辽宁西门子PLC总代理商

系统简介
      为改善生产环境，某公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统，分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点，从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门，一部分则需通过加压泵输送到高位水池，而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里，高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。
      鉴于以上特点，从技术可靠和经济实用角度综合考虑，我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统，同时通过主水管线压力传递较经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。
系统方案
      系统主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的变频器、施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成.
抽水泵系统
      整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台，90KW深井泵电机两台，采用变频器循环工作方式，六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。当变频器工作在50HZ，管网压力仍然低于系统设定的下限时，软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行，当压力达到高限时，自动停掉工频运行电机。
      系统为每台电机配备电机保护器，是因为电机功率较大，在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也不能保证管网的压和稳定时，控制器的压力下限信号与变频器的高速信号同时被 PLC检测到，PLC自动将原工作在变频状态下泵投入到工频运行，以保持压力的连续性，同时将一台备用的泵用变频器起动后投入运行，以加大管网的供水量保证压力稳定。若两台泵运转仍，则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行，而将另一台备用泵投入变频运行。
      当用水量减少时，首先表现为变频器已工作在低速信号有效，这时压力上限信号如仍出现，PLC首先将工频运行的泵停掉，以减少供水量。当上述两个信号仍存在时，PLC再停掉一台工频运行的电机，直到后一台泵用主频器恒压供水。另外，控制系统设计六台泵为两组，每台泵的电机累计运行时间可显示，24小时轮换一次，既保证供水系统有备用泵，又保证系统的泵有相同的运行时间，确保了泵的可靠寿命。控制系统图见图3。
◆半自动运行
      当PLC系统出现问题时，自动控制系统失灵，这时候系统工作处于半自动状态，即一台泵具有变频自动恒压控制功能，当用水量不够时，可手动投入另外一台或几台工频泵运行。
◆手动
      当压力传感器故障或变频器故障时，为确保用水，六台泵可分别以手动工频方式运行。

实施效果
      实际运行证明本控制系统构成了多台深井泵的自动控制的经济结构，在软件设计中充分考虎变频与工频在切换时的瞬间压力与电流冲击，每台泵均采用软起动是解决该问题关键。变频器工作的上下限频率及数字PID控制的上下限控制点的设定对系统的误差范围也有不可忽视的作用。
      采用变频恒压供水，消除了主管网压力波动，保证了供水质量，而且节能效果明显，并延长了主管网及其阀门的使用寿命。
◆采用变频恒压供水，消除了主管网压力波动，保证了供水质量，而且节能效果明显，并延长了主管网及其阀门的使用寿命。
◆用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力的问题。
◆拓宽运用变频恒压控制原理，较好地解决了加压泵房与抽水泵房的远程通讯总是并达到异地连锁控制的目的。
◆在抽水泵房设置连续液位显示，并将信号传与PLC，防止泵缺水烧坏电机，设定的取水位置，确保水的质量。
      过载、欠压、过压、过流、相序不平衡、缺相、电机空转等情况下为确保电机的良好使用条件，达到延长电机的使用寿命的目的。
      系统配备水位显示仪表，可进行高低位报警，同时通过PLC可确保取水在合理水位的水质监控，同时也保护电机制正常运转工况。
      系统配备流量计，既能显示一段时间的累积流量，又能显示瞬时流量，可进行出水量的统计和每台泵的出水流量监控。系统配备流量计，既能显示一段时间的累积流量，又能显示瞬时流量，可进行出水量的统计和每台泵的出水流量监控。
不同压力供水需求的解决
      为稳定可靠地满足公司内部分区域供水太力（0.4~0.45Mpa）低于主管网水压力（0.8~0.9Mpa）的要求，配备稳压减压阀来调节，可调范围为0.1~0.8Mpa。
加压泵系统
      由于抽水泵房距离高位水池较远，直接供水到高位水池抽水泵的扬程不足，为此在距离高位水池落差为36米处设计有一加压泵房，配备立式离心泵两台（一用一备）电机功率为75KW，扬程36米。该加压泵的控制系统需考虑以下条件：
（1）若高位水池水位低和主管有水，则打开进水电动蝶阀和起动加压泵向高位水池供水；
（2）若高位水池水位满且主管有水，则给出报警信号并关闭加压泵和进水电动蝶阀；
（3）若主管无水表明用水量增大或抽水泵房停止供水，必须开启出水电动蝶阀由高位水池向主管补充不。
      像抽水泵一样，我们为加压泵配备了软起动器和电机保护器，确保加压泵长期可靠地运转，同时配备了高位水池的水位传感器和数显仪和缺水传感器。
       为保证整个主水管网的恒压供不，当高位水池满且主水管有水时，加压泵停止，此时主管压力将“憋压”，终导致主管压力上升，并将此压力传递到抽水泵房，抽水泵的控制系统检测到此压力进行恒压变频控制，进而达到整个主管网的恒压供水，这是整个控制系统设计的关键。

　  PLC双机热备技术的主要特点
　　双机热备系统具有非常高的可靠性
　　双机热备系统具有非常高的可靠性，体现在以下几个方面：
　　■控制系统为冗余的双CPU设计，运行时一主一备，并通过高速光缆连接；
　　■控制系统为冗余的双通讯通道，控制系统间通讯网络采用Modbus Plus或TCP/IP协议,控制系统内部采用RIO网络结构，以上网络均可以采用双缆冗余方式；
　　■控制系统为冗余的双电源供电。
　　正常工作 

时互为热备的控制器具有的特性
　　在双机热备系统中，互为热备的控制器具有如下的工作特性：
　　■实时数据传输，确保双CPU程序的完全一致；
　　■每个扫描周期均传送数据及状态信息，确保双CPU工作状态的完全一致；
　　■两个控制器之间采用光缆连接；
　　■切换完成的长时间是两个扫描周期；
　　■通讯速率为10M,热备系统可放于3km之外；
　　■当控制程序发生改变时，可以自动完成程序下装功能；
　　■初次组态时，用户快速、有效只需下装一次程序；
　　■使用IEC方式的双机热备配置不需要编程工作；
　　■使用ModSoft/Concept组态软件均可进行配置；
　　■用可装载功能块支持984/800系列用户；
　　■CHS模块热更换-无需停机时间。
　　便捷安全的热备切换方式
　　可以通过以下几种方式实现便捷安全的热备切换：
　　■将主控机钥匙开关从RUN切到OFFLINE,即可完成手动热备切换；
　　■也可以通过人机界面或编程器切换；
　　■在电源失效，CPU失效，I/O失效（电缆或模板），NOM失效（只在启动时）将完成CPU的自动切换。
　　迁钢公司7000风机热备系统构成
　　PLC的硬件设备选型及设定
　　一套完整的 热备系统需要以下设备：
　　■两块相同的至少四槽的背板；
　　■性能完全相同的两块CPU控制器；
　　■两块类型一致的RIO处理器；
　　■两块类型一致的电源模块；
　　■两块热备模板CHS 110；
　　■连接用的光纤电缆；
　　■网络连接的组件包括：分支器，RIO处理器与RIO网络连接使用的F接头，分支器MA-0186-100，MA-0185-100，终端电阻52-0422-000 ；
　　■如果需要其他的通讯协议，则需要增加其他的通讯适配器。
　　根据以上的构成热备系统的设备要求和实际需要，首钢迁钢公司7000立方米风机控制系统包括PLC控制柜2套，分别用来安装本地站和远程站，双机热备的CPU安装在本地站，本地站和远程站之间采用双缆连接。 　　选定硬件设备后，需要按照如下的顺序安装热备系统：
　　■安装本地站和远程站的电源模块，CPU，RIO处理器，hot standby 模块，TCP/IP模块到背板，需要注意的是热备系统两个底板上安装的模板种类和顺序必须一致。两个CPU地设备地址设定必须相同。两个Ethernet模块的IP地址设定必须相同。hot standby 模块的指定滑动开关必须一个设定为A,另外一个设定为B.
　　■连接网络，包括安装RIO网络和Ethernet网络，按照网络结构图，分别安装RIO处理器和远程站之间的分支器和F接头，连接RIO站间的同轴电缆，Ethernet交换机和网线；
　　■连接两个hot standby 模块之间的光纤。
　　编程和上位监控系统
　　首先确定编程和上位监控系统与PLC之间选择TCP/IP的通讯协议。组态软件Concept和上位监控软件都支持TCP/IP的通讯协议，只要将网络搭建起来即可。迁钢公司7000立方米风机热备系统选用TCP/IP的通讯协议，需要的主要设备如下：
　　■编程和上位监控系统微机需配备Ethernet网卡；
　　■为了与热备的PLC通讯，需要安装Ethernet交换机；
　　另外，为了开发出理想的监控系统，选择的监控软件是美国TCPWonderware公司开发的InTouch8.0。InTouch是一个集成的、基于组CP/IP件的MMI系统——FactorySuite 2000中的一个核心组件。它具有美观的HMI（人机接口界面）和面向对象的图形开发环境，能够高效