PLC系統(tǒng)控制的變頻恒壓供水系統(tǒng)及其應(yīng)用(續(xù))
LOCAL操作方式下,通過(guò)LOCALSTART/STOP開(kāi)關(guān)啟停變頻器,通過(guò)fREFLOCALINPUT0輸入端口的電位開(kāi)關(guān)人工調(diào)節(jié)變頻器工作頻率;通過(guò)LOCAL/REMOTE輸入點(diǎn)可以將變頻器切換到REMOTE操作方式下,在REMOTE方式下,通過(guò)REMOTESTART/STOP輸入點(diǎn)進(jìn)行PLC遠(yuǎn)程啟停變頻器,通過(guò)fREFREMOTEINPUT0端口輸入頻率控制信號(hào)(百分比)控制變頻器工作頻率。根據(jù)供水量情況,我們把變頻器的工作頻率上限設(shè)定為水泵基頻,即頻率變化范圍控制在0~50Hz,在此范圍內(nèi)水泵運(yùn)行頻率和定子相壓成正比(及與變頻器輸入頻率成正比),這使得變頻器輸入、水泵運(yùn)行頻率和泵的輸出壓力成較好的線形關(guān)系,可得到較好的控制效果。SAMISTAR變頻器對(duì)用戶開(kāi)放的I/0接口位于TERMINALBLOCKCARD上,主要使用的有:X11-1(REMOTESTART/STOP);X11-4(LOCAL/REMOTE);X11-13/14(fREFREMOTEINPUT0、4~20mA信號(hào)輸入);X11-15/16(輸出4~20mA變頻器運(yùn)行頻率信號(hào));X11-17/18(輸出4~20mA變頻泵運(yùn)行電流信號(hào))。變頻器由PLC遠(yuǎn)程控制時(shí),啟動(dòng)是由PLC向X11-4輸出信號(hào),使變頻器切換到外部設(shè)備控制方式(REMOTE方式),再向X11-1輸出信號(hào),啟動(dòng)變頻器。在恒壓調(diào)節(jié)時(shí),PLC處理器把檢測(cè)到的壓力信號(hào)作為反饋值,與PID運(yùn)算的壓力設(shè)定值(由調(diào)度人員根據(jù)情況在REView上設(shè)定)進(jìn)行比較,再經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算得到調(diào)節(jié)后的修正值,通過(guò)模擬量輸出模板(1771-OFE)輸出到X11-13/14,作為REMOTE方式下變頻器的頻率控制信號(hào),由于該信號(hào)是相對(duì)變頻器工作頻率上限的百分比,所以變頻器將輸入信號(hào)進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算后轉(zhuǎn)為真實(shí)工作頻率。為了使三期變頻恒壓供水自動(dòng)控制系統(tǒng)與全廠自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地結(jié)合起來(lái),全面實(shí)現(xiàn)對(duì)恒壓供水系統(tǒng)的運(yùn)行情況和設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制,更加安全可靠地實(shí)現(xiàn)恒壓供水,我們使用PLC進(jìn)行PID運(yùn)算和監(jiān)控。PID閉環(huán)反饋控制原理如圖3: PLC的PID運(yùn)算調(diào)節(jié)通過(guò)該型處理器專用PID指令完成,通過(guò)設(shè)置各參數(shù)即可由PLC完成PID運(yùn)算調(diào)節(jié)。PID程序段流程如圖4。PID指令必須以相同的時(shí)間間隔周期性地執(zhí)行,可采用計(jì)時(shí)器,定時(shí)中斷或?qū)崟r(shí)采樣的等方法,此處選用了定時(shí)方法;PV是PID指令采樣的壓力控制反饋值,SP是PID指令的壓力控制設(shè)定值,KP為PID的比例增益,KI為PID的積分增益,KD為PID的微分增益,這五個(gè)控制參數(shù)作為主要的PID參數(shù)參與控制,確定PID參數(shù)時(shí)要兼顧系統(tǒng)靈敏性和穩(wěn)定性,由于我們恒壓控制要求和設(shè)備的性能條件,參數(shù)設(shè)定更強(qiáng)調(diào)穩(wěn)定性(及KI),由于微分環(huán)節(jié)有放大噪聲的特點(diǎn),我們將KD盡量設(shè)置得較??;SWM為PID指令轉(zhuǎn)為手動(dòng)直接調(diào)頻的開(kāi)關(guān),SO設(shè)定為PID指令的在手動(dòng)控制輸出方式時(shí)的輸出值,當(dāng)變頻器從PID自控調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)為手動(dòng)直接調(diào)頻時(shí),SO替代PID運(yùn)算結(jié)果作為轉(zhuǎn)換時(shí)的輸出值,將SO設(shè)定為控制值就可實(shí)現(xiàn)無(wú)縫轉(zhuǎn)換,減小變頻器運(yùn)行頻率的震蕩。DB為PID指令的死區(qū)設(shè)定值,輸出超出死區(qū)時(shí)PID指令通過(guò)自動(dòng)運(yùn)算限制輸出超出限定范圍。 3.3相關(guān)控制功能實(shí)現(xiàn) 為了防止運(yùn)行時(shí)由于壓力變送器不可預(yù)見(jiàn)的故障造成PLC的PID運(yùn)算調(diào)節(jié)失實(shí),從而造成管網(wǎng)壓力失恒引發(fā)失壓或爆管的嚴(yán)重事故。我們分別在1#和2#變頻泵后輸水管上安裝壓力變送器,可以同時(shí)測(cè)到出廠輸水管線上的壓力; |