基于MODBUS协议的变频恒压供水系统

变频恒压供水设备是一种将变频调速器与水泵电机有机组合的机电一体化高科技节能供水装置，目前在各个领域被广泛应用。 MODBUS是一种最常用的通讯协议标准之一，采用RS-485 作为物理接口，可以很方便的建立现场局域模块网络和上位机监控。下文以ABB品牌ACS510系列变频器和SIEMENS品牌S7-200系列PLC为例，通过MODBUS-RTU协议实现智能变频恒压供水。

【关键词】MODBUS 变频 RS-485 PID

1 供水系统工程概图

如图1。

2 变频恒压供水控制原理

（1）压力变送器检测变频泵出口的压力，拟定量程0～1MPa，输出4～20mA作为反馈信号，压力设定值由PLC通过MODBUS-RTU协议发送给变频器。

（2）变频器通过智能PID原理自动调节变频泵的转速，当反馈压力趋于减小时，变频泵转速趋于增大，当反馈压力趋于增大时，变频泵转速趋于减小，以使反馈压力跟随并逐渐稳定于设定压力值。还可以设定变频器的休眠频率和唤醒压力，以充分节省电力运营成本。

3 电气原理图

如图2。

4 设计选型

（1）变频器ABB：ACS510-01-25A-4，额定电流25A，带MODBUS-RTU协议的RS-485通讯端口。

（2）可编程SIEMENS：S7-200- CPU 224XP CN，集成I/O，2路RS-485通讯端口。

（3）触摸屏SIEMENS：S7-200-smart700，7英寸彩显。

（4）压力变送器：量程0～1MPa；水位变送器：量程0～5米水注；输出4～20mA，精度0.2%。

5 ABB变频器主要参数设置

（1）使用继电器RO1控制开关输入DI6的通断来启停变频器。RO1的MODBUS操作地址为00033。

（2）使用PID1给定作为变频器压力设定值，PID1给定值的MODBUS操作地址为40003。

（3）配置通讯端口：通讯地址为1，波特率9600bps，无校验，8数据位，1停止位。

6 PLC梯形图编程示例

如图3、图4。

作者单位

北京同方洁净技术有限公司 北京市 100083