變頻恒壓供水系統(tǒng).doc
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. 供水系統(tǒng)方案圖 變頻恒壓供水系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 1 系統(tǒng)的構(gòu)成 圖3-1 系統(tǒng)原理圖 如圖3-1所示,整個(gè)系統(tǒng)由三臺水泵,一臺變頻調(diào)速器,一臺PLC和一個(gè)壓力傳感器及若干輔助部件構(gòu)成。三臺水泵中每臺泵的出水管均裝有手動閥,以供維修和調(diào)節(jié)水量之用,三臺泵協(xié)調(diào)工作以滿足供水需要;變頻供水系統(tǒng)中檢測管路壓力的壓力傳感器,一般采用電阻式傳感器(反饋0~5V電壓信號)或壓力變送器(反饋4~20mA電流);變頻器是供水系統(tǒng)的核心,通過改變電機(jī)的頻率實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無極調(diào)速、無波動穩(wěn)壓的效果和各項(xiàng)功能。 從原理框圖,我們可以看出變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號檢測、控制系 統(tǒng)、人機(jī)界面、以及報(bào)警裝置等部分組成。 (1)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由一組水泵組成,它們用于將水供入用戶管網(wǎng),圖2.3中的3個(gè)水泵分為二種類型: 調(diào)速泵:是由變頻調(diào)速器控制、可以進(jìn)行變頻調(diào)整的水泵,用以根據(jù)用水量的變化改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速,以維持管網(wǎng)的水壓恒定。 恒速泵:水泵運(yùn)行只在工頻狀態(tài),速度恒定。它們用于在用水量增大而調(diào)速泵的最大供水能力不足時(shí),對供水量進(jìn)行定量的補(bǔ)充。 (2)信號檢測 在系統(tǒng)控制過程中,需要檢測的信號包括自來水出水水壓信號和報(bào)警信號: ①水壓信號:它反映的是用戶管網(wǎng)的水壓值,它是恒壓供水控制的主要反饋信號。 ②報(bào)警信號:它反映系統(tǒng)是否正常運(yùn)行,水泵電機(jī)是否過載、變頻器是否有異常。該信號為開關(guān)量信號。 (3)控制系統(tǒng) 供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中,包括供水控制器(PLC系統(tǒng))、變頻器和電控設(shè)備三個(gè)部分。 ①供水控制器:它是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接對系統(tǒng)中的工況、壓力、報(bào)警信號進(jìn)行采集,對來自人機(jī)接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、實(shí)施控制算法,得出對執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案,通過變頻調(diào)速器和接觸器對執(zhí)行機(jī)構(gòu)(即水泵)進(jìn)行控制。 ②變頻器:它是對水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元。變頻器跟蹤供水控制器送來的控制信號改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率,完成對調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。 ③電控設(shè)備:它是由一組接觸器、保護(hù)繼電器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等電氣元件組成。用于在供水控制器的控制下完成對水泵的切換、手/自動切換等。 (4)人機(jī)界面 人機(jī)界面是人與機(jī)器進(jìn)行信息交流的場所。通過人機(jī)界面,使用者可以更改設(shè)定壓力,修改一些系統(tǒng)設(shè)定以滿足不同工藝的需求,同時(shí)使用者也可以從人機(jī)界面上得知系統(tǒng)的一些運(yùn)行情況及設(shè)備的工作狀態(tài)。人機(jī)界面還可以對系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行監(jiān)示,對報(bào)警進(jìn)行顯示。 (5)通訊接口 通訊接口是本系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,通過該接口,系統(tǒng)可以和組態(tài)軟件以及其他的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,同時(shí)通過通訊接口,還可以將現(xiàn)代先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到本系統(tǒng)中來,例如可以對系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程的診斷和維護(hù)等 (6)報(bào)警裝置 作為一個(gè)控制系統(tǒng),報(bào)警是必不可少的重要組成部分。由于本系統(tǒng)能適用于不同的供水領(lǐng)域,所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行,防止因電機(jī)過載、變頻器報(bào)警、電網(wǎng)過大波動、供水水源中斷、出水超壓、泵站內(nèi)溢水等等造成的故障,因此系統(tǒng)必須要對各種報(bào)警量進(jìn)行監(jiān)測,由PLC判斷報(bào)警類別,進(jìn)行顯示和保護(hù)動作控制,以免造成不必要的損失 2 工作原理 合上空氣開關(guān),供水系統(tǒng)投入運(yùn)行。將手動、自動開關(guān)打到自動上,系統(tǒng)進(jìn)入全自動運(yùn)行狀態(tài),PLC中程序首先接通KM6,并起動變頻器。根據(jù)壓力設(shè)定值(根據(jù)管網(wǎng)壓力要求設(shè)定)與壓力實(shí)際值(來自于壓力傳感器)的偏差進(jìn)行PID調(diào)節(jié),并輸出頻率給定信號給變頻器。變頻器根據(jù)頻率給定信號及預(yù)先設(shè)定好的加速時(shí)間控制水泵的轉(zhuǎn)速以保證水壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限范圍之內(nèi),實(shí)現(xiàn)恒壓控制。同時(shí)變頻器在運(yùn)行頻率到達(dá)上限,會將頻率到達(dá)信號送給PLC,PLC則根據(jù)管網(wǎng)壓力的上、下限信號和變頻器的運(yùn)行頻率是否到達(dá)上限的信號,由程序判斷是否要起動第2臺泵(或第3臺泵)。當(dāng)變頻器運(yùn)行頻率達(dá)到頻率上限值,并保持一段時(shí)間,則PLC會將當(dāng)前變頻運(yùn)行泵切換為工頻運(yùn)行,并迅速起動下1臺泵變頻運(yùn)行。此時(shí)PID會繼續(xù)通過由遠(yuǎn)傳壓力表送來的檢測信號進(jìn)行分析、計(jì)算、判斷,進(jìn)一步控制變頻器的運(yùn)行頻率,使管壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限偏差范圍之內(nèi)。 增泵工作過程:假定增泵順序?yàn)閘、2、3泵。開始時(shí),1泵電機(jī)在PLC控制下先投入調(diào)速運(yùn)行,其運(yùn)行速度由變頻器調(diào)節(jié)。當(dāng)供水壓力小于壓力預(yù)置值時(shí)變頻器輸出頻率升高,水泵轉(zhuǎn)速上升,反之下降。當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到上限,并穩(wěn)定運(yùn)行后,如果供水壓力仍沒達(dá)到預(yù)置值,則需進(jìn)入增泵過程。在PLC的邏輯控制下將1泵電機(jī)與變頻器連接的電磁開關(guān)斷開,1泵電機(jī)切換到工頻運(yùn)行,同時(shí)變頻器與2泵電機(jī)連接, 控制2泵投入調(diào)速運(yùn)行。如果還沒到達(dá)設(shè)定值,則繼續(xù)按照以上步驟將2泵切換到工頻運(yùn)行,控制3泵投入變頻運(yùn)行。 減泵工作過程:假定減泵順序依次為3、2、1泵。當(dāng)供水壓力大于預(yù)置值時(shí),變頻器輸出頻率降低,水泵速度下降,當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到下限,并穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后,把變頻器控制的水泵停機(jī),如果供水壓力仍大于預(yù)置值,則將下一臺水泵由工頻運(yùn)行切換到變頻器調(diào)速運(yùn)行,并繼續(xù)減泵工作過程。如果在晚間用水不多時(shí),當(dāng)最后一臺正在運(yùn)行的主泵處于低速運(yùn)行時(shí),如果供水壓力仍大于設(shè)定值,則停機(jī)并啟動輔泵投入調(diào)速運(yùn)行,從而達(dá)到節(jié)能效果。 3 變頻恒壓供水系統(tǒng)中加減水泵的條件分析 在上面的工作流程中,我們提到當(dāng)一臺調(diào)速水泵己運(yùn)行在上限頻率,此時(shí)管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍低于設(shè)定壓力,此時(shí)需要增加恒速水泵來滿足供水要求,達(dá)到恒壓的目的。當(dāng)調(diào)速水泵和恒速水泵都在運(yùn)行且調(diào)速水泵己運(yùn)行在下限頻率,此時(shí)管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍高于設(shè)定壓力,此時(shí)需要減少恒速水泉來減少供水流量,達(dá)到恒壓的目的。那么何時(shí)進(jìn)行切換,刁能使系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力,同時(shí)使機(jī)組不過于頻繁的切換。 盡管通用變頻器的頻率都可以在0-400Hz范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié),但當(dāng)它用在供水系統(tǒng)中,其頻率調(diào)節(jié)的范圍是有限的,不可能無限地增大和減小。當(dāng)正在變頻狀態(tài)下運(yùn)行的水泵電機(jī)要切換到工頻狀態(tài)下運(yùn)行時(shí),只能在50Hz時(shí)進(jìn)行。由于電網(wǎng)的限制以及變頻器和電機(jī)工作頻率的限制,50Hz成為頻率調(diào)節(jié)的上限頻率。當(dāng)變頻器的輸出頻率己經(jīng)到達(dá)50Hz時(shí),即使實(shí)際供水壓力仍然低于設(shè)定壓力,也不能夠再增加變頻器的輸出頻率了。要增加實(shí)際供水壓力,正如前面所講的那樣,只能夠通過水泵機(jī)組切換,增加運(yùn)行機(jī)組數(shù)量來實(shí)現(xiàn)。另外,變頻器的輸出頻率不能夠?yàn)樨?fù)值,最低只能是0Hz。其實(shí),在實(shí)際應(yīng)用中,變頻器的輸出頻率是不可能降低到0Hz。因?yàn)楫?dāng)水泵機(jī)組運(yùn)行,電機(jī)帶動水泵向管網(wǎng)供水時(shí),由于管網(wǎng)中的水壓會反推水泵,給帶動水泵運(yùn)行的電機(jī)一個(gè)反向的力矩,同時(shí)這個(gè)水壓也在一定程度上阻止源水池中的水進(jìn)入管網(wǎng),因此,當(dāng)電機(jī)運(yùn)行頻率下降到一個(gè)值時(shí),水泵就己經(jīng)抽不出水了,實(shí)際的供水壓力也不會隨著電機(jī)頻率的下降而下降。這個(gè)頻率在實(shí)際應(yīng)用中就是電機(jī)運(yùn)行的下限頻率。這個(gè)頻率遠(yuǎn)大于0Hz,具體數(shù)值與水泵特性及系統(tǒng)所使用的場所有關(guān),一般在20Hz左右。由于在變頻運(yùn)行狀態(tài)下,水泵機(jī)組中電機(jī)的運(yùn)行頻率由變頻器的輸出頻率決定,這個(gè)下限頻率也就成為變頻器頻率調(diào)節(jié)的下限頻率。 在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)當(dāng)在確實(shí)需要機(jī)組進(jìn)行切換的時(shí)候才進(jìn)行機(jī)組的切換。所謂延時(shí)判別,是指系統(tǒng)僅滿足頻率和壓力的判別條件是不夠的,如果真的要進(jìn)行機(jī)組切換,切換所要求的頻率和壓力的判別條件必須成立并且能夠維持一段時(shí)間(比如1-2分鐘),如果在這一段延時(shí)的時(shí)間內(nèi)切換條件仍然成立,則進(jìn)行實(shí)際的機(jī)組切換操作;如果切換條件不能夠維持延時(shí)時(shí)間的要求,說明判別條件的滿足只是暫時(shí)的,如果進(jìn)行機(jī)組切換將可能引起一系列多余的切換操作。 4 主電路接線圖 圖3-2 主電路圖 電機(jī)有兩種工作模式即:在工頻電下運(yùn)行和在變頻電下運(yùn)行。KM1、 KM3、 KM5 分別為電動機(jī)M1 、M2 、M3 工頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器,KM0、 KM2 、KM4 分別為電動機(jī)M1、M2、 M3 變頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器。 熱繼電器(FR)是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電路,它在電路中的用作電動機(jī)的過載保護(hù)。 熔斷器(FU)是電路中的一種簡單的短路保護(hù)裝置。使用中,由于電流超過允許值產(chǎn)生的熱量使串接于主電路中的熔體熔化而切斷電路,防止電氣設(shè)備短路和嚴(yán)重過載。 相關(guān)器件的選型及接線 1.PLC的選型 水泵M1、M2,M3可變頻運(yùn)行,也可工頻運(yùn)行,需PLC的6個(gè)輸出點(diǎn),變頻器的運(yùn)行與關(guān)斷由PLC的1個(gè)輸出點(diǎn),控制變頻器使電機(jī)正轉(zhuǎn)需1個(gè)輸出信號控制,報(bào)警器的控制需要1個(gè)輸出點(diǎn),輸出點(diǎn)數(shù)量一共9個(gè)??刂破饎雍屯V剐枰?個(gè)輸入點(diǎn),變頻器極限頻率的檢測信號占用PLC2個(gè)輸入點(diǎn),系統(tǒng)自動/手動起動需1輸入點(diǎn),手動控制電機(jī)的工頻/變頻運(yùn)行需6個(gè)輸入點(diǎn),控制系統(tǒng)停止運(yùn)行需1個(gè)輸入點(diǎn),檢測電機(jī)是否過載需3個(gè)輸入點(diǎn),共需15個(gè)輸入點(diǎn)。系統(tǒng)所需的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)量共為24個(gè)點(diǎn)。本系統(tǒng)選用FXos-30MR-D型PLC。 2 PLC的接線 圖4-1 PLC的接線圖 Y0接KM0控制M1的變頻運(yùn)行,Y1接KM1控制M1的工頻運(yùn)行;Y2接KM2控制M2的變頻運(yùn)行,Y3接KM3控制M2的工頻運(yùn)行;Y4接KM4控制M3的變頻運(yùn)行,Y5接KM5控制M3的工頻運(yùn)行。 X0接起動按鈕,X1接停止按鈕,X2接變頻器的FU接口,X3接變頻器的OL接口,X4接M1的熱繼電器,X5接M2的熱繼電器,X6接M3的熱繼電器。 為了防止出現(xiàn)某臺電動機(jī)既接工頻電又接變頻電設(shè)計(jì)了電氣互鎖。在同時(shí)控制M1電動機(jī)的兩個(gè)接觸器KM1、KM0線圈中分別串入了對方的常閉觸頭形成電氣互鎖。頻率檢測的上/下限信號分別通過OL和FU輸出至PLC的X2與X3輸入端作為PLC增泵減泵控制信號。 3 變頻器的選型 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求,本系統(tǒng)選用FR-A540系列變頻器,如下圖所示: 圖4-2 FR-A540的管腳說明 4 變頻器的接線 管腳STF接PLC的Y7管腳,控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)。X2接變頻器的FU接口,X3接變頻器的OL接口。頻率檢測的上/下限信號分別通過OL和FU輸出至PLC的X2與X3輸入端作為PLC增泵減泵控制信號。 圖4-3 變頻器接線圖 5 PID調(diào)節(jié)器 僅用P動作控制,不能完全消除偏差。為了消除殘留偏差,一般采用增加I動作的PI控制。用PI控制時(shí),能消除由改變目標(biāo)值和經(jīng)常的外來擾動等引起的偏差。但是, I動作過強(qiáng)時(shí),對快速變化偏差響應(yīng)遲緩。對有積分元件的負(fù)載系統(tǒng)可以單獨(dú)使用P動作控制。 對于PD控制,發(fā)生偏差時(shí),很快產(chǎn)生比單獨(dú)D動作還要大的操作量,以此來抑制偏差的增加。偏差小時(shí),P動作的作用減小??刂茖ο蠛蟹e分元件的負(fù)載場合,僅P動作控制,有時(shí)由于此積分元件的作用,系統(tǒng)發(fā)生振蕩。在該場合,為使P動作的振蕩衰減和系統(tǒng)穩(wěn)定,可用PD控制。換言之,該種控制方式適用于過程本身沒有制動作用的負(fù)載。 利用I動作消除偏差作用和用D動作抑制振蕩作用,在結(jié)合P動作就構(gòu)成了PID控制,本系統(tǒng)就是采用了這種方式。采用PID控制較其它組合控制效果要好,基本上能獲得無偏差、精度高和系統(tǒng)穩(wěn)定的控制過程。這種控制方式用于從產(chǎn)生偏差到出現(xiàn)響應(yīng)需要一定時(shí)間的負(fù)載系統(tǒng)(即實(shí)時(shí)性要求不高,工業(yè)上的過程控制系統(tǒng)一般都是此類系統(tǒng),本系統(tǒng)也比較適合PID調(diào)節(jié))效果比較好 圖4-4 PID控制框圖 通過對被控制對象的傳感器等檢測控制量(反饋量),將其與目標(biāo)值(溫度、流量、壓力等設(shè)定值)進(jìn)行比較。若有偏差,則通過此功能的控制動作使偏差為零。也就是使反饋量與日標(biāo)值相一致的一種通用控制方式。它比較適用于流量控制、壓力控制、溫度控制等過程量的控制。在恒壓供水中常見的PID控制器的控制形式主要有兩種: (1)硬件型:即通用PID控制器,在使用時(shí)只需要進(jìn)行線路的連接和P、I、D參數(shù)及日標(biāo)值的設(shè)定。(2)軟件型:使用離散形式的PID控制算法在可編程序控制器(或單片機(jī))上做PID控制器 此次使用硬件型控制形式。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求,本系統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器內(nèi)置于變頻器中。 圖4-5 PID控制接線圖 6壓力傳感器的接線圖 壓力傳感器使用CY-YZ-1001型絕對壓力傳感器。改傳感器采用硅壓阻效應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)壓力測量的力-電轉(zhuǎn)換。傳感器由敏感芯體和信號調(diào)理電路組成,當(dāng)壓力作用于傳感器時(shí),敏感芯體內(nèi)硅片上的惠斯登電橋的輸出電壓發(fā)生變化,信號調(diào)理電路將輸出的電壓信號作放大處理,同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償、非線性補(bǔ)償,使傳感器的電性能滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。 該傳感器的量程為0~2.5MPa,工作溫度為5℃~60 ℃,供電電源為283V(DC)。 圖4-6 壓力傳感器的接線圖 7原件表 水泵:M1、M2選用40-160(I)A型,M3選用40-160(I)型,參數(shù)見表4.1所示。 熱繼電器的選擇:選用最小的熱繼電器作為電機(jī)的過載保護(hù)熱繼電器FR,F(xiàn)R1 FR2可選用規(guī)格其型號為TK-E02T-C,額定電流5-8A,F(xiàn)R3可選用規(guī)格其型號為TK-E02U-C,額定電流為6-9 A 熔斷器的選擇:在控制回路中熔斷器FU選用RT18系列。 接觸器的選擇:對于接觸器KM選擇的是規(guī)格SC-E03-C,功率3Kw 按鈕SB的選擇:PLC各輸入點(diǎn)的回路的額定電壓直流24V,各輸入點(diǎn)的回路的額定電流均小于40mA,按鈕均只需具有1對常開觸點(diǎn),按鈕均選用LAY3-11型,其主要技術(shù)參數(shù)為:UN=24VDC,IN=0.3A,含1對常開和1對常閉觸點(diǎn)。 元件 符號 型號 個(gè)數(shù) 可編程控制器 PLC FXos-30MR-D 1 變頻器 FR-A540系列5.5型 1 接觸器 KM SC-E03-C 7 水泵 M1,M2 40-160(I)A 2 M3 40-160(I) 1 閘刀開關(guān) QS HD11-100/18 1 熔斷器 FU1,F(xiàn)U2 RT18 6A 2 FU3 RT18 8A 1 熱繼電器 FR1 FR2 TK-E02T-C 2 FR3 K-E02U-C 1 按鈕 SB LAY3—11 10 表4-1元件表總圖 水泵 符號 型號 流量(m3/h) 揚(yáng)程 (m) 轉(zhuǎn)速 (r/min) 電機(jī)功率 (kw) M1,M2 40-160(I)A 11 28 2900 2.2 M3 40-160(I) 12.5 32 2900 3.0 表4-2水泵的參數(shù) 變頻器 適用電機(jī)容量(KW) 輸出額定容量(KVA) 輸出額定電流(A) 過載能力 電源額定輸入交流電壓/頻率 冷卻方式 FR-A540系列5.5型(三菱) 5.5 9.1 12 150%60s ,200% 0.5s (反時(shí)限特性) 3相,380V至480V 50Hz/60Hz 強(qiáng)制風(fēng)冷 表4-3 變頻器的參數(shù) PLC控制及編程 1 PLC控制 PLC在系統(tǒng)中的作用是控制交流接觸器組進(jìn)行工頻—變頻的切換和水泵工作數(shù)量的調(diào)整。工作流程如圖5-1所示。 圖5-1 PLC程序流程圖 系統(tǒng)起動之后,檢測是自動運(yùn)行模式還是手動運(yùn)行模式。如果是手動運(yùn)行模式則進(jìn)行手動操作,人們根據(jù)自己的需要操作相應(yīng)的按鈕,系統(tǒng)根據(jù)按鈕執(zhí)行相應(yīng)操作。如果是自動運(yùn)行模式,則系統(tǒng)根據(jù)程序及相關(guān)的輸入信號執(zhí)行相應(yīng)的操作。 手動模式主要是解決系統(tǒng)出錯(cuò)或器件出問題 在自動運(yùn)行模式中,如果PLC接到頻率上限信號,則執(zhí)行增泵程序,增加水泵的工作數(shù)量。如果PLC接到頻率下限信號,則執(zhí)行減泵程序,減少水泵的工作數(shù)量。沒接到信號就保持現(xiàn)有的運(yùn)行狀態(tài)。 2 系統(tǒng)運(yùn)行模式 2.1 手動運(yùn)行 當(dāng)按下SB7按鈕,用手動方式。按下SB10手動啟動變頻器。當(dāng)系統(tǒng)壓力不夠需要增加泵時(shí),按下SBn(n=1,3,5)按鈕,此時(shí)切斷電機(jī)變頻,同時(shí)啟動電機(jī)工頻運(yùn)行,再起動下一臺電機(jī)。為了變頻向工頻切換時(shí)保護(hù)變頻器免于受到工頻電壓的反向沖擊,在切換時(shí),用時(shí)間繼電器作了時(shí)間延遲,當(dāng)壓力過大時(shí),可以手動按下SBn(n=2,4,6)按鈕,切斷工頻運(yùn)行的電機(jī),同時(shí)啟動電機(jī)變頻運(yùn)行??筛鶕?jù)需要,停按不同電機(jī)對應(yīng)的啟停按鈕,可以依次實(shí)現(xiàn)手動啟動和手動停止三臺水泵.該方式僅供自動故障時(shí)使用. 2.2 自動運(yùn)行 由PLC分別控制某臺電機(jī)工頻和變頻繼電器,在條件成立時(shí),進(jìn)行增泵升壓和減泵降壓控制. 升壓控制:系統(tǒng)工作時(shí),每臺水泵處于三種狀態(tài)之一,即工頻電網(wǎng)拖動狀態(tài)、變頻器拖動調(diào)速狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài).系統(tǒng)開始工作時(shí),供水管道內(nèi)水壓力為零,在控制系統(tǒng)作用下,變頻器開始運(yùn)行,第一臺水泵M1,啟動且轉(zhuǎn)速逐漸升高,當(dāng)輸出壓力達(dá)到設(shè)定值,其供水量與用水量相平衡時(shí),轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值,這期間M1處在調(diào)速運(yùn)行狀態(tài).當(dāng)用水量增加水壓減小時(shí),通過壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)水泵按設(shè)定速率加速到另一個(gè)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速;反之用水量減少水壓增加時(shí),水泵按設(shè)定的速率減速到新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速.當(dāng)用水量繼續(xù)增加,變頻器輸出頻率增加至工頻時(shí),水壓仍低于設(shè)定值,由PLC控制切換至工頻電網(wǎng)后恒速運(yùn)行;同時(shí),使第二臺水泵M2投入變頻器并變速運(yùn)行,系統(tǒng)恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié),直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。如果用水量繼續(xù)增加,每當(dāng)加速運(yùn)行的變頻器輸出頻率達(dá)到工頻時(shí),將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換,并有新的水泵投人并聯(lián)運(yùn)行.當(dāng)最后一臺水泵M3投人運(yùn)行,變頻器輸出頻率達(dá)到工頻,壓力仍未達(dá)到設(shè)定值時(shí),控制系統(tǒng)就會發(fā)出故障報(bào)警. 降壓控制:當(dāng)用水量下降水壓升高,變頻器輸出頻率降至起動頻率時(shí),水壓仍高于設(shè)定值,系統(tǒng)將工頻運(yùn)行時(shí)間最長的一臺水泵關(guān)掉,恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié),使壓力重新達(dá)到設(shè)定值.當(dāng)用水量繼續(xù)下降,每當(dāng)減速運(yùn)行的變頻器輸出頻率降至起動頻率時(shí),將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換,直到剩下最后一臺變頻泵運(yùn)行為止。 3編程及介紹 3.1 總程序的順序功能圖 系統(tǒng)分為自動運(yùn)行和手動運(yùn)行兩部分 圖5-2 總程序的順序功能圖 3.2 自動運(yùn)行順序功能圖 按下SB8按鈕,系統(tǒng)進(jìn)入自動運(yùn)行模式,順序功能圖如5.3所示。 圖5-3 自動運(yùn)行順序功能圖 Y0接KM0控制M1的變頻運(yùn)行,Y1接KM1控制M1的工頻運(yùn)行;Y2接KM2控制M2的變頻運(yùn)行,Y3接KM3控制M2的工頻運(yùn)行;Y4接KM4控制M3的變頻運(yùn)行,Y5接KM5控制M3的工頻運(yùn)行 系統(tǒng)起動時(shí),KM1閉合,#1泵以變頻方式運(yùn)行。 當(dāng)變頻器的運(yùn)行頻率超出一個(gè)上限信號后,PLC通過這個(gè)上限信號后將1#水泵有變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行,KM1斷開KM0吸合,同時(shí)KM3吸合變頻起動第2#水泵。 如果再次接收到變頻器上限信號,則KM3斷開KM2吸合,第2#水泵由變頻轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行,3#水泵變頻起動。 如果變頻器頻率偏低,即壓力過高,輸出的下限信號使PLC關(guān)閉KM5、KM2,開啟KM3,2#水泵變頻起動。 再次接到下限信號就關(guān)閉KM3、KM0,吸合KM1,只剩1#水泵變頻運(yùn)行。 為了防止出現(xiàn)某臺電動機(jī)既接工頻電又接變頻電設(shè)計(jì)了電氣互鎖。在同是控制M1電動機(jī)的兩個(gè)接觸器KM1、KM0線圈中分別串入了對方的常閉觸頭形成電氣互鎖。 5.3.3 手動模式順序功能圖 當(dāng)按下SB9按鈕,系統(tǒng)進(jìn)入手動運(yùn)行模式。系統(tǒng)的每步動作都必須有相應(yīng)的操作。順序功能圖如圖5-4所示。 圖5-4 自動運(yùn)行順序功能圖 按下按鈕SB9之后,啟動了變頻器,系統(tǒng)進(jìn)入手動運(yùn)行模式。當(dāng)用戶按下SBn(n=1,3,5)三臺電機(jī)分別處于工頻運(yùn)行,當(dāng)用戶按下SBn(n=2,4,6)三臺電機(jī)分別處于變頻運(yùn)行??梢远嗯_電機(jī)于不同的頻率工作,但一臺電機(jī)只能以一種頻率下工作。(如#1電機(jī),如果控制它工作的SB1,SB2按鈕被同時(shí)按下則發(fā)出警報(bào)且電機(jī)無法起動。) 3.4 程序說明 (1)自動運(yùn)行部分。 起動1#泵 按下起動按鈕,系統(tǒng)檢測采用那種運(yùn)行模式。如果按鈕SB7沒按,則使用自動運(yùn)行模式。變頻起動1#水泵。 起動1#,2#泵: 接收到變頻器上限信號,PLC通過這個(gè)上限信號后將1#水泵由變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行,KM1斷開KM0吸合,同時(shí)KM3吸合變頻起動第2#水泵。 起動1#,2#,3#泵: 再次接收到變頻器上限信號,則KM3斷開KM2吸合,第2#水泵由變頻轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行,3#水泵變頻起動。 起動1#泵: 接到下限信號就關(guān)閉KM3、KM0,吸合KM1,只剩1#水泵變頻運(yùn)行。 起動1#,2#泵: 輸出的下限信號使PLC關(guān)閉KM5、KM2,開啟KM3,2#水泵變頻起動。 起動1#泵: 接到下限信號關(guān)閉KM3、KM0,吸合KM1,只剩1#水泵變頻運(yùn)行。 (2)手動運(yùn)行部分 按下手動起動按鈕SB10,手動起動變頻器。 按下SB2,斷開KM0,在10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動M1在變工頻電源下運(yùn)行。 按下SB4,斷開KM2,在10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動M2在變頻電源下運(yùn)行。 按下SB6,斷開KM4,在10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動M3在變頻電源下運(yùn)行。 按下SB1,斷開KM1,在10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動M1在工頻電源下運(yùn)行。 按下SB3,斷開KM3,在10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動M2在工頻電源下運(yùn)行。 按下SB5,斷開KM5,在10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動M3在工頻電源下運(yùn)行。 (3)公用部分 當(dāng)熱繼電器斷開系統(tǒng)報(bào)警。 電機(jī)只能在一種頻率下運(yùn)行,當(dāng)電機(jī)工頻/變頻同時(shí)打開時(shí)將發(fā)出警報(bào)且電機(jī)停止運(yùn)行。 輔助繼電器M1,M2,M3,…M9依次控制輸出繼電器Y0,Y1,Y2,…Y10 按下停止按鈕,所有泵停止運(yùn)行。 精選word范本!- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 變頻 供水系統(tǒng)
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