台达plc的恒压供水控制系统设计
目 录
1 绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2国内外的研究进展 1
1.3 本文的主要工作和内容安排 2
2 台达PLC恒压供水控制系统概述 4
2.1 台达PLC恒压供水控制系统研究对象 4
2.2 台达PLC系统特点 4
2.3 硬件选型 5
2.3.1 台达PLC选型 5
2.3.2 变频器的选型 6
2.3.3 触摸屏选型 7
2.4 控制系统的整体硬件方案 7
3 恒压供水控制系统硬件设计 9
3.1 I/O分配表 9
3.2 PID控制的原理及特点 9
3.2.1 PID控制的原理和特点 9
3.3系统硬件连线图 10
3.4元器件的清单 13
4 恒压供水控制系统软件设计 14
4.1 WPLSoft通讯设置 14
4.2 台达PLC程序设计思路 15
4.2.1 梯形图程序 17
5 人机界面设计 19
5.1 MCGS组态软件 19
5.1.1 MCGS 组态软件的整体构成 19
5.1.2 MCGS 工程的五大部分 20
5.2 建立界面 21
5.2.1 建立窗口 21
5.2.2 定义数据对象 21
5.3 编辑界面 22
5.3.1 编辑画面 22
5.4 MCGS与PLC之间的连接 23
5.4.1 添加台达PLC设备 23
5.4.2 台达PLC设备属性设置 26
6 运行结果及分析 28
6.1 系统运行 28
6.2 结果分析 30
7 总结与展望 32
参考文献 33
附录1 34
致谢 44
1 绪论
1.1课题研究的背景和意义
如今，居民的用水一天天增加，不管是日常用水还是工业方面用水。因为居民的用水会随
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
着不同的季节和白天黑夜的不同等变化而随之变化，如果是过去的传统的供水方式不但会影响人们的生活而且也不利于资源的回收利用。所以过去的供水方式已经不能再适用于现在的人们。如今我们可以采用变频恒压供水方式，来达到供水稳定、合理优化分配资源、最大限度使用资源等目的。
变频恒压供水系统之所以适合人们的需要，是因为它具有高效节能、恒压供水、自动运行、易于管理等好处。变频恒压供水系统是如今更加先进合理的节能供水系统，它可以通过用水量的变化来自动调整系统的运行参数，在水量发生变化的同时依然保持着水压的恒定，从而满足了用户用水的要求。变频调速是如今效益最好、应用最广泛、最有前途的电机调速技术，它比以往每一种调速方式（如变极调速、串级调速、调压调速等）都具有优势。采用变频恒压供水可以提高供水系统的稳定性，可以实现集中管理和供水系统的监控；同时该系统具有良好的节能效果，当今能源短缺严重，因此研究设计该系统，可以提高企业的效率和人民的生活水平，可以减少能量消耗，具有十分重要的意义。
本课题主要研究以台达PLC为核心，通过ABB变频器和昆仑通态的触摸屏三者结合来进行恒压供水的。恒压供水控制系统要求：手动时能通过外部的开关直接工频控制二台水泵。自动时能进行PID恒压供水，工频和变频相互切换运行。
远程压力表将实际的水压变成模拟量输入到ABB变频器里，设定的水压会通过触摸屏传至台达PLC里，接着再由台达PLC通过485接口与ABB变频器通讯将设定水压的数字量输入至ABB变频器里，最后由ABB变频器执行PID调节来控制水泵的运行频率从而实现恒压供水。触摸屏上能显示变频器的输出频率、电流、实时水压等一些实时数据和报警信息。这个系统还可以根据自己所在环境的具体要求，在昆仑通态的触摸屏上输入自己设定的水压，这样可以使不同楼层高度的用户得到持续供应的水源，使得在不同的环境下都能使用这个系统来对用户进行供水，十分的方便。
1.2国内外的研究进展
在恒压供水变频技术的逐步发展初期，由于国外生产主要局限于变频器频率控制，可变电压，可变频率比控制和各种保护功能。在恒压供水系统的应用中，驱动器只作为执行机构，以满足供水的需求的不一样，同时必须确保管道压力恒定，需在外部控制器和压力驱动所需的压力传感器进行压力闭环控制。从形势的角度获取信息，国外供水工程方法被用于变频器的设计只有一个泵机组，几乎没有一台变频器拖动多台水泵的运行情况，所以高投资成本。在1968年，在丹麦丹弗斯公司发明并生产出第一台变频器后，以显著优先的驱动节能技术和稳定恒压系统以及可靠性和自动化方面的高程度被我们发现识别后，很多国外厂商开始生产具有恒压供水的变频器，如瑞士ABB集团推出暖通空调的变频技术，法国施耐德公司推出的基板的稳定供应，具有PID调节器和变频器控制PLC可编程控制器和其他硬件会继承在控制基板上，通过设置PLC和PID指令代码，只要供水单位配备的匹配，可以直接控制，实现电控系统功能，如多个内置的电磁接触器的工作可能构成多达七台电机电源制度。但也有其不足之处，就是输出接口的扩展缺乏灵活性，动态性能和系统的稳定性不高，和其他监控系统和组态软件难以实现数据的通信，以及带负载能力的限制，因此，适用范围有限。
目前有很多公司都在做恒压供水项目，大多采用国外变频器控制水泵的转速，水暖管网压力和泵的多环控制的闭环调节，有的采用单片机和相应的软件来实现；有的是利用PLC和相应的软件来实现。然而，从系统的动态性能，性能稳定，抗干扰性能和开放性等诸多综合技术指标来看，却仍然远远不能满足用户的所有要求。原深圳华为电气公司（现更名为艾默生）和成都希望集团（森兰卡驱动）也推出了供水专用变频器（功率5.5Kw 22KW ），无需外部PLC和PID控制器，可实现多达四个循环泵开关，定时启动停止和定时循环（丹麦丹弗斯的VLT系列变频器可以实现开关七台水泵）。该驱动器是通过调整压力闭环控制功能与驱动器内的循环逻辑集成来实现的，但它限制了输出接口负载能力，而且操作不便，不具有数据通信功能，它仅适用于一小容量并控制要求不高的供水的地方。
1 绪论 1
1.1课题研究的背景和意义 1
1.2国内外的研究进展 1
1.3 本文的主要工作和内容安排 2
2 台达PLC恒压供水控制系统概述 4
2.1 台达PLC恒压供水控制系统研究对象 4
2.2 台达PLC系统特点 4
2.3 硬件选型 5
2.3.1 台达PLC选型 5
2.3.2 变频器的选型 6
2.3.3 触摸屏选型 7
2.4 控制系统的整体硬件方案 7
3 恒压供水控制系统硬件设计 9
3.1 I/O分配表 9
3.2 PID控制的原理及特点 9
3.2.1 PID控制的原理和特点 9
3.3系统硬件连线图 10
3.4元器件的清单 13
4 恒压供水控制系统软件设计 14
4.1 WPLSoft通讯设置 14
4.2 台达PLC程序设计思路 15
4.2.1 梯形图程序 17
5 人机界面设计 19
5.1 MCGS组态软件 19
5.1.1 MCGS 组态软件的整体构成 19
5.1.2 MCGS 工程的五大部分 20
5.2 建立界面 21
5.2.1 建立窗口 21
5.2.2 定义数据对象 21
5.3 编辑界面 22
5.3.1 编辑画面 22
5.4 MCGS与PLC之间的连接 23
5.4.1 添加台达PLC设备 23
5.4.2 台达PLC设备属性设置 26
6 运行结果及分析 28
6.1 系统运行 28
6.2 结果分析 30
7 总结与展望 32
参考文献 33
附录1 34
致谢 44
1 绪论
1.1课题研究的背景和意义
如今，居民的用水一天天增加，不管是日常用水还是工业方面用水。因为居民的用水会随
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
着不同的季节和白天黑夜的不同等变化而随之变化，如果是过去的传统的供水方式不但会影响人们的生活而且也不利于资源的回收利用。所以过去的供水方式已经不能再适用于现在的人们。如今我们可以采用变频恒压供水方式，来达到供水稳定、合理优化分配资源、最大限度使用资源等目的。
变频恒压供水系统之所以适合人们的需要，是因为它具有高效节能、恒压供水、自动运行、易于管理等好处。变频恒压供水系统是如今更加先进合理的节能供水系统，它可以通过用水量的变化来自动调整系统的运行参数，在水量发生变化的同时依然保持着水压的恒定，从而满足了用户用水的要求。变频调速是如今效益最好、应用最广泛、最有前途的电机调速技术，它比以往每一种调速方式（如变极调速、串级调速、调压调速等）都具有优势。采用变频恒压供水可以提高供水系统的稳定性，可以实现集中管理和供水系统的监控；同时该系统具有良好的节能效果，当今能源短缺严重，因此研究设计该系统，可以提高企业的效率和人民的生活水平，可以减少能量消耗，具有十分重要的意义。
本课题主要研究以台达PLC为核心，通过ABB变频器和昆仑通态的触摸屏三者结合来进行恒压供水的。恒压供水控制系统要求：手动时能通过外部的开关直接工频控制二台水泵。自动时能进行PID恒压供水，工频和变频相互切换运行。
远程压力表将实际的水压变成模拟量输入到ABB变频器里，设定的水压会通过触摸屏传至台达PLC里，接着再由台达PLC通过485接口与ABB变频器通讯将设定水压的数字量输入至ABB变频器里，最后由ABB变频器执行PID调节来控制水泵的运行频率从而实现恒压供水。触摸屏上能显示变频器的输出频率、电流、实时水压等一些实时数据和报警信息。这个系统还可以根据自己所在环境的具体要求，在昆仑通态的触摸屏上输入自己设定的水压，这样可以使不同楼层高度的用户得到持续供应的水源，使得在不同的环境下都能使用这个系统来对用户进行供水，十分的方便。
1.2国内外的研究进展
在恒压供水变频技术的逐步发展初期，由于国外生产主要局限于变频器频率控制，可变电压，可变频率比控制和各种保护功能。在恒压供水系统的应用中，驱动器只作为执行机构，以满足供水的需求的不一样，同时必须确保管道压力恒定，需在外部控制器和压力驱动所需的压力传感器进行压力闭环控制。从形势的角度获取信息，国外供水工程方法被用于变频器的设计只有一个泵机组，几乎没有一台变频器拖动多台水泵的运行情况，所以高投资成本。在1968年，在丹麦丹弗斯公司发明并生产出第一台变频器后，以显著优先的驱动节能技术和稳定恒压系统以及可靠性和自动化方面的高程度被我们发现识别后，很多国外厂商开始生产具有恒压供水的变频器，如瑞士ABB集团推出暖通空调的变频技术，法国施耐德公司推出的基板的稳定供应，具有PID调节器和变频器控制PLC可编程控制器和其他硬件会继承在控制基板上，通过设置PLC和PID指令代码，只要供水单位配备的匹配，可以直接控制，实现电控系统功能，如多个内置的电磁接触器的工作可能构成多达七台电机电源制度。但也有其不足之处，就是输出接口的扩展缺乏灵活性，动态性能和系统的稳定性不高，和其他监控系统和组态软件难以实现数据的通信，以及带负载能力的限制，因此，适用范围有限。
目前有很多公司都在做恒压供水项目，大多采用国外变频器控制水泵的转速，水暖管网压力和泵的多环控制的闭环调节，有的采用单片机和相应的软件来实现；有的是利用PLC和相应的软件来实现。然而，从系统的动态性能，性能稳定，抗干扰性能和开放性等诸多综合技术指标来看，却仍然远远不能满足用户的所有要求。原深圳华为电气公司（现更名为艾默生）和成都希望集团（森兰卡驱动）也推出了供水专用变频器（功率5.5Kw 22KW ），无需外部PLC和PID控制器，可实现多达四个循环泵开关，定时启动停止和定时循环（丹麦丹弗斯的VLT系列变频器可以实现开关七台水泵）。该驱动器是通过调整压力闭环控制功能与驱动器内的循环逻辑集成来实现的，但它限制了输出接口负载能力，而且操作不便，不具有数据通信功能，它仅适用于一小容量并控制要求不高的供水的地方。
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