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文檔簡介
1、畢 業(yè) 設(shè) 計(論文)(說 明 書)題 目:plc與變頻器恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計姓 名: 賈 欣 編 號: 9 0 7 0 1 7 0 7 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2010 年 5 月 20 日平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 (論文) 任 務(wù) 書姓名 劉前進 專業(yè) 電氣自動化(plc)2班 任 務(wù) 下 達 日 期 2010 年 2 月 日設(shè)計(論文)開始日期 2010 年 3 月 1 日設(shè)計(論文)完成日期 2010 年 4 月 25日設(shè)計(論文)題目:plc與變頻器恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計 a編制設(shè)計 b設(shè)計專題(畢業(yè)論文) 指 導(dǎo) 教 師 李俊唐 系(部)主 任 韓 麗 年 月 日平頂山工業(yè)職業(yè)技
2、術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會記錄 系 專業(yè),學(xué)生 于 年 月 日進行了畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯。設(shè)計題目: 專題(論文)題目: 指導(dǎo)老師: 答辯委員會根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(論文)材料,根據(jù)學(xué)生答辯情況,經(jīng)答辯委員會討論評定,給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(論文)成績?yōu)?。答辯委員會 人,出席 人答辯委員會主任(簽字): 答辯委員會副主任(簽字): 答辯委員會委員: , , , , , , 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)評語第 頁共 頁學(xué)生姓名: 專業(yè) 年級 畢業(yè)設(shè)計(論文)題目: 評 閱 人: 指導(dǎo)教師: (簽字) 年 月 日成 績: 系(科)主任: (簽字) 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(論文)及答辯評
3、語: 目錄第一章 系統(tǒng)概述1第一節(jié) 變頻恒壓供水系統(tǒng)概述1一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2二、對象模型2三、控制屏操作說明4第二節(jié) 供水專用plc使用說明4第三節(jié) 供水專用變頻器使用說明4第二章 基本實訓(xùn)7實訓(xùn)一 供水專用變頻器認識與操作7一、實訓(xùn)目的7二、實訓(xùn)設(shè)備7三、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟7四、注意事項10實訓(xùn)二 供水專用plc認識與操作12供水專用變頻器的合理選用13實訓(xùn)三 常規(guī)泵的手動軟啟動控制14一、實訓(xùn)目的14二、實訓(xùn)設(shè)備14三、實訓(xùn)接線14四、“手動軟啟動”概念14五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟14實訓(xùn)四 常規(guī)泵循環(huán)式起-??刂?5一、實訓(xùn)目的15二、實訓(xùn)設(shè)備15三、實訓(xùn)接線15四、應(yīng)用背景15五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟16
4、實訓(xùn)五 生活水系統(tǒng)靜態(tài)壓力控制17一、實訓(xùn)目的17二、實訓(xùn)設(shè)備17三、實訓(xùn)接線17四、應(yīng)用背景17五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟17實訓(xùn)六 生活水系統(tǒng)動態(tài)壓力控制19一、實訓(xùn)目的19二、實訓(xùn)設(shè)備19三、實訓(xùn)接線19四、應(yīng)用背景19五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟19實訓(xùn)七 生活水系統(tǒng)的分段定時控制21一、實訓(xùn)目的21二、實訓(xùn)設(shè)備21三、實訓(xùn)接線21四、應(yīng)用背景21五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟22實訓(xùn)八 消防水系統(tǒng)啟-??刂?4一、實訓(xùn)目的24二、實訓(xùn)設(shè)備24三、實訓(xùn)接線24四、應(yīng)用背景與對象模型24五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟25實訓(xùn)九夜間模式下的節(jié)能供水25一、實訓(xùn)目的26二、實訓(xùn)設(shè)備26三、實訓(xùn)接線26四、實驗背景與實驗依據(jù)27五、實
5、訓(xùn)內(nèi)容與步驟27實訓(xùn)十 上位機軟件安裝與使用29一、實訓(xùn)目的29二、實訓(xùn)設(shè)備29三、軟件安裝與使用29四、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟30附錄一“thphy-2型變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓(xùn)裝置”功能參數(shù)出廠值32第一章 系統(tǒng)概述第一節(jié) 變頻恒壓供水系統(tǒng)概述變頻恒壓供水系統(tǒng)是現(xiàn)代建筑中普遍采用的一種水處理系統(tǒng),隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們節(jié)能意識的不斷增強,變頻恒壓供水系統(tǒng)的節(jié)能特性使得其越來越廣泛應(yīng)用于住宅小區(qū)、高層建筑的生活及消防供水系統(tǒng)。在智能建筑教學(xué)領(lǐng)域,恒壓供水系統(tǒng)也日益成為其研究的重要課題,其典型結(jié)構(gòu)由壓力傳感器、可編程控制器(plc)、變頻器、供水泵組等組成。實際應(yīng)用的變頻恒壓供水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大、分布廣
6、、不直觀形象,不適宜直接作為教學(xué)實驗裝置,為滿足科研和教學(xué)要求,目前市場上也出現(xiàn)了不少的恒壓供水實驗設(shè)備,但性能大多參差不齊,缺乏系統(tǒng)的全面性、集成性。有些廠家生產(chǎn)的恒壓供水系統(tǒng)采用繼電器接觸器控制電路,通過控制水泵的起停和調(diào)節(jié)泵出口閥的開度來實現(xiàn)恒壓供水,這樣不但線路復(fù)雜,操作麻煩、維護困難,由于驅(qū)動電機是恒速運轉(zhuǎn),水量是靠水泵出口閥開度控制,浪費了大量的能源。也有許多廠家生產(chǎn)的變頻恒壓供水系統(tǒng)實驗裝置,僅模擬出一路管道和1臺或幾臺水泵機組,采用plc進行簡單的邏輯控制,這種過于簡化的系統(tǒng),完全忽略了工程的概念,只是一種簡單的單回路控制實驗裝置,失去了樓層供水的意義;有些廠家雖然也設(shè)計出了樓
7、層模型,但其水網(wǎng)僅有一路系統(tǒng),無法模擬真實的樓層供水系統(tǒng)(包含消防水系統(tǒng)、生活水系統(tǒng)、生產(chǎn)水系統(tǒng));在控制系統(tǒng)設(shè)計上,僅由plc等控制設(shè)備獨立完成自動控制過程,缺乏牢靠的手動控制系統(tǒng),系統(tǒng)投運前的不確定因素?zé)o法排除?!皌hphy-2變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓(xùn)裝置” 滿足了變頻恒壓供水系統(tǒng)中的基本要求,它是一種完全模擬樓層現(xiàn)場恒壓供水系統(tǒng)的實驗裝置,由儲水系統(tǒng)、動力系統(tǒng),輸送系統(tǒng)、回水系統(tǒng)和控制系統(tǒng)(手動控制、自動控制)組成,它利用流量與轉(zhuǎn)速成正比,而電機的消耗功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比的關(guān)系,當(dāng)需求壓力降低時,電動機轉(zhuǎn)速降低,泵出口流量減少,電動機的消耗功率大幅度下降從而達到節(jié)能的目的,是一種真正節(jié)能
8、的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。對象系統(tǒng)由四臺不同功率的水泵機組組成,功能上劃分為常規(guī)變頻循環(huán)泵(2臺)、消防增壓泵(1臺)、休眠小泵(1臺),分別用于模擬正常模式下的生活供水動力系統(tǒng)和夜間小流量的生活供水動力系統(tǒng)以及消防水動力系統(tǒng);輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上劃分為生活水系統(tǒng)和消防水系統(tǒng),生活水和消防水兩路水系統(tǒng)之間采用特殊單向影響結(jié)構(gòu),保證了消防管道在非火災(zāi)模式下的內(nèi)部水壓,而消防模式下的消防水壓不影響正常的生活供水壓力;回水系統(tǒng)采用有機玻璃材料結(jié)構(gòu)保證了實驗系統(tǒng)可觀察性??刂葡到y(tǒng)采用手動和自動兩種控制方式,在自動控制器失效的狀態(tài)下,手動控制系統(tǒng)可以保證系統(tǒng)的可靠運行,在系統(tǒng)投入自動運行前,手動控制還可用于檢驗
9、動力線路和動力設(shè)備的工況。在有變頻和工頻兩種運行狀態(tài)的設(shè)備間,采用機械互鎖和邏輯互鎖的雙重保護設(shè)計,保障了設(shè)備的安全運行;該系統(tǒng)同時采用過載保護、漏電保護、接地保護等多重保護機制,充分保障了操作者的人身安全和設(shè)備的安全運行。一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)“thphy-2變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓(xùn)裝置”的控制器采用愛默生td2100供水專用變頻器,內(nèi)置pi調(diào)節(jié)器和電機專用控制芯片dsp+cpld+mcu,無需配置plc或供水控制器,即可實現(xiàn)多種常用供水控制專用功能??刂平Y(jié)構(gòu)如圖一: 圖一 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)二、對象模型其對象模型系統(tǒng)主要有4臺水泵構(gòu)成,其中兩臺常規(guī)變頻循環(huán)泵,一臺休眠小泵,一臺消防泵,該系統(tǒng)能夠模
10、擬供水現(xiàn)場的各種復(fù)雜工況,使實驗設(shè)備更加貼近工程應(yīng)用。其可實現(xiàn)功能有:1) 生活供水管網(wǎng)的恒壓供水,2) 手動軟啟動和自動兩種運行方式(擴展功能),3) 特定時日供水壓力控制;每日可設(shè)定六段壓力運行,以適應(yīng)供水壓力變化的需求;4) 夜間可啟動休眠小泵運行實現(xiàn)最大限度節(jié)能;5) 火警狀態(tài),可自動啟動消防泵,6) 可實現(xiàn)上位機控制。對象模型如圖二。對象主要設(shè)備的技術(shù)指標如下:1對象高度:2米;2輸水管道口徑12mm;3生活水系統(tǒng)3.1生活水系統(tǒng)支路出水口(水龍頭)數(shù)量12個(每層2個),口徑12mm3.2按照每個水龍頭出水100ml/s=6l/min=6kg/min計算,需求工作流量1000ml/
11、s=60l/min,額定工作揚程3m。3.3生活水動力系統(tǒng)為水泵2臺(變頻運行),每臺功率370w,揚程12m,流量50l/min,進水口徑20mm,出水口徑12mm(另有一臺小功率工頻水泵功率180w,揚程8m,流量30l/min,進水口徑16mm,出水口徑12mm,用于在夜間小流量時對恒壓供水支路供水)。4消防水系統(tǒng)4.1消防供水支路出水口數(shù)量6個(每層1個),口徑12mm,4.2按照每個消防栓出水100ml/s=6l/min=6kg/min計算,額定工作流量600ml/s=36l/min,需求工作揚程3m。4.3消防供水支路水泵功率370w,揚程12m,流量50l/min,進水口口徑20
12、mm,出水口口徑12mm(技術(shù)參數(shù)與恒壓供水支路的2臺變頻水泵一樣)。注釋:以上管徑指內(nèi)徑。圖二 變頻恒壓供水對象模型結(jié)構(gòu)三、控制屏操作說明1總電源帶有漏電保護器,用于控制整個系統(tǒng)的電源通斷狀態(tài)。2啟動、停止按鈕用于控制“工頻輸出”端的電源輸出和手動/自動開關(guān)。3八只運行狀態(tài)指示燈用于指示系統(tǒng)手、自動狀態(tài)和水泵的6種工作狀態(tài)。4“手動/自動開關(guān)”用于系統(tǒng)在手動和自動控制兩種狀態(tài)下的切換。5“火警信號模擬”開關(guān)用于控制火災(zāi)信號的輸入。6八只手動控制按鈕在手動狀態(tài)下有效(在自動狀態(tài)下無效),分別用于在手動狀態(tài)下控制四臺水泵。第二節(jié) 供水專用plc使用說明默生變頻器td2100供水專用系列型號電壓等
13、級型號適配電機(kw)三相380vactd2100-4t0055std2100-4t0750s5.575容許電網(wǎng)波動范圍:額定電壓20%輸出頻率范圍:0400hz輸出頻率精度:0.01%最高頻率顯示方式:四位led顯示;lcd(中/英)+led可選核心硬件:ipm+dsp+mcupwm控制方式:電壓矢量控制防護等級:ip20安裝方式:壁掛艾默生變頻器td2100系列主要功能及特點(恒壓供水專用)根據(jù)壓力,最多可實現(xiàn)7臺泵的順序切換定時實現(xiàn)多臺泵的循環(huán)運行第三節(jié) 供水專用變頻器使用說明一、操作面板功能說明按鍵名稱功能prg編程鍵從停機狀態(tài)、運行狀態(tài)切換到編程狀態(tài)func/data功能/數(shù)據(jù)選擇數(shù)
14、據(jù)監(jiān)視模式并對寫入的數(shù)據(jù)進行確認增鍵數(shù)據(jù)或功能碼遞增減鍵數(shù)據(jù)或功能碼遞減移位鍵運行狀態(tài)和待機狀態(tài)時,可循環(huán)選擇顯示參數(shù);設(shè)定數(shù)據(jù)的修改位;顯示功能碼時可在功能塊間快速循環(huán)移動;故障報警狀態(tài)時可退出故障報警狀態(tài)panel/remote操作面板/遠程鍵操作面板控制、控制端子控制或串行通訊控制的切換鍵;與其上方的led指示燈配合使用;led亮?xí)r為操作面板控制方式;滅時為控制端子控制方式;閃爍時,則為串行通訊控制方式j(luò)og點動在操作面板控制方式下,用于點動運行操作run運行在操作面板控制方式下,用于運行操作stop/reset停止/復(fù)位運行狀態(tài)時,按此鍵可停止運行操作(三種控制方式均有效);故障報警狀
15、態(tài)時,可進行復(fù)位操作二、led數(shù)碼管及指示燈說明單位指示燈:由面板右上角三個指示燈組成,其顯示狀態(tài)的不同組合分別對應(yīng)六種單位指示,組合狀態(tài)與單位對應(yīng)關(guān)系如下圖單位指示燈閃爍時led顯示相應(yīng)參數(shù)的設(shè)置值變頻器運行在不同的狀態(tài)時,led和單位指示燈會有不同的狀態(tài)組合,其組合狀態(tài)和變頻器工作狀態(tài)如表下表所示。工作狀態(tài)led數(shù)碼顯示內(nèi)容單位指示燈運行、待機狀態(tài)穩(wěn)定顯示運行頻率hz燈亮停機狀態(tài)閃爍顯示設(shè)定頻率hz燈亮故障狀態(tài)閃爍顯示故障代碼所有單位燈滅功能碼顯示狀態(tài)穩(wěn)定顯示功能碼號所有單位燈滅功能碼參數(shù)顯示狀態(tài)閃爍顯示功能碼參數(shù)根據(jù)參數(shù)特性顯示其單位除led顯示和單位指示燈外,操作面板上還有運行指示燈和
16、控制方式指示燈。運行指示燈:指示系統(tǒng)的運行狀態(tài),該燈點亮,說明系統(tǒng)處于運行或待機狀態(tài)??刂品绞街甘緹簦褐甘咀冾l器的控制方式。變頻器在某一時刻只能選擇操作面板、控制端子或上位機串口三種方式之一。該指示燈點亮表示操作面板控制,滅表示控制端子控制,閃爍表示上位機串口控制。三、操作方法舉例1功能塊快速循環(huán)查找(以“顯示功能選擇”塊的查找為例)2功能碼參數(shù)的設(shè)置(將f127的值從243改為497)第二章 基本實訓(xùn)實訓(xùn)一 供水專用變頻器認識與操作一、實訓(xùn)目的1初步認識td2100 供水專用變頻器的構(gòu)成2掌握td2100 供水專用變頻器的基本操作3調(diào)試并檢驗系統(tǒng)狀態(tài)二、實訓(xùn)設(shè)備1thphy-2 變頻恒壓供水
17、系統(tǒng)實訓(xùn)裝置2thphy-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對象裝置3便攜式萬用表,一字螺絲刀,十字螺絲刀三、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟1認識變頻器基本結(jié)構(gòu)圖三2工頻旁路的使用在thphy-2型變頻恒壓供水系統(tǒng)中有4臺水泵,由于其中的2臺常規(guī)泵工作在變頻循環(huán)方式;所以這2臺常規(guī)泵會工作在變頻和工頻兩種狀態(tài)(通過接觸器切換)。如下圖。變頻器輸出與工頻旁路之間使用帶機械連鎖裝置的交流接觸器,并在電氣控制回路上進行邏輯互鎖,以防止變頻器輸出與工頻電源之間引起短路而損壞變頻器及相關(guān)設(shè)備。變頻器輸出u、v、w應(yīng)與工頻旁路電源l1、l2、l3相序一致。否則,在電機由變頻向工頻切換過程中,會因為切換前后的相序不一致而引起電機轉(zhuǎn)向的突
18、然反向,容易造成跳閘甚至損壞設(shè)備。變頻器輸出控制可采用變頻器內(nèi)部的電子熱保護開關(guān)(用戶亦可單獨外配過流保護裝置),但應(yīng)注意電機的工頻旁路中應(yīng)有相應(yīng)的過流保護裝置。 3端子說明端子標識端子功能說明r、s、t三相交流380v輸入端子u、v、w三相交流輸出端子pe接地端子h/acom手動軟啟動/自動運行方式選擇輸入。閉合時為手動軟啟動方式,斷開則為自動方式h1com手動信號1輸入。手動軟啟動運行方式有效時,該信號控制m1電機變頻軟啟動然后切換到工頻運行h2com手動信號2輸入。手動軟啟動運行方式有效時,該信號控制m2電機變頻軟啟動然后切換到工頻運行。變頻循環(huán)方式時有效,變頻固定方式無效。upcom頻
19、率增加信號輸入(可接入電接點壓力表的下限觸點)。閉合時變頻器輸出頻率遞增,斷開時變頻器停留在斷開前的頻率上運行。 此信號與dwncom一起可以組成簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)dwncom頻率降低信號輸入(可接入電接點壓力表的上限觸點)。閉合時變頻器輸出頻率降低,斷開時變頻器停留在斷開前的頻率上運行。 此信號與upcom一起可以組成簡單閉環(huán)控制系統(tǒng)fircom消防信號輸入。系統(tǒng)運行狀態(tài)下,有消防信號時,啟動相應(yīng)消防功能,系統(tǒng)工作在消防狀態(tài)opcom管道超壓信號輸入,閉合時表示管道超壓。runcom在外部控制模式下,開關(guān)合上變頻起運行,斷開停止。p24com直流+24v電源輸出,最大輸出電流:100mavrf
20、gnd基準電源輸出端子。一般外接壓力給定電位器直流+10v,最大輸出電流:50mavcignd模擬電壓輸入信號。一般用作閉環(huán)給定通道,也可用作反饋輸入通道;0+10v模擬電壓,輸入阻抗47kccignd模擬電壓/電流輸入信號,一般用作閉環(huán)反饋通道,也可用作閉環(huán)給定通道;0(2)+10v模擬電壓(輸入阻抗94k) 或 0(4)20ma模擬電流 (輸入阻抗500k),可通過變頻器內(nèi)部的跳線j4選擇4led運行參數(shù)顯示含義對已經(jīng)選擇的狀態(tài)量,在運行過程中均可通過鍵切換顯示,顯示含義為:輸出頻率(hz) 設(shè)定頻率(hz)輸出電壓(v) 輸出電流(a)閉環(huán)反饋(v) 閉環(huán)設(shè)定(v閃爍)壓力反饋(mpa)
21、 壓力設(shè)定(mpa閃爍)5、通電運行操作(步驟)5.1 用19芯航空電纜將對象和控制屏連接起來;5.2 通電準備:控制屏不接線,打開電源總開關(guān),確定各電源指示正常 ;5.3 將手動/自動切換鈕子開關(guān)撥到手動狀態(tài),依次手動啟動各臺水泵,確定各水泵運行狀態(tài)指示燈工作正常;5.4 按下“停止”按鈕,關(guān)閉工頻電源輸出,控制線路面板上的“工頻輸出”接主電路面板上“工頻輸入”(u0、v0、w0對接),其它線路斷開;5.5 打開對象中所有閥門,依次手動啟動和停止常規(guī)泵1、常規(guī)泵2、休眠泵、消防泵,觀察水泵運轉(zhuǎn)情況,對于運行反轉(zhuǎn)的水泵,斷開電源,打開水泵的接線盒調(diào)整其中任意兩根線序,確定水泵正方向運轉(zhuǎn)(如果四
22、臺水泵同時反轉(zhuǎn),只需調(diào)整控制屏電源輸入端插頭內(nèi)三相線的相序);5.6 將變頻器“工頻輸入”接“工頻輸出”(r、s、t分別接入u0、v0、w0);變頻器輸出端“變頻輸出”接入主電路“變頻輸入”(u、v、w對接);變頻器控制端子a、n、y1與控制線路面板中對應(yīng)的標示符a、n、y1相接;壓力信號輸入“p24(+)”、“cci(-)”端分別接壓力420ma的“+”、“-”端;其它線路斷開,并將手自動控制開關(guān)撥到“自動”。5.7 啟動變頻器,參照第一章第二節(jié)td2100供水專用變頻器使用說明,作如下操作: 用“panel/remote”鍵切換到面板控制方式,(其上方的指示燈亮); 按“prg”鍵進入編程
23、狀態(tài); 讀f01參數(shù),修改為0; 讀f02參數(shù),并修改為50hz; 讀f03參數(shù),修改為0,控制方式:操作面板控制; 讀f24參數(shù),修改為0,普通變頻器(開環(huán))控制方式; 按“prg”鍵回到停機狀態(tài); 按“run”鍵運行; 按“stop”鍵停止。注:參數(shù)的查詢和修改方法,請參考第一章第二節(jié)的操作方法舉例。5.8通過5.7步操作確定水泵在變頻控制狀態(tài)下也是正方向運轉(zhuǎn),如果水泵運轉(zhuǎn)方向不對,打開實驗臺后門,在里面調(diào)整變頻器輸出端其中任意兩根線序?;蛘吒淖僨04參數(shù)為另一值(0狀態(tài)下修改為1,1狀態(tài)下修改為0)(建議不要修參數(shù),以免下次進行參數(shù)初始化后,忘記恢復(fù))。 6td2100變頻器的三種啟動方
24、式td2100專用供水變頻器提供了三種控制方式供用戶選擇,這三種方式可以通過修改功能參數(shù)f03的值進行選擇:0:表示操作面板控制 1:表示控制端子控制 2:表示上位機串口控制。也可以使用“panel/remote”鍵切換到面板控制方式(或者參照有第一章第二節(jié)的操作面板使用說明)。6.1 操作面板控制 用“panel/remote”鍵切換到面板控制方式(其上方的指示燈亮); 按“run”鍵運行,系統(tǒng)進入自動運行狀態(tài); 待系統(tǒng)穩(wěn)定運行后,按“stop”鍵停止。6.2 控制端子控制 用“panel/remote”鍵切換到控制端子控制方式(其上方的指示滅); 將變頻器外部的旋轉(zhuǎn)開關(guān)扳到“啟動”位置,系
25、統(tǒng)進入自動運行狀態(tài); 待系統(tǒng)穩(wěn)定運行后,將變頻器外部的旋轉(zhuǎn)開關(guān)扳到“停止”,停止運行。6.3 上位機串口控制 用“panel/remote”鍵切換到上位機串口控制方式(其上方的指示燈閃爍); 打開上位機工程界面,按下“啟動”按鈕,系統(tǒng)進入自動運行狀態(tài); 待系統(tǒng)穩(wěn)定運行后,按下“停止”按鈕,停止運行。四、注意事項操作注意事項:1請嚴格按照實驗步驟操作,對于實驗步驟中沒有提及的功能參數(shù)請不要隨意修改。否則可能造成變頻器或水泵等關(guān)鍵設(shè)備的損壞,在啟動運行之前請認真檢查各設(shè)置項。2自動控制(變頻器控制)出現(xiàn)故障時,請先初始化變頻器出廠設(shè)置(修改f142=2,恢復(fù)出廠設(shè)置),然后按照附錄一、“thphy
26、-2型變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓(xùn)裝置”功能參數(shù)出廠值,重新設(shè)置好裝置的出廠設(shè)置。3啟動手動控制狀態(tài)時,為了設(shè)備安全,請將變頻器停機或者關(guān)閉變頻器電源。4本指導(dǎo)書中所有實驗項目中的壓力參數(shù)設(shè)置只是給出的一般參考數(shù)值,實驗者請根據(jù)不同的閥門數(shù)量具體設(shè)置相關(guān)參數(shù)。安全警告:1嚴禁將變頻器的輸出端接入工頻電源,工頻電源接入變頻輸出后,有爆炸和損壞財物的危險,確認變頻器電源完全斷開的情況下,才能進行接線操作,否則有觸電的危險。2嚴禁變頻器輸出相序與工頻相序不一致的狀態(tài)下,運行系統(tǒng)。在啟動系統(tǒng)前一定要按照上面的方法依次檢查系統(tǒng)的工作狀態(tài),保證系統(tǒng)啟、停正常,并且變頻輸出的相序和工頻輸入相序一致,同時各臺水泵在該
27、相序下正方向運轉(zhuǎn)。3請嚴格按照實驗步驟操作,對于實驗步驟中沒有提及的功能參數(shù)請不要隨意修改。否則可能造成變頻器或水泵等關(guān)鍵設(shè)備的損壞,在啟動運行之前請認真檢查各設(shè)置項。4為保證人身安全,請將該裝置和對象系統(tǒng)的接地線可靠接地。實訓(xùn)二 供水專用plc認識與操作供水系統(tǒng)是國民生產(chǎn)生活中不可缺少的重要一環(huán)。傳統(tǒng)供水方式占地面積大,水質(zhì)易污染,基建投資多,而最主要的缺點是水壓不能保持恒定,導(dǎo)致部分設(shè)備不能正常工作。供水專用變頻器依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù),在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求,是當(dāng)今最先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。國內(nèi)外不少廠家近年來紛紛推出了一系列新型產(chǎn)品,如艾默生的
28、td2100,日本最新的ipf系列變頻器,三菱公司的fr - 500系列變頻器,時代集團的tvf7 - 750 - p - t3系列水泵專用變頻器等。一、供水專用變頻器的主要性能和特點供水專用變頻器是把普通變頻器和plc的功能綜合在一體,是集供水控制和供水管理一體化的系統(tǒng)。通過壓力變送器和plc構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng),按恒壓、節(jié)能節(jié)水的優(yōu)化運行原則,隨著用水量的變化, p id儀表不斷的進行壓力采樣, plc進行邏輯運算,自動控制機組中泵的轉(zhuǎn)速和換泵,從而實現(xiàn)全自動恒壓變頻供水。內(nèi)置集成的液位傳感器很容易實現(xiàn)進水池液位的檢測和控制,當(dāng)檢測到水位低或輸入外部低水位開關(guān)信號時,系統(tǒng)告警輸出,并停止運行;
29、當(dāng)水位達到正常水位時,或輸入正常水位開關(guān)信號時,系統(tǒng)自動恢復(fù)運行,這有效地防止了水泵系統(tǒng)設(shè)備因缺水而損壞。當(dāng)管網(wǎng)壓力不足時,變頻器增大輸出頻率,水泵轉(zhuǎn)速加速,供水量增加,迫使管網(wǎng)壓力上升;反之水泵轉(zhuǎn)速減慢,供水量減小,管網(wǎng)壓力下降。目的是控制變頻器的輸出頻率和輸出電壓,從而調(diào)節(jié)變頻泵的轉(zhuǎn)速工藝控制多臺變頻泵和工頻泵的啟停而達到恒壓變頻供水的目的。變頻器有過載電子熱保護器,通常按照用戶設(shè)置的電機電流參數(shù)實施熱保護,因為有多泵供水模式和各電機電流參數(shù)的分別設(shè)置,變頻器能對其交替拖動的多臺電機實施熱保護。系統(tǒng)有管道超壓/管道欠壓/進水池缺水故障時系統(tǒng)變?yōu)榇龣C的功能。 系統(tǒng)具有定時切換功能,使各泵工作
30、時間均衡,防止泵的銹死,故障聲光報警功能,指定日供水壓力控制功能。系統(tǒng)供水有變頻泵固定方式和變頻泵循環(huán)方式??刹捎糜谙葐⑾韧;蛳葐⒑笸DJ?,共8種供水組合控制模式,可實現(xiàn)最多4臺變頻循環(huán)泵或臺變頻固定方式控制。能靈活配置常規(guī)泵、消防泵、排污泵、休眠泵,便于實現(xiàn)供水泵房全面自動化。工作泵與備用泵不固死,可自動定時輪換,可以有效地防止因為備用泵長期不用時發(fā)生的銹死現(xiàn)象,提高了設(shè)備的綜合利用率,降低了維護費用。可設(shè)定排污泵,能自動檢測污水池液位或根據(jù)液位開關(guān)信號實現(xiàn)自動排污。夜間供水量急劇減少時可設(shè)定休眠泵,休眠期間,只有休眠泵工作,變頻器只監(jiān)測管網(wǎng)壓力,當(dāng)壓力低于設(shè)定壓力時,系統(tǒng)自動喚醒。變頻泵投
31、入工作,當(dāng)壓力高于設(shè)定值時系統(tǒng)再次投入休眠狀態(tài),只有休眠水泵運行,這樣能最大限度地節(jié)水節(jié)電功效。具有零星停機功能。在用戶不用水的情況下會自動停機。故障泵退出功能。水泵出現(xiàn)損壞時,讓故障泵自動退出功能。有消防信號外部輸入接口,當(dāng)有火警或消防信號到來時,系統(tǒng)能自動切換到消防模式,有多種消防工作模式可選,主要根據(jù)消防和生活管網(wǎng)是否共用,以及進水池是否共用等條件來進行選擇。url=/callsale/inveter/index.html/callsale/inveter/index.html變頻恒壓/url供水
32、系統(tǒng)具有標準的通訊接口,可與城市供水系統(tǒng)的上位機聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)城區(qū)供水系統(tǒng)的優(yōu)化控制,為城市供水系統(tǒng)提供了現(xiàn)代化的調(diào)度、管理、監(jiān)視及經(jīng)濟運行的手段。另外還有一些功能,如故障自動電話撥號,當(dāng)供水系統(tǒng)或變頻器發(fā)生故障時,通過內(nèi)置的rs232c串行通訊接口,與外接的mo2dem設(shè)備進行信號連接,自動啟動預(yù)先設(shè)定的電話號碼和信息,及時通知設(shè)備維護人員進行相應(yīng)處理,可以方便地實現(xiàn)泵房無人職守運行。由此可見,供水專用變頻器具有強大的功能,能滿足供水系統(tǒng)的各種控制方案。二、供水專用變頻器的合理選用1生活供水系統(tǒng)采用變頻供水設(shè)備可改善供水水質(zhì),且自動化程度高,又是國家節(jié)能推廣技術(shù),但若選擇使用不當(dāng),又會造成電能浪
33、費,因此建議設(shè)計人員和用戶在方案確定之前應(yīng)根據(jù)用水性質(zhì)、用水特點、用水規(guī)模、設(shè)備投資等因素綜合考慮,在保證可靠供水前提下,充分發(fā)揮供水變頻器的節(jié)能潛力。2采用變頻恒壓供水,消防了主管網(wǎng)壓力波動,保證了供水質(zhì)量,而且節(jié)能效果明顯,并延長了主管網(wǎng)及其閥門的使用壽命。3變頻器為供水專用型,主要用于拖動水泵電機負載,由于低速時水泵固用的死區(qū)特性而不能有效供水,浪費電能,且低速時水泵電機散熱效果差,故不宜長期低速運行。4變頻供水設(shè)備自動化提高,系統(tǒng)響應(yīng)迅速,實戰(zhàn)性強,同時設(shè)備分布相對集中,配置簡單,便于管理和維護,建議用戶應(yīng)根據(jù)自身工程特點合理選用。實訓(xùn)三 常規(guī)泵的手動軟啟動控制一、實訓(xùn)目的1了解手動軟
34、啟動的意義2掌握其參數(shù)設(shè)置方法二、實訓(xùn)設(shè)備1thphy-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓(xùn)裝置2thphy-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對象裝置三、實訓(xùn)接線將變頻器“工頻輸入”接“工頻輸出”(r、s、t分別接入u0、v0、w0);“變頻輸出”接入主電路“變頻輸入”(u、v、w對接);主電路面板上的“工頻輸入”接“工頻輸出”;將變頻器控制端子a、n、y1、y2、y3、y4、y5、y6與控制線路面板中對應(yīng)的標示符對接;壓力信號輸入“p24(+)”、“cci(-)”端分別接壓力420ma的“+”、“-”端。四、“手動軟啟動”概念手動軟啟動是指泵先由變頻器輸出啟動,運行到設(shè)定切換頻率時,將泵由變頻器輸出控制切換到工頻電
35、網(wǎng)控制運行。 該功能只針對變頻循環(huán)方式的泵有效,主要用于調(diào)試目的。手動軟啟動狀態(tài)由“自動/手動軟啟動”選擇開關(guān)控制,只有當(dāng)手動軟啟動方式有效時,才能進行相應(yīng)各泵的手動軟啟動操作(h1控制“常規(guī)泵1”,h2控制“常規(guī)泵2”),此時,壓力閉環(huán)自動控制不起作用。五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟按照附錄一進行功能參數(shù)設(shè)置后作如下操作:1打開所有的生活用水龍頭,關(guān)閉消防水龍頭;2用“panel/remote”鍵切換到面板控制方式,變頻器要處于停機狀態(tài);3將手自動控制開關(guān)撥到“自動”;4將自動/手動軟啟動鈕子開關(guān)撥到“開”位置,即手動軟啟動運行方式;5將h1鈕子開關(guān)撥到“開”位置,“常規(guī)泵1“變頻啟動,然后切換到工頻;
36、將h1撥到“關(guān)”狀態(tài),然后將h2撥到“開”狀態(tài),常規(guī)泵2變頻啟動,然后切換到工頻。實訓(xùn)四 常規(guī)泵循環(huán)式起-??刂埔弧嵱?xùn)目的1掌握td2100 供水專用變頻器的循環(huán)啟、??刂乒δ?了解循環(huán)供水模式在實際中的應(yīng)用二、實訓(xùn)設(shè)備1thphy-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓(xùn)裝置2thphy-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對象裝置三、實訓(xùn)接線將變頻器“工頻輸入”接“工頻輸出”(r、s、t分別接入u0、v0、w0);“變頻輸出”接入主電路“變頻輸入”(u、v、w對接);主電路面板上的“工頻輸入”接“工頻輸出”;將變頻器控制端子a、n、y1、y2、y3、y4、y5、y6與控制線路面板中對應(yīng)的標示符對接;壓力信號輸入“p24
37、(+)”、“cci(-)”端分別接壓力420ma的“+”、“-”端。四、應(yīng)用背景在實際應(yīng)用中,為保證系統(tǒng)的可靠運行,常常在一套供水系統(tǒng)中增設(shè)一臺輔助水泵,當(dāng)主泵出現(xiàn)故障時,開啟輔助水泵,以保證供水系統(tǒng)的不間斷性。然而輔助水泵長期處于停運過程中時,內(nèi)部器件會容易生銹和老化,為保障供水系統(tǒng)的主泵出現(xiàn)故障時,輔助泵能正常啟動,輔助泵一定要定期起用檢查。變頻泵循環(huán)啟、停實驗就是驗證這一功能在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用。在“thphy-2型變頻恒壓供水模型”中,系統(tǒng)的兩臺常規(guī)水泵即為變頻水泵,兩臺水泵可以作為一主一備使用,也可同時使用;當(dāng)供水系統(tǒng)在較小的壓力范圍內(nèi)工作時,一臺變頻水泵能夠滿足系統(tǒng)的供水的流量和壓力
38、需求時,另一臺水泵就可以作為備用泵使用,當(dāng)一臺泵的壓力和流量滿足不了供水系統(tǒng)需求時,可以同時啟動另一臺水泵工作。兩臺水泵工作在變頻循環(huán)方式:即系統(tǒng)在第一次啟動時,常規(guī)泵1變頻運行一直到(50hz),當(dāng)壓力數(shù)值仍達不到系統(tǒng)設(shè)定壓力時,常規(guī)泵1工頻運行,常規(guī)泵2變頻啟動運行,直到滿足系統(tǒng)壓力設(shè)定值。系統(tǒng)停機后,下次啟動將從常規(guī)泵2啟動變頻運行,然后切換到工頻,再啟動常規(guī)泵1變頻運行。如此循環(huán),即為先起先停方式的變頻循環(huán)模式。同樣在實際應(yīng)用中,為了定期對輔助水泵進行檢查,還可以設(shè)置水泵的定時輪換周期,具體設(shè)置請參考td2100系統(tǒng)功能碼f45。五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟變頻循環(huán)方式的設(shè)置主要由f24、f25
39、、f110、f111、f112、f113、f114、f115參數(shù)決定,其參數(shù)設(shè)置如下:f24=1、f25=1,f106=1(顯示功能碼f107f124),f110=0,f111=0,f112=3,f113=1,f114=4,f115=4;其它參數(shù)的設(shè)置保留附錄一的設(shè)置。注:參數(shù)的查詢和修改方法,請參考第一章第二節(jié)的操作方法舉例。設(shè)置好參數(shù)以后按以下操作步驟進行:1打開所有的生活用水龍頭,關(guān)閉消防水龍頭;2用“panel/remote”鍵切換到面板控制方式;3將手自動控制開關(guān)撥到“自動”;4按“run”鍵運行變頻器;初始啟動后,常規(guī)泵1變頻運行一直到(50hz),當(dāng)壓力數(shù)值仍達不到系統(tǒng)設(shè)定壓力(
40、30kpa)時,常規(guī)泵1工頻運行,常規(guī)泵2變頻啟動運行,直到滿足系統(tǒng)壓力設(shè)定值。經(jīng)過一段時間后,系統(tǒng)壓力數(shù)值會穩(wěn)定在設(shè)定值處,系統(tǒng)進入穩(wěn)定運行狀態(tài)。5系統(tǒng)穩(wěn)定運行一段時間后,按“stop”鍵停止運行,此時常規(guī)泵1停止運行,常規(guī)泵2運行頻率逐漸減小為0,但常規(guī)泵2保持變頻啟動狀態(tài)不變,其變頻指示燈仍亮; 6按“run”鍵重新運行變頻器,變頻輸出從常規(guī)泵2變頻啟動,然后常規(guī)泵2切換為工頻狀態(tài),常規(guī)泵1變頻運行,直到滿足系統(tǒng)壓力設(shè)定值,進入穩(wěn)定運行狀態(tài);7系統(tǒng)穩(wěn)定運行一段時間后,按“stop”鍵再次停止運行,系統(tǒng)回到從常規(guī)泵1變頻啟動的初始狀態(tài)。實訓(xùn)五 生活水系統(tǒng)靜態(tài)壓力控制一、實訓(xùn)目的1了解td2
41、100 閉環(huán)控制功能參數(shù)設(shè)置2了解靜態(tài)壓力控制試驗供水系統(tǒng)中的應(yīng)用二、實訓(xùn)設(shè)備1thphy-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓(xùn)裝置2thphy-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對象裝置3pc機一臺(配力控組態(tài)軟件一套)三、實訓(xùn)接線將變頻器“工頻輸入”接“工頻輸出”(r、s、t分別接入u0、v0、w0);“變頻輸出”接入主電路“變頻輸入”(u、v、w對接);主電路面板上的“工頻輸入”接“工頻輸出”;將變頻器控制端子a、n、y1、y2、y3、y4、y5、y6與控制線路面板中對應(yīng)的標示符對接;壓力信號輸入“p24(+)”、“cci(-)”端分別接壓力420ma的“+”、“-”端。四、應(yīng)用背景在用戶用水量一定的情況下,樓宇
42、供水系統(tǒng)的管網(wǎng)壓力和流量也是一定的,供水系統(tǒng)只要保證一定的輸出功率,就可以滿足系統(tǒng)的供水要求。因此在這種情況下,只要知道了系統(tǒng)的需求壓力,水泵機組可以工作在開環(huán)控制狀態(tài)。由于人群數(shù)量和用水時段的不同,樓層用水量一般是不穩(wěn)定的,所以恒壓供水系統(tǒng)一般要工作在閉環(huán)控制狀態(tài)。樓層用水量恒定只是供水時的一種特殊狀態(tài),而通過在閉環(huán)控制狀態(tài)下維持系統(tǒng)的管網(wǎng)靜態(tài)壓力試驗則可以觀測控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。從而判定供水閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定性。管網(wǎng)靜態(tài)壓力實驗就是用來測試控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟管網(wǎng)靜態(tài)壓力的設(shè)置主要由pi閉環(huán)控制功能參數(shù)決定,其參數(shù)設(shè)置如下:先設(shè)f87=1(顯示功能碼f88f105),再設(shè)定控
43、制壓力為20kpa(f97=0.020);比例增益為p=500.0%(f98=500.0);積分時間ti=1s(f99=1);其它參數(shù)的設(shè)置保留附錄一的設(shè)置。設(shè)置好參數(shù)以后按以下操作步驟進行:1打開所有的生活用水龍頭,關(guān)閉消防用水龍頭;2用“panel/remote”鍵切換到面板控制方式;3按“run”鍵運行變頻器,直到系統(tǒng)壓力基本穩(wěn)定;4多次調(diào)整比例增益和積分時間,并重新運行系統(tǒng),比較每次系統(tǒng)壓力基本穩(wěn)定的后,測量數(shù)值與設(shè)定數(shù)值之間的偏差百分比,偏差較小的幾組參數(shù)(5%以內(nèi))說明控制系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定型。 注:為便于觀察測量數(shù)值與設(shè)定數(shù)值之間的關(guān)系可以通過上位機軟件觀察,上位機軟件的使用請參
44、考實訓(xùn)九。實訓(xùn)六 生活水系統(tǒng)動態(tài)壓力控制一、實訓(xùn)目的1測試控制系統(tǒng)的動態(tài)性能2分析系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)性二、實訓(xùn)設(shè)備1thphy-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓(xùn)裝置2thphy-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對象裝置3pc機一臺(配力控組態(tài)軟件一套)三、實訓(xùn)接線將變頻器“工頻輸入”接“工頻輸出”(r、s、t分別接入u0、v0、w0);“變頻輸出”接入主電路“變頻輸入”(u、v、w對接);主電路面板上的“工頻輸入”接“工頻輸出”;將變頻器控制端子a、n、y1、y2、y3、y4、y5、y6與控制線路面板中對應(yīng)的標示符對接;壓力信號輸入“p24(+)”、“cci(-)”端分別接壓力420ma的“+”、“-”端。四、應(yīng)用
45、背景由于樓層中人群數(shù)量和用水時段的不同,樓層用水量一般是不穩(wěn)定的,供水壓力處于實時的變換過程中,所以在用水壓力的變換過程中,恒壓供水系統(tǒng)的閉環(huán)控制器一定要能及時的跟蹤壓力變化過程,這就需求閉環(huán)控制系統(tǒng)不但要有較好的穩(wěn)定性,還要有較好的動態(tài)性。通過管網(wǎng)動態(tài)壓力實驗可以用來測試控制系統(tǒng)的動態(tài)性能。五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟管網(wǎng)壓力動態(tài)測試主要也由pi閉環(huán)控制功能參數(shù)決定,其參數(shù)設(shè)置如下:先設(shè)f87=1(顯示功能碼f88f105),再設(shè)定控制壓力為30kpa(f97=0.030);比例增益為p=500.0%(f98=500.0);積分時間ti=1s(f99=1);其它參數(shù)的設(shè)置按照附錄一的設(shè)置進行。設(shè)置好參
46、數(shù)以后按以下操作步驟進行:1打開第二、三、四、五、六層的生活用水龍頭,消防水龍頭和一層生活用水龍頭關(guān)閉;2用“panel/remote”鍵切換到面板控制方式;3按“run”鍵運行變頻器;4系統(tǒng)到達壓力設(shè)定值并穩(wěn)定運行一段時間后,同時打開第一層的生活用水龍頭。記錄下從打開第一層水龍頭開始到系統(tǒng)再次進入穩(wěn)定狀態(tài)(5%以內(nèi))所需要的時間;5多次調(diào)整比例增益和積分時間,仿照上面的操作,記錄每次得到的時間。在測出的歷時(約40s以內(nèi))較短的幾組參數(shù)下控制系統(tǒng)具有較好的動態(tài)性能; 6將此次測得的數(shù)據(jù)和管網(wǎng)壓力靜態(tài)控制實驗中測得的數(shù)據(jù)作比較,在兩次實驗中都滿足要求的數(shù)據(jù),用于控制系統(tǒng)時具有較好的穩(wěn)定性和動態(tài)
47、性。注:為便于觀察測量數(shù)值與設(shè)定數(shù)值之間的關(guān)系可以通過上位機軟件觀察,上位機軟件的使用請參考實訓(xùn)九。實訓(xùn)七 生活水系統(tǒng)的分段定時控制一、實訓(xùn)目的1測試td2100定時控制功能2了解定時控制的實際意義二、實訓(xùn)設(shè)備1thphy-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)實訓(xùn)裝置2thphy-2 變頻恒壓供水系統(tǒng)對象裝置三、實訓(xùn)接線將變頻器“工頻輸入”接“工頻輸出”(r、s、t分別接入u0、v0、w0);“變頻輸出”接入主電路“變頻輸入”(u、v、w對接);主電路面板上的“工頻輸入”接“工頻輸出”;將變頻器控制端子a、n、y1、y2、y3、y4、y5、y6與控制線路面板中對應(yīng)的標示符對接;壓力信號輸入“p24(+)”、“
48、cci(-)”端分別接壓力420ma的“+”、“-”端。四、應(yīng)用背景隨著用水時段的不同,樓層用水量一般是不穩(wěn)定的,為了適應(yīng)生活供水中的壓力/流量波動特性,如通常白天的3個用水高峰期流量波動,以及其他一些特殊應(yīng)用,系統(tǒng)提供了最多6段的定時壓力給定控制以滿足使用,可以起到節(jié)水和節(jié)能的作用。一天的流量波動和多段壓力控制如下圖所示。本文主要介紹了變頻器的常規(guī)日供水定時控制。五、實訓(xùn)內(nèi)容與步驟參數(shù)設(shè)置如下:f53=1,f54=9.00,f55=0.010,f56=9.10,f57=0.020,f58=9.20;f59=0.025,f60=9.30,f61=0.020;f62=9.40,f63=0.015;f64=9.50,f65=0.020。其它參數(shù)的設(shè)置按照附錄一的設(shè)
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