1.介紹

在工業現場控制領域，PLC作為變頻控制柜中的關鍵設備。開始隨著國家對供水行業投入的不斷加大，自動化水平也在不斷提高，PLC在供水行業的應用也逐漸增多。觸摸屏與PLC匹配，使PLC的應用更加靈活。同時可以設置參數，顯示數據，用動畫描繪自動化過程，使PLC的應用可視化。

變頻供水已經成為供水行業的主流，是保證供水管網恒壓的重要手段。現代變頻器（VFD）完善的網絡通訊工程，電動機的同步運行，遠程集中控制和在線監測提供了必要的支持。通過與PLC連接的觸摸屏，控制可以更加直觀，操作更加簡單方便。

結合PLC、觸摸屏和VFD，VFD，以通訊方式控制，實現變頻恒壓供水。

2.系統結構

變頻供水系統，主要由PLC、VFD、觸摸屏、壓力變送器、電源及控制電路和水泵機組組成。用戶可以通過觸摸屏控制系統的運行，也可以通過控制柜面板上的指示燈、按鈕和轉換開關了解和控制系統的運行。通過安裝在出口管網上的壓力變送器，將出口壓力信號轉換成4 ~ 20mA或0 ~ 10V的標準信號，送入PLC內置的PID調節器。PID運算后與給定的壓力參數進行比較，運算頻率輸出到VFD。系統通過VFD控制水泵的轉速來調節供水量。根據用水量的不同，PLC頻率輸出給定的運行頻率VFD，從而調節水泵的轉速，實現恒壓供水。PLC設定的內部程序驅動I/O口開關的輸出切換交流接觸器組，從而協調運行中的泵電機數量，完成電機的啟停、變頻和工頻切換。通過調整運行中的電機數量，控制電機組中一臺電機的變頻速度，使系統管網的工作壓力始終穩定，從而達到恒壓供水的目的。

3.工作原理

系統有兩種操作模式:手動和自動。手動模式下，泵的運行由控制柜上的啟停按鈕控制，可根據需要控制1 # ~ 3 #泵的啟停。該模式主要用于設備調試、自動故障和維護。自動運行時，首先1#水泵變頻運行，VFD輸出頻率從0HZ上升。同時PID調節器將接收到的信號與給定的壓力進行比較，并發送給VFD進行控制。如果壓力不夠，頻率上升到50HZ，由PLC設定的程序驅動I/O口開關輸出，切換交流接觸器組，使1 #泵變頻快速切換到工頻，2 #泵變頻啟動。如果壓力仍達不到設定壓力，2 #泵變頻切換到工作頻率，3 #泵開始變頻。如果用水量減少，PLC控制從第一臺泵開始停泵，同時系統按照PID調節參數平穩運行，始終保持管網壓力。

在瞬間斷電的情況下，系統將停止運行。電源恢復正常后，手動啟動，系統自動回到初始狀態開始運行。自動變頻功能是系統最基本的功能，系統自動完成多臺泵的啟動、停止、循環變頻的整個運行過程。

4.設備參數的設置

通信前，必須正確設置PLC、觸摸屏和VFD的通信參數。本系統定義為Modbus協議，波特率為9600，數據位為8，無校驗，停止位為1。VFD除了設置通訊參數外，還要啟用“自由停車”來保護電機。

PLC通訊參數設置:twdlcaa 24 drf-硬件-端口-端口設置，端口設置中的端口參數設置；觸摸屏通訊參數設置:IO管理器-Modbus RTU01 [COM1]-Modbus設備，雙擊“Modbus設備”設置通訊參數。

5.PLC控制系統

系統采用變頻升降裝置，I/O點數為24點，繼電器輸出，PLC編程采用PLC專用編程軟件Twidosoft。該軟件提供了完整的編程環境，可用于離線編程、在線連接和調試。為了提高整個系統的性價比，系統采用可編程控制器的開關量輸入輸出來控制電機的啟停、自動輸入、定時切換、供水泵的變頻和故障報警等。此外，PLC內置的PID給出電機速度、設定壓力、頻率、電流、電壓等模擬信號。