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的元件数量 多 、接线 复杂 、通用性 差等 缺点给设备 的改造 、维 护带来 了较 多的 L 1 ● 。 困难 。L ，2 葛 因此 ．有必要 对间接起 动水泵 的控 制线路进行改进 ，使控制线路简单 可靠 、 适应性强 而且功能 丰富 ，可编程控 制器 可 以 达 到这 样 的 目 的 。 传统 的继 电器控制方式 ，只要 众多 继电器 中的一个 出现故 障 ，就 可能会造 成控制 回路瘫痪 ，因此传统控制方 式存 在故 障率 高 、可靠性 差的缺点 。与之 比 较 ，P L C有很多的优点。 1 可 以极 大地减少 继电器 的使用 数量和线 路的复杂 程度 ，从而 简化设备 的安装和维护工作 ，提高系统的可靠性 。 2 旧设备改造方 便 以 P L C为核 心的水泵 起动控制 线路的硬件 连接具有 Ll 1 TAc KM l Q F 1 F R1 I 极强 的兼容性 。星三角起动方式 、自耦降压起动方式 和软 起动方式 的硬件仅有很小 的差别 ，稍加改动就可 以相互 通 用 ，有利于实现标准化设计和旧设备的改造 。 3 设备使用维护方便 起动控制系统的逻辑控制几乎 全部由 P L C内部的程序完成 ，在制造和运行当中，可以随时 根据需要修改程序 ，使系统的使用和维护变得十分方便。 4 提高 自动化程 度 具有 与上 位计 算机 通信 的功 能 ．为水泵控制系统进一步 提高 自动化程度和 实现 远程监 控奠定 了基础。 P L C控制器也有一些缺 点如投资稍大 、控制 的输 入和 输 出点数受 P L C控制器 自身输入输出端 口的限制 、有时需 加扩展模块等 。但是其所具 有的优点十分适应对水 泵起动 的控制[ 3以变频起动方式为例介绍 系统 的构成 3 ． 1系统综 述 图 1是一 次系统 原理 图 ，四 台电机 分别 为 M1 、M2 、 M3 、M4 。 主要 电气 设 备 有 接 触 器 K Ml 、K M3 、K M5 、 K M7 。分别控 制 电机 M1 、M2 、M3 、M4的工频 运行 接 触 器 K M2 、K M4 、K M 6 、K M6分 别 控 制 电 机 M1 、M2 、 M3 、M 4的变频运 行 ；F R 1 、F R 2 、F R 3 、F R 4分别 为 四台 电 机 的 过 载 保 护 的热 继 电器 ；Q F 1 、Q F 2 、Q F 3 、Q F 4 、 Q F 5分别为四台水泵电机和变频器的空气开关；Q F是主电 路的空气开关 ，U 1为 A B B变频器。 3 ． 2二次 系统控 制功 能 用一 台变频器 和一套 P L C分别对 四台水泵实现轮番变 频起 动控制 。 参看 图 2二次 系统原理 图。P L C选用 C P U 2 2 6加扩展 模块 E M2 3 1 和 E M 2 3 2 ，是本恒压 供水系统 的主要控 制器 ． 变频器是执行设备 。在 这里用 P L C代替调节器实现水压给 M l QF 5 、 KM9 水泵 四台 5 ． 5 k W 图 1 一次 系统原理图 U l 定 值与反馈值 的综合与调节工作 ，实现数字 P I D调节 ，它 还控制水泵的运行与切换 。在多泵组恒压供 水系统 中，为 了使设 备均匀磨 损 ，水泵及电机轮换工作 。如规定和变频 器相连接 的泵为主泵 主泵也是 轮流担任 的 ，主泵在运 行时达到最高频时 ．须增 加一台工频泵投入 运行 。P L C则 是泵 组管 理 的执行设 备 ，P L C 同时还是 变频 器 的驱 动控 制。 因变频器 U1 采用模拟量 控制方式 ，这需采用 P L C的 模拟量控制模块 ．该模块 的模拟量输入 端子接受到传感 器 送来的模拟信号 ，输 出端送 出经给定值 与反馈值 比较并 经 P I D处理后得 出的模 拟量信号 ，并 依此信号 的变化改 变变 频器的输 出频率 。另外 ，泵组的其 他控制工作也 由 P L C承 担 。如泵组的工作状态指示 、泵站 _丁作 异常 的报警 、系统 的 自检等等 。 3 ． 3工 作原理 简述 S A为手动／ 自动转换开关 ，S A打在 1 的位置 时候 为 自 动控制状态 ，S A打在 2的位置时候为手动控制状态 。 1 手动控制时 ，水泵在 T频 状态下运行 ，可用按钮 S B 1 ～ S B 8控制四台电机 的起／ 停 。停 止水泵在丁频状态下运 行 ．该功能主要用在检修及 自动系统出现故 障时的应急供 水方式 中。 2 自动运行时 ，全部泵 的运行依程序 自动T作。用 户所需 的生活用水压力 、消防用水压力 、运行 方式等参数 在 电位器 R P上设定 ，信 号送进 P L C模 拟量 模块 E M2 3 1 ， P L C通过采样程序及 P I D闭环程序与用户设 定压力构成 闭 环 ，运算后转换为 P L C模拟量输出信号送给变频器 ，当有 消防信号或供水管 网水压 力不够 供水 负载 变化 时 ，系 统 启动 1 泵 。并 由变 频器 的输出 电压 与频 率变化 来 自动 调节水泵的 电机转速 。实现恒压供水 。 若 1 泵到达 5 0 H z 后 ，系统压力仍偏低 ，则延时一段 经 验 L M ● EM 23 2 1 0 M 0 I 1 。 M 1 RA A A． R B B B ．E M2 3 1 B P - - - - i - 8 0 R C C L C． M R D ● 8 O D D． 3 Ll L 2 AC2 2 0 V N M G ND ● 3 L 一 1 ．5 1 1 l -4 1 ．4 s △ 2 1 ．3 1 ． 3 5 0 丛 j 1 ．2 1 ． 2 5 2 筐 Z Z 1 ． 1 1 ． 5 4 l △ 丝 5 6 4 2 5 8 一 竺 2 O ．7 2 L 一 0 ．6 0 ． 6 6 0 Q E 0 ．5 0． 5 5 2 Q 黯 F R 名 2 0 ．4 0 ． 4 5 4 Q ￡ ￡ 剐[ 0 _3 O -3 6 6 O ． 2 0 ． 2 6 8 0 ． 1 0 ． 7 0 0 ． 0 0 ． 0 7 2 M l 1 L 4 4 DC2 4V- 、 r，d ， L1 2 BK ．．A C ⋯ 2 2 0V／ AC2 2 0 V 1 sA上 j I 7 KnC l 3 S B1 S J， B2j 7 1 9 KM2 2 1 u l4 Ⅲ z I2 嘈 37 K M 39 喈 55 KM 6 57 5 I u i8 FR3 里． 2 K M 4 KM8 口 v ,J 。。 ’ 。 2 8 7 5 D l u I l0 F R 4 KC J 二 7 7 KM 79 ⋯l M2 8 3 M4 8 5 8 I。 ；7 图 2 二次系统原理图 时间后 ，系统靠 P L C程 序把 1 泵切换 到工频运行 ，同时 由 P L C输 出一个 开关量 给变频器 的 MR S端 子 ，变 频器 瞬 间禁止输 出 ，此 时 P L C把运行 时间最少的泵的变频接触器 接通后 ，撤 掉禁 止输出 ，相应 的泵变频起动运行 。压力 自 动调节方 面 ，若 系统压力平衡 ，则 频率稳定在 一个 相对 的 范 围 ，若 频率到达 5 0 H z 后压力仍然 偏低 ，则再投人一 泵 ． 比较剩 下的泵的累计运行 时间 ，时间少 的先行 投人 ，以此 类 推 。 压 力超过 时 ，P L C通 过程序 实现泵 的延 时下行 切换 ． 切换原则为当前正在运行 的且累计运行时间最多的先撤出。 直到满足设定压力为止。追求 的最终 目标为压力恒定。 4结束语 以微型可编程控 制器为核心 的水泵 起动控制线路 ．不 仅实现 了对水泵 的起停 控制 、运行 和故 障的监视 以及保护 功能 ，而且减少 了传 统继 电器 的使 用数量 ，简化 了安装和 接线工作量 ，提 高了系统的可靠性 。与继 电器或硬 件逻辑 电路控制 系统相 比，P L C控制系统具 有更大的灵活性 和通 用性 ，还能方便地随时修改控 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 。水泵控制装 置正 朝着 多功能 、智能化 、网络化方向发展 ，而 P L C自动诊断 故 障 ，显 示故障部位和原 因、维修保 养建议等 ，为人机对 话和远距离控制 、楼宇 自控奠定 了基础 ⋯。 参考文献 [ 1 ]刘洪涛 ，黄海． P L C应 用开发从 基础到 实践 [ M]．北京电 子 工 业 出版 社 ．2 0 0 7 ． [ 2 ]朱绍祥 ． 可编程 序控制器原理与应 用 [ M]． 上海 上 海交通 大学出版社 ．1 9 9 2 ． [ 3 ]廖常初 ． 大 中型 P L C应 用教程 [ M]． 北京 机械 工业 出版 社 ．2 0 0 5 ． [ 4 ]郁 汉琪．电气控 制与 可编程序控 制器应 用技 术 [ M]． 南京 东南大学出版社 ．2 0 0 3 第 一作者 简介 罗庆生 ，男 ，1 9 5 9年生 ，广东 佛 山人 ，大学专 科 ，工程 师 。研究 领域 电气产 品设 计 与制 造 。已发 表论 文 2 篇。 编辑 王智 圣
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