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1、 硬件设计 W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
改造后的电控系统由一台三菱变频器FR-F540-55K、一台三菱FX1S-30MR-001可编程控制器(PLC)、水压传感器和自动开关、接触器等构成，变频器FR-F540-55K适配电机功率50KW，它的基本配置中带有PID功能，通过变频器面板设定一个给定频率作为压力给定值(给定频率大小在系统调试时最终确定)，安装在出水管上的压力传感器反馈来的压力信号(0～10V或4~20mA)作为压力反馈接至变频器的辅助输入端4、5，变频器、PLC时刻跟踪管网压力与压力给定值之间的偏差变化情况，经变频器内部PID运算，调节变频器输出频率，改变水泵转速，并通过PLC控制水泵工频电源供电与变频器供电的切换，自动控制水泵投入运行的台数，实现闭环控制，使水压不偏离压力给定值，保持水压恒定。 WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
M1、M2为变频器的极限输出频率的检测输出信号端，该信号进PLC，作为泵变频与工频切换的控制信息之一，这个极限输出频率可通过变频器面板设定;系统开始工作时，先由变频器启动一台泵，变频器将反馈压力与给定压力进行比较，经PID运算，调节变频器输出频率，在用水量较大时，变频器输出频率接近工频(即到达极限输出频率)，而水压仍达不到给定压力值，PLC将当前工作的变频泵切换到工频下工作，关断变频器，再通过接触器将变频器切换到第二台泵上，实现一台工频一台变频双泵供水，随着用水量减小，变频器输出频率下降，当降至频率下限，而且压力仍能达到给定压力值，则PLC将工频泵切除，只由剩下的单台变频泵供水。无论单泵变频工作，还是双泵一台工频一台变频工作，系统均以水管压力与给定压力保持一致为原则，时刻采样极限频率信号和压力反馈信号，通过PLC进行逻辑判断并输出相应的指令，控制水泵工作模式。MA、MC为变频器发生故障的输出信号，该两端接信号灯D7，以显示变频器故障，S4与SC接有复位按钮AN1，轻故障时接动复位按钮AN1，可重新启动变频器;S1和S3短接，并通过PLC输出点控制的中间继电器KA的触点与Sc连接，由PLC控制变频器的运行与关断。 WWW_PLC※JS_COM－PLC－技.术_网(可编程控※制器技术门户)
PLC选用FX－30MR，该PLC有输入16点、输出14点，在自动方式下，二台水泵可变频工作，也可工频工作，由PLC四个输出点(Y31～Y34)控制其接触器(KM1～KM4)线圈的得电与失电，为了保证系统安全，这四个接触器在硬件接线上均互相设有互锁触头;水泵过载信号(FR1、FR2热继电器的常闭触点)进PLC的两个输入点(X0、X1)，系统设置的紧急停车按钮AN2和相序检测器JXW的触点各占一个输入点，这些输入点用来采集故障诊断信号和紧急停车。PLCI/O配置接线如图1所示。 WWcW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
系统通过PLC输入点X7、X10连接的转换开关KK可选择自动和手动两种工作方式，当选择手动方式时，可分别通过1QA、2QA、TA按钮，单独控制各泵在工频下运行与停车，这主要用于定期检修或变频器出现故障时临时供水; 系统选用YTZ－150型带电接点式的水压传感器，其水压检测范围为0～1MPa，检测精度±0.01MPa，它将检测范围的压力对应转换成0～10V的电信号反馈进变频器，这种水压传感器还可以设定水压上、下限压力值，上、下限压力值分别设在给定压力值上、下两侧与给定压力略有偏差处，当水管压力处于上、下限压力时，传感器分别输出开关信号进PLC两个输入点(X5、X6)，与变频器的极限输出频率检测信号一起，通过PLC逻辑判断，控制泵的变频与工频切换及工频泵的切除。 WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
3 软件设计 WWW_PLCJS@_COM%－PLC－技.术_网
当转换开关KK打到“自动”位时，输入X7点接通，二台泵交替在变频、工频下工作，因此，在软件设计要对四个接触器线圈的输出点Y31～Y34进行互锁，虽然在硬件电路中通过它们的常闭触点相互进行了互锁，但为了保险，Y31与Y32、Y31与Y33、Y32与Y34之间在软件中也进行了互锁，即Y31与Y32不能同时有输出，Y31与Y33、Y32与Y34也同样不能同时有输出，否则，就会发生变频器同时拖动二台泵，或工频电直接串入变频器输出端U、V、W而损坏变频器等严重事故，这不能允许。 WWW_PLCJS_COM－PLC－技.术_网