PLC及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、plc及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試一、設(shè)計(jì)要求1.背景樓宇供水的說明當(dāng)前的樓宇高度越來越高，而市政管網(wǎng)的水壓很低，因此需要二次供水。二次供水就是每個(gè)建筑物自己來解決自己的用水問題。主要方式有兩種：一、上下水池。在建筑物的下面建造一個(gè)水池存儲(chǔ)市政來水，在建筑物的樓頂再建一個(gè)水池，利用水泵將水由下水池的水泵到樓頂，再通過管路送下到用戶。二、恒壓供水。同樣在建筑物下面建一個(gè)水池，然后利用水泵直接給用戶送水，取消了天面水池。由于方式一存在著水的污染問題，目前已經(jīng)不再采用。目前的樓宇供水基本為方式二。恒壓供水原理恒壓供水原理：在供水總管上安裝壓力邊送器，當(dāng)用戶用水量大的時(shí)候，壓力降低提高或

2、增加水泵的頻率或臺(tái)數(shù)，保證供水壓力恒定，即可滿足用戶用水。為了避免壓力波動(dòng)，需要對水泵進(jìn)行變頻調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)用戶的用水量多少自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的出水量。水泵的設(shè)置一般為：主泵和輔泵。具體的泵的選型根據(jù)實(shí)際用水量來定。輔泵的功率較小，一般不變頻。具體的工作原理為：當(dāng)管網(wǎng)壓力降低時(shí)，輔泵先啟動(dòng)工作，當(dāng)能滿足壓力設(shè)定要求時(shí)，連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)管網(wǎng)壓力升高到設(shè)定停泵壓力時(shí)，停止工作。當(dāng)輔泵工作，壓力還在繼續(xù)下降時(shí)，主泵變頻啟動(dòng)，輔泵停止工作。主泵根據(jù)設(shè)定的恒壓值自動(dòng)調(diào)頻，保證壓力恒定。如果壓力升高并且變頻器頻率已經(jīng)下降到下限頻率，則主泵停止工作。如果壓力降低并且變頻器頻率已經(jīng)上升到上限限頻率，則主泵由變頻狀態(tài)

3、切換到工頻，另外一臺(tái)主泵變頻啟動(dòng)。當(dāng)兩臺(tái)主泵工作時(shí)，如果壓力升高并且變頻器頻率已經(jīng)下降到下限頻率，則工頻工作的主泵停止。依次起停循環(huán)。2.設(shè)計(jì)任務(wù)l 采用3或2臺(tái)主泵和一臺(tái)穩(wěn)壓泵。l 穩(wěn)壓泵不用變頻。l 控制系統(tǒng)具備手自動(dòng)功能，手動(dòng)時(shí)可以單獨(dú)工頻起停每臺(tái)泵。自動(dòng)時(shí)，根據(jù)壓力自動(dòng)控制。其中1臺(tái)為變頻運(yùn)行，3臺(tái)為工頻運(yùn)行均采用軟起停方式，并能做到現(xiàn)起先停，后起后停，循環(huán)交替切換。l 各臺(tái)泵具有短路、過載等基本保護(hù)。l 可根據(jù)當(dāng)前的壓力自動(dòng)起停水泵和自動(dòng)變頻調(diào)速，保證壓力穩(wěn)定。l 先起先停功能，即先起動(dòng)的水泵在停泵時(shí)先停。l 自動(dòng)輪換功能。當(dāng)單臺(tái)泵工作時(shí)可以根據(jù)設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)切換到下一臺(tái)泵工作。l

4、用戶可以根據(jù)需要設(shè)定供水壓力。二、方案2.說明壓力變送器的說明：Ø 壓力的常用單位有mpa、bar、公斤等。它們之間的關(guān)系為： 1 mpa10 bar10公斤100米水柱Ø 選擇變送器的原則：被測量的范圍在所選變送器的量程的1/3-2/3處。Ø 一般變送器的工作電壓為對此 dc15vdc30v,所以一般選擇變送器的電源為dc24v.Ø 變送器的輸出信號一般為020ma , 420ma , 05v, 010v等,工作方式有兩線制，三線制和四線制。Ø 本次實(shí)驗(yàn)為了便于調(diào)試，建議使用 05v信號輸入。（采用遠(yuǎn)傳壓力表）。選擇采用0-5v，0-1.6m

5、pa壓力變送器plc控制回路系統(tǒng)中plc控制器采用三菱公司的fx-2n-24mr可編程控制器，負(fù)責(zé)設(shè)定壓力的檢測和反饋壓力的檢測、頻率給定信號的計(jì)算、三臺(tái)水泵工作狀態(tài)的控制的工作。變頻器的控制l 模擬量輸入輸出模塊fx0n-3a讀入用戶的管道壓力設(shè)定值fx0n-3a具有2通道的a/d 8位數(shù)字輸出，在這ch1用于壓力的設(shè)定、ch2用于壓力反饋，還具有1通道的d/a 8位數(shù)字輸入，用于控制變頻器頻率給定。l 變頻器采用三菱公司的fr-e500變頻器，負(fù)責(zé)在水泵變頻工作時(shí)對水泵輸出三相變頻電流，實(shí)現(xiàn)水泵輸出的可調(diào)。三、電路設(shè)計(jì)1.控制回路給出部分電路由plc和電器元件組成。plc按照管道壓力測量值

6、和設(shè)定值之間的偏差對水泵的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，決定那臺(tái)水泵工作、是否變頻。同時(shí)，可利用按鈕切換到手動(dòng)模式，停止plc的控制作用。當(dāng)選擇手動(dòng)時(shí)，可以單獨(dú)工頻起停每臺(tái)泵。關(guān)掉手動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)由plc控制實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)，控制回路有過熱過載保護(hù)。2.主回路給出部分電路由變頻器、水泵、接觸器和電路保護(hù)器件組成，實(shí)現(xiàn)水泵的啟動(dòng)、停止及變頻工作。工作方式為：當(dāng)管網(wǎng)壓力降低時(shí)，輔泵先啟動(dòng)工作，當(dāng)能滿足壓力設(shè)定要求時(shí)，連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)管網(wǎng)壓力升高到設(shè)定停泵壓力時(shí)，停止工作；當(dāng)輔泵工作，壓力還在繼續(xù)下降時(shí)，主泵變頻啟動(dòng)，輔泵停止工作；主泵根據(jù)設(shè)定的恒壓值自動(dòng)調(diào)頻，保證壓力恒定；如果壓力升高并且變頻器頻率已經(jīng)下降到下限頻率，則主

7、泵停止工作；如果壓力降低并且變頻器頻率已經(jīng)上升到上限頻率，則主泵由變頻狀態(tài)切換到工頻，另外一臺(tái)主泵變頻啟動(dòng)；當(dāng)兩臺(tái)主泵工作時(shí)，如果壓力升高并且變頻器頻率已經(jīng)下降到下限頻率，則工頻工作的主泵停止；依次起停循環(huán)。四、程序設(shè)計(jì)1.源程序五、心得體會(huì)通過這次的課程設(shè)計(jì)，基本掌握了可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般方法。對可編程控制器的理解進(jìn)一步加深，掌握了基本的電氣原理圖的設(shè)計(jì)，plc程序的編制以及fx0n-3a模塊的使用和變頻器的使用。對plc的基本用法都在課程的基礎(chǔ)上有進(jìn)一步的提高，在程序編制過程中對三菱plc的指令有更全面的深入。并且在該門課的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、檢測技術(shù)、電氣控制的原理，對以后實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。本次試驗(yàn)讓我更加熟練gx developer、pcschematic 、autocad等軟件的使用。六