plc变频控制系统在大型水处理装备上的研究与应用.pdf
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1、P L C变频控制系统在大型水处理装备上 的研究与应用 彭志刚, 等 P L C 变频控制系统在大型水处理装备上的研究与应用 彭志刚, 何鹏, 周江涛 ( 海军后勤技术装备研究所 北京, 1 0 0 0 7 2 ) 摘 要:以两 门子S 7 4 0 0为核心的变频控制系统在某大型水处理装各上的应用, 给 出了控制系统的1 作原理 、 硬件 集成秉J 软件设计方法 。 关键词:P L C;变频器;反渗透;PI D Ab s t r a c t : T h e a p p l i c a t i o n o f t h e fre q u e n c y c o n v e r s i o n c
2、 o n t r o l s y s t e m wh i c h S c o r e i s S i e me n s S 7 - 4 0 0 i n a l a r g e wa t e r t r e a t me n t e q u i p me n t , p res e n t s t h e wo r k i n g p r i n c i p l e o f t h e c o n t r o l s y s t e m, h ard wa r e i n t e g r a t i o n a n d s o ft wa r e d e s i g n me tho d Ke
3、 ywo r d s : P L C ; F r e q u e n c y c o n v e r t e r ; Re v e r s eo s mo s i s; P I D 中图分类号 :T P 1 3 文献标识码:B 文章编号:1 0 0 1 - 9 2 2 7 ( 2 0 1 2 ) 0 1 - 0 0 7 4 - 0 2 0 引 言 P L C 自问t lj = 以来,发展异常迅猛 。 时至今 H已拥有 门 类齐伞的各种功能模块和强大 的嘲络通讯能力,其应用范 用可以覆盖现代工业 的各个领域 , 满足各类受控对象 的不 同控制要求 。 变 频调速技术是 一种 新型的、 成 熟的交
4、流 电 机无级调速驱动技术 , 它 以其独特 的控制性被广泛应用在 速度控制领域。 将P L C与变频器结合可大大优化传统的供 水系统 。 本文 以某 大型水 处理装备项 目为背景 ,从 水处理工 艺对水流量 的控制要求出发 , 介绍了利用变频器、 P L C等 构成P I D变频控制系统 , 自动调节系统输 出流量 , 取代 了 原来于动操 作改变流量 的传统方式 。 1 工艺介绍 水处理装 备反渗透水处理包括 预处理系统和反渗透 除盐系统 。预处理部分主要包 括取水泵、增压泵 、 旋流过 滤器、讣量采 、自清洗预过滤器 、 超滤系统以及加药装置。 反渗透部分主要包括超滤水 泵、保安过滤器、
5、计量泵 、 高 压泉 、 反渗透膜 组、 反渗透低压冲洗采 以及加药装置 。 整 个工艺示意如 图1所示。图中高压泵变频控制在整个反渗 透系 统中具有 举足轻重 的作用 ,同时也是本 文研 究 的重 点 。根据工艺要求 ,本系统高压水泵用 一 台变频器控制 , 采用制水量作为闭环控制的一个基本指标 ,以确保制水速 度 的稳 定性 , 满足 高压泵 适应不 同水质 ( 主要是含盐量 ) 需求。 甲 孽 j 图1 反渗透工艺流程图 收稿 日期: 2 o 1 1 1 0 2 0 74 2 变频控制系统工作原理 在反渗透 水处理变频 控制系统 中,水流量调节 是在 整个系统控制的 个主要内容 , 水量
6、准确 的调节可以捉高 系统生产 效益和设备安全性 。本系统中,水泉 电机是输 出 环节 , 转速 由变频器摔制 ,实现变流 量控制。变频器接受 控制器 的信号对水泵 电机进行速度控制 , 摔制器综合流量 设定参考值与现场反馈 的实际流量值信号后,经过 P I D调 节 , 向变频器输 出运转频率指令 。 流量传感 变送器检测 管道进水流量 , 并将其转变为控制器可接受的模拟信号 , 进行反馈 。 值得注 意的是在本系统 中, 流量的设 定值可根 据运行环 境 ( 如温度 、 气压等 ) 而重新设定 。 流 量设定值 的变化将 引起相关参数发生变化 , 如变频器频率 、 电机转 速 、 流量值。
7、这些参数反馈给控制器最终形成闭环 制 系 统 , 如图2所, J 。 图2 反渗透工艺流量P I D 变频控制系统原理图 3 变频控制系统集成 反渗透水处理变频控制系统组成如 图3所示,系统控 制核心选用西 门孑S 7 4 0 0 P L C, 变频器选用M M 4 2 0, 涉及到 的模块有 : S i 3 2 l 2 1 B L 0 0, 3 2路D I模块 ( D C 2 4 V) ; S M 3 2 2 2 1 B L O 0 , 3 2 路D 0 模块 ( D C 2 4 V ) ;S M 3 3 1 2 1 K F O 1 , 8 路A I 模 S M 3 3 2 2 5 H F
8、0 0 , 8 路A O 模块。 操作台W I N C C 与P L C 通讯 选用通讯卡C P 5 6 1 l 。 变频控制系统T作流程为: S M 3 2 1 2 1 B L 0 0 模块采集由 流量传感器产生 的脉冲信号, 将脉冲密度换算成瞬时流量 数值 , S M 3 3 1 2 1 K F 0 1 模块采集管路压力信号, 通过 S 7 4 0 0 P L C 上传至W I N C C 操作台, W I N C C 操作台预设流量数值 进行比较, 经过P I D 调节, 根据比较结果, 通过S M 3 3 2 2 5 H F 0 0 ( 下转第7 8页 ) 学兔兔 w w w .x u
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