本發(fā)明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種基于PLC控制的水壓恒壓調(diào)節(jié)方法。

背景技術：

隨著現(xiàn)代大型工業(yè)生產(chǎn)自動化的不斷興起和過程控制要求的日益復雜，應運而生一種由計算機技術、系統(tǒng)控制技術、網(wǎng)絡通訊技術和多媒體技術相結(jié)合的對生產(chǎn)管理、過程控制等進行綜合控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化管理的目的。

技術實現(xiàn)要素：

基于背景技術存在的技術問題，本發(fā)明提出了一種基于PLC控制的水壓恒壓調(diào)節(jié)方法。

本發(fā)明提出的一種基于PLC控制的水壓恒壓調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：

S1、設置PLC控制器，其連接有工頻電機和變頻電機，并通過工頻電機和變頻電機控制水泵工作；

S2、PLC控制器根據(jù)工頻電機和變頻電機工作狀態(tài)計算水管內(nèi)理論水壓；

S3、設置連接PLC控制器的水壓傳感器，PLC控制器通過水壓傳感器獲取水管內(nèi)實際水壓；

S4、PLC控制器內(nèi)預設浮差值、水壓閾值、變頻上限值和變頻下限值，變頻上限值大于變頻下限值；

S5、PLC控制器計算理論水壓與實際水壓的差值，并將差值與浮差值比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷供水系統(tǒng)是否異常；

S6、PLC控制器將變頻電機輸出功率分別與變頻上限值和變頻下限值比較，并根據(jù)比較結(jié)果對變頻電機和工頻電機的工作狀態(tài)進行調(diào)整；

S7、PLC控制器將實際水壓與水壓閾值比較，并根據(jù)比較結(jié)果對變頻電機的輸出功率進行調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，工頻電機控制狀態(tài)下的水泵的輸出功率為定頻功率，步驟S4中，變頻上限值大于定頻功率，并小于定頻功率的倍數(shù)。

優(yōu)選地，變頻上限值等于定頻功率的1.5倍。

優(yōu)選地，步驟S4中，變頻下限值小于或等于定頻功率的半值。

優(yōu)選地，步驟S5具體包括以下分步驟：

S51、PLC控制器計算理論水壓與實際水壓的差值；

S52、判斷差值是否小于浮差值，差值小于浮差值，則執(zhí)行步驟S6；否則執(zhí)行步驟S53；

S53、PLC結(jié)束對工頻電機和變頻電機的控制，并進行報警。

優(yōu)選地，步驟S6具體為：PLC控制器將變頻電機輸出功率分別與變頻上限值和變頻下限值比較，當變頻電機輸出功率大于或等于變頻上限值，PLC控制增加一個工頻電機控制下的水泵進入工作狀態(tài)，并相應的降低變頻電機輸出功率；當變頻電機輸出功率小于或等于變頻上限值，PLC控制將一個工頻電機控制下的水泵從工作狀態(tài)退出，并相應的增加變頻電機輸出功率。

優(yōu)選地，步驟S7中，當實際水壓大于水壓閾值，PLC控制器控制變頻電機降低輸出功率；當時機水壓小于水壓閾值，PLC控制控制變頻電機提高輸出功率。

優(yōu)選地，PLC控制器采用CPU-315或者西門子公司S7-200PLC系列中的CPU226。

本發(fā)明提出的一種基于PLC控制的水壓恒壓調(diào)節(jié)方法中，PLC控制器計算理論水壓與實際水壓的差值，并將差值與浮差值比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷供水系統(tǒng)是否異常，實現(xiàn)了對整個供水系統(tǒng)的異常監(jiān)控，提高了異常的發(fā)現(xiàn)和處理效率，有利于保證供水系統(tǒng)的工作的穩(wěn)定性。

本發(fā)明中，結(jié)合變頻電機的工作情況，通過增減工頻電機控制下的水泵，使得變頻電機的輸出始終維持在變頻上限值和變頻下限值之間，有利于避免變頻電機溢出，保證PLC控制器調(diào)節(jié)的靈活性，保證供水系統(tǒng)工作的可靠性。

本發(fā)明中，通過變頻電機的應用，保證了供水系統(tǒng)水力調(diào)節(jié)的靈活性和實時性；通過工頻電機和變頻電機的控制相結(jié)合，即保證了供水系統(tǒng)的水力具有足夠的調(diào)節(jié)空間，又避免了變頻電機頻率變換過快帶來的水泵磨損問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的一種基于PLC控制的水壓恒壓調(diào)節(jié)方法流程圖；

圖2為本發(fā)明提出的一種基于PLC控制器的水壓恒壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖。

具體實施方式

參照圖1，本發(fā)明提出的一種基于PLC控制的水壓恒壓調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟。

S1、設置PLC控制器，其連接有工頻電機和變頻電機，并通過工頻電機和變頻電機控制水泵工作。

本實施方式中，工頻電機控制下的水泵具有兩種工作狀態(tài)，一種是空閑工作狀態(tài)，水泵不工作；一種是工作狀態(tài)，水泵定頻工作。變頻電機控制下的水泵的工作頻率可根據(jù)變頻電機的輸出功率實時調(diào)節(jié)。

S2、PLC控制器根據(jù)工頻電機和變頻電機工作狀態(tài)計算水管內(nèi)理論水壓。具體地，PLC控制器根據(jù)工頻電機和變頻電機工作狀態(tài)計算工作狀態(tài)下分別計算定頻工作水泵的數(shù)量和變頻工作的水泵的當前工作頻率，然后通過水泵的總輸出計算水管內(nèi)的理論水壓。

S3、設置連接PLC控制器的水壓傳感器，PLC控制器通過水壓傳感器獲取水管內(nèi)實際水壓。

S4、PLC控制器內(nèi)預設浮差值、水壓閾值、變頻上限值和變頻下限值，變頻上限值大于變頻下限值。本實施方式中，工頻電機控制狀態(tài)下的水泵的輸出功率為定頻功率，變頻上限值大于定頻功率，并小于定頻功率的倍數(shù)，具體地，變頻上限值可取值定頻功率的1.5倍；變頻下限值小于或等于定頻功率的半值。

S51、PLC控制器計算理論水壓與實際水壓的差值。該步驟中，差值為絕對值。

S52、判斷差值是否小于浮差值，差值小于浮差值，則執(zhí)行步驟S6；否則執(zhí)行步驟S53。實際場景中，如果水管堵塞，則實際水壓偏大；如果水管漏水，則實際水壓偏小。故而，水管堵塞或者漏水的情況下，實際水壓與理論水壓的差值偏大；反之，當差值大于或等于浮差值，則說明，水管出現(xiàn)了堵塞或漏水的異常情況，需要進行維修。

S53、PLC結(jié)束對工頻電機和變頻電機的控制，并進行報警。

本實施方式中，PLC控制器計算理論水壓與實際水壓的差值，并將差值與浮差值比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷供水系統(tǒng)是否異常，實現(xiàn)了對整個供水系統(tǒng)的異常監(jiān)控，提高了異常的發(fā)現(xiàn)和處理效率，有利于保證供水系統(tǒng)的工作的穩(wěn)定性。

S6、PLC控制器將變頻電機輸出功率分別與變頻上限值和變頻下限值比較，并根據(jù)比較結(jié)果對變頻電機和工頻電機的工作狀態(tài)進行調(diào)整。具體地，當變頻電機輸出功率大于或等于變頻上限值，PLC控制增加一個工頻電機控制下的水泵進入工作狀態(tài)，并相應的降低變頻電機輸出功率；當變頻電機輸出功率小于或等于變頻上限值，PLC控制將一個工頻電機控制下的水泵從工作狀態(tài)退出，并相應的增加變頻電機輸出功率。

本步驟中，結(jié)合變頻電機的工作情況，通過增減工頻電機控制下的水泵，有利于避免變頻電機溢出，保證PLC控制器調(diào)節(jié)的靈活性，保證供水系統(tǒng)工作的可靠性。

S7、PLC控制器將實際水壓與水壓閾值比較，并根據(jù)比較結(jié)果對變頻電機的輸出功率進行調(diào)節(jié)。當實際水壓大于水壓閾值，PLC控制器控制變頻電機降低輸出功率；當時機水壓小于水壓閾值，PLC控制控制變頻電機提高輸出功率。

以下結(jié)合一種具體地基于PLC控制器的水壓恒壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)對以上方法做進一步說明。

參照圖2，該系統(tǒng)包括水壓傳感器、模擬量輸入輸出模塊、PLC控制器、數(shù)字量輸入輸出模塊、工頻電機、變頻電機、報警模塊、顯示模塊和輸入模塊。

水壓傳感器用于檢測水管內(nèi)水壓，并通過模擬量輸入輸出模塊與PLC控制器連接。

工頻電機用于控制連接的水泵定頻工作，變頻電機用于控制連接的水泵變頻工作。本實施方式中，工頻電機連接有多個水泵，變頻電機連接有一個水泵。工頻電機連接的水泵為工頻泵，變頻電機連接的水泵為變頻泵。工頻泵具有空閑狀態(tài)和工作狀態(tài)，空閑狀態(tài)下，工頻泵不工作。工作狀態(tài)下，工頻電機控制工頻泵定頻工作。本實施方式中，工頻電機為多個并與工頻泵一一對應，工頻泵連接的工頻電機工作，則工頻泵進入工作狀態(tài)；工頻泵連接的工頻電機不工作，則工頻泵進入空閑狀態(tài)。

工頻電機和變頻電機均通過模擬量輸入輸出模塊與PLC控制器交互連接，PLC控制器通過模擬量輸入輸出模塊獲取工頻電機和變頻電機工作狀態(tài)。工頻電機和變頻電機還通過數(shù)字量輸入輸出模塊與PLC控制器交互連接，PLC控制器通過數(shù)字量輸入輸出模塊輸出指令控制工頻電機和變頻電機工作。

PLC控制器還通過數(shù)字量輸入輸出模塊連接報警模塊、顯示模塊和輸入模塊。PLC控制器通過數(shù)字量輸入輸出模塊輸出指令控制報警模塊和顯示模塊工作，并通過數(shù)字量輸入輸出模塊獲取用戶通過輸入模塊輸入的數(shù)據(jù)信息。本實施方式中，報警模塊可采用聲顯元件如蜂鳴器，顯示模塊可采用LED顯示屏，輸入模塊可采用觸摸屏或者PC機。

PLC控制器內(nèi)設有浮差值和水壓閾值。PLC控制器根據(jù)工頻電機和變頻電機工作狀態(tài)計算水管內(nèi)的理論水壓，然后計算水壓傳感器檢測到的實際水壓與理論水壓的差值，并將差值與浮差值比較，根據(jù)比較結(jié)果通過數(shù)字量輸入輸出模塊控制報警模塊工作。具體地，當差值大于或等于浮差值，則說明水管內(nèi)部出現(xiàn)堵塞或者泄露，此時，控制模塊控制報警模塊報警，并通過數(shù)字量輸入輸出模塊輸出實際水壓、理論水壓、差值和浮差值，以便工作人員針對性進行排查。

本實施方式中，差值為絕對值。

PLC控制器中預設有變頻上限值和變頻下限值，變頻上限值大于變頻下限值。且，變頻上限值大于工頻電機定頻輸出功率并小于工頻電機定頻輸出功率的倍數(shù)，具體地，變頻上限值可取工頻電機定頻輸出功率的1.5倍；變頻下限值小于或等于工頻電機定頻輸出功率的半值。

當差值小于浮差值，PLC控制器根據(jù)實際水壓與水壓閾值的比較結(jié)果通過數(shù)字量輸入輸出模塊控制變頻電機工作。具體地，當實際水壓大于水壓閾值，控制變頻電機減少輸出功率；當實際水壓小于水壓閾值，控制變頻電機增加輸出功率。

PLC控制器還根據(jù)變頻電機輸出功率對工頻電機進行調(diào)整。具體地，當變頻電機輸出功率達到變頻上限值，PLC控制器控制一臺空閑狀態(tài)的工頻泵切換到工作狀態(tài)，并對變頻電機的輸出功率進行調(diào)整。當變頻電機輸出功率達到變頻下限值，PLC控制器控制一臺工作狀態(tài)的工頻泵切換到空閑狀態(tài)，并對變頻電機的輸出功率進行調(diào)整。

本實施方式中，通過對工作狀態(tài)的工頻泵的增加減少，使得變頻電機的輸出功率始終維持在一個可調(diào)節(jié)額度較大的區(qū)段，從而，有利于保證水壓調(diào)節(jié)的靈活性。

本實施方式中，PLC控制器通過數(shù)字量輸入輸出模塊將實際水壓實時發(fā)送到顯示模塊進行實時顯示，以便工作人員實時了解當前水壓狀況。

本實施方式中，通過輸入模塊可對浮差值、水壓閾值、變頻上限值和變頻下限值進行編輯，以便擴大該用于水壓控制的DCS系統(tǒng)的適用范圍，提高系統(tǒng)工作的靈活性。

本實施方式中，PLC控制器采用CPU-315或者西門子公司S7-200PLC系列中的CPU226。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。