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德国西门子(SIEMENS)公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛,在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子(SIEMENS)公司的PLC产品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化,具有网络通信能力,功能更强,可靠性高。S7系列PLC产品可分为微型PLC(如S7-200),小规模性能要求的PLC(如S7-300)和中、高性能要求的PLC(如S7-400)等。
可编程控制器是由现代化生产的需要而产生的,可编程序控制器的分类也必然要符合现代化生产的需求
。一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类,其二是从可编程序控制器的性能高低去分类,其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。
控制规模
可以分为大型机、中型机和小型机。
从机械性能来比较变阀门调节,电机的起动是全压起动,这样对电网的影响就大。起动时水泵由于加速过快,会产生“水锤效应”;而在停机时由于停机过快会产生“空化现象”。这样将造成供水系统及管路振动大、噪音也大,由于水泵是全速运转,故机械磨损也大。
而采用变速调节时,则可对水泵进行软起动和软停车,可做到起动平稳,起动电流可控制在电机的额定电流以内,减少了起动时对电网的冲击,同时调节水量容易,还节约电能;停机时还可减少水锤效应的冲击,以减少冲击力对管道及水泵的损害,提高了供水系统的安全性。由于调速运行还可以降低水泵的机械磨损及噪音,可延长设备的使用寿命,减少了维修工作量和费用。
要从使用现场的具体情况出发
水位控制的目的是为了保持供水流量的稳定,所以用什么样的控制系统,采用什么形式的流量调节手段,应该说与使用现场的工况有很大的关系,与被控对象的特性有很大的关系,我们在这儿泛泛的谈调节问题、控制问题、节能问题,只是谈一些基本的原理及方法,但其与实际应用是有很大差别的。
针对水泵液位控制系统,什么场合要用变频器(或电动、气动调节阀)来进行连续控制?什么场合要采用对水泵的启、停控制?都应该按生产的需求来选择控制方案。常见的大致有:
1.如果水泵一直是处于满负荷运行的,来谈节能是不可能的,只有当用水的实际流量小于额定流量(百%)时,变频器才有用处,这时转速的变化(下降)才会有节能效益。对于这样的工况WY能做的就是选用软起动器来控制电机的启动电流及减少冲击。
2.一般供水系统都具有缓冲装置(如水箱、水槽等)来稳定用水流量的波动,因此就有对水位的检测问题,这才有了水位的控制需求。对于容积较大的设备,液位就相对较稳定,如:一个水塔抽一次水就可以供应用水数小时,一 天才需要抽几次水,这样的系统采用断续控制就可达到目的了,只需用液位传感控制器,来控制水泵的启、停。为了减少启动电流及克服水锤效应,选台软启动器更好;变频器在这儿发挥不了作用。
对于1、2两种情况由于水泵是全压、全速的运转,水泵的机械磨损及噪音就大。
3.对需要连续供水的场合,如锅炉汽包水位,自来水或小区供水等场合。这样的系统水泵几乎是一直运行的,为保持水位的稳定,应选择连续供水的水位(水压)的PID控制系统。从节能出发,Z好的方法就是采用变频调速了。
所以说选择什么控制方式,并没有一个固定的模式,只要根据现场的具体情况,进行分析比较就可以选择出Z符合实际的控制方案来实施。
西门子PLCS7-200系列
小型机: 小型机的控制点一般在256点之内,适合于单机控制或小型系统的控制。
西门子小型机有S7-200:处理速度0.8~1.2ms ;存贮器2k ;数字量248点;模拟量35路 。
中型机:中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制,还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控,它适合中型或大型控制系统的控制。
西门子PLCS7-300系列
西门子中型机有S7-300:处理速度0.8~1.2ms ;存贮器2k ;数字量1024点;模拟量128路 ;网络PROFIBUS;工业以太网;MPI。
大型机:大型机的控制点一般大于2048点,不仅能完成较复杂的算术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制,还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。
西门子大型机有S7-400 :处理速度0.3ms / 1k字;
西门子PLCS7-400系列
存贮器512k ;I/O点12672;
控制性能
可以分为高 档机、中档机和低档机。
低档机
这类可编程序控制器,具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低,能带的输入和输出模块的数量比较少。
比如,德国SIEMENS公司生产的S7-200就属于这一类。
中档机
这类可编程序控制器,具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算,也能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快,能带的输入输出模块的数量也比较多,输入和输出模块的种类也比较多。
比如,德国SIEMENS公司生产的S7-300就属于这一类。
高 档机
这类可编程序控制器,具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算,还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快,能带的输入输出模块的数量很多,输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用。
比如,德国SIEMENS公司生产的S7-400就属于这一类。
结构
整体式
整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、I/O系统都集成在一个单元内,该单元叫做作基本单元。一个基本单元就是一台完整的PLC。
结论
通过以上讨论,
1.如果水泵运行时间长,则选择连续运行控制的变频调速是可以节省电能的。甚至可降低维修费用。象楼主的水泵起、停5-10分钟一个周期,这样的系统应该说起、停还是算比较频繁的了,因此选择变频器来进行连续控制效果是会很好的。
2.如果水泵运行时间很短,而水泵停机时间又较长时,则没有必要选择变频调速(电动、气动调节阀)来进行连续控制。但可考虑用软起动器来解决水泵电机的起动问题,以减少起动电流对电网的冲击,对防止水锤、汽化效应是有好处的。
3.对于用电动(气动)调节阀来控制水位的系统,仍然是属于变阀门调节方法。对这样的系统可采用变频调速来控制供水母管的压力,也是可以节能的。