第一篇:PLC在火电厂整个化学水自动控制系统中的应用
PLC在火电厂整个化学水自动控制系统中的应用
柴志宏
(1. 山西漳山发电有限责任公司,山西 长治)
CHAI Zhihong
Shanxi Zhangshan Electric Power Limited Executive Company,Changzhi,Cina 摘要:着重从化学水的系统结构到PLC的组态和软件设计等方面做了研究和总结。由于PLC具有运行稳定性和高可靠性等特点,它与工业控制计算机连网对于电厂在整个水系统系统进行自动控制具有其独特的优势。关键词:PLC;化学水处理;控制系统 Abastract:
Key Words:
整个水系统的结构组成。以山西漳山电厂为例,先介绍化学水系统的基本组成。该电厂一期工程装设两台30万千瓦机组,化学水系统主要,包括化学补给水、精处理、汽水取样、炉水加药、生活污水和工业废水。整个系统以化学控制楼为基准采用集中控制,主要以程序自动控制为主,人工参与为辅的方式来完成,同时对精处理、汽水取样、炉水加药、生活污水和工业废水的不同系统通过网络控制,实行无人值守,并且取得了很好的效果。
化学水系统由三大系统组成:
1.1水系统:水系统主体设备主要包括细砂过滤器5台,活性炭过滤器4台 ,反渗透装置两套,除碳器一套,阳床二台,阴床二台,二级混床两台。所有设备由不同的管道相连构成化学补给水处理系统。精处理主要设备由:二台高速阳床,二台高速阴床,四台树脂捕捉器通过管道连接构成。污水和废水系统由两台过滤器,中间水箱,初沉池,二沉池,接触氧化池,消毒池等构成。汽水取样主要是由不同种的表计组成。炉水加药主要是由凝结水加氨,凝结水加联氨,给水加氨,炉水加磷酸盐构成。水系统主要检测的对象有PH值、导电度、流量、压力、钠、联氨、酸碱浓度、浊度和SiO2含量等,此外,双介质过滤器、活性碳过滤器以及阳床、阴床和混床的树脂一旦失效就需要再生处理,反渗透装置每次运行结束后也需要清洗等,这些工作都需要计算机和PLC程序控制来完成。
1.2酸碱再生系统:酸碱再生系统的主要作用是将阳床、阴床和混床里失效的树脂利用酸碱置换反应还原为合格的树脂,供混床制水使用。在制水过程中,当混床运行时间过长时树脂会吸附大量的含盐离子,导致树脂失效,此时产品水中的导电度和SiO2的含量会明显增大,这就需要对树脂加酸加碱做再生处理,通过酸碱置换反应使树脂还原为合格的树脂,这时阳床、阴床和混床才能参与制水。从酸碱储存槽来的酸和碱分别储存在酸碱罐中,加酸加碱时,酸碱浓度要控制在一定的范围才行,一般酸碱浓度为0.1%~0.15%,这些都要在系统运行过程中根据现场实际情况来确定,酸碱再生系统主要检测的参数为酸碱浓度、酸碱槽和酸碱箱的液位等。
1.3气系统;气系统主要是来自主厂房的压缩空气,压缩空气分为程控用气和再生用气两部分,程控用气主要是供给电磁阀箱来控制气动阀门的,而再生用气是供给双介质过滤器和混床再生空气擦洗时使用。气系统要保证有一定的气压,压力范围为0.5~0.6MPa,压力过高会使管道和床体憋压,压力太低阀门将动作缓慢甚至操作无效,因此气压是本系统的重要参数。2 程控系统
2.1系统构成及控制要求;程控系统是以PLC和计算机为核心组成的对化学水系统操作实行程序自动控制的装置。系统所有的监控操作都是在计算机上完成的,通过CRT监测现场各设备的状态和参数,来分析阀门、泵以及过滤器、床体和反渗透装置等的运行状态、水质的好坏,如PH值、导电度、流量、压力、钠、联氨、酸碱浓度、浊度和SiO2等。上位机为运行人员提供了极为方便的操作方式和控制对象选择菜单,运行人员选择菜单内容来决定自己所喜欢的操作方式,通过发布操作指令来控制和监测现场运行设备。打印机可随时打印各种报表,从报表上分析运行设备的各种参数,进而分析水质的优劣。音箱是作为系统运行时报警用的,系统运行过程中当检测到有故障时会发出报警声音,提醒运行人员注意并通知检修人员及时修理故障设备,以免引起更大的事故。系统运行之前过滤器和床体里必须有合格的树脂才能保证有效的出水水质。一旦树脂失效,将影响出水水质,此时必须投运备用过滤器和混床,同时将不合格的树脂进行再生处理。
2.2系统的组态;系统的组态对一个控制系统的配置来说相当重要,整个系统的自动化程度与其有着密切关系,它直接影响着整个系统操作功能的顺利实现,所以在对系统进行组态之前,必须搞清楚系统的所有受控对象以及参与控制的所有设备。由于化学水系统涉及的受控对象比较多,有三百多个气动阀门、电动阀门、除碳风机、反洗水泵、加药泵、搅拌机以及淡水泵、除盐水泵等,还有两百多路模拟量的监控,所以必须考虑所有的控制点数,然后给每个输入或输出点指定一个I/O位,这样就可以计算出所有的I/O点数。PLC的型号一般来说由用户自己确定,但是设计人员应当根据系统的大小和控制对象的复杂程度来作出合理的推荐,帮助用户进行系统选型,因为每个系统的大小和控制的对象都不相同,其运行的工艺流程也各不一样,对它们的控制编程方式也不同,因此对PLC内存容量的要求也不一样,这就要求进行全面地分析,使整个控制系统的配置更加完善。当所选PLC的型号确定时,根据所选PLC系统I/O单元的点数来确定I/O模块的数量,再根据I/O模块的数量和所选机架上的槽数来确定所要使用的机架数(包括扩展机架)。一般来说,I/O点数最后要留出足够的余量(15%左右)作为备用,便于将来系统增容扩建或改造。由于该电厂的特殊原因和技术要求,需要配置上位计算机来参与操作和监控,对上位机的要求是能够模拟显示整个系统当前的运行状况、工艺参数趋势、实时打印历史记录及报表、实时报警以及显示系统运行程序的步序和运行时间等,操作系统要求鼠标点动每个阀门和各个水泵、风机等,要求提示运行人员操作的步序,而且操作简单易懂,误操作时不会出现安全和技术事故,能够及时解除误操作等意外情况的发生。PLC与上位机进行实时通讯,操作并管理整个系统,主控制室三台上位机,不同的分站都有独立的一台上位机,能够同时互相进行切换,因此还需配置通讯模块,网络交换机等使整个系统的运行和操作更加方便。整个系统网络为双CRT+PLC组成工业控制局域网,多台计算机上有以太网卡,通过双绞线与交换机相连,双绞线接口为RS-485,网络拓扑结构为星型连接,网络协议为TCP/IP。PLC主机架上安装以太网模块,通过双绞线与交换机相连,PLC主机通过同轴电缆与RIO各远程站连接。在这样的系统配置中,三台计算机既可以共享数据,互为备用,也可以作为PLC的编程器,对PLC进行编程和维护。
2.3系统的操作功能;系统的操作功能要求系统能够在现场设备无故障情况下实现自动化,一般情况下单台设备的启动和停床采用自动、单步操作方式,整组投运时必须选择好床体和连锁设备后再启动和停床。鼠标单操优先,在任何情况下都不受操作方式的限制。操作程序启动时能够自动检测、自动报警,便于运行人员操作、监控。要求计算机对系统的运行状况能够进行实时显示、自动记录历史数据并能够脱机即时打印。要求人机对话灵活、画面显示清晰而且切换灵敏,上下位机通讯迅速且不会出现明显的时间滞后。由于化学水系统比较复杂庞大,所涉及的控制对象比较多,以往的运行办法需要运行人员到现场去操作每个电磁阀和水泵以及风机等来实现系统的运行,如今随着科学技术的不断发展,这种操作方式远不能适应大规模制水生产的需要。第一,操作不方便、不灵活;第二,操作过程复杂、容易出错;第三,需要多人相互配合才能完成操作,既花费人力,又浪费时间。当前要提高经济效益,扩大市场需求,在市场经济大潮的激烈竞争和减员增效的经济运行体制下,这种生产方式已经不能适应新形势发展的要求。为了适应市场经济的不断变化和提高劳动生产率就需要加大科技投入,提高系统配置的科技含量,力争使整个系统的运行和管理系统化、科学化,操作要灵活、方便,运行要稳定,这是我们所要力争实现的目标。由于PLC可编程控制器的CPU性能强、可选范围广并具有通用的处理结构、梯形图逻辑编程、通用指令系统、高性能的通信网络,允许与其它装置相互连接,这大大增强了应用控制和数据交换能力。I/O模块多为槽式或机架安装,控制设备比较集中,便于运行人员操作和维护。自动控制系统的应用,大大减轻了操作人员的劳动强度,提高了生产效率和系统运行的安全性、稳定性,为企业创造了经济效益,提高了企业的竞争力,实现了科学化管理。
3 控制软件的设计;⑴化学水控制程序包括双介质过滤器的投运和再生程序,活性碳过滤器的投运和再生程序,反渗透装置的启动和停止程序,阳床和阴床的投运和再生程序,混床的投运和再生程序。⑵各个床体的程序一般是独立运行的,单独运行时有自动和单步操作。自动运行时每一步都是按事先设定的步序时间和在线参数进行运行,单步运行时每一步的时间都由运行人员根据现场情况自己掌握,还可以根据现场情况跳过某些不需要的动作步序,因此操作方式要非常灵活。⑶对于有些床体和其它设备需要同时运行时就需要进行对象选择,选好对象后再整组投运,在停床时也要选择对象,这样会避免误操作。整组投运的床体运行时间必须一致,因此在整组投运时运行时间都以同类设备第一台的运行时间作为标准。
4 结束语;通过以上几个方面的分析,要用PLC控制一个系统,首先对PLC进行合理的系统组态和配置,然后要有一套完整而先进的软件支持才能实现对整个系统的自动控制。既要力求科技含量高、工艺先进、操作简单,又要做到系统结构合理、性能价格比高。一套成熟的控制软件,是经过反复调试和试运行,在运行当中发现问题、解决问题,在长期的实践中才能总结出比较合理的软硬件配置,化学水处理自动控制系统的投入,有效提高了系统运行效率和制水质量,为火力发电厂热力设备的安全、经济运行提供了保证。
第二篇:PLC在恒压供水系统中应用
PLC在恒压供水系统中应用
引言
在供水系统中,恒压供水是指在供水网系中用水量发生变化时,出口压力保持不变的供水方式。本文采用计算机(PC)、可编程控制器(PLC)、变频器组成变频恒压供水监控系统,通过变频调速实现恒压供水、满足节能降耗的要求,而且有利于实现生产的自动化及远程监测。用水量变化具有随机性,用水高峰时水压不足,低谷时又造成能量浪费。变频恒压供水系统根据公共管网的压力变化,通过PLC和变频器自动调节水泵的增减、水泵电机的运行方式及电机的转速,实现恒压供水,既防止了能量空耗,又避免出现电机启动时冲击电流对设备的影响。
二工作原理
变频恒压供水系统采用一台变频器拖动两台大功率电动机,可在变频和工频两种方式下运行;一台低功率的电机,作为辅助泵电机。
启动方式:为避免启动时的冲击电流,电机采用变频启动方式,从变频器的输出端得到逐渐上升的频率和电压。启动前变频器要复位。
变频调速:根据供水管网流量、压力变化自动控制变频器输出频率,从而调节电动机和水泵的转速,实现恒压供水。如设备的输出电压和频率上升到工频仍不能满足供水要求时,PLC发出指令1号泵自动切换到工频电源运行,待1号泵完全退出变频运行,对变频器复位后,2号泵投入变频运行。
多泵切换:根据恒压的需要,采取无主次切换,即“先开先停”的原则接入和退出。在PLC的程序中,通过设置变频泵的工作号和工频泵的台数,由给定频率是否达到上限频率或下限频率来判断增泵或减泵。在用水量较小的情况下,采用辅助泵工作。
为了避免一台泵长期工作,任一泵不能连续变频运行超过3小时。当工频泵台数为零,有一台运行于变频状态时,启动计时器,当达到3小时时,变频泵的泵号改变,即切换到另一台泵上。当有泵运行于工频状态,或辅助泵启动时,计时器停止计时并清零。
故障处理:能对水位下限,变频器、PLC故障等报警。PLC故障,系统从自动转入手动方式。
三PLC控制电路
系统采用S7-200PLC作下位机。S7-200PLC硬件系统包含一定数量的输入/输出(I/O)点,同时还可以扩展I/O模块和各种功能模块,在保证系统稳定性的基础上,再减低系统成本,我们选用了UniMAT扩展模块接在CPU后面。输入点为6个,其中水位上、下限信号分别为I0.0、I0.1。输出点为10个,O0.0-O1.0对应PLC的输出端子。对变频器的复位是由输出点O1.0通过一个中间继电器KA的触点来实现的。根据控制系统I/O点及地址分配可知,系统共有5个开关量输入点,9个开关量输出点;1个模拟量输入点和1个模拟量输出点。可以选用CPU224PLC(14DI/10DO),再扩展一个UniMAT模拟量模块EM235(4AI/1AO)。
四电控程序设计
4.1泵站软件的设计分析
(1)由“恒压”要求出发的工作组数量的管理
为了恒定水压,那么在水压降低时,需要升高变频器的输出频率,并且在一台水泵工作是不能满足恒压要求时,这时需要启动第二台。这样有一个判断标准来决定是否需要启动新泵即为变频器的输出频率是否达到所设定的频率上限值。这一功能可以通过比较指令来实现。为了判断变频器的工作频率达到上限的确定性,应滤去偶然因素所引起的频率波动所达到的频率上限值的情况,在程序中应考虑采取时间滤波情况。
(2)台组泵站泵组的管理规范
由于变频器泵站希望每一次启动电动机均为软启动,有规定各台水泵必须交替使用,那么多台组泵站泵组的投入运行需要有一个管理规范。在本次设计中控制要求中规定任意的一台水泵连续运行不得超过3h,因此每次需要启动新泵或切换变频泵的时候,以新运行泵为变频是合理的。具体的操作时,将现运行的变频器从变频器上切除,并且接上工频电源加以运行,同时将变频器复位并且用于新运行泵的启动。除此之外,泵组管理还有一个问题就是泵的工作循环控制,在本设计中所使用的是用泵号加1的方法来实现变频器的循环控制即3加上1等于0的逻辑,用工频泵的总数结合泵号来实现工频泵的轮换工作。
4.2程序的结构及程序功能的实现
根据前面可知,PLC在恒压供水系统中的功能比较多,由于模拟量单元及PID调节都需要编制初始化及中断程序,本程序可以分为三个部分:主程序、子程序和中断程序。
(1)系统的初始化的一些工作放在初始化子程序中完成,这样可以节省扫描时间。利用定时器中断功能来实现PID控制的定时采样及输出控制。初始化子程序流程框图如图1。在初始化的子程序中仅仅在上电和故障结束时用,其主要的用途为节省大量的扫描时间加快整个程序的运行效率,提高了PID中断的精确度。上电处理的作用是CPU进行清除内部继电器,复位所有的定时器,检查I/O单元的连接。
图1初始化程序
(2)主程序流程图如图2。其功能最多,如泵的切换信号的生成、泵组接触器逻辑控制信号的综合及报警处理等等都在主程序中。生活及消防双恒压的两个恒压值是采用数字式方式直接在程序中设定的。生活供水时系统设定为满量程的70%,消防供水时系统设定为满量程的90%。本系统中的增益和时间常数为:增益Kc=0.25,采样时间Ts=0.2s,积分时间Ti=30min。
图2主控制程序
(3)中断程序如图3,其作用主要用于PID的相应计算,在PLC的常闭继电器SM0.0的作用下工作,它包括:设定回路输入及输出选项、设定回路参数、设定循环报警选项、为计算指定内存区域、指定初始化子程序及中断程序。
图3中断程序
五结束语
恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率,而达到调节水泵转速改变水泵出口压力,比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式,具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。由于变量泵工作在变频工况,在其出口流量小于额定流量时,泵转速降低,减少了轴承的磨损和发热,延长泵和电动机的机械使用寿命。实现恒压自动控制,不需要操作人员频繁操作,降低了人员的劳动强度,节省了人力。
水泵电动机采用软启动方式,按设定的加速时间加速,避免电动机启动时的电流冲击,对电网电压造成波动的影响,同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。
由于变量泵工作在变频工作状态,在其运行过程中其转速是由外供水量决定的,故系统在运行过程中可节约可观的电能,其经济效益是十分明显的。正因为此,系统具有收回投资快,而长期受益,其产生的社会效益也是非常巨大。
在实际应用中,采用PLC控制恒压供水,还能容易地随时修改控制程序,以改变各元件的工作时间和工作状况,满足不同情况要求。与继电器或硬件逻辑电路控制系统相比,PLC控制系统具有更大的灵活性和通用性。
第三篇:自动控制系统在污水处理行业的应用
自动控制系统在污水处理行业的应用
摘 要:以保定市银锭庄污水处理厂一期工程为背景,介绍了自动控制系统在城市污水处理工程中的组成及重大作用,并说明了该系统在实际工作中的可行
性。
关键词:污水处理;PLC;自动控制系统;SCADA 概 况
随着工业自动化技术的飞速发展和产品价格的不断降低,PLC(Programmable Logic Controller)技术和SCADA(Supervision Control and DataAcquisition)系统的应用范围和应用规模越来越大,大大加快了我国工业自动化的进程。近年来,随着中央和各级地方政府对城市基础设施建设和环境保护的高度重视,城市污水处理工程的建设正以前所未有的速度发展,决策人员、工程技术人员和运行管理人员所共同关注的一个方面就是怎样提高和保证这些工程设施的功能、效率和管理水平,所以创建适合自己的自动控制系统,使污水处理工艺流程按最优设
计方案运行,就显得尤为重要。自动控制系统在污水处理行业中的实例
保定市银锭庄污水处理厂一期工程设计排水量80 000 t/d,总变化系数KX=1.3,其中生活污水占65%,工业污水占35%,采用带前置厌氧段普通活性
污泥工艺。工艺流程如图1所示。
进水水质设计为:COD≤330
保定市银锭庄污水处理厂一期工程自动控制系统采用集散式测控管理系统,控制系统采用PLC+PC的监控方式,设置一个中央控制室和4个PLC现场控制站,分为管理层(中控室操作员站)、控制层(PLC控制站)和执行层(现场测量仪表)。中央控制室与现场之间通过Sattbus总线形式通讯。
图1 工艺流程图就地控制时PLC只能监测设备的运行状态,由现场工作人员手动操作设备;在自动状态下,中央控制室还具有自动(Auto)与手动(Manual)两种控制方式:当处于Auto方式时,机器设备完全由中央控制室计算机按程序设计要求控制,而中央控制室只能监测设备的运行状态,此时使用的控制方法是PID(比例微分积分控制)调节,其数学表达式为:
其中:ΔP为调节器的输出变化量; Kp为调节器的放大倍数; e为调节器的输入,即偏差;
Ti为积分时间;
Td为微分时间。
当处于Mannal控制方式时,中央控制室人员可以通过SCADA系统远程监控设备的运行,并通过计算机向机器设备发送指令。所用PLC均采用芬兰Alaflaf公司生产的系列PLC,配置有开放式的网络通信平台,支持串行通信、现场总线
通信。
分布控制系统示意图如图2所示。
2.1 中央控制室
随着4C技术(computer,control,communication,CRT)及监控软件的发展,使用上位机监控管理系统已成为大中型控制系统的流行趋势,以PC机作为上位机应用于控制系统中能提供一种良好的人机界面,减轻操作人员的负担,提高管理水平。本控制系统设有一个中央控制室,属于管理层。内有一面模拟屏和2台计算机操作员站。模拟屏可显示全厂的工艺流程及主要控制参数以及全厂的设备运行状态;2台计算机操作员站操作系统为UNIX,组态软件为Sattgraph1200。2台计算机操作员站互为备用,他们均可各自独立完成整个工艺过程的监控。操作员站具有以下功能:
(1)显示工程设备的运行状态,显示工艺流程的动态参数,显示相关参数的趋势、历史数据及历史记录。
(2)打印过程回路控制的参数给定值、报警记录和班报表等。
(3)报警设有优先级管理,任意管理均在屏幕上显示。
(4)在操作过程中,设有启动、停止和选择等软手动操作功能。
(5)实现编程、组态和修改等,操作员站装有功能强大的上位软件,以便
能方便、直观地组态和编程。
组态软件以UNIX操作系统为平台,用来操作图形、监控画面和图形内部管理。驱动程序用来构造和生成操作员站监控系统,提供了集数据采集、数据处理、流程控制、报警和报表打印等功能于一体的系统操作工具。图形界面包括2大部分:主画面和各个工艺阶段和报表、报警的分画面。主画面有全厂的所有厂房、设施设备和管道流向,分别用不同的颜色和形状表示,用来展示全部的工艺流程。分画面用来显示各个工艺阶段的详细参数和测量值,远程控制也需要进入到分画面进行操作。报表分画面用于打印和输出各个时段各个设备的历史数据,报警分画面用于设置报警级别、显示报警原因等用途。
2.2 PLC控制站
污水处理过程的共同特点是开关量多,模拟量少,以逻辑控制为主,闭环控制为辅。本控制系统根据工艺流程和生产控制要求及现场位置情况,设有4个现场控制站,包括进水泵房及马达控制中心、鼓风机房和脱水机房现场控制站。进水泵房和脱水机房及鼓风机房配有PLC操作员终端,可监视并控制PLC的运行状态和显示状态,代替常规设备如按钮、信号灯、数显表,并具有报警功能。每个PLC均由电源、处理器、接口、输入输出模块和通讯模块组成,他们之间通过Sattbus总线连接,每个PLC均采用相同的编程方法,有利于程序的编写和扩展。PLC工作方式为循环法,即每个周期扫描输入端口一次,读入输入模拟量和数字量,存入程序制定的存储单元;按照程序设计对每个模块进行检查,如发现错误,则运行相应的错误管理程序并报警;如各个单元正常,则通过输出模块管理各个设备的工作状态,控制机器运行。同时对这个周期的输入输出数据进行保存,通过Sattbus总线传递到上位机,进行数据曲线显示和报表打印。
2.3 现场测量仪表
污水处理厂的主要测量仪表有流量计、液位计、PH计、悬浮物浓度计、温度计、压力计、溶解氧计和取样器等。其中流量计按测量物分为气体流量计和液体流量计,按工作原理分为热传递流量计和电磁流量计,分别用于测量鼓风机输出的气体流量和管道污水
39和污泥的流量。液位计用于测量积水池和出水口的液位,量程为0~10 m;PH计用于测量进水和曝气池溶液的酸碱度。由于曝气池是整个污水处理工艺的核心,所以曝气池中的测量仪表作用非常重要,直接关系到污水处理质量。其中溶解氧计测量曝气池中污水的含氧量和曝气池中的微生物生存环境息息相关,必须控制在一个适合微生物生存的范围。溶解氧计将测得的数据传递到控制鼓风机的Oxygard系统,和系统设定值比较,根据差值由系统自动调整鼓风机的出风电磁阀门,控制鼓风量,防止曝气不足或曝气过量。悬浮物浓度计测量曝气池中污水的污泥浓度,传感器将水中的光线转换为电信号,变送器将电信号转换成4~20 mA标准信号,传递到Oxygard系统,经PID环节运算,再输出4~20 mA标准信号,控制鼓风量。曝气池阶段还有温度计和氧化还原电位计等,也十分重要,测量和控制原理大体和溶解氧计与悬浮物浓度计相同。所有的现场测量仪表的测量值都及时传送到中控室计算机操作员站,显示到
界面上。结 语
保定市银锭庄污水处理厂一期工程从建成运行到现在已经7年了,其自动控制系统运行良好,控制效果显著,达到了设计要求。由于其具有设计简单、投资少、控制效果好、易维护等优点,很适合中小型污水处理厂采用。
参考文献
[1] 胡寿松.自动控制原理[M].北京:科学出版社,2001.
[2] 侯志林.过程控制与自动化仪表[M].北京:机械工业出版社,1999. [3] 王洪臣.城市污水处理厂运行控制与维护管理[M].北京:科学出版社,1997.
第四篇:PLC在恒压供水系统中的应用
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运行与应用 GM
自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用
华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶
李巧红
刘崇伦
【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用
的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。
【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制
一、前言
随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。
能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。
表 1 PID 回路表格式
地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计
恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期
GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法
参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010~110 实数 双字
给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://www.xiexiebang.comki.net 1本文由cpzt贡献
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运行与应用 GM
自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用
华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶
李巧红
刘崇伦
【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用
的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。
【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制
一、前言
随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。
能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。
表 1 PID 回路表格式
地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计
恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期
GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法
参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010~110 实数 双字
给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://www.xiexiebang.comki.net 1本文由cpzt贡献
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运行与应用 GM
自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用
华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶
李巧红
刘崇伦
【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用
的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。
【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制
一、前言
随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。
能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。
表 1 PID 回路表格式
地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计 恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期
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【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用
的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。
【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制
一、前言
随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。
能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。表 1 PID 回路表格式
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恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期
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随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。
能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。
表 1 PID 回路表格式
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一、前言
随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。
能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。
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的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。
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恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期
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随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。
能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。
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表 1 PID 回路表格式
地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计
恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期
GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法
参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010~110 实数 双字
给定值 4 实数 双字 I 8 实数 双字 I/ O 12 实数 I http://www.xiexiebang.comki.net 1本文由cpzt贡献
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运行与应用 GM
自控与监测 Autocontrol & Monitoring PLC 在恒压供水系统中的应用
华北电力大学机械工程学院(河北 071003)韩庆瑶
李巧红
刘崇伦
【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用
的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。
【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制
一、前言
随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。
能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。
表 1 PID 回路表格式
地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计
恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期
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参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010~110 实数 双字
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李巧红
刘崇伦
【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用
的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。
【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制
一、前言
随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。
能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。
表 1 PID 回路表格式
地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计
恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期
GM 通用机械 38 过程变量当前值 PV n 给定值 S Pn 输出值 M n 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.11 PID 算法
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【摘 要】 PLC 控制恒压供水的方法 , PLC 控制的恒压供水系统 , 通过设计 PID 控制程序 , 实现系统 用
的 PID 控制 , 从而提高供水质量和供水的可靠性。这种方法在任何需要流量控制的系统中 , 具有推广意义。
【关键词】 PL C 恒压供水系统 PID 控制
一、前言
随着社会的发展和进步 , 城市高层建筑的供水问题 日益突出。一方面要求提高供水质量 , 不要因为压力的 波动造成供水障碍;另一方面要求保证供水的可靠性和 安全性。针对这两方面的要求 , 这就要求一种新的供水 方式 , 这里采用可编程序控制器(PLC)控制的恒压供 水系统。PLC 是一种数字运算操作的电子系统 , 专为工 业环境而设计。它采用了可编程序的存储器 , 用来在其 内部存储执行逻辑元素、顺序控制、定时、计数和算术 运算等操作的指令 , 并通过数字式和模拟式的输入和输 出 , 控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设 备 , 都应按易于与工业系统联成一个整体 , 易于扩充其 功能的原则设计。PLC 是按集中输入、集中输出、周期 性循环扫描的方式进行工作的。
能 , 它负担了系统的全部的控制 , 是系统的核心部件。如果一个 PID 回路的输出 M 是时间 t 的函数 , 则 可以看作是比例项、积分项和微分项三项部分之和。即 M(t)= Kc e + Kc e ∫d t + M 0 t 以上各量都是连续量 , 第一项为比例项 , 最后一项 为微分项 , 中间两项为积分项。其中 e 是给定值与被控 制变量之差 , 即回路偏差。Kc 为回路的增益。用计算 机处理这样的控制算式 , 即连续的算式必须周期性地采 样并进行离散化 , 同时各信号也要离散化 , 公式如下 : M n = Kc(S PnPV n)+ M X + Kc(T s/ T d)(PV nPV n)公式中包含 9 个用来控制和监视 PID 运算的参数 , 在 PID 指令使用时要构成回路表 , 回路表的格式如表 1 所示。
表 1 PID 回路表格式
地址偏移量数据格式 I/ O 类型 双字 0 I 二、系统方案设计
恒压供水保证了供水的质量 , PLC 能控制大量的过 程参数 , 例如 : 温度、压力、流量、液位和速度等 , PID 使 PLC 具有闭环控制的功能 , 即一个具有 PID 控制能力 的 PLC 可用于控制过程。当过程控制中某个变量出现偏 差时 , PID 控制算法会计算出正确的输出 , 把变量保持 在设定值上。以 PLC 为主机的控制系统丰富了系统的控 制功能 , 提高了系统的可靠性。在有模拟量的控制系统 中 , 经常用到 PID 运算来执行 PID 回路的功能 , PID 回 路指令使这一任务的编程和实现变得非常容易 , 由此 , 用 FPO 可编程序控制器 , 其是目前松下电工推出的具有 多种控制功能的新款小型可编程序控制器 , 配备各种功 能模块 , 具有 PID 调节、各种逻辑控制以及多种通信功 2005 年第 10 期
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参数 增益 Kc 0 + Kc d e/ d t 描述 过程变量 010~110 实数 双字
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第五篇:PLC在恒压供水系统中的应用
PLC控制系统设计实例:
PLC在恒压供水系统中的应用
1.任务描述
某水厂160 kW水泵电机三台,要求采用PLC、变频器来实现恒压供水。
2.系统组成
变频调速恒压供水系统主要由PLC、变频器、压力变送器、液位传感器、动力及控制线路以及泵组组成。
用户通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来了解和控制系统的运行,通过安装在出水管网上的压力变送器,把出口压力信号变成4~20mA标准信号送入变频器内置的PID调节器,经PID运算与给定压力参数进行比较,得到4~20mA信号送至变频器。控制系统由变频器控制水泵的转速以调节供水量,在变频器设置中设定一个上限频率和下限频率检测,当用水量大时,变频器迅速上升到上限频率,输出一个上限频率开关信号给PLC;当用水处于低峰时,变频器输出达到下限频率,输出一个下限频率开关信号给PLC。当产生任何一个信号时,信号即反馈给PLC,PLC通过设定的内部程序驱动I/O端口开关量的输出来实现切换交流接触器组,以此协调投入工作的水泵电机台数,并完成电机的启停、变频与工频的切换。通过调整投入工作的电机台数和控制电机组中一台电机的变频转速,使系统管网的工作压力始终稳定,进而达到恒压供水的目的。
3.系统控制要求
系统变频调速由PLC 与变频器共同完成,该系统有手动和自动两种运行方式。手动方式时,按下按钮启动和停止水泵,可根据需要分别控制1#~3#泵的启停,该方式主要供设备调试、自动有故障和检修时使用。
自动运行时,首先由1#水泵变频运行,变频器输出频率从0HZ上升,同时PID调节器把接收的信号与给定压力比较运算后送给变频器控制。如压力不够,则频率上升到50HZ,变频器输出一个上限频率到达信号给PLC,PLC接收到信号后经延时,1#泵变频迅速切换为工频,2#泵变频启动,若压力仍达不到设定压力,则2#泵由变频切换成工频,3#泵变频启动;如用水量减少,PLC控制从先起的泵开始切除,同时根据PID调节参数使系统平稳运行,始终保持管网压力。
若有电源瞬时停电的情况,则系统停机,待电源恢复正常后,系统自动恢复到初始状态开始运行。变频自动功能是该系统最基本的功能,系统自动完成对多台泵的启动、停止、循环变频的全部操作过程。
这种方式保证永远有一台水泵在变频运行,三台水泵中的任一台都可能变频运行。这样,才能做到不论用水量如何改变都可保持管网压力基本恒定,且各台水泵运行的时间基本相同,这给维护和检修带来方便,并提高了系统的使用寿命。