奥凯恒压供水设备-好品牌-高质量

奥凯恒压供水控制系统基于 MCGS 和 PLC 
广州奥凯环保科技有限公司专业制造，变频供水设备、无负压供水设备，是碧桂园地产长期的配套商。
奥凯恒压供水控制系统摘要：
基于 MCGS 开发平台，利用可编程控制器 PLC 和变频调速技术相结合，开发出一套恒压供水控制系统。该系统用 PLC 控制变频子系统，实现水压恒定控制，用 MCGS 组态软件设计了远程监控程序。MCGS 的应用使得开发更加容易，提高了系统的控制品质。上位机通过串行口与PLC 通信，实现在上位机中实时设定压力，观测压力实际值和水压系统的各种状态。整个系统实际运行效果稳定，操作方便，能满足恒压供水控制的应用需要，同时可实现供水系统的远程和本地的手自动切换控制。
关键词：可编程控制器；MCGS；恒压供水；远程监控
 　供水系统是国民生产生活中不可缺少的重要一环，尤其对于现代电子制造产业而言，稳定的水源供应更是生产环节中的重要组成部分。基于传统方式的供水控制系统中，水泵的控制多为电力拖动方式，水泵工作在工频下，水量的调节由阀门的开度调节来实现，这样容易早成“水锤效应”和能源的巨大浪费。在实际生产过程中，由于用水点数量的不确定，经导致管网水压不稳定，从而使得用水点的出水压力在用水高峰和低谷的压力过低或过高，对生产及其设备造成了很大的影响，严重情况下甚至会造成设备的损坏。采用恒压供水方式供水可以很好的解决传统供水方式的诸多弊端，由于变频调速技术的发展，PLC 技术的广泛应用，工业控制技术的成熟及完善，可以很方便的组成恒压供水系统，这样不仅可以扩大水泵的高效运行，提高效率，节约能源，提高供水服务质量，还可为安全高效生产提供一定的**。本文主要介绍了基于 MCGS 平台，采用西门子 S7-200PLC 结合MM440 型变频器进行控制的恒压供水控制系统。
1　 奥凯恒压供水控制系统的功能及实现
1.1　奥凯恒压供水控制系统基本工作原理
本系统以 PLC 为控制核心，通过触摸屏或者上位机自由设定所需压力，当压力设定好后，根据变频恒压原理，利用安装在出水管网上的压力变送器，对管网水压进行数据采样，并将压力信号转换为电信号送入 PLC，与设定压力进行比较和运算，并将结果转换为频率调节信号，送给变频器，变频器据此调节水泵电机的电源频率，进而调整水泵的转速，使供水管网中的压力保持在设定压力上，这样就构成了以设定压力为基准的闭环控制系统。
1.2　奥凯恒压供水控制系统组成及功能
本系统由水泵、PLC、变频器、压力传感器、水泵断路器、接触器、中间继电器等组成。用户可通过指示操作面板上的指示灯、触摸显示屏及按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。利用高低水位控制器来控制注水阀，使其自动把水注满储水水池，只要水位低于设定值，则自动往水箱内注水。水池的高／低水位信号也接送给 PLC，作为低水位报**。通过安装在出水管网上的远传压传感器将压力信号转化为 4 ～ 20m A 的标准信号送入 PLC，经 PID 运算与给定压力参数进行比较，得出调节参数，送给变频器，由变频器控制水泵转速，调节系统供水量，使系统的供水管网压力保持在给定压力上；当用水量**过一台泵的供水量时，通过 PLC 控制器增加工作泵的数目。根据用户用水量的大小来控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。当供水负载变化时，输入电机的电压和频率也随之变化。这样就构成了以压力设定值为基准的闭环控制系统，系统组成如图1所示
 
2　PLC 与上位机的通信连接及程序设计
　　本系统采用上、下位机控制结构形式，工控机作为上位机，西门子 S7-200PLC 作为下位机。应用 MCGS 进行系统组态后，上位机一方面负责对水压系统进行实时监控，并把各传感器测得的信号实时采集到工控机中，进行显示。另一方面通过上位机可对下位机的设定压力值进行调整。系统中下位机的任务首先是控制水压系统提供试验所需管压，其次下位机可接受上位机来的设定值，及时调整管路压力。
　上位机软件采用 MCGS 进行开发。MCGS 是全中文界面的组态软件，采用了多线程、COM 组件等新技术，充分利用了图形编辑功能，能方便地构成监控画面，具有丰富的设备驱动程序、灵活的组态方式和数据链接功能，用其构造监控系统能大大缩短开发时间，并能保证系统的质量。设计中，MCGS 把每一台下位机看作是一个外部设备， MCGS 通过驱动程序和这些外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据指令。每一个驱动程序都是一个 COM 对象，这种方式使通讯程序和 MCGS 构成一个完整的系统，既保证了运行系统的高效率，也使系统能够达到很大的规模。其与下位机通信原理如图 2 所示。
 
2.1　MCGS 与 PLC 建立通讯
　　MCGS 支持多种硬件设备，包括可编程控制器 (PLC)、智能模块、板卡、智能仪表和变频器等等。对于不同的硬件设施，工程人员只需为其配置相应的通信驱动程序即可。这种方式即保证了运行系统的高效率，也使系统能够达到很大的规模。本系统采用串口通讯的方式与西门子 S7-200PLC 建立联系。首先在上位机中安装西门子 S7-200PLC的通讯协议，在通用串口设备中选择串口 COM1，并进行有关参数的设置，如地址、波特率、奇偶检验、数据位、停止位设定等，注意此设定值必需与 PLC 内部设定值一致，这样即可在上位机和 PLC 之间建立了通讯，由此可见 MCGS 与硬件设备建立通讯联系十分方便。
2.2　奥凯恒压供水控制系统变量定义
　　当建立了上位机和 PLC 之间通讯联系后，为实现上位机对水压系统的监控功能，需要设置变量并进行变量到 PLC 的连接。在 MCGS中定义 I/O 变量，与预先在 PLC 的内部辅助继电器区定义中间变量相关联，此中间变量与 PLC 的输入通道继电器位共同控制 PLC 的输出通道继电器位，通过对变量的各个位进行置“1”，置“0”操作，即可直接控制 PLC 继电器通道中的每个位的闭合，进而控制水压系统中的各水泵的动作。MCGS 通过串行口与 PLC 进行通信时，访问 PLC相关的寄存器地址，以获得 PLC 所控制设备的状态或修改相关寄存器的值。
2.3　奥凯恒压供水控制系统画面组态
　在进行完数据变量设置后，便可进行画面组态，实现较终的上位机监控功能。根据系统监控的实际要求，设计的软件实现了下述功能：测试过程动画显示，可以直观看出测试过程中水位的变化和水流的走向；为了形象的表示参数实时值，使用曲线图和棒图来显示参数的变化；实时显示故障报警画面、查询历史报警，并可以设置报警的极限值；可以进行实时曲线监测和历史曲线查询等。此外，针对不同的操作人员，设置不同的系统操作权限及密码，并给予系统操作帮助等等。用 MCGS 开发的恒压供水系统界面如图 3 所示。
 
2.4　奥凯恒压供水控制系统直流微机综合保护装置
　直流微机综合保护装置是对变流后的直流侧电压、电流、开关器件及设备等的状态进行监测，对产生的故障自动报警并记录，并采取保护动作，而且将故障信息上报到自动化监控系统，由自动化监控系统进一步对整流变电站的运行情况进行控制。直流微机综合保护装置的保护功能主要有以下几方面：
（1）过流速断保护；
（2）过流延时保护；
（3）热过载保护；
（4）线路测试功能；
（5）绝缘监测功能；
（6）自动重合闸功能；
3　箱式整流变电站的应用　通常，无轨电车行驶沿线每 1、2 座车站就需设置 1 座箱式整流变电站[2]。根据无轨电车行驶路线长度及周边建设情况、运营的经济效益等因素综合考虑，进而规划箱式整流变电站的设置位置及数量。本文所讨论的箱式整流变电站施工周期短，日常维护简便。该箱式整流变电站已在青岛公交集团投入使用，系统运行良好。
4　结论箱式整流变电站以其工厂化生产、建设周期短，可靠性高等诸多优势越来越被工程人员所认知[3]。箱式整流变电站不仅可用在无轨电车的基础建设中，另外还可以为城市轨道交通，诸如轻轨、快轨、地铁等，提供电能变换供给。箱式整流变电站在城市交通的基础建设中的应用越来越多，发挥了重要的作用，其应用前景广阔。
5结语
工控机运用 MCGS 与 PLC 进行通讯，具有实时性好、速度快、可靠性高、运行稳定、调节灵活等优点。系统人机界面友好而直观，而且具有一定的灵活性，易于扩充。经试验运行表明，该水压系统的压力控制精度为 0.01MPa，调节稳定时间不大于 2min，压力平稳，操作简单，满足了恒压供水控制系统的应用需要。