畢業(yè)設(shè)計：變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計-精品

1、摘  要供水工程往往成為高層建筑或工礦企業(yè)和小型企業(yè)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一。任何時候都能提供足夠的水量、平穩(wěn)的水壓、合格的水質(zhì)是對給水系統(tǒng)提出的基本要求。就目前而言，多數(shù)工業(yè)、生活供水系統(tǒng)都采用水塔、層頂水箱等作為基本儲水設(shè)備，由一級或二級水泵從地下市政水管供給。因此，如何建立一個可靠安全、又易于維護的供水系統(tǒng)是值得我們研究的課題。本文將研究和介紹利用PLC/PID/單片機等來檢測它的水位狀況，結(jié)合可編程控制技術(shù)、變頻控制技術(shù)、電機泵組控制技術(shù)的新型機電一體化供水裝置,通過PLC/PID解決控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。從而取得較好的控制效果。關(guān)鍵詞：PLC   變頻

2、控制/恒壓供水  恒壓測試目 錄摘  要 目 錄第1章前言 1第2章變頻恒壓供水工作原理 2第3章 變頻恒壓供水系統(tǒng)技術(shù)方案 43.1 系統(tǒng)介紹 43.2  PLC功能 43.2.1  控制信號采集 43.2.2 被自動控制的工作對象 4第4章建筑給水系統(tǒng)超壓出流的實測分析 64.1 測試對象 64.2  測試裝置 64.3   測試內(nèi)容和方法 74.3.1  測試點和測試時間 74.3

3、.2  測試方法 74.4  普通水龍頭半開狀態(tài) 74.5  節(jié)水龍頭半開狀態(tài) 84.6  結(jié)語 8第5章變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計 105.1  變頻恒壓供水技術(shù)概述 105.1.1  系統(tǒng)構(gòu)成與控制方式選擇 105.1.2  各條件下供水具體控制方式 115.2  實際系統(tǒng)的設(shè)計 125.2.1 實際系統(tǒng)中應(yīng)考慮的其他因素 125.2.2  管網(wǎng)水壓控制點的選擇 135.3  

4、 抗干擾問題 135.4故障時的問題 13第6章專用變頻器在恒壓供水裝置中的應(yīng)用 156.1  回顧 156.2  變頻控制恒壓供水控制方式 166.2.1  邏輯電子電路控制方式 166.2.2  單片微機電路控制方式 176.2.3   新型變頻調(diào)速供水設(shè)備 18第7章PLC控制變頻器恒壓供水系統(tǒng) 217.1  概述 217.2  控制系統(tǒng)構(gòu)成 217.3  PLC控制系統(tǒng)簡介 22

5、7.4  恒壓供水的控制原理 237.5  相關(guān)控制功能實現(xiàn) 257.6.1 運行效果分析 267.6.2  高效節(jié)能 277.7  提高自動化水平 27第8章小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng) 288.1  概述 288.2  變頻節(jié)能理論 288.2.1  交流電機變頻調(diào)速原理 288.3  變頻恒壓供水系統(tǒng)及控制參數(shù)選擇 298.3.1 變頻恒壓供水系統(tǒng)組成 298.3.2  變頻恒壓供水系統(tǒng)的參數(shù)選取&

6、#160;308.4  變頻恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)點 30第9章結(jié)論 33致謝 34參考文獻 35 第1章前言為了使用戶用水的多少是經(jīng)常變動的，因此供水不足或供水過剩的情況時有發(fā)生。而用水和供水的平衡集中反映在供水的壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力大。保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間保持平衡，即用水多時用水也多，用水少時用水也少，從而提高了供水的質(zhì)量。  恒壓供水是指在供水網(wǎng)中用水量發(fā)生變化的時候，出口壓力保持不變的供水方式。供水網(wǎng)系出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用

7、水塔、高位水箱、氣壓管等設(shè)施實現(xiàn)的。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟和廣泛應(yīng)用，利用內(nèi)部包含有PID調(diào)節(jié)器、單片機、PLC等器件有機結(jié)合的供水專用變頻器，構(gòu)成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，實現(xiàn)恒壓供水。此外,這次課程設(shè)計對我還有以下意義:(1) 通過這次課程設(shè)計，加深對PLC等理論方面的理解。(2) 了解和掌握PLC應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計過程、方法及實現(xiàn)，為以后設(shè)計和實現(xiàn)PLC應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。(3) 通過簡單的課題設(shè)計練習(xí)，了解必須提交的各項工程文件，也達到鞏固、充實和綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的目的。 第2章變頻恒壓供水工作原理全自動變頻調(diào)速供水設(shè)備是應(yīng)用先進的現(xiàn)代控制理論，結(jié)合可編程控制技

8、術(shù)、變頻控制技術(shù)、電機泵組控制技術(shù)的新型機電一體化供水裝置。該設(shè)備通過安裝在水泵出水總管上的遠傳壓力表（內(nèi)為一滑動電阻），將出口壓力轉(zhuǎn)換成0-5V電壓信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊將模擬電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并送入可編程序控制器，經(jīng)可編程內(nèi)部PID運算，得出一調(diào)節(jié)參量并將該參量送入D/A轉(zhuǎn)換模塊，經(jīng)數(shù)摸轉(zhuǎn)換后將得出模擬量傳送變頻器，進而控制其輸出頻率的變化。設(shè)備采用多泵并聯(lián)的供水方式，用戶用水量的大小決定了投入運行的水泵的數(shù)量，當(dāng)用水量較小時，單臺泵變頻工作，當(dāng)用水量增加，水泵運行頻率隨之增加，如達到水泵額定輸出功率仍無法滿足用戶供水要求時，該泵自動轉(zhuǎn)換成工頻運行狀態(tài)，并變頻啟動下一臺水泵。反之，當(dāng)用水

9、量減少，則降低水泵運行頻率直至設(shè)定下限運行頻率，如供水量仍大于用水量，則自動停止工頻運行泵同時變頻泵轉(zhuǎn)速增加。當(dāng)用水量降至某一程度時（如夜間用水很少時），變頻主泵停止工作，改由輔泵及小型氣壓罐供水。節(jié)能運行：變頻恒壓供水控制器采用最新微電腦設(shè)計處理器設(shè)計制造配備液晶中文顯示,參數(shù)顯示、設(shè)定就一目了然了。產(chǎn)品特點：(1)外部接線簡單:用戶只需通過菜單設(shè)置，即可使控制器適用于不同的供水控制系統(tǒng)；無需改變復(fù)雜的外部接線。(2)可靠性:由于控制器已將各種功能模塊集成于內(nèi)部，外部配件少，、進一步降低了整個系統(tǒng)出現(xiàn)故障的機會。(3)調(diào)試簡單方便:豐富而完美的漢字提示。使一般的操作人員無需經(jīng)過復(fù)雜的培訓(xùn)，也

10、能對各種操作應(yīng)用自如。(4)系統(tǒng)功能完善:與目前國內(nèi)同類設(shè)備比較，本設(shè)備更顯示出其獨特的優(yōu)點。在設(shè)備工作現(xiàn)場，工程人員可根據(jù)泵組的實際情況在顯示下，隨時改變各種控制參數(shù)，由于保證泵組處于最優(yōu)化的運行狀態(tài)。(5)控制精度高本控制程序中所有的模擬量均為數(shù)碼處理。改良的PID數(shù)字控制系統(tǒng)能夠避免一般PID死區(qū)（對水泵控制而言）所帶來的控制誤差,使系統(tǒng)的供水壓力更加穩(wěn)定。(6)睡眠功能的最新應(yīng)用可使機組在每天的零流量的區(qū)域中自動啟、停，間歇型的供水方式,使節(jié)電效果更佳。(7)控制功能先進控制系統(tǒng)可在漢字顯示屏上明確顯示其工頻、變頻、轉(zhuǎn)換的運行工況。(8)維修簡單方便獨有的系統(tǒng)故障檢測、明確的故障部位（

11、中文）提示,使工程人員能夠清楚地了解故障所在,幫助維修人員檢查故障發(fā)生的部位的部位和原因。1 引言恒壓供水系統(tǒng)對于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的，例如在某些生產(chǎn)過程中，若自來水供水壓力不足或短時斷水，可能會影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時使產(chǎn)品報廢和設(shè)備損壞。又如當(dāng)發(fā)生火警時，若供水壓力不足或無水供應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟損失和人員傷亡。所以，某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟和社會意義。基于上述情況對某生活區(qū)供水系統(tǒng)進行了改造，采用PLC作為中心控制單元，利用變頻器與PID相結(jié)合，根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)可快速調(diào)整供水系統(tǒng)的工作壓力，達到恒壓供水的目的，提高了系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，得到了良好的控制效果

12、。2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理供水系統(tǒng)由主供水回路、備用回路、儲水池及泵房組成，其中泵房裝有1#3#共3臺150kW泵機。另外，還有多個電動閘閥或電動蝶閥控制各供水回路和水流量。由于該供水網(wǎng)較大，系統(tǒng)需要供水量每小時開2臺泵機向管網(wǎng)充壓，供水量大時，開3臺泵機同時向管網(wǎng)充壓。要想維持供水網(wǎng)的壓力不變，在管網(wǎng)系統(tǒng)的管道上安裝了壓力變送器作為反饋元件，為控制系統(tǒng)提供反饋信號，由于供水系統(tǒng)管道長、管徑大，管網(wǎng)的充壓比較慢，故系統(tǒng)是一個大滯后系統(tǒng)，不宜直接采用PID調(diào)節(jié)器進行控制，而應(yīng)采用PLC參與控制的方式來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用?？删幊绦蚩刂破鬟x擇日本松下FP1-C40型，且配有A/D和D/A模塊，其原

13、理框圖如圖1所示。變頻器選擇FRN1 60G7P-4實現(xiàn)電動機的調(diào)速運行。控制系統(tǒng)主要由PLC、變頻器、切換繼電器、壓力傳感器等部分組成?？刂坪诵膯卧狿LC根據(jù)手動設(shè)定壓力信號與現(xiàn)場壓力傳感器的反饋信號經(jīng)PLC的分析和計算，得到壓力偏差和壓力偏差的變化率，經(jīng)過PID運算后，PLC將05V的模擬信號輸出到變頻器，用以調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速以及進行電機的軟起動;PLC通過比較模擬量輸出與壓力偏差的值，通過I/O端口開關(guān)量的輸出驅(qū)動切換繼電器組，以此來協(xié)調(diào)投入工作的電機臺數(shù)，并完成電機的起停、變頻與工頻的切換。通過調(diào)整電機組中投入工作的電機臺數(shù)和控制電機組中一臺電機的變頻轉(zhuǎn)速，使動力系統(tǒng)的工作壓力穩(wěn)定，進而

14、達到恒壓供水的目的。圖1 恒壓供水系統(tǒng)原理圖3 系統(tǒng)程序設(shè)計和PLC的I/O分配系統(tǒng)程序包括起動子程序和運行子程序，其流程圖如圖2所示。運行子程序又包括模擬調(diào)節(jié)子程序(其流程圖如圖3所示)和電機切換子程序(流程圖略)，電機切換子程序又包括加電機子程序和減電機子程序(程序設(shè)計略)。PLC的輸入、輸出端子分配情況如附表所示。圖 2 起動程序流程圖圖3 模擬調(diào)節(jié)流程圖附表 可編程序控制器(C40)部分輸入、輸出端子分配4 系統(tǒng)工作過程加上起動信號(X4)后，此信號被保持，當(dāng)條件滿足(即X2為“1”)時，開始起動程序，此時由PLC控制1# 電機變頻運行(此時Y0、Y6、Y7亮)，同時定時器T0開始計時

15、(10s)，若計時完畢X2仍亮，則關(guān)閉Y0、Y6(Y7仍亮)，T2延時1s(延時是為了兩方面的原因:一是使開關(guān)充分熄弧，防止電網(wǎng)倒送電給變頻器，燒毀變頻器;二是讓變頻帶器減速為零，以重新起動另一臺電機)。延時完畢，則有1#機投入工頻運行，2#機投入變頻運行，此時Y1、Y2、Y6、Y7亮，同時定時器T1開始計時(10s)，若計時完畢X2仍未滅，則關(guān)閉Y2、Y6，(Y1、Y7仍亮，)T3延時1s，延時完畢，將2#機投入工頻運行，3#機投入變頻運行，(此時Y1、Y3、Y4、Y6、Y7亮，)再次等待Y7滅掉后，則整個起動程序執(zhí)行完畢，轉(zhuǎn)入正常運行調(diào)節(jié)程序，此后起動程序不再發(fā)生作用，直到下一次重新起動。

16、在起動過程中，無論幾臺電機處于運行狀態(tài)，X2一旦滅掉，則應(yīng)視為起動結(jié)束(Y7滅掉)，轉(zhuǎn)入相應(yīng)程序。綜合整個起動過程，完成3臺電機的起動最多需要22s的時間。運行過程中，若模擬調(diào)節(jié)器節(jié)上、下限值均未達到(即X1、X2滅)，則此時變頻器處于模擬調(diào)節(jié)狀態(tài)(此時相應(yīng)電機運行信號和Y6亮)。若達到模擬調(diào)節(jié)上限值(X1亮)，則定時器T4馬上開始定時(5s)。定時過程中監(jiān)控X1，若X1又滅掉，則關(guān)閉定時器，繼續(xù)摸擬調(diào)節(jié);若T4定時完畢，X1仍亮，則起動一低速(Y8亮)，進行多段速調(diào)節(jié)，同時定時器T5開始定時(3s)，定時完畢。若X1仍亮，則關(guān)閉此多段速，起動一更低速(Y9)，同時定時器T6定時(10s)。定

17、時完畢，若X1仍亮，則關(guān)掉Y9，此后X0很快會通，轉(zhuǎn)入切換動作程序。在此兩級多段速調(diào)節(jié)過程中，無論何時，若X0亮，則會關(guān)閉相應(yīng)多段速和定時器，同時進行切換動作，即轉(zhuǎn)入切換程序。同樣，若無論何時，X1滅掉，則關(guān)閉運行多段速和定時器，轉(zhuǎn)入模擬調(diào)節(jié)。若達到模擬調(diào)節(jié)下限值(X2亮)，則定時器T7馬上開始定時(5s)，定時過程中監(jiān)控X2，若X2又滅掉，則關(guān)閉定時器，繼續(xù)摸擬調(diào)節(jié)，若T7定時完畢，X2仍亮，則起動一高速(Y7、Y2)，進行多段速調(diào)節(jié)，同時定時器T8開始定時(3s)，定時完畢。若X2仍亮，則關(guān)閉此多段速，起動一更高速(Y8、Y9)，同時定時器T9定時(10s)，定時完畢。若X2仍亮，則關(guān)掉Y

18、8、Y9，此后X3很快會通，轉(zhuǎn)入加電機動作程序。在此兩級多段速調(diào)節(jié)過程中，無論何時，若X3亮，則會關(guān)閉相應(yīng)多段速和定時器，同時進行加電機動作，即轉(zhuǎn)入加電機程序。同樣，若無論何時，X2滅掉，則關(guān)閉運行多段速和定時器，轉(zhuǎn)入模擬調(diào)節(jié)。電機切換程序分為電機切除程序和加電機程序兩部分。此程序動作的條件是:起動結(jié)束后無論何時X0亮，一旦條件滿足，即由PLC根據(jù)電動機的運行狀態(tài)來決定相應(yīng)切換哪臺電機，切換時只能切換工頻運行電機。若工作狀態(tài)是1臺變頻1臺工頻，則立即切除工頻電機，然后計數(shù)值減1，即完成此過程，再由調(diào)節(jié)程序運行，調(diào)節(jié)至滿足要求為止。若3臺電機同時工作，則應(yīng)由PLC來決定切除哪臺工頻運行電機。切除

19、依據(jù)是3臺電機對應(yīng)計數(shù)器的大小，誰大切誰，切除掉一臺后，要由定時器定時(5s)等待，以便變頻器調(diào)節(jié)一段時間，防止連續(xù)切除動作。這主要是考慮到本系統(tǒng)的非線性和大小慣性因素而采取的措施。 圖3運行時模擬調(diào)節(jié)子程序流程圖加電機程序，其動作程序是:起動結(jié)束后無論何時X2亮，一旦條件滿足，立即關(guān)掉變頻運行電機和變頻器，延時一段時間后(原因同上)，將原變頻運行電機投入工頻運行，同時打開變頻器和將要起動電機的變頻開關(guān)，完成加電機。同樣，若原有2臺電機工頻工作，則X2一亮，立即開始加另一臺電機(無延時)，(加電機依據(jù)是判斷計數(shù)值，誰小加誰)但加電機完成以后，定時器要開始定時(5s)等待，讓變頻器調(diào)節(jié)一段時間，

20、防止連續(xù)加電機動作。其過程分為:1# 2#、1# 3#、2# 3#、2# 1#、3# 2#、 3# 1#。5 結(jié)束語用變頻調(diào)速來實現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)恒壓供水相比較，節(jié)能效果十分顯著。其優(yōu)點是:起動平穩(wěn)，起動電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命;可以消除起動和停機時的水錘效應(yīng);在鍋爐和其他燃燒重油的場合，恒壓供油可使油的燃燒更加充分，大大地減輕了對環(huán)境的污染。參考文獻1 FP1型可編程控制器C24/C40/C60操作手冊Z.2 變頻器說明手冊Z. 富士電機有限公司.3 曾毅等.變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計與維護M.

21、濟南:山東科學(xué)技術(shù)出版社,2000.4 陳國呈.PWM變頻調(diào)速技術(shù)M.北京:機械工業(yè)出版社,2001。摘要：本文介紹了我們生活小區(qū)供水系統(tǒng)的要求，講述了現(xiàn)供水系統(tǒng)存在的問題，為了解決存在的問題，提高供水系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，采用PLC與變頻器構(gòu)成恒壓變頻供水系統(tǒng)來進行改造，改造后的系統(tǒng)完全可以達到各用戶用水的要求。一、引言：生活小區(qū)有近千用戶，現(xiàn)在的供水系統(tǒng)，在用水量大的時間段，出現(xiàn)嚴(yán)重的供水不足，水壓下降，嚴(yán)重影響住戶的生活質(zhì)量。現(xiàn)供水系統(tǒng)采用水泵定速控制，通過改變閥門的大小的方法調(diào)節(jié)流量和壓力，以達水壓恒定。這種方式在運行中存在以下問題。1.人工操作存在調(diào)節(jié)滯后，整個系統(tǒng)穩(wěn)定性差，自動化程

22、度低，使得溢水管經(jīng)常排水造成資源浪費；2.水泵定速運行，不僅造成電能的浪費，而且由于泵長期高速運行，易使軸承損壞，影響泵的使用壽命，且備用水泵出現(xiàn)過銹死的現(xiàn)象；3.每年夏天用水高峰時段水壓不能得到保證，當(dāng)出現(xiàn)了突發(fā)性電網(wǎng)故障時，由于水量不足給住戶生活造成不便；為了提供恒壓供水，因而對生活小區(qū)供水系統(tǒng)進行改造就顯得非常重要。二、系統(tǒng)要求：1.原供水系統(tǒng)原供水系統(tǒng)采用兩臺（一臺備用）.KW電機控制水塔水位，通過改變閥門的大小的方法調(diào)節(jié)流量和壓力，以達到調(diào)節(jié)水壓供水，系統(tǒng)中電機采用硬啟動，且供水中只有一種壓力。2.改造后供水系統(tǒng)要求(1)供水管網(wǎng)壓力按時間自動變化如圖一曲線所示。 (2)水泵工作時可

23、由變頻運行轉(zhuǎn)換為工頻運行，也可由工頻運行轉(zhuǎn)換為變頻運行，工頻運行與變頻運行之間有連鎖控制。(3)當(dāng)電機由變頻運行切換至工頻電網(wǎng)運行和由工頻電網(wǎng)切換到變頻器電動運行時，必須有一定的延時，進行速度穩(wěn)定后接觸器才自動合閘，以防止操作過電壓和電機高速產(chǎn)生的感應(yīng)電勢損壞電力電子器件。(4) 具有自動、穩(wěn)定、節(jié)能、經(jīng)濟等。三、改造方案確定及系統(tǒng)的構(gòu)成1.改造方案(1)根據(jù)系統(tǒng)節(jié)能、經(jīng)濟的要求選用三臺10KW電機控制三臺水泵進行供水。其中一臺備用，當(dāng)用水高峰時兩臺水泵運行以滿足水壓要求，用水低峰時一臺水泵運行，實現(xiàn)節(jié)能目的。(2)選用PLC、變頻器、壓力傳感器、時控開關(guān)作為控制單元，實現(xiàn)出水管網(wǎng)壓力的自動化

24、控制，水泵之間的自動切換和閥門的自動開關(guān)等，大幅度提高設(shè)備的自動化水平和可靠度。2.系統(tǒng)構(gòu)成變頻器是調(diào)速核心設(shè)備，其主要作用是通過改變輸出電源頻率而對電機，水泵實現(xiàn)無級調(diào)速，達到隨用水量變化而自動調(diào)節(jié)電機、水泵轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)保持恒壓的目的。另外，系統(tǒng)通過軟硬件實現(xiàn)過壓過流過熱等較齊全的保護功能，以及對電機實施熱啟動，每臺水泵均具有變頻，手動等操作功能。從而，根據(jù)用水所需的壓力來調(diào)節(jié)電機速度控制壓力，達到節(jié)能的目的。 四、系統(tǒng)改造1.元件選型(1)時控開關(guān)選用LT311A型時控開關(guān)。它為單片機可編程時間控制器，具有24個可預(yù)置的時間程序，按順序設(shè)置可組成12對定時開關(guān)。其中18程序組成4對定時開關(guān)

25、為第一路輸出，916程序組成4對定時開關(guān)為第二路輸出，1724程序組成4對定時開關(guān)為第三路輸出，若將三路輸出合并為一路使用，可實現(xiàn)每天12次開12次關(guān)的定時控制。其使用接線如圖三所示。 (2)壓力傳感器選用PS4型壓力傳感器，該傳感器具有開關(guān)量與模擬量輸出功能，傳感器的測量范圍為0.30.8Mpa，外形引腳如圖四所示。其開關(guān)量輸出可通過壓力預(yù)置，當(dāng)檢測到的壓力達到預(yù)置壓力時開關(guān)閉合。 (3) PLC選型：根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出點數(shù)選擇。時控開關(guān)有三個時控輸出信號，再加上啟動、停止，手動控制三臺電機及六個電磁閥等共計有22個輸入點，22個輸出點；另整個系統(tǒng)對PLC沒有特殊功能指令要求，因此可選擇經(jīng)濟小

26、型的FXON-60MR型PLC。(4)根據(jù)電機的功率選擇變頻器：電機功率為10KW，可選擇日本三菱公司的FR-A540-10KW變頻器，其變頻器本身具有制動功能，可不用外接制動元件。2.全系統(tǒng)控制(1)時間壓力匹配控制時控開關(guān)時間設(shè)定：0:005:00,11:0014:00,21:0024:00為16組時間程序，由第一路輸出；5:008:00,14:0017:00為811組時間程序，由第二路輸出；8:0011:00,17:0021:00為1720組時間程序由第三路輸出。然后接于PLC輸入端的X10、X11、X12端子。壓力設(shè)置分別為0.38MPa、0.5MPa、0.47MPa、0.52MPa、

27、0.48MPa、0.53MPa、0.42MPa，其實現(xiàn)可通過PLC輸出的開關(guān)量信號來控制變頻器2端子輸入電壓大小以達到實現(xiàn)的目的。其電氣接線圖如圖五所示。 變頻器在某一時段給定壓力后，與壓力傳感器檢測到的壓力信號反饋到變頻器的4端子進行比較，可隨時調(diào)整變頻器輸出頻率，以達到實際壓力與給定壓力相等，從而實現(xiàn)了變頻器的PID控制。(2)變頻運行與工頻運行的轉(zhuǎn)切換當(dāng)電機的變頻供電頻率上升到工頻運行時，則PLC控制繼電器斷開變頻器的供電，直接由電網(wǎng)進行供電，當(dāng)供水管壓力還達不到要求時，第二臺電機變頻啟動運行。根據(jù)現(xiàn)場實測情況有如下特點：當(dāng)壓力達到0.5Mpa時變頻器輸出頻率為工頻，此時要求將變頻運行切

28、換成電網(wǎng)供電運行。其實現(xiàn)是將壓力傳感器設(shè)定值為50Hz，通過傳感器開關(guān)量的輸出來控制PLC，實現(xiàn)電機變頻與電網(wǎng)運行的切換。PLC控制變頻及電機運行的情況如下表:(3)PLC輸入、輸出分配表 (4)PLC梯形圖如圖七所示。(5)變頻器程序設(shè)置如下：Pr79=2；(操作模式選擇外部操作模式)Pr128=20；(PID控制動作選擇負反饋)Pr129=300%；(PID比例范圍)Pr130=180s；(PID積分時間)Pr134=3s；(PID微分時間)Pr1=10Hz；(下限頻率)Pr2=50Hz；(上限頻率)Pr904=0mA;0Hz；(傳感器輸出校正)Pr905=16mA;50Hz；(傳感器輸出

29、校正)五、結(jié)束語：采用該PLC控制的恒壓變頻供水系統(tǒng)肯定能保證小區(qū)用戶的用水，同時很大程度上降低了維修的勞動強度和延長了設(shè)備的使用壽命，實現(xiàn)了真正的自動控制，不僅可解決了現(xiàn)供水系統(tǒng)存在的問題，而且節(jié)能效果顯著。因此，從節(jié)能和改善用戶的生活條件上有著重大的價值。系統(tǒng)簡介為改善生產(chǎn)環(huán)境，沱牌公司投資清潔水技改工程并建成一座日產(chǎn)水2.5萬頓的供水系統(tǒng)，分別建設(shè)了抽水泵系統(tǒng)、加壓泵系統(tǒng)和高位水池。根據(jù)公司用水需求特點，從抽水泵系統(tǒng)過來的水一部分直接供給生產(chǎn)用水部門，一部分則需通過加壓泵輸送到高位水池，而供給生產(chǎn)用水部門的水壓與供給高位水池的水壓相差較大。同時高位水池距抽水泵房較遠達十多公里，高位水池的

30、液位高低和加壓泵系統(tǒng)的設(shè)計以及如何與抽水泵系統(tǒng)“聯(lián)動”也是較難解決的。鑒于以上特點，從技術(shù)可靠和經(jīng)濟實用角度綜合考慮，我們設(shè)計了用PLC控制與變頻器控制相結(jié)合的自動恒壓控制供水系統(tǒng)，同時通過主水管線壓力傳遞較經(jīng)濟地實現(xiàn)了加壓泵系統(tǒng)與抽水泵系統(tǒng)“遠程聯(lián)動”的控制目的。2 系統(tǒng)方案系統(tǒng)主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的變頻器、施耐德公司的軟啟動器、電機保護器、數(shù)據(jù)采集及其輔助設(shè)備組成（見圖1）。 2.1 抽水泵系統(tǒng)整個抽水泵系統(tǒng)有150KW深井泵電機四臺，90KW深井泵電機兩臺，采用變頻器循環(huán)工作方式，六臺電機均可設(shè)置在變頻方式下工作。采用一臺150KW和一臺90KW的軟起動150KW和9

31、0KW的電機。當(dāng)變頻器工作在50HZ，管網(wǎng)壓力仍然低于系統(tǒng)設(shè)定的下限時，軟起動器便自動起動一臺電機投入到工頻運行，當(dāng)壓力達到高限時，自動停掉工頻運行電機。一次主電路接線示意圖見圖2所示。系統(tǒng)為每臺電機配備電機保護器，是因為電機功率較大，在過載、欠壓、過壓、過流、相序不平衡、缺相、電機空轉(zhuǎn)等情況下為確保電機的良好使用條件，達到延長電機的使用壽命的目的。系統(tǒng)配備水位顯示儀表，可進行高低位報警，同時通過PLC可確保取水在合理水位的水質(zhì)監(jiān)控，同時也保護電機制正常運轉(zhuǎn)工況。系統(tǒng)配備流量計，既能顯示一段時間的累積流量，又能顯示瞬時流量，可進行出水量的統(tǒng)計和每臺泵的出水流量監(jiān)控。2.2 公司內(nèi)不同壓力供水需

32、求的解決為穩(wěn)定可靠地滿足公司內(nèi)部分區(qū)域供水太力（0.40.45Mpa）低于主管網(wǎng)水壓力（0.80.9Mpa）的要求，配備穩(wěn)壓減壓閥來調(diào)節(jié)，可調(diào)范圍為0.10.8Mpa。2.3 加壓泵系統(tǒng)由于抽水泵房距離高位水池較遠，直接供水到高位水池抽水泵的揚程不足，為此在距離高位水池落差為36米處設(shè)計有一加壓泵房，配備立式離心泵兩臺（一用一備）電機功率為75KW，揚程36米。該加壓泵的控制系統(tǒng)需考慮以下條件：（1）若高位水池水位低和主管有水，則打開進水電動蝶閥和起動加壓泵向高位水池供水；（2）若高位水池水位滿且主管有水，則給出報警信號并關(guān)閉加壓泵和進水電動蝶閥；（3）若主管無水表明用水量增大或抽水泵房停止供水，必須開啟出水電動蝶閥由高位水池向主管補充不。像抽水泵一樣，我們?yōu)榧訅罕门鋫淞塑浧饎悠骱碗姍C保護器，確保加壓泵長期可靠地運轉(zhuǎn)，同時配備了高位水池的水位傳感器和數(shù)顯儀和缺水傳感器。為保證整個主水管網(wǎng)的恒壓供不，當(dāng)高位水池滿且主水管有水時，加壓泵停止，此時主管壓力將“憋壓”，最終導(dǎo)致主管壓力上升，并將此壓力傳遞到抽水泵房，抽水泵的控制系統(tǒng)檢測到此壓力進行恒壓變頻控制，進而達到整個主管網(wǎng)的恒壓供水，這是整個控制系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。3 系統(tǒng)實現(xiàn)功能3.1 全自動平穩(wěn)切換，恒壓控制主水管網(wǎng)壓力傳感器的壓力信號420mA送給數(shù)字PID控制器，控制器根