CN106200703A - 一种基于plc控制的水压恒压调节方法 - Google Patents

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    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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Abstract

本发明公开了一种基于PLC控制的水压恒压调节方法，PLC控制器计算理论水压与实际水压的差值，并将差值与浮差值比较，根据比较结果判断供水系统是否异常，实现了对整个供水系统的异常监控，提高了异常的发现和处理效率，有利于保证供水系统的工作的稳定性。本发明中，结合变频电机的工作情况，通过增减工频电机控制下的水泵，使得变频电机的输出始终维持在变频上限值和变频下限值之间，有利于避免变频电机溢出，保证PLC控制器调节的灵活性，保证供水系统工作的可靠性。

Description

一种基于PLC控制的水压恒压调节方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种基于PLC控制的水压恒压调节方法。
背景技术
随着现代大型工业生产自动化的不断兴起和过程控制要求的日益复杂，应运而生一种由计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的对生产管理、过程控制等进行综合控制系统，实现自动化管理的目的。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于PLC控制的水压恒压调节方法。
本发明提出的一种基于PLC控制的水压恒压调节方法，包括以下步骤：
S1、设置PLC控制器，其连接有工频电机和变频电机，并通过工频电机和变频电机控制水泵工作；
S2、PLC控制器根据工频电机和变频电机工作状态计算水管内理论水压；
S3、设置连接PLC控制器的水压传感器，PLC控制器通过水压传感器获取水管内实际水压；
S4、PLC控制器内预设浮差值、水压阈值、变频上限值和变频下限值，变频上限值大于变频下限值；
S5、PLC控制器计算理论水压与实际水压的差值，并将差值与浮差值比较，根据比较结果判断供水系统是否异常；
S6、PLC控制器将变频电机输出功率分别与变频上限值和变频下限值比较，并根据比较结果对变频电机和工频电机的工作状态进行调整；
S7、PLC控制器将实际水压与水压阈值比较，并根据比较结果对变频电机的输出功率进行调节。
优选地，工频电机控制状态下的水泵的输出功率为定频功率，步骤S4中，变频上限值大于定频功率，并小于定频功率的倍数。
优选地，变频上限值等于定频功率的1.5倍。
优选地，步骤S4中，变频下限值小于或等于定频功率的半值。
优选地，步骤S5具体包括以下分步骤：
S51、PLC控制器计算理论水压与实际水压的差值；
S52、判断差值是否小于浮差值，差值小于浮差值，则执行步骤S6；否则执行步骤S53；
S53、PLC结束对工频电机和变频电机的控制，并进行报警。
优选地，步骤S6具体为：PLC控制器将变频电机输出功率分别与变频上限值和变频下限值比较，当变频电机输出功率大于或等于变频上限值，PLC控制增加一个工频电机控制下的水泵进入工作状态，并相应的降低变频电机输出功率；当变频电机输出功率小于或等于变频上限值，PLC控制将一个工频电机控制下的水泵从工作状态退出，并相应的增加变频电机输出功率。
优选地，步骤S7中，当实际水压大于水压阈值，PLC控制器控制变频电机降低输出功率；当时机水压小于水压阈值，PLC控制控制变频电机提高输出功率。
优选地，PLC控制器采用CPU-315或者西门子公司S7-200PLC系列中的CPU226。
本发明提出的一种基于PLC控制的水压恒压调节方法中，PLC控制器计算理论水压与实际水压的差值，并将差值与浮差值比较，根据比较结果判断供水系统是否异常，实现了对整个供水系统的异常监控，提高了异常的发现和处理效率，有利于保证供水系统的工作的稳定性。
本发明中，结合变频电机的工作情况，通过增减工频电机控制下的水泵，使得变频电机的输出始终维持在变频上限值和变频下限值之间，有利于避免变频电机溢出，保证PLC控制器调节的灵活性，保证供水系统工作的可靠性。
本发明中，通过变频电机的应用，保证了供水系统水力调节的灵活性和实时性；通过工频电机和变频电机的控制相结合，即保证了供水系统的水力具有足够的调节空间，又避免了变频电机频率变换过快带来的水泵磨损问题。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于PLC控制的水压恒压调节方法流程图；
图2为本发明提出的一种基于PLC控制器的水压恒压调节系统框图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种基于PLC控制的水压恒压调节方法，包括以下步骤。
S1、设置PLC控制器，其连接有工频电机和变频电机，并通过工频电机和变频电机控制水泵工作。
本实施方式中，工频电机控制下的水泵具有两种工作状态，一种是空闲工作状态，水泵不工作；一种是工作状态，水泵定频工作。变频电机控制下的水泵的工作频率可根据变频电机的输出功率实时调节。
S2、PLC控制器根据工频电机和变频电机工作状态计算水管内理论水压。具体地，PLC控制器根据工频电机和变频电机工作状态计算工作状态下分别计算定频工作水泵的数量和变频工作的水泵的当前工作频率，然后通过水泵的总输出计算水管内的理论水压。
S3、设置连接PLC控制器的水压传感器，PLC控制器通过水压传感器获取水管内实际水压。
S4、PLC控制器内预设浮差值、水压阈值、变频上限值和变频下限值，变频上限值大于变频下限值。本实施方式中，工频电机控制状态下的水泵的输出功率为定频功率，变频上限值大于定频功率，并小于定频功率的倍数，具体地，变频上限值可取值定频功率的1.5倍；变频下限值小于或等于定频功率的半值。
S51、PLC控制器计算理论水压与实际水压的差值。该步骤中，差值为绝对值。
S52、判断差值是否小于浮差值，差值小于浮差值，则执行步骤S6；否则执行步骤S53。实际场景中，如果水管堵塞，则实际水压偏大；如果水管漏水，则实际水压偏小。故而，水管堵塞或者漏水的情况下，实际水压与理论水压的差值偏大；反之，当差值大于或等于浮差值，则说明，水管出现了堵塞或漏水的异常情况，需要进行维修。
S53、PLC结束对工频电机和变频电机的控制，并进行报警。
本实施方式中，PLC控制器计算理论水压与实际水压的差值，并将差值与浮差值比较，根据比较结果判断供水系统是否异常，实现了对整个供水系统的异常监控，提高了异常的发现和处理效率，有利于保证供水系统的工作的稳定性。
S6、PLC控制器将变频电机输出功率分别与变频上限值和变频下限值比较，并根据比较结果对变频电机和工频电机的工作状态进行调整。具体地，当变频电机输出功率大于或等于变频上限值，PLC控制增加一个工频电机控制下的水泵进入工作状态，并相应的降低变频电机输出功率；当变频电机输出功率小于或等于变频上限值，PLC控制将一个工频电机控制下的水泵从工作状态退出，并相应的增加变频电机输出功率。
本步骤中，结合变频电机的工作情况，通过增减工频电机控制下的水泵，有利于避免变频电机溢出，保证PLC控制器调节的灵活性，保证供水系统工作的可靠性。
S7、PLC控制器将实际水压与水压阈值比较，并根据比较结果对变频电机的输出功率进行调节。当实际水压大于水压阈值，PLC控制器控制变频电机降低输出功率；当时机水压小于水压阈值，PLC控制控制变频电机提高输出功率。
以下结合一种具体地基于PLC控制器的水压恒压调节系统对以上方法做进一步说明。
参照图2，该系统包括水压传感器、模拟量输入输出模块、PLC控制器、数字量输入输出模块、工频电机、变频电机、报警模块、显示模块和输入模块。
水压传感器用于检测水管内水压，并通过模拟量输入输出模块与PLC控制器连接。
工频电机用于控制连接的水泵定频工作，变频电机用于控制连接的水泵变频工作。本实施方式中，工频电机连接有多个水泵，变频电机连接有一个水泵。工频电机连接的水泵为工频泵，变频电机连接的水泵为变频泵。工频泵具有空闲状态和工作状态，空闲状态下，工频泵不工作。工作状态下，工频电机控制工频泵定频工作。本实施方式中，工频电机为多个并与工频泵一一对应，工频泵连接的工频电机工作，则工频泵进入工作状态；工频泵连接的工频电机不工作，则工频泵进入空闲状态。
工频电机和变频电机均通过模拟量输入输出模块与PLC控制器交互连接，PLC控制器通过模拟量输入输出模块获取工频电机和变频电机工作状态。工频电机和变频电机还通过数字量输入输出模块与PLC控制器交互连接，PLC控制器通过数字量输入输出模块输出指令控制工频电机和变频电机工作。
PLC控制器还通过数字量输入输出模块连接报警模块、显示模块和输入模块。PLC控制器通过数字量输入输出模块输出指令控制报警模块和显示模块工作，并通过数字量输入输出模块获取用户通过输入模块输入的数据信息。本实施方式中，报警模块可采用声显元件如蜂鸣器，显示模块可采用LED显示屏，输入模块可采用触摸屏或者PC机。
PLC控制器内设有浮差值和水压阈值。PLC控制器根据工频电机和变频电机工作状态计算水管内的理论水压，然后计算水压传感器检测到的实际水压与理论水压的差值，并将差值与浮差值比较，根据比较结果通过数字量输入输出模块控制报警模块工作。具体地，当差值大于或等于浮差值，则说明水管内部出现堵塞或者泄露，此时，控制模块控制报警模块报警，并通过数字量输入输出模块输出实际水压、理论水压、差值和浮差值，以便工作人员针对性进行排查。
本实施方式中，差值为绝对值。
PLC控制器中预设有变频上限值和变频下限值，变频上限值大于变频下限值。且，变频上限值大于工频电机定频输出功率并小于工频电机定频输出功率的倍数，具体地，变频上限值可取工频电机定频输出功率的1.5倍；变频下限值小于或等于工频电机定频输出功率的半值。
当差值小于浮差值，PLC控制器根据实际水压与水压阈值的比较结果通过数字量输入输出模块控制变频电机工作。具体地，当实际水压大于水压阈值，控制变频电机减少输出功率；当实际水压小于水压阈值，控制变频电机增加输出功率。
PLC控制器还根据变频电机输出功率对工频电机进行调整。具体地，当变频电机输出功率达到变频上限值，PLC控制器控制一台空闲状态的工频泵切换到工作状态，并对变频电机的输出功率进行调整。当变频电机输出功率达到变频下限值，PLC控制器控制一台工作状态的工频泵切换到空闲状态，并对变频电机的输出功率进行调整。
本实施方式中，通过对工作状态的工频泵的增加减少，使得变频电机的输出功率始终维持在一个可调节额度较大的区段，从而，有利于保证水压调节的灵活性。
本实施方式中，PLC控制器通过数字量输入输出模块将实际水压实时发送到显示模块进行实时显示，以便工作人员实时了解当前水压状况。
本实施方式中，通过输入模块可对浮差值、水压阈值、变频上限值和变频下限值进行编辑，以便扩大该用于水压控制的DCS系统的适用范围，提高系统工作的灵活性。
本实施方式中，PLC控制器采用CPU-315或者西门子公司S7-200PLC系列中的CPU226。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于PLC控制的水压恒压调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、设置PLC控制器，其连接有工频电机和变频电机，并通过工频电机和变频电机控制水泵工作；
S2、PLC控制器根据工频电机和变频电机工作状态计算水管内理论水压；
S3、设置连接PLC控制器的水压传感器，PLC控制器通过水压传感器获取水管内实际水压；
S4、PLC控制器内预设浮差值、水压阈值、变频上限值和变频下限值，变频上限值大于变频下限值；
S5、PLC控制器计算理论水压与实际水压的差值，并将差值与浮差值比较，根据比较结果判断供水系统是否异常；
S6、PLC控制器将变频电机输出功率分别与变频上限值和变频下限值比较，并根据比较结果对变频电机和工频电机的工作状态进行调整；
S7、PLC控制器将实际水压与水压阈值比较，并根据比较结果对变频电机的输出功率进行调节。
2.如权利要求1所述的基于PLC控制的水压恒压调节方法，其特征在于，工频电机控制状态下的水泵的输出功率为定频功率，步骤S4中，变频上限值大于定频功率，并小于定频功率的倍数。
3.如权利要求2所述的基于PLC控制的水压恒压调节方法，其特征在于，变频上限值等于定频功率的1.5倍。
4.如权利要求2或3所述的基于PLC控制的水压恒压调节方法，其特征在于，步骤S4中，变频下限值小于或等于定频功率的半值。
5.如权利要求1所述的基于PLC控制的水压恒压调节方法，其特征在于，步骤S5具体包括以下分步骤：
S51、PLC控制器计算理论水压与实际水压的差值；
S52、判断差值是否小于浮差值，差值小于浮差值，则执行步骤S6；否则执行步骤S53；
S53、PLC结束对工频电机和变频电机的控制，并进行报警。
6.如权利要求1所述的基于PLC控制的水压恒压调节方法，其特征在于，步骤S6具体为：PLC控制器将变频电机输出功率分别与变频上限值和变频下限值比较，当变频电机输出功率大于或等于变频上限值，PLC控制增加一个工频电机控制下的水泵进入工作状态，并相应的降低变频电机输出功率；当变频电机输出功率小于或等于变频上限值，PLC控制将一个工频电机控制下的水泵从工作状态退出，并相应的增加变频电机输出功率。
7.如权利要求1所述的基于PLC控制的水压恒压调节方法，其特征在于，步骤S7中，当实际水压大于水压阈值，PLC控制器控制变频电机降低输出功率；当时机水压小于水压阈值，PLC控制控制变频电机提高输出功率。
8.如权利要求1所述的基于PLC控制的水压恒压调节方法，其特征在于，PLC控制器采用CPU-315或者西门子公司S7-200PLC系列中的CPU226。
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