时间D设置为0F04.09=0.2 采样周期设置为0.2SF04.10=5.0 偏差极限设置为5%，反馈量与给定量之差注：当反馈值大于给定值时，电机减速，当反馈值小于给定值时，电机增速，当反馈值等于给定值时，电机恒速。
基于PLC控制恒压供水的设计--水泵控制
基于PLC控制恒压供水的设计——水泵控制学生姓名XXX所在系电子工程系专业名称自动化班级XXX学号XXX指导教师XXXXXXXXXXXXXXXXX基于PLC控制恒压供水的设计——水泵控制学生：XXX指导教师：XXX内容摘要：近年来我国中小城市发展迅速，集中用水量急剧增加。
在用水量高峰期时供水量普遍不足，造成城市公用管网水压浮动较大。
由于每天不同时段用水对供水的水位要求变化较大，仅仅靠供水厂值班人员依据经验进行人工手动调节很难及时有效的达到目的。
这种情况造成用水高峰期时水位达不到要求，供水压力不足，用水低峰期时供水水位超标，压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患（例如压力过高容易造成爆管事故）。
随着社会的发展和进步，城市高层建筑的供水问题日益突出。
一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水故障；另一方面要求保证供水质量的可靠性和安全性，在发生火灾时能够可靠供水。
恒压供水保证了供水的质量，以PLC为主机的控制系统满足了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。
关键词：PLC 恒压供水Based on PLC control constant pressure water supplydesign- water pump controlAbstract：In recent years our country small and medium-sized town and cities development was rapid, centralized water consumption sharp growth. When water consumption peak time volume of diversion universal insufficient, causes the urban public pipe network hydraulic pressure fluctuation to be big. Because the different time interval water used is every day big to the water supply water level request change, depends merely for the water works attendants to carry on the manual manual regulation based on the experience to be very difficult effective to serve the purpose promptly. This kind of situation creates when the water used peak the water level cannot meet the requirements, the water supply pressure is insufficient, when water used trough time supplies water level exceeding the allowed figure, the pressure is excessively high, not only wastes the energy moreover to have the accident potential (e.g. pressure to be excessively high easily to create cartridge igniter accident).Along with society's development and the progress, the urban high-rise construction's water supply question is day by day prominent. On the one hand requests to improve the water supply quality, does not want, because the pressure fluctuation creates the water supply breakdown; On the other hand the request guarantee water supply quality's reliability and the security, in has time the fire can supply water reliably. In view of these two aspect's request, the new water supply and the control system arise at the historic moment, this is the PLC control constant pressure non-tower water supply system. The constant pressure water supply had guaranteed the water supply quality, as main engine's control system has enriched system's control function take PLC, enhanced system's reliability.Keywords：PLC constant pressure water目录一、绪论 (1)（一）任务来源 (1)（二）工艺过程 (1)（三）系统控制要求 (2)（四）方案比较 (2)二、PLC简介 (4)（一）PLC的产生和定义 (4)（二）PLC的应用 (5)（三）PLC的系统组成 (5)（四）PLC的工作原理及特点 (6)三、方案分析 (7)（一）对PLC的选取 (7)（二）对扩展模块的选取 (9)（三）系统整体设计分析 (9)四、系统硬件设计 (11)（一）主电路图 (11)（二）控制电路图 (11)五、软件设计 (13)（一）系统流程图 (13)（二）地址分配表及PLC的CPU型号 (16)（三）根据设计要求编写的恒压供水的水泵控制梯形图（见附录） (16)（四）实验数据分析 (16)六、总结与体会 (17)谢辞 (19)附录 (19)（一）恒压供水的水泵控制梯形图 (20)（二）程序说明 (23)参考文献 (25)一、绪论（一）任务来源据最新资料显示在全国的666个城市中有340个不同程度缺水，其中严重缺水的达118个，在32个百万人口以上的特大城市中，有30个城市长期受缺水的困扰，特别是水资源短缺地区的城市，水的供需矛盾尤为突出。
恒压供水控制系统
PLC控制的变频调速恒压供水摘要随着社会的发展，恒压供水越来越重要。
本系统以PLC与变频器控制水泵工作，根据压力给定的理想值信号及管网水压的反馈信号进行比较，变频器根据比较结果调节水泵的转速，达到控制管网水压的目的。
文中重点叙述了变频节能原理，恒压供水原理及PID控制方式。
并提供控制系统硬件和控制软件，经现场模拟调试成功，实现运行可靠、节能、低噪，维护简单等效果。
关键词：恒压供水；PLC控制；闭环PIDAbstractWith the developme nt of society, more and more importa nt in the con sta nt pressure water supply. This system uses PLC and inverter control pumpworking pressure, according to the given ideal value sig nal and pressure of the pipe n etwork compares the feedback signal, frequency converter according to thecompared result, adjust the pumpspeed, to control the pressure of the pipe n etwork for the purpose of. This paper mainly describes the en ergy sav ing prin ciple of variable freque ncy, con sta nt pressure water supply theory and PID con trol. And provides the control system hardware and control software, the simulati on debuggi ng success, to achieve reliable operati on, en ergy sav in g, low no ise, simple maintenance and effect. Key Words： Constant pressure water supply ; PLCcontrol ; Closed loop PID1引言随着我国社会经济的发展，城市人口和城镇建设规模不断扩大，高层建筑与日俱增。
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地址偏移量
参数
0
过程变量当前值PVn
4 给定值SP M (t)K C e(t)T 1 I 0 te(t)d tT 1 D nd(te )/d tM 0 8 输出值Mn
12
增益KC
16
采样时间TS
20
积分时间TI
24
微分时间TD
28
积分项前值MX
变量类型 IN IN
IN/OUT
描述 过程变量，0.0～1.0 给定值，0.0 ～ 1.0
M(t)一控制器的输出量，M0为输出的初始值； e(t) =sp(t) –pv(t) 一误差信号；
KC 一比例系数； TI一积分时间常数； TD一微分时间常数。
h
6
设采样周期为Ts，进行离散化，同时各信号也离散化，得
M n K C ( S n P n ) P K C ( V T S / T I ) ( S n P n ) P K C ( V T D / T S ) ( P n 1 -n - ) P V M X PID回路表
地址 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 13 Q0.5
控 制 电 路
h
14
主机单元 CPU224
模拟量单元 EM235
输入信号分配表
代码 SA SLL SLH UP
名称 手动/自动转换开关 水池水位下限信号 水池水位上限信号
模拟量输入
地址 I0.4 I0.1 I0.2 AIW0(MW10)
h
功能 工频/变频转换时间控制 工频泵增泵滤波时间控制
故障结束脉冲信号 泵变频启动脉冲 泵工频启动脉冲 倒泵变频启动脉冲 复位当前变频运行泵脉冲 当前泵工频运行启动脉冲 新泵变频启动脉冲 泵工频/变频转换控制器 泵工频/变频转换控制器 泵工频/变频转换控制器 水池水位下限故障控制器 进水阀开启标志
能该中断事件。
4、中断分离指令DTCH（Detach Interrupt）：将
中断事件EVNT与中断服务程序号INT相关联切断，
并禁止该中断事件。 h
3
4条中断指令
INT---中断程序号 INT_0 - INT_127(最多可有128
个中断程序)
EVNT---中断事件号 中断号0-33
CPU221和222可以为：0到12，19到23和27和33；
功能 压力实际值 压力设定值 PID计算值 比例系数 采样时间 积分时间 微分时间 变频器运行频率下限值 生活供水频率上限值 消防供水频率上限值 实际运行频率值 变频工作泵的泵号 工频运行泵的总台数 倒泵时间存储器
器件地址 T33/T34/T39
T37/T38 M0.0 M0.1 M0.2 M0.3 M0.4 M0.5 M0.6 M2.0 M2.1 M2.2 M3.0 M3.1
到工频的可靠、安全的切换。
(3) 三台泵根据恒压的需要，采取“先启先停”的原则接入
和退出。
(4) 在用水量小的情况下，如果一台泵连续变频运行时间超 过3h，则需切换到下一台泵，具有“倒泵功能”，避免某
一台泵工作时间过长。
h
11
h
12
主电路
代码 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6
名称 1泵工频运行接触器 1泵变频运行接触器 2泵工频运行接触器 2泵变频运行接触器 3泵工频运行h 接触器 3泵变频运行接触器
h
15
代码
KM1,HL1 KM2,HL2 KM3,HL3 KM4,HL4 KM5,HL5 KM6,HL6
HL7 HL8 YV2 KA V1
输出信号分配表
名称 1泵工频运行接触器及指示灯 1泵变频运行接触器及指示灯 2泵工频运行接触器及指示灯 2泵变频运行接触器及指示灯 3泵工频运行接触器及指示灯 3泵变频运行接触器及指示灯
第4章 综合控制
案例五：恒压供水控制
h
1
基础知识
一、S7200的中断
内外中断源共34个，分为三大类：通信中断、输入/ 输出中断和时基中断。 定时中断常用于模拟量的定时采样、转换、PID控制。 2个定时中断（1-255ms）： 定时中断0 中断号10 定时时间特殊存储器SMB34 定时中断1 中断号11 定时时间特殊存储器SMB35
输出值，0.0 ～ 1.0
IN 比例常数，可正可负 IN 采样时间，单位s，正数 IN 积分时间，单位min，正数
IN 微分时间，单位min，正数
IN/OUT 积分前项值，0.0 ～ 1.0
32
过程变量前值PVn–1 IhN/OUT 上一次过程值，0.0 ～1.0 7
M n K C ( S n P n ) P K C ( V T S / T I ) ( S n P n ) P K C ( V T D / T S ) ( P n 1 -n - ) P V M X
CPU224可以为：0到23和27和33；CPU226和CPU226XM
可以为：0到33
h
4
例：
h
5
二、S7200的PID指令
• PID指令算法：标准位置式
PID控制器的输出M(t)与输入e(t)的关系式为：
M (t)K C e(t)T 1 I 0 te(t)d tT 1 Dd(te )/d tM 0
h
2
4条中断指令
全局性中断允许ENI（禁止DISI）指令：全局地允
许（禁止）所有被连接的中断事件。
1、允许中断 ENI（Enable Interrupt）
2、禁止中断 DISI（Disable Interrupt）
3、中断连接指令 ATCH（Attach Interrupt）：将
中断事件EVNT与中断服务程序号INT相关联，并使
h
8
PID指令
• 两个操作数： • TBL是回路表的起始地址(以VB 表示) • LOOP是回路号（0制
恒压供水系统
h
10
对恒压供水系统的基本要求：
(1) 生活供水时，系统应低恒压值运行，消防供水时系统应
高恒压值运行。
(2)实现水泵的变频起动，压力变化过程中保证水泵从变频
水池进水指示灯 水池水位下限故障指示灯 生活/消防供水转换电磁阀
变频器频率复位控制 模拟量输出信号
h
地址
Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 AQW0(MW20)
16
程序中使用的元器件及其功能
器件地址 VD100 VD104 VD108 VD112 VD116 VD120 VD124 VD204 VD208 VD212 VD250 VB300 VB301 VD310