摘  要

      此案例介紹了永宏P(guān)LC在恒壓供水項(xiàng)目中的應(yīng)用。永宏P(guān)LC強(qiáng)大的通訊功能、使用人性化的PID指令 、豐富的指令集對項(xiàng)目的順利實(shí)施起到了至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：Modbus通訊；PID；指令集

一 項(xiàng)目簡介

1.1行業(yè)介紹

      供水系統(tǒng)是國民生產(chǎn)生活中不可缺少的重要一環(huán)。傳統(tǒng)供水方式占地面積大，水質(zhì)易污染，基建投資多，而最主要的缺點(diǎn)是水壓不能保持恒定，導(dǎo)致部分設(shè)備不能正常工作。變頻調(diào)速技術(shù)是一種新型成熟的交流電機(jī)無極調(diào)速技術(shù)，它以其獨(dú)特優(yōu)良的控制性能被廣泛應(yīng)用于速度控制領(lǐng)域，特別是供水行業(yè)中。由于安全生產(chǎn)和供水質(zhì)量的特殊需要，對恒壓供水壓力有著嚴(yán)格的要求，因而變頻調(diào)速技術(shù)得到了更加深入的應(yīng)用。作為控制核心的PLC，其良好的邏輯控制功能，強(qiáng)大的通訊性能以及PID演算功能，同樣在起著至關(guān)重要的作用。恒壓供水方式技術(shù)先進(jìn)、水壓恒定、操作方便、運(yùn)行可靠、節(jié)約電能、自動化程度高。

1.2客戶需求

      客戶需要永宏P(guān)LC要配合丹佛斯變頻器完成對三臺不同功率電機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。三臺電機(jī)的功率分別為15KW，35KW，75KW。每臺變頻器的控制包括手動和自動兩種情況，手動情況時(shí)，通過外部的模擬量信號，來控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；自動情況時(shí)，根據(jù)壓力設(shè)定值與壓力模擬量采集信號的PID運(yùn)算結(jié)果，由PLC自動切換運(yùn)行處于自動狀態(tài)的變頻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，在自動切換時(shí)要先啟動功率小的電機(jī)，后啟動功率大的電機(jī)。

1.3解決方案

      在采用變頻調(diào)速進(jìn)行恒壓供水時(shí)，通常有兩種方式，其一是所有水泵配用一臺變頻器；其二是每臺水泵配用一臺變頻器。前種方法的成本低，控制效果穩(wěn)定可靠，但控制程序較復(fù)雜，是恒壓供水通常采用的一種控制方式；后種方法根據(jù)壓力反饋信號，通過PID運(yùn)算自動調(diào)整變頻器輸出頻率，改變電動機(jī)轉(zhuǎn)速，最終達(dá)到管網(wǎng)恒壓的目的，就是一個閉環(huán)回路，較簡單，但成本高。由于客戶使用的三臺電機(jī)功率不同，所以只能采用第二種方法完成預(yù)期的功能。

1.4方案背景

      永宏FBs系列PLC提供軟件數(shù)字化的PID數(shù)學(xué)表達(dá)式，對于一般反應(yīng)的閉環(huán)回路過程控制足以應(yīng)付所需，在恒壓供水的PID控制中凸顯其功能。永宏開發(fā)的模擬量拓展模板可以使20點(diǎn)以下的主機(jī)拓展模擬量信號點(diǎn)，12位的精度完全可以滿足采集壓力信號所需，價(jià)格較低，性能可靠。在達(dá)到設(shè)計(jì)方案所能完成功能的        前提下，永宏系列產(chǎn)品提供了一個性價(jià)比較高的選擇。

二 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1硬件配置

      恒壓供水是一個較典型且簡單的案例，系統(tǒng)的硬件配置較簡單，其中包括FBs-10MC一臺，F(xiàn)Bs-CM55一個，F(xiàn)Bs-B4AD一個，F(xiàn)D-102一臺，Danfoss FC300系列變頻器三臺（15kW,35kW,75kW）。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

2.2工藝流程設(shè)計(jì)

      客戶需要每臺變頻器的控制包括手動和自動兩種情況，手動情況時(shí)，通過外部的模擬量信號，來控制變頻器的輸出頻率，進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)；自動情況時(shí)，根據(jù)壓力設(shè)定值與壓力模擬量采集信號的PID運(yùn)算結(jié)果，由PLC自動切換運(yùn)行處于自動狀態(tài)的變頻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。為了滿足客戶的需求，我做了如下的工藝流程設(shè)計(jì)，例如：當(dāng)1號、3號設(shè)備處于自動狀態(tài)，2號