小区变频恒压供水控制系统设计(7)

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VD116 VD120 VD124 VD204 VD208 VD250 VD250 VB300 VB301 VD310 T33 T34 T35 采样时间Ts 积分时间Ti 微分时间Td 变频运行频率下限值 变频运行频率上限值 M0.2 M0.3 M0.4 M0.5 M0.6 水泵变频启动脉冲(减泵) 倒泵变频启动脉冲 复位当前变频泵运行脉冲 当前泵工频运行启动脉冲 新泵变频启动脉冲 泵工频/变频转换逻辑控制 PID调节结果存储单元 M2.0 变频工作泵的泵号 工频运行泵的总台数 变频运行时间存储器 工频/变频转换逻辑控制 工频/变频转换逻辑控制 工频/变频转换逻辑控制 M2.1 M2.2 M3.0 M3.1 泵工频/变频转换逻辑控制 泵工频/变频转换逻辑控制 泵工频/变频转换逻辑控制 故障信号汇总 水池水位越限逻辑 PID调节结果存储单元 M2.0 5.2 软件流程图设计

由于变频恒压供水系统主程序梯形图比较复杂，不方便全部画出，在此仅画出其控制过程的流程图。详细的主程序梯形图请参考附录C。

主程序流程图如图5.2所示。由于在图5.2中并未对各台水泵的变频和工频运行控制做详细介绍，因此图5.3和图5.4对其生活用水泵的控制和对排污泵的控制做了详细的补充。其中图5.3是以生活用水泵泵为例的变频运行控制流程图，图5.4是以5#泵为例的工频运行控制流程图。消防控制泵的运行控制情况与生活用水泵控制相似，在此就不再重复。

如图5.2所示。本设计主程序大体包括以下几部分： (1) 调用初始化子程序，设定各初始值；

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(2) 根据主确定工频泵运行数；

(4) 通过工频泵数和变频泵号对各泵运行情况进行控制； (5) 进行报警和故障处理。 其程序流程图如下所示：

开 始污水池水位达到上限？NY是否有工频启动脉冲？NY5#排污泵工频运行结 束

图5.2排污用水泵控制流程图

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开 始赋初值NY供水池水位低？NY变频器故障？NY紧急停车？N已有一台水泵变频运行？N变频启动一台泵N水压低于设定值频率已达上限？NY变频泵转为工频水压达到设定值频率已达下限？NY按先开先停切除工频泵Y泵过载？YNN停止？Y停止图5.3 变频恒压供水主程序流程图

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开 始是否有变频启动脉冲信号？NY变频启动1#生活用水泵1#生活用水泵是否故障？Y启动2#生活用水备用泵N系统是否无故障？NY是否无变频器复位脉冲？NY生活用水泵是否工频运行？YN生活用水泵变频运行结 束

图5.4 生活用水控制流程图

5.3 软件编制

PLC控制程序采用SIEMENS公司提供的STEP 7-MicroWIN-V40编程软件开

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发。该软件的SIMATIC指令集包含三种语言，即语句表(STL)语言、梯形图(LAD)语言、功能块图(FWD)语言。语句表(STL)语言类似于计算机的汇编语言，特别适合于来自计算机领域的工程人员，它使用指令助记符创建用户程序，属于面向机器硬件的语言。梯形图(LAD)语言最接近于继电器接触器控制系统中的电气控制原理图，是应用最多的一种编程语言，与计算机语言相比，梯形图可以看作是PLC的高级语言，几乎不用去考虑系统内部的结构原理和硬件逻辑，因此，它很容易被一般的电气工程设计和运行维护人员所接受，是初学者理想的编程工具。功能块图(FWD)的图形结构与数字电路的结构极为相似，功能块图中每个模块有输入和输出端，输出和输入端的函数关系使用与、或、非、异或逻辑运算，模块之间的连接方式与电路的连接方式基本相同。

PLC控制程序由一个主程序、若干子程序构成，程序的编制在计算机上完成，编译后通过PC/PPI 电缆把程序下载到PLC，控制任务的完成，是通过在RUN模式下主机循环扫描并连续执行用户程序来实现的。

PLC主程序主要由系统初始化程序、水泵电机起动程序、水泵电机变频/工频切换程序、水泵电机换机程序、模拟量(压力、频率)比较计算程序和报警程序等构成。

(1) 系统初始化程序

在系统开始工作的时候，先要对整个系统进行初始化，即在开始启动的时候，先对系统的各个部分的当前工作状态进行检测，如出错则报警，接着对变频器变频运行的上下限频率、PID控制的各参数进行初始化处理，赋予一定的初值，在初始化子程序的最后进行中断连接。系统进行初始化是在主程序中通过调用子程序来是实现的。在初始化后紧接着要设定白天/夜间两种供水模式下的水压给定值以及变频泵泵号和工频泵投入台数。

(2) 水泵的软启动程序

增减泵或倒泵时复位变频器为软启动做准备，同时变频泵号加一，并产生当前泵工频启动脉冲信号和下一台水泵变频启动脉冲信号，延时后启动运行。

当只有一台变频泵长时间运行时，对连续运行时间进行判断，超过3h则自动倒泵变频运行。

(3) 各水泵变频运行控制逻辑程序

各水泵变频运行控制逻辑大体上是相同的，现在只以1#水泵为例进行说明。当第一次上电、故障消除或者产生1#泵变频启动脉冲信号并且系统无故障产生、未产生复位1#水泵变频运行信号、1#泵未工作在工频状态时，Q0.1置1，KM2常开触点闭合接通变频器，使1#水泵变频运行，同时KM2常闭触点打开防止KM1线圈得电，从而在变频和工频之间实现良好的电气互锁，KM2的常开触点还可实现自锁功能。

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