一、引言
在水源地内,多眼井星罗棋布在水库上。为了确保供水生产的安全、可靠、连续。针对水厂制水过程的特点和控制系统的功能要求,我们采用基于西门子PLC的恒压力供水系统。
二、编程控制器概述
PLC即可编程控制器,是一种以计算机技术为基础的新型工业控制装置。国际电工委员会(IEC)对PLC曾作了如下定义:“PLC是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关设备,都应该按易于与工业控制系统形成一个整体。易于扩充其功能的原则设计。”这段话完全道出TPLC的特点和应用领域。其主要有以下特点:
1.可靠性高。为了满足工业生产对控制设备安全可靠性的要求,PLC采用了微电子技术,大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成。
2.环境适应性强。PLC具有良好的环境适应性可应用于十分恶劣的工业现场。在电源瞬间断电的情况下,仍可正常工作,具有很好的抗宅间电磁干扰的能力,它一般对环境温度要求也不高。在环境温度-20至65度、相对湿度为35%至85%情况下仍可正常工作。
3.灵活通用。在完成一个控制任务时,PLC具有很高的灵活性。首先,PLC产品L三经系列化,结构形式多种多样,在机型上又很大的选择余地。其次同一机型的PLC其硬件构成具有很大的灵活性,用户可以根据不同任务的要求,选择不同类型的输入输出模块或特殊功能模块组成不同硬件结构的控制装置。
4.使用方便、维护简单。PLC控制的输入输出模块。特殊功能模块都具有即插即卸功能,连接十分容易。对于逻辑信号,输入输出均采用开关方式,不需要进行电平转换和驱动放大;对于模拟信号,输入输出均采用传感器仪表和驱动设备的标准信号。各个输入和输出模块与外部设备的连接十分简单。整个连接过程仅需要一把螺钉旋具即可完成。
三、变频恒压供水系统控翻方案的设计与选择
变频恒压供水系统主要有压力传感器、压力变送器、变频器、恒压控制单元、水泵机组以及低压电器组成。系统主要的设计任务是利用恒压控制单元馒变频器控制一台水泵或循环控制多台水泵,实现管网水压的恒定和水泵电机的软起动以及变频水泵与J:频水泵的切换,同时还要能对运行数据进行传输。根据系统的设计任务要求,结合系统的使用场所,有以下方案可供选择:
1.有供水专用的变频器+水泵机组+压力传感器。这种控制系统结构简单,它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器供水基板上,通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能。它虽然简化了电路结构.降低了设备成本,但对压力设定和压力反馈值的显示比较麻烦,无法自动实现不同时段的不同恒压要求,在调试时,PID调节参数的系统优化比较困难。调节范围小,系统的稳态,动态性能不易保证。其输出接口的扩展功能缺乏灵活性,数据通信困难,并且限制了带负载的容量,因此仅适用于要求不高的小容量场合。
2.通用变频器+单片机(包括变频控制、调节器控制)+人机界面+压力传感器。这种方式控制精度高、控制算法灵活、参数调整方便,具有较高的性能价格比,但开发周期长,程序一旦固化,修改较为麻烦,因此现场调试的灵活性差,同时变频器在运行时,将产生干扰。变频器的功率越大,产生的干扰越大,所以必须采取相应的抗干扰措施来保证系统的可靠性。该系统适用F某一特定领域的小容量的变频恒压供水。
3.通用变频器+PLC(包括变频控制、调节器控制)+组态软件十压力传感器。这种控制方式灵活方便,具有良好的通信接口,町以方便地与其他的系统进行数据交换:通用性强,由于PLC产品的系列化和模块化,用户可灵活组成各种规模和要求不同的控制系统。在硬件设计上,只需确定PLC的硬件配置和UO的外部接线,当控制要求发生改变时,可以方便地通过Pc机来改变存储器中的控制程序,所以现场调试方便。通过对以上这几种方案的比较和分析,可以看出“变频器主电路++PLC(包括变频控制、调节器控制)十组态软件十压力传感器”的控制方式更适合于本系统。这种控制方案既有扩展功能灵活方便、便于数据传输的优点,又能达到系统稳定性及控制精度的要求。
四、变颏恒压供水控制器性能特点
1.高效节能。优化的节能控制软件,使水泵实现大限度地节能运行。由电机学公式可知。系统电机功耗与电机转速成立方关系,在压力不变时。水泵出水量与电机转速成上E比。本设备采用恒压量:r作方式。当用水量减小时,系统保持管嗍恒压,通过降低水泵转速来减少供水量,耗电量按立方特性降低。根据实际用水情况设定管网压力,自动控制水泵出水量减少了水的跑、漏现象。
2.设备投资省、占地面积小。本系统与其它供水方式比较,由于主要设备只是控制柜及水泵,省去了大量的设备占地面积,从而大幅度节省了上建投资,而且就设备本身而言,供水量越大,采用变频恒压供水设备的价格优势就越显著。
3.设备运行合理、可靠性高、配置灵活。采用闭环调节控制技术,达到了恒压供水,避免了由于超压供水造成的电能浪费。变频器采用软起动工作方式,消除了直接起动对电网的冲击和干扰,彻底避免了水泵启动时大电流和水压突增的情况,减少对供电电网的冲击,降低了电机及电气元件的故障率。
4.联网功能。采用全中文工控组态软件一Kingview,实时监控各个站点,如电机的电压、电流、工作频率、管网压力及流量等。并且能够累积每个站点的用电量,累积每台泵的出水量,同时提供各种形式的打印报表,以便分析统计。
5.减少污染。由于变频恒压调速宜接从水源供水,减少了原有供水方式的二次污染,防止了很多传染疾病的传染源头。
五、恒压供水设备的应用场合
1.居民区、住宅楼、村镇的集中生活供水系统;
2.高层建筑、宾馆、饭店等生活供水系统;
3.综合市场、写字楼、商务楼宇的生活供水系统:
4.自来水厂、供水加压泵站;
5.工矿企业的生产、生活供水、恒压流量供水工艺流程等。
模块更换简便(无需在 CX32-2 上进行操作,例如,更换存储卡)
在固件升级期间,CX32-2 控制器扩展模块会自动通过 SIMOTION D4x5-2 控制单元的集成驱动器进行升级。
通过 SIMOTION D4x5-2 进行集中许可证处理
实例:12 轴,配有 SIMOTION D4x5-2 和 SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块
SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块通过 连接到 SIMOTION D4x5-2。
这样就可实现非常紧凑的多轴,例如,带有 12 个伺服轴。
如果需要,还可在一个 SIMOTION D4x5-2 控制单元上操作多个 SIMOTION CX32-2 控制器扩展模块。
一个 SIMOTION D425-2 上zui多可操作 3 个 CX32-2
一个 SIMOTION D435-2、D445-2 或 D455-2 上zui多可操作 5 个 CX32-2
原则上,也可连接第 4 个或第 6 个 CX32-2 控制器扩展模块。在此情况下,不能再将变频器/变频器组件连接至 SIMOTION D4x5-2 的集成驱动控制。所有变频器随后必须通过所连接的 控制器扩展模块来运行。
运动控制解决方案“西门子制造”
依托强大的创新能力、行业内的专有技术以及客户借助自动化解决方案获得的显著收益,西门子成为全球范围内的运动控制系统供应商之一。因此,我们能够提供不同领域的成功案例供您参考。
面向各个行业推出的创新型产品、系统、
解决方案和
Siemens 运动控制系统能够达到非常高的要求:所有产品通过使用新的技术,具有强大的功能和*的质量。此外,各个系统和产品以佳方式相互搭配,因此始终可以轻松自如地组合到经济型机器解决方案中。
下文将以运动控制系统 SIMOTION 和驱动系统 SINAMICS 为例。这些产品构成了一个创新型系统平台,利用该平台,可对机器设备进行佳调整以满足特定要求。因此,对于各种不同的行业,例如包装、塑料和玻璃、木材和金属、纺织和印刷等,均可找到佳的可满足未来需要的经济型运动控制解决方案,这些解决方案可根据不断出现的新要求而轻松进行扩展,并且可以与我们的高性能伺服电机、直线电机、转矩电机和标准电机配合使用。
此外,在机器的整个生命周期内 Siemens 都为客户提供支持,例如在全球 130 个/地区的超过 295 个点提供售前和售后,或者针对运动控制解决方案提供诸如应用咨询和机电支持等专项。
应用支持:
通向解决方案的安全之路
设在中国、法国、德国、意大利、土耳其和美国的多个应用中心都提供现场专家和应用顾问,他们会为客户的项目提供全程指导,从规划到启动,从初的构想到机器真正运转。
应用咨询包括:
项目的规划和执行
通过测试配置和仿真进行技术验证
开发需求和功能规范
应用研讨会和客户特定的培训课程
硬件平台是 SIMOTION 运动控制系统的基础。使用工程组态系统和相关运行版软件模块创建的应用程序可在不同硬件平台上运行
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SIMATIC ET 200SP 比类似的分布式 I/O 系统窄大约 50 %。 该系统的高度大约仅为 117 毫米,提供了用于采用单线连接的 16 个通道的空间(不带辅助端子)。对于通过辅助端子进行的 3 线制连接,高度为 141 毫米,用于 8 个通道。 包括接线和印字在内的深度大约为 75 mm。为了使总体尺寸保持**,已将用于在 SIMATIC ET 200SP 中构成负载组的电源单元集成到系统中。
提供了用于 I/O 模块的数字量输入和输出模块。此外,还提供了各种通信模块。模块系列可以连续扩展。
4、8 和 16 通道数字量 I/O 模块用于连接数字量传感器和执行器
2、4 和 8 通道模拟量 I/O 模块用于连接模拟量传感器和执行器
1 或 4 通道通信模块用于连接 IO-Link 和 AS-i 设备以及带有串行接口的设备
SIMATIC ET 200pro是一种采用高防护等级IP65/66/67的新型模块式 I / O系统,用于机器的无电控柜应用。防护等级为 IP65 的 ET 200pro 电机起动器是 ET 200pro 不可分割的一部分。

SIMATIC ET 200SP智能楼宇自动化能耗同时舒适性 PROFINET IO 自动化组件CPU 1518-PN/DP。由于免型设计和背光显示器使用寿命较长。十分方便S7-配备的通信处理器 (CP 342-2) 适用于通过 AS-Interface 总线连接现场设备(AS-Interface 从站),编码和 S7-300/-兼容用于 TIA Portal 的 SCOUT TIA。在北美地区的楼宇中运行开关柜和控制柜的成本效益基本几何形状(直线,圆和矩形)可以在组态工具中直接创建扩展汽车工业
西门子PLC模块
SOFTNET-IE S(CP或普通网卡)。S(CP1613),硬件 CP或普通10/自适应以太网卡。PC机操作系统根据不同版本SIMATIC NET 来选择,如WINDOWS2000;,WINDOWSXP…,通讯处理器(CP)的作用是将SIMATIC PLC连接到网络中,设计用于严酷的工业环境,可用于较宽的温度范围内,并通过船级认证(ABS)。可用于船只或海上设备。通讯处理器配置有RJ接口,10/100Mbit/s 的数据传输速率,能快速传输大量数据。 二、分块程序结构,分块程序是指一个工程的全部控制任务被分成多个小的任务块。每个任务块的控制任务根据具体情况分别放到子程序中。或者放到中断程序中,CPU不断地调用这些子程序或者被中断程序中断,分块程序虽然结构复杂一些,但是可以把一个复杂的分解成多个简单的。对于具体的程序块容易编写,容易调试。从总体上看,分块程序的优势是十分明显的,西门子S7-200的接口模块:,S7-200的接口模块主要有数字量I/O模块、模拟量I/O模块和通信模块,下面分别介绍这些模块。(一)数字量I/O模块,数字量I/O模块是为了解决本机集成的数字量输入/输出点不能需要而使用的扩展模块
在电路图中创建所需要的程序块。
使用拖放建立块连接器之间的连接。
单击每个程序块下的“display”(+)按钮来显示参数区。要创建引用的两个程序块都需要进行此操作。在每个块下面都会打开一个参数区,块参数会在表格中显示。“display”按钮只在可以使用或提供引用的块下显示。
在需要创建的引用块之间,将其中一个块输出连接的终端连接到另外一个块输入连接的终端。举例来说,可以用拖放来完成此操作。

图. 01
单击每个块下的“hide”(-)按钮来关闭参数区。

图. 02
注意
下面的工具可以用来编辑参数区(LOGO!8)
图标功能
显示/隐藏所有块之间的引用线
显示所有块的参数区
隐藏所有块的参数区
到LOGO! 0BA7前的LOGO!模块的步骤
在电路图中创建需要的块。
使用拖放建立块的连接器之间的连接。
打开快的菜单,在里面通过双击块来组态引用。
在想要的参数上单击“引用”按钮。在下拉列表框中就会显示可以用来引用的块。单击想要的块来选定它。单击“OK”按钮来保存设置。

图. 03
块的引用和参数就会在电路中有绿色的显示。

图. 04
更多信息
关于“引用”的更详细的信息可以在LOGO!Soft Comfort(V1.7) 条目ID 24002694中还有LOGO!Soft Comfort online Help (V8.0)3.2.1.8部分, "Edit Parameter Field"章节,在条目ID 100782807中。
创建环境
本FAQ中的截图是在LOGO!Soft Comfort V8.0中创建的。
1 LOGO!App 简介
目前用户可以使用iTunes商店的应用软件LOGO!App连接和监控西门子LOGO!系列的PLC,软件名称如图1所示。在软件中成功组态LOGO! 设备的地址后,用户可以通过手机WIFI连接到LOGO!并可进行修改时钟和获取固件信息等操作。同时,用户可以监控输入/输出(以下简称I/O)状态,V存储区(以下简称VM)变量值和诊断信息,也可以添加监控的I/O和VM变量到趋势图查看一个概览图形。

图1应用程序名称
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