【基于西门子PLC的恒压供水系统的程序设计案例2800字】

基于西门子PLC的恒压供水系统的程序设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u7233基于西门子PLC的恒压供水系统的程序设计案例 1208291.1系统控制流程 1270751.2系统程序设计 2242721.2.1模拟量采集功能程序 3216561.2.2水泵的工频/变频启动停止程序 413781.2.3液位控制程序 5188981.2.4状态切换程序 642401.2.5水泵的循环加压程序 71.1系统控制流程在硬件设计部分，对系统提出了几个要求，即先启先停、变频泵不连续工作3h以上、KM1和KM2、KM3和KM4、KM5和KM6互锁、水泵软启动。当硬件电路设计完成后，系统软件设计应该符合以下几个规范：水泵开启数量方面。为了恒定水压，当供水压力不足时，要升高变频器的输出频率，且当一台水泵不能满足恒压时，需要开启第二台水泵。启动新的水泵的标准是变频器输出频率达到上限值，这个功能使用比较指令来实现，所以要过滤掉偶然的频率波动引起的频率达到上限值情况，这个功能用时间滤波来实现。水泵软启动及交替使用。考虑水泵水泵及电网稳定性，电机启动均为软启动。在这次设计中，控制要求各水泵交替使用，任何一台水泵连续变频工作不超过3h，每次需要启动新泵时，新泵作为变频泵。采用泵号加1方法循环控制泵的变频运转。本程序分为主程序、PID给定程序、频率给定程序和加压程序。系统初始化放在初始化子程序当中，节省了扫描时间。利用定时器中断功能实现PID控制的定时采样及输出控制。主程序压力值给定、泵组工频或变频运转逻辑控制、报警处理等。PLC控制程序由一个主程序和初始化子程序、中断子程序组成，在计算机上用编程软件博图v14编制程序，编译后将其下载到PLC中，使得PLC完成控制任务。在用梯形图编程之前首先要完成程序流程图，根据系统的要求，绘制流程图如下，主程序流程图如图1.1所示。图1.SEQ图_3.\*ARABIC1系统流程图从程序流程图图1.1可以看出主程序包含的内容。首先调用初始化子程序，设置压力值、变频泵号、上下限频率等信号，然后进入检测是否需要加泵或者减泵。在程序的中间，实现了循环控制功能，即变频泵号不断增加，逢4变1，并且在变频泵单独运行3h时实现自行倒泵，接下来进入各泵的变频运行控制和工频运行控制，在程序后半部实现报警等功能。1.2系统程序设计在第二章完成了硬件的设计及选型，而系统是为了实现自动控制是通过PLC程序实现，即接下开所要提到软件设计，联系系统的控制要求，对供水系统的软件设计分析如下：(1)恒压供水系统对水泵的要求在恒压供水系统中水压变化时需要对水泵的频率进行调整来实现水压的恒定，每当管网中水压下降时需要提高控制水泵的变频器频率，而且当一台水泵无法满足要求时需要增加水泵来实现恒压。决定是否启动新泵是根据变频器所输出频率是否达到上限，此功能可根据PLC的内置程序进行判断。(2)水泵机组的运行标准在恒压供水系统中为了减少电机启动时对电网的冲击，对每台水泵实行变频软启动。而且为了防止每台电机工作时间过长对电机造成损坏，对每台电机的工作时间进行了规定。在该设计中，对一台水泵的连续运行时间设定为3h，那么在每次运行新水泵或转变为变频泵时，以新运行电机为变频模式时是合理的。具体的执行为:把正在工作的水泵从变频器上移除，切换到工频状态,并将变频器复位作用于新启动的水泵。水泵工作的标准还涉及到水泵的工作循环控制问题，本设计中采用对泵号加1的模式对水泵进行变频循环管理；通过对工频泵的运行数量和泵号对工频泵进行换泵操作。(3)主要程序功能的实现在系统程序模块中包括系统主程序、模拟量转换程序、水泵的循环加压程序、给定频率程序和PID调节程序。该恒压供水系统使用PID来进行采样和输出控制。控制程序用来实现泵变换信号的产生以及综合报警信号的处理。模拟量转换程序用来实现对系统模拟量到开关量的变换。水泵的循环加压程序用来实现水泵的变工频的切换以及加泵减泵的控制。给定频率程序用来对变频器的设定频率和系统的工作程序进行比较。该恒压供述系统的主程序包括系统主程序、模拟量转换程序、水泵的循环加压程序、给定频率程序和PID调节程序。主要的程序包括对变频器上下限频率的设定，PID调节初始化参数的设定，水泵循环加压的设定，设定频率和工作频率的比较以及水泵软启动的设计。该系统所有程序的编写都是在博途上进行的，在编译成功后通过PC/PPI电缆把程序下载到PLC，控制整个恒压供水系统的运行。1.2.1模拟量采集功能程序主程序中包括模拟量采集功能，其中包括压力采集功能、液位采集功能变频器功率反馈功能和变频器电流反馈功能，这几个功能通过使用系统功能块FB和数据块DB来完成。模拟量采集模块图如图1.2所示。图1.SEQ图_3.\*ARABIC2模拟量采集模块程序图1.2.2水泵的工频/变频启动停止程序水泵的手动状态下工频启动停止是通过工频中间量实现的，当切换到手动模式按下手动工频启动按钮时常开触点M8.1导通，常开触点M2.2导通，M1.3工频中间量导通，Q0.0导通，1泵工频启动，当手动停止1泵工频运行状态、1#电机过载或1泵变频启动时，1泵将停止工频运行，泵启停时选择对应的功能块。1泵的工频启停程序图如图1.3所示，泵启停时选择对应的功能块图如图1.4所示。图1.SEQ图_3.\*ARABIC3水泵工频启停程序图在手动状态下M8.1导通，按下手动变频启动按钮后M2.0导通，M1.1变频中间量导通，Q0.1导通1泵以变频模式运行同时1泵停止工频运行，当手动停止1泵变频运行状态、1#电机过载或1泵工频启动时，1泵将停止变频运行。1泵变频启停程序如图1.4所示。图1.SEQ图_3.\*ARABIC4水泵变频启停程序图1.2.3液位控制程序当水池液位低于设定值时，会检测到水池液位下限信号I0.1导通，在进水阀打开且没有故障的前提下进水电动阀Q0.1就会开启，当水池进水阀出现故障I1.2会断开保护，可以通过手动关闭进水阀来让电动阀I1.0关闭。进水阀打开控制梯形图如图1.5所示。图1.SEQ图_3.\*ARABIC5进水阀打开控制梯形图当水池液位达到上限时，会检测到压力上限I0.2导通，进而关闭进水阀Q1.1，当水池进水阀出现故障或者手动关闭水池进水阀时，进水电动阀也会关闭,进水阀关闭控制梯形图如图1.6所示。图1.SEQ图_3.\*ARABIC6进水阀关闭控制梯形图在水池液位低但没有达到压力的上限保护点时，允许加压进水，当水池压力达到上限时I0.2会断开进而断开M5.1，停止加压。压力控制程序图如图1.7所示。图1.SEQ图_3.\*ARABIC7压力控制梯形图1.2.4状态切换程序本系统有两种状态，一种是手动状态另一种是自动状态，两种状态可以切换，当按下自动状态按钮时M0.0导通，进而将自动状态M8.0置位，将手动状态M8.1复位，在自动状态下手动状态一直处于复位状态系统重新开机。自动状态选择控制梯形图如图1.8所示。图1.SEQ图_3.\*ARABIC8自动状态选择控制梯形图手动状态的控制与自动控制状态的控制原理相同，当按下手动状态控制按钮时会将手动状态M8.1置位，将自动状态M8.0复位将系统重新开机，手动状态选择控制梯形如图1.9所示。图1.SEQ图_3.\*ARABIC9手动状态选择控制梯形图1.2.5水泵的循环加压程序在自动状态下会检测运行时间，每60秒发送一次脉冲通过一个上电模块检测并读取运行时间，设定切泵时间并转换成分钟，当运行时间大于设置的时间，就会切换到另外一台泵运行