PLC与WinCC flexible在远程供水系统中的应用

图1-2供水系统主电路图

Fig.1-2 The main circuit of the water supply system

3 PLC程序设计

3.1自动运行模式：

西门子系列PLC编程采用STEP7软件，它是西门子PLC的视窗软件支持工具，提供完整的编程环境，可进行离线编程和在线连接和调试，并能实现梯形图与语句表的相互转换。

系统程序包括主程序和电机切换程序，PID子程序。主程序主要作用是调用其他子程序；电机切换程序根据PID的运算输出来决定两个泵的运行状态。PID子程序主要是对现场采集的数据进行运算，以达到安全稳定的控制精度。数据采集程序用于将现场的数据采集到PLC中，用于PID控制以及在触摸屏中显示，便于现场操作。

1.主程序：主程序的作用是初始化子程序,调度子程序,降低程序复杂度,使程序的设计,调试和维护等操作简单化。在主程序中，设置两个变频器频率上下限到达滤波时间继电器，用于稳定系统。

2.PID子程序：Micro/WIN提供了PID Wizard（PID指令向导），可以帮助用户方便地生成一个闭环控制过程的PID算法。此向导可以完成绝大多数PID运算的自动编程，用户只需在主程序中调用PID向导生成的子程序，就可以完成PID控制任务。PID的运算数据存储区是自动分配的，向导将自动为其参数表分配符号名，用户不要再自己为这些参数分配符号名，否则将导致PID控制不执行[4]。PID向导中断用的是SMB34定时中断，在用户使用了PID向导后，注意在其它编程时不要再用此中断，也不要向SMB34中写入新的数值，否则PID将停止工作。为保证PID子程序的正常运行，必须用SM0.0来使能PID子程序，SM0.0后不能串联任何其他条件，而且也不能有越过它的跳转；如果在子程序中调用 PID子程序，则调用它的子程序也必须仅使用SM0.0调用。

图3-1 PLC控制主流程图

Fig.3-1 Flow chart of PLC control

3.电机切换程序：包括加电机程序和减电机程序，在控制系统作用下，变频器开始运行，启动第一台水泵M1，当输出压力达到设定值，转速才稳定到某一定值，这期间M1在PLC和变频器的控制下处在调速运行状态。当用水量继续增加，变频器输出频率达到工频时，水压仍低于设定值，由PLC控制切换至工频电网后恒速运行；同时，使第二台水泵M2投入变频器并变速运行，系统恢复对水压的闭环调节，直到水压达到设定值为止。

降压控制：当用水量下降水压升高，变频器输出频率降至PLC程序中设定的变频器下限频率时，水压仍高于设定值[5]，系统将工频运行的一台水泵关掉，继续变频运行另一台水泵，使压力重新达到设定值。

在电机切换程序中，从变频器输出端切断电机的接触器，其控制启动按钮与变频器启动按钮联锁，即启动接触器接通电机后，变频方可启动；电动机接入工频的接触器，其线圈控制回路由变频器输出端切断电机的接触器的常闭触点控制，保证变频器输出端切断电机后接入工频；

用plc控制切换过程时，变频自由停车到切除电机要有0.1秒的延时，由电机从变频切除到工频接通要有0.2－0.4秒的延时，整个过程最多0.5秒完成；

工频转变频的操作，首先切断工频与电机的连接，然后接通变频输出与电机的连接。变频转工频的操作，首先要断开变频器的输出，为保证转换瞬间不跳闸，适当延时一段时间，然后工频转变频接触器转换。

PLC设计一套变频调速恒压供水系统，该系统可根据管网瞬间压力变化自动调节两台水泵的转速及其投入与退出[6]，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，并满足用户的流量需求，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。