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工控小诚

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发表于：2015-11-06 12:51:02

楼主

如上图是PLC、变频器控制两台水泵供水的恒压供水系统图，在储水池中，只要水位低于高水位，则通过电磁阀YV自动往水池注水，水池水满时电磁阀YV关闭；同时水池的高/低水位信号可通过继电器触点J直接送给PLC，水池水满时J闭合，缺水时J断开。

控制要求：

1）水池水满，水泵才能启动抽水，水池缺水，则不允许水泵电动机启动。

2）系统有自动/手动控制功能，手动只在应急或检修时临时使用。

3）自动时，按启动按钮，先由变频器器启动1号泵运行，如工作频率已经达到50 Hz，而压力仍不足时，经延时将1号泵切换成工频运行，再由变频器去起动2号泵，供水系统处于“1工1变”的运行状态；如变频器的工作频率已经降至下限频率，而压力仍偏高时，经延时使1号泵停机，供水系系统处于1台泵变频运行的状态的运行状态；如工作频率已经达到50 Hz，而压力仍不足时，延时后将2号泵切换成工频运行，再由变频器去启动1号泵，如此循环。

问题分析：

要实现恒压供水，必需采集管网的水压力，经PLC的PID运算后输出控制变频器带动水泵电动机运行，故要用到模拟量输入（EM231）、模拟量输出模块（EM232），通过PLC程序实现两台泵的切换，为了使系统稳定，在梯形图中要采用PID指令。

实施过程：

一、控制系统的I/O点及地址分配

控制系统的输入/输出信号的名称、代码及地址编号如表

二、PLC系统选型

从上面分析可知，系统共有开关量输入点3个、开关量输出点5个；模拟量输入点1个、模拟量输出点1个。选用主机为CPU226PLC，模拟量输入模块EM231，模拟量输出模块EM232。

三、电气控制系统原理图

电气控制系统原理图包括主电路、控制电路及PLC外围接线图。

（1）主电路图

所示为电控系统主电路图。两台电机分别为M1和M2，接触器KM1和KM3分别控制M1和M2的工频运行；接触器KM2和KM4分别控制M1和M2的变频运行。

（2）控制电路图

图所示为电控系统控制电路图。图中SA为手动/自动转换开关，SA在1的位置为手动控制状态；2的位置为自动控制状态。手动运行时，可用按钮SB1～SB4控制两台泵的启/停；自动运行时，系统在PLC程序控制下运行。通过一个中间继电器KA的触点对变频器运行进行控制。图中的Q0.0～Q0.4为PLC的输出继电器触点。

四、系统程序设计

本程序分为三部分：主程序、子程序和中断程序。

逻辑运算放在主程序，系统初始化的一些工作放在初始化程序中完成，这样可节省扫描时间。利用定时器中断功能实现PID控制的定时采样及输出控制。系统设定值为满量程的80%，只是用比例（P）和积分（I）控制，其回路增益和时间常数可通过工程计算初步确定，但还需要进一步调整以达到最优控制效果。初步确定的增益和时间常数为：

增益KC==0.25；

采样时间TS=0.2 s；

积分时间TI=30 min。

（1）主程序

主程序流程图如图所示，

对应的部分梯形图程序

总结：

在PLC内部进行模拟量输入信号处理时，通常把模拟量输入模块转换后的数字量转换为标准工程量，经过工程实际需要的运算处理后，可得出上下限报警信号及控制信息。

报警信息经过逻辑控制程序可直接通过PLC的数字量输出点输出，而控制信息需要暂存到模拟量存储器AQWx中，经模拟量输出模块转换为连续的电压或电流信号输出到控制系统的执行部件，以便进行调节。模拟量输出信号的整定就是要将PLC的运算结果按照一定的函数关系转换为模拟量输出寄存器中的数字值，以备模拟量输出模块转换为现场需要的输出电压或电流。

已知在某温度控制系统中由PLC控制温度的升降。当PLC的模拟量输出模块输出10 V电压时，要求系统温度达到500℃，现PLC的运算结果为200℃，则应向模拟量输出存储器AQWx写入的数字量为多少？这就是一个模拟量输出信号的整定问题。

显然，解决这一问题的关键是要了解模拟量输出模块中的数字量与模拟量之间的对应关系，这一关系通常为线性关系。如EM232模拟量输出模块输出的0～10 V电压信号对应的内部数字量为0～32 000。上述运算结果200℃所对应的数字量可用简单的算术运算程序得出。