用西門子PLC構成管道壓力控制系統(tǒng)

1引言

隨著科學技術的發(fā)展，世界上各大公司相繼生產出許多不同類型的可編程控制器，給生活和工業(yè)生產的各個領域實現自動控制提供了很多方便，其中西門子LOGO！可編程控制器就是應用起來比較方便的一種，它可以不需要借助其他工具就方便的進行編程，實現邏輯控制、時序等多種編程控制，應用起來方便實用，本系統(tǒng)中用壓力傳感器作檢測件，用壓力控制器（CD901）作為壓力比較控制中間環(huán)節(jié)，與西門子可編程控制器（LOGO！）共同組成控制系統(tǒng)。

2應用背景

我公司動力二區(qū)由于用水情況的變化，有時需水量大，有時需水量小，供水壓力將隨用水量大小變化而不斷變化的，由于用水量變化很大使管網壓力波動非常之大，當用水量小時，即使只開一臺水泵管網壓力仍可達到0.35Mpa，致使管網憋壓造成能源浪費。當用水量大時，又必須開兩臺甚至三臺才能滿足工藝要求，這就要求崗位人員時常觀察管網壓力，并根據情況人工開機停機，這樣不僅壓力變化較大和調節(jié)滯后，而且會浪費能源，還可能造成供水不足影響生產等情況。當廠區(qū)內出現火情時，用水突然增加，而且要求壓力更高才能滿足消防需要，往往是出現火情后，由發(fā)現火情人員通知動力值班員，再由動力值班員去泵房開泵增壓，由于過程多，不能及時增壓，供水不足影響撲救工作，很可能延誤時機造成更不利的局面，后果可能不可收拾。

3系統(tǒng)控制方式

3.1手動狀態(tài)：

該狀態(tài)時，編程控制系統(tǒng)停止工作，各水泵電機（一次水泵和消防水泵）分別由各自的按鈕控制啟、停，適合于系統(tǒng)故障或檢修時使用。

3.2自動運行：

這種狀態(tài)即為正常運行方式，各水泵電機（一次水泵和消防水泵）均通過壓力檢測、壓力控制器、編程控制器，根據設定管道壓力和編程條件進行水泵電機的自動開啟、停機控制，自動增加或減少運行水泵電機量，實現供水管道壓力基本穩(wěn)定的目的，在廠區(qū)任何地方發(fā)生火情時，可以通過安裝在各車間的消防按鈕就可以及時開消防水泵增壓，而不需要通知動力部門人員，再由他們到泵房增開水泵，不僅在正常生產時實現穩(wěn)壓供水，更能在有消防需要時第一時間開啟消防泵，達到即保障生產又兼顧消防的目的。

4控制功能的實現

正常生產時，3臺水泵并聯運行，實現恒壓供水；有火情時，通過布置在各車間的消防控制按鈕，實現立即開啟另兩臺消防泵增壓，保證生產、消防兩不誤。系統(tǒng)中用一臺LOGO!編程控制器進行協(xié)調，現場壓力信號經壓力變送器取樣，送至壓力控制器與設定值進行比較，比較后產生壓力信號到變頻器，進行調壓。若變頻器不能滿足壓力調節(jié)，壓力控制器產生高低報警信號，給LOGO!編程控制器啟、停相應水泵，以保證壓力穩(wěn)定。

5.聯機方式：

下面給出系統(tǒng)各部分聯機方式，以便大家了解整個系統(tǒng)，聯機方式如下圖：

圖1

6.原理圖

圖2

7.控制與編程

7.1壓力不足增開機情況：

圖3

7.3消防控制優(yōu)先，只要有消防信號，系統(tǒng)就執(zhí)行緊急增壓功能，不再進行加減機調壓。

8.如圖1所示，控制編程情況說明如下：

8.1程序設定是按照一定順序開機或停機的，1#變頻機開到最大后，如果壓力低于設定值，壓力控制器就輸出低報警給編程控制器，編程控制器按設定好的順序開機（此處先開2#機，再開3#機），開機后管道增壓，并由1#變頻機調壓，由壓力監(jiān)測器反饋到壓力控制器，與設定值進行比較，如果壓力在設定值范圍內，系統(tǒng)保持現狀；如果壓力值仍低于設定下限，編程控制器將按編程再開另一臺水泵電機，同樣由1#變頻機調壓，此系統(tǒng)正常生產最多需要開兩臺半不到三臺就夠了；如果此后由于系統(tǒng)用水量降低，使系統(tǒng)管道壓力高于設定值上限，編程控制器按設定好的順序停機（此處先停3#機，再停2#機），管道減壓，并由1#變頻機調壓，由壓力監(jiān)測器反饋到壓力控制器，如果壓力在設定值范圍內，系統(tǒng)保持現狀；如果壓力值仍高于設定上限，編程控制器將按編程再停另一臺水泵電機，同樣由1#變頻機調壓。如此循環(huán)往復，保持系統(tǒng)壓力相對穩(wěn)定。

8.2如果編程控制器接到消防指令，將直接開啟消防泵，同時不再根據原壓力設定進行調節(jié)，保持高壓大量供水，直到再接到消防停機指令，然后又進入正常壓力調節(jié)程序。

9.實施：

我們所用的這種編程控制器，編程簡單，應用方便，因此實施起來沒有太多太多困難，只要根據生產實際中多數時間的用水情況，設定合適的壓力控制點和上下限，再根據用水變化程度，設定開停機間隔時間，按一定的邏輯關系實現開停機控制，并實現消防信號優(yōu)先，就可以達到正常生產時基本恒壓供水，消防時快速增壓，保障特殊情況用水壓力及用水量。施工難點主要是到各車間的消防控制，線路較長，控制點多，為保障正常生產，消防按鈕特殊管理，一般情況不允許動。

10.實施效果：

自從完成本項目至今，系統(tǒng)運行良好，由于實現了自動啟停穩(wěn)壓控制，最大限度的保障了生產，而且，降低了操作工的勞動強度，減少了人為延誤，還起到了節(jié)約能源的作用，受到使用單位和領導的好評。

11.結束語

本系統(tǒng)采用的編程器是比較方便的一種，其缺點就是不能進行網絡控制，我們同時也進行了其他種類可編程控制器的應用，更大系統(tǒng)和計算機網絡控制應用技術，并將其應用到其他領域。