家用自動供水與水位自動控制設(shè)計說明

1、 . . . 工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院窗體頂端畢業(yè)設(shè)計班級: 06321 : 瑋 系別 : 機電工程系 設(shè)計題目 :家用自動供水與水位自動控制輔導(dǎo)老師 : 季萌目 錄摘要前言第一章 緒論一、可編程控制器的定義二、PLC的特點 三、PLC的產(chǎn)生計發(fā)展四、PLC與繼電器的區(qū)別第二章、水泵與變頻與液位控制器器一、水泵的控制與節(jié)能分析二、變頻器的調(diào)節(jié)原理三 液位控制器四 供水保護電路 第三章、變頻器恒壓供水系統(tǒng)一、系統(tǒng)介紹二、工作原理.三、PLC控制統(tǒng)四、注意事項五、結(jié)論致參考文獻窗體底端摘 要 隨著社會的飛速發(fā)展和城市建設(shè)規(guī)模的擴大，人口的增多以與人們生活水平的提高，對城市供水的質(zhì)量、數(shù)量、穩(wěn)定性

2、等問題提出了越來越高的要求，我國中小城市供水的自動化配置相對落后，機組的控制主要依靠值班人員的手操作，控制過程煩瑣，而且手動控制無法對供水管網(wǎng)的壓力和水位變化與時做出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。為了保證供水，機組常保持在超壓的狀態(tài)下運行，爆損象也挺嚴(yán)重。本論文結(jié)合現(xiàn)狀，設(shè)計了一套基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。   變頻調(diào)速恒壓自動控制供水系統(tǒng)由可編程控制器、變頻器、水泵機組、壓力傳感器、工控機、與控制柜等組成。系統(tǒng)采用一臺變頻器拖動四臺電機的運行，起動，調(diào)速。其中兩臺大機（220kW）和兩臺小機（160kW）采用循環(huán)使用的方式運行。通過工控機和PLC連接，簡單的設(shè)計了用于工控

3、機的集數(shù)據(jù)采集和通訊，設(shè)備的狀態(tài)控制和數(shù)據(jù)管理的監(jiān)控程序，實現(xiàn)監(jiān)測控制。   在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中，單臺水泵工況的調(diào)節(jié)是通過變頻器來改變電源的頻率f來改變電機的轉(zhuǎn)速n,從而改變水泵的性能曲線來實現(xiàn)的。分析水泵的能耗比較圖，可以看出利用變頻器實現(xiàn)調(diào)速恒壓供水，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時，流量與轉(zhuǎn)速成正比，功率以轉(zhuǎn)速的三次方下降，與傳統(tǒng)供水方式閥門節(jié)流控制相比，在一定程度上可以減少能量損耗，能夠明顯節(jié)能。該系統(tǒng)能夠?qū)┧到y(tǒng)進行自動控制，有效的降低能耗，保持系統(tǒng)維持在最佳運行狀態(tài)，提高生產(chǎn)管理水平。前言我這次畢業(yè)設(shè)計課題是基于PLC變頻恒壓供水系統(tǒng), 系統(tǒng)采用變頻調(diào)速方式自動調(diào)

4、節(jié)水泵電機轉(zhuǎn)速或加、減泵. 改變以往 先啟后停方式,自動完成泵組軟啟動與無沖擊切換,使水壓平穩(wěn)過渡. 變頻器故障時系統(tǒng)讓可運行, 保證不斷供水. 系統(tǒng)斷電恢復(fù)后可自動啟動. 采用硬件/軟件備用與,使各泵進行輪休, 延長了設(shè)備的機械使用壽命.前   言      我這次畢業(yè)設(shè)計課題是基于PLC變頻恒壓供水系統(tǒng), 系統(tǒng)采用變頻調(diào)速方式自動調(diào)節(jié)水泵電機轉(zhuǎn)速或加、減泵. 改變以往 先啟后停方式,自動完成泵組軟啟動與無沖擊切換,使水壓平穩(wěn)過渡. 變頻器故障時系統(tǒng)讓可運行, 保證不斷供水. 系統(tǒng)斷電恢復(fù)后可自動啟動. 采用硬件

5、/軟件備用與,使各泵進行輪休, 延長了設(shè)備的機械使用壽命.第一章    緒論隨著變壓器調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們對生活飲用水品質(zhì)要求的不斷提高, 變頻恒壓供水系統(tǒng)已逐漸取代原有的水塔供水系統(tǒng), 廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)生活消防供水系統(tǒng), 然而, 由于新系統(tǒng)多會繼續(xù)使用原有系統(tǒng)的部分舊設(shè)備(水泵) , 在對原有供水系統(tǒng)進行變頻改造的實踐中,往往會出現(xiàn)一些在理論上意想不到的問題. 本文介紹的變頻控制恒壓供水系統(tǒng)是在對一個典型的水塔供水系統(tǒng)的技術(shù)改造實踐中,根據(jù)盡量保留原有設(shè)備的原則設(shè)計的, 該系統(tǒng)很好的解決了舊設(shè)備需要頻繁檢修的問題,既體現(xiàn)了變頻控制恒壓供水的技術(shù)優(yōu)勢,同時有

6、效的節(jié)省了資金.                      一  可編程控制器的定義   可編程控制器是一種帶有指令存儲器和數(shù)字或模擬I/O接口,以位運算為主,能完成邏輯、順序、定時、計數(shù)和算術(shù)運算功能,用于控制機械或生產(chǎn)過程的自動控制裝置        &#

7、160;             二   PLC的特點1    編程簡單  PLC的的基本指令不多,常用于編程的梯形圖與傳統(tǒng)的繼電器接觸控制線路圖有許多相似之處,編程的使用簡便, 對程序進行增減、修改和運行監(jiān)視很方便. 2    可靠性高  PLC是專門為工業(yè)控制而設(shè)計的, 在設(shè)計與制造過程中均采用了諸如屏蔽、濾波、隔離、無觸點、精選元器件等多層次有效的抗干擾措施,

8、因此可靠性高.    3    通用性好  4    功能強  PLC具有很強的功能,能進行邏輯、定時、計數(shù)和步進等控制, 能完成A/D與D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)等功能.5    使用方便  PLC體積小, 重量輕, 便于安裝.6    設(shè)計、施工和調(diào)試周期短             

9、;           三  PLC的產(chǎn)生與發(fā)展隨著社會的發(fā)展, 科技的進步, 新的控制器件與其控制系統(tǒng)不斷涌現(xiàn). 1968年美國通用汽車公司公開招標(biāo)研制功能更強, 使用更方便, 價格便宜,  可靠性更高的新型控制器. 一年后美國數(shù)字設(shè)備公司根據(jù)GM 公司的招標(biāo)要求,  研制成功世界上第一臺可編程控制器, 型號為PDP-14, 并在GM公司汽車生產(chǎn)線上首次應(yīng)用成功. 這就較好的把繼電接觸控制簡單易懂, 使用方便、價格低等優(yōu)點與計算機功能完善、 靈活性強、

10、通用性好的優(yōu)點結(jié)合起來, 并將繼電接觸控制的硬連線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C的軟件邏輯編程的設(shè)想逐漸變成現(xiàn)實. 當(dāng)時人們把這第一臺可編程控制器叫做邏輯控制器PLC, 只是用來取代繼電接觸控制, 僅有執(zhí)行繼電器邏輯、 定時、計數(shù)等較少功能. 20世紀(jì)70年代中期出現(xiàn)可微處理器和微型計算機, 人們把微機技術(shù)應(yīng)用到可編程序控制器中, 使得它兼有計算機的一些功能, 不但用邏輯編程取代了硬連線邏輯, 還增加了運算、數(shù)據(jù)傳輸與處理與對模擬量進行控制等功能,使之真正成為一種電子計算機工業(yè)控制設(shè)備1980年美國電器制造協(xié)會把這種新的控制設(shè)備正式命名為可編程序控制器簡稱為PLC.  自從美國研制出世界上第一臺P

11、LC以后, 日本、德國、法國等工業(yè)發(fā)達國家相繼研制出各自的PLC.20世紀(jì)70年代中期在PLC中引入了微機技術(shù)、使PLC功能不斷增強, 質(zhì)量不斷提高, 應(yīng)用日益廣泛. 目前PLC廣泛應(yīng)用于汽車制造、石油、化工、冶金、機械、電力等領(lǐng)域. 目前PLC發(fā)展方向主要是朝著小型化、廉價化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、智能化、高速化、大容量化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展, 這將使PLC功能更強, 可靠性更高, 使用更方便,適用面更廣.                

12、60;      四 PLC與繼電器的區(qū)別首先價格上PLC比繼電器要貴, 第二PLC 在可靠性方面不如繼電器比如繼電器保護方面, PLC部繼電器是虛擬的, 傳統(tǒng)繼電器是實在的東西, 抗干擾能力傳統(tǒng)的繼電器不如PLC, 第三  PLC的作用實際上應(yīng)該是可以代替復(fù)雜的繼電器邏輯回路的控制功能,繼電器不僅用于電氣邏輯回路,更多的是用作中間繼電器 即信號隔離,另外PLC的負(fù)載能力比繼電器要強.            

13、;     第二章  水泵與變頻器           一水泵控制節(jié)能分析   目前, 廣泛應(yīng)用的變頻調(diào)速恒壓供水方式較恒速供水節(jié)能效果明顯, 但恒壓變頻大于變頻調(diào)速供水的節(jié)能尚有潛力可挖, 首先其供水壓力是按滿足最不利供水點的壓力要求來設(shè)定的, 而實際的供水系統(tǒng)因遠(yuǎn)離最不利點而導(dǎo)致壓頭損失很大; 其次, 恒壓供水不能保證水泵始終在高效區(qū)運行. 1變頻調(diào)速原理變頻調(diào)速供水的原理如圖所示.由圖可見,

14、 當(dāng)流量從Q0減為Q1時, 如采用恒速泵則揚長升至HB, 此時BB段的揚程是多余的; 如采用恒壓變頻,恒壓變頻調(diào)速則其轉(zhuǎn)速將由原來的n0下降為n1以維持恒壓HA(對應(yīng)的揚程為B點),此時BB段的揚程是多余的,但B大于BB,顯見恒壓調(diào)速比恒速供水節(jié)能.為了進一步節(jié)能可根據(jù)需水量的變化來設(shè)定供水壓力,即當(dāng)流量由Q0降至為Q1時,若供水壓力設(shè)定為HB則管道工作特性曲線恰好相交于B(其轉(zhuǎn)速為n2), 此時水泵的揚程完全被利用,節(jié)能效果最好. 由上述分析可知,通過智能壓力設(shè)定以使壓力隨所需供水流量變化就可獲得很好的節(jié)能效果二    變頻器的調(diào)接原理 恒壓供水的控制

15、原理   SAMI STAR變頻器具有REMOTE和LOCAL兩種操作方式。LOCAL操作方式下，通過LOCAL START/STOP開關(guān)啟停變頻器，通過f REF LOCAL INPUT0 輸入端口的電位開關(guān)人工調(diào)節(jié)變頻器工作頻率；通過LOCAL/REMOTE輸入點可以將變頻器切換到REMOTE操作方式下，在REMOTE方式下，通過REMOTESTART/STOP輸入點進行PLC遠(yuǎn)程啟停變頻器，通過f REF REMOTE INPUT0端口輸入頻率控制信號（百分比）控制變頻器工作頻率。根據(jù)供水量情況，我們把變頻器的工作頻率上限設(shè)定為水泵基頻，即頻率變化圍控制在0

16、50Hz，在此圍水泵運行頻率和定子相壓成正比（與與變頻器輸入頻率成正比），這使得變頻器輸入、水泵運行頻率和泵的輸出壓力成較好的線形關(guān)系，可得到較好的控制效果。SAMI STAR變頻器對用戶開放的I/0接口位于TERMINAL BLOCK CARD上，主要使用的有：X11-1（REMOTE START/STOP）；X11-4（LOCAL/REMOTE）；X11-13/14（f REF REMOTE INPUT0 、420mA信號 輸入）；X11-15/16（輸出420mA變頻器運行頻率信號）；X11-17/18（輸出420mA變頻泵運行電流信號）。變頻器由PLC遠(yuǎn)程控制時，啟動是由PLC向X11

17、-4輸出信號，使變頻器切換到外部設(shè)備控制方式（REMOTE方式），再向X11-1輸出信號，啟動變頻器。在恒壓調(diào)節(jié)時，PLC處理器把檢測到的壓力信號作為反饋值，與PID運算的壓力設(shè)定值（由調(diào)度人員根據(jù)情況在REView上設(shè)定）進行比較，再經(jīng)過PID運算得到調(diào)節(jié)后的修正值，通過模擬量輸出模板（1771-OFE）輸出到X11-13/14，作為REMOTE方式下變頻器的頻率控制信號，由于該信號是相對變頻器工作頻率上限的百分比，所以變頻器將輸入信號進行部運算后轉(zhuǎn)為真實工作頻率。   為了使三期變頻恒壓供水自動控制系統(tǒng)與全廠自動控制網(wǎng)絡(luò)有機地結(jié)合起來，全面實現(xiàn)對恒壓供水系統(tǒng)的

18、運行情況和設(shè)備運行進行監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制，更加安全可靠地實現(xiàn)恒壓供水，我們使用PLC進行PID運算和監(jiān)控。   PLC的PID運算調(diào)節(jié)通過該型處理器專用PID指令完成，通過設(shè)置各參數(shù)即可由PLC完成PID運算調(diào)節(jié)。PID程序段流程如圖4。PID指令必須以一樣的時間間隔周期性地執(zhí)行，可采用計時器，定時中斷或?qū)崟r采樣的等方法，此處選用了定時方法；PV是PID指令采樣的壓力控制反饋值，SP是PID指令的壓力控制設(shè)定值，KP為PID的比例增益，KI為PID的積分增益，KD為PID的微分增益，這五個控制參數(shù)作為主要的PID參數(shù)參與控制，確定PID參數(shù)時要兼顧系統(tǒng)靈敏性和穩(wěn)定性，

19、由于我們恒壓控制要求和設(shè)備的性能條件，參數(shù)設(shè)定更強調(diào)穩(wěn)定性（與KI），由于微分環(huán)節(jié)有放大噪聲的特點，我們將KD盡量設(shè)置得較??；SWM為PID指令轉(zhuǎn)為手動直接調(diào)頻的開關(guān)，SO設(shè)定為PID指令的在手動控制輸出方式時的輸出值，當(dāng)變頻器從PID自控調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)為手動直接調(diào)頻時，SO替代PID運算結(jié)果作為轉(zhuǎn)換時的輸出值，將SO設(shè)定為控制值就可實現(xiàn)無縫轉(zhuǎn)換，減小變頻器運行頻率的震蕩。DB為PID指令的死區(qū)設(shè)定值，輸出超出死區(qū)時PID指令通過自動運算限制輸出超出限定圍。   為了防止運行時由于壓力變送器不可預(yù)見的故障造成PLC的PID運算調(diào)節(jié)失實，從而造成管網(wǎng)壓力失恒引發(fā)失壓或爆管的

20、嚴(yán)重事故。我們分別在1#和2#變頻泵后輸水管上安裝壓力變送器，可以同時測到出廠輸水管線上的壓力；在PLC程序上對壓力信號進行了相應(yīng)的處理，在程序中設(shè)置選擇軟開關(guān)，調(diào)度人員可以在RSView上將其中一臺壓力變送器的值設(shè)定為“控制反饋值”，另一臺壓力變送器的值則設(shè)為“參考反饋值”（見圖2：變頻恒壓供水系統(tǒng)控制圖形界面（RSView工作站）；對1#壓力和2#壓力值進行比較，相差0.置運行）。壓力變送器正常工作時，“控制反饋值”經(jīng)過平均濾波處理后，分別比較壓力報警上限和下限值，如果超出控制圍，變頻器控制轉(zhuǎn)換為遠(yuǎn)程直接手動調(diào)頻控制，否則“控制反饋值”作為PID調(diào)節(jié)的參數(shù)PV。  &#

21、160;同時為了在就地手動控制實現(xiàn)在控制現(xiàn)場對變頻泵進行開?？刂坪瓦\行數(shù)據(jù)監(jiān)視。我們在變頻泵工作現(xiàn)場安裝了A-B公司的PanelView圖形工作終端，該工作終端提供圖形交互界面和觸摸輸入方式，以從站的方式與PLC進行通信，進行數(shù)據(jù)和控制命令的交換，提供就地監(jiān)控操作的通道。   根據(jù)我廠建立自動控制系統(tǒng)的原則“分散控制、集中管理、現(xiàn)場無人值守”，變頻恒壓供水技術(shù)的應(yīng)用提高了我廠自控系統(tǒng)的整體水平，真正作到了操作簡便安全，現(xiàn)場無人職守，運行安全可靠。三  液位控制器 電路工作原理該液位自動控制器電路由電源電路和液位檢測控制電路組成，如圖所示。圖 液位自動控制

22、器電路電源電路由電源開關(guān)S1、電源變壓器T、整流橋堆UR1、UR2和濾波電容器C1、C2組成。液位檢測控制電路由檢測電極ac、控制按鈕S2、S3、電阻器R1M、晶體管V1、V2、發(fā)光二極管VL1、VL2、繼電器K、交流接觸器KM和二極管VD組成。接通電源后，交流220V電壓經(jīng)T降壓后，在T的W2繞組和W3繞組上分別產(chǎn)生交流6V電壓和交流12V電壓。交流12V電壓經(jīng)UR2整流與C2濾波后，為與其驅(qū)動電路提供12V工作電壓，同時將VL1點亮。在儲液池液位低于下限時，電極ac均懸空，T的二次繞組與整流濾波電路之間的回路處于開路狀態(tài)，V2處于截止?fàn)顟B(tài)，V1飽和導(dǎo)通，K通電吸合，其常閉觸頭K1斷開，常開

23、觸頭K2接通，KM吸合，加液泵電動機M通電開始工作，同時VL2點亮。當(dāng)儲液池液位上升至電極c處時，電極a和電極c通過液體的電阻接通，T的V2繞組上的交流6V電壓經(jīng)URI整流、C1濾波與R1限流后加至V2的基極，使V2導(dǎo)通，V1截止，K和KM釋放，加液泵電動機M停轉(zhuǎn)。同時VL2熄滅，K的常閉觸頭K1又接通。當(dāng)液位再次下降至電極a、b以下時，K和KM再次通電工作，電路進人下一個工作循環(huán)下。S2為手動停止按鈕，S3為手動強制運行按鈕。在液位處于上、下限之間時，通過S2和S3可任意停止或起動加液泵電動機。元器件選擇R1R4選用14W的金屬膜電阻器或碳膜電阻器。C1和C2均選用耐壓值為25V的鋁電解電容

24、器。VD選用1N4007型硅整流二極管。VL1和VL2均選用5mm的發(fā)光二極管。V1選用58050或3DG12型硅NPN晶體管；V2選用59014或3DG6型硅NPN晶體管。UR1和UR2均選用1A、50V的整流橋堆。K選用JRX-13F型12V直流繼電器。KM選用CDC10型220V交流接觸器。S1選用5A、220V的電源開關(guān)；S2和S3均選用動合按鈕。T選用5SW的電源變壓器。電極ac可使用不銹鋼制作。四  供水保護電路一般家用小功率水泵供水電路沒有保護措施，在實際運行中會因逆止閥日久漏水，使水泵在無水情況下運行而燒壞電機，或因自控電路失靈造成水滿溢出。筆者針對上述缺陷在電路中增

25、加了自動保護電路，真正實現(xiàn)了水塔無人管理，電路安全可靠，現(xiàn)介紹如下。電路見附圖。、等是抽水電路主要元件，工作原理讀者不難自行分析。缺水保護電路主要由探針和組成，若抽水時間間隔過久，管存水漏至以下，則水回路、開路，飽和導(dǎo)通，使基極鉗位于低電位。當(dāng)水塔水位降至下限以下時，由于基極為低電平而不能導(dǎo)通，故無法抽水。只有給泵加水且水位超過點使截止時，才能解除對的控制，抽水電路才能正常抽水，即導(dǎo)通，截止，導(dǎo)通，吸合，閉合，水泵抽水。如逆止閥不漏水，管水位在點以上，則當(dāng)水塔水位降至點以下時，水泵自動抽水。、組成泵缺水提示電路。 、等組成防水滿溢出電路。若抽水電路控制失靈，水位升至上限仍不關(guān)機，當(dāng)水位繼續(xù)升高

26、至點時，則、接通，由導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止，可控硅導(dǎo)通，吸合，斷開水泵電源，抽水停止，閉合，亮，提示溢水關(guān)機。水塔探針采用鍍鉻金屬或鋁材制作，引線焊點應(yīng)高于 水面以防水蝕。塑料上水管的針、針用鍍鋅長木螺釘擰入構(gòu)成，焊牢引線以減小電阻。在塑料管管壁開一洞，用強力膠斜粘一去底塑料瓶，擰上瓶蓋，以備加水之用。  第三章變頻器恒壓供水系統(tǒng)一   系統(tǒng)介紹1.1 變頻恒壓供水系統(tǒng)原理如圖1所示，它主要是由PLC、變頻器、PID調(diào)節(jié)器、TC時間控制器、壓力傳感器、液位傳感器、動力控制線路以與4臺水泵等組成。用戶通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)來了解和控制系統(tǒng)

27、的運行。通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器，把出口壓力信號變成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號送入PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)運算與給定壓力參數(shù)進行比較，得出一調(diào)節(jié)參數(shù)，送給變頻器，由變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)系統(tǒng)供水量，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定壓力上；當(dāng)用水量超過一臺泵的供水量時，通過PLC控制器加泵。根據(jù)用水量的大小由PLC控制工作泵數(shù)量的增減與變頻器對水泵的調(diào)速，實現(xiàn)恒壓供水。當(dāng)供水負(fù)載變化時，輸入電機的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。同時系統(tǒng)配備的時間控制器和PID控制器，使其具有定時換泵運行功能（即鐘控功能，由時間控制器實現(xiàn)）和雙工作壓力設(shè)定功能（PID控制器和時間

28、控制器實現(xiàn)）。此外，系統(tǒng)還設(shè)有多種保護功能，尤其是硬件/軟件備用水泵功能，充分保證了水泵的與時維修和系統(tǒng)的正常供水。正常情況（無泵檢修）時，各泵的運行順序為1#，2#，3#，4#。                      二   工作原理2.1 運行方式該系統(tǒng)有手動和自動兩種運行方式：. 手動運行按下按鈕啟動或停止水泵，可根據(jù)需要分別控制1#-4#泵的啟停

29、。該方式主要供檢修與變頻器故障時用。. 自動運行合上自動開關(guān)后，1#泵電機通電，變頻器輸出頻率從0Hz上升，同時PID調(diào)節(jié)器接收到自壓力傳感器的標(biāo)準(zhǔn)信號，經(jīng)運算與給定壓力參數(shù)進行比較，將調(diào)節(jié)參數(shù)送給變頻器，如壓力不夠，則頻率上升到50Hz，1#泵由變頻切換為工頻，啟2#變頻，變頻器逐漸上升頻率至給定值，加泵依次類推；如用水量減小，從先啟的泵開始減，同時根據(jù)PID調(diào)節(jié)器給的調(diào)節(jié)參數(shù)使系統(tǒng)平穩(wěn)運行。若有電源瞬時停電的情況，則系統(tǒng)停機；待電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動恢復(fù)運行，然后按自動運行方式啟動1#泵變頻，直至在給定水壓值上穩(wěn)定運行。變頻自動功能是該系統(tǒng)最基本的功能，系統(tǒng)自動完成對多臺泵軟起動、停止、

30、循環(huán)變頻的全部操作過程。2.2 故障處理2.2.1 故障報警當(dāng)出現(xiàn)缺相、變頻器故障、液位下限、超壓、差壓等情況時，系統(tǒng)皆能發(fā)出聲響報警信號；特別是當(dāng)出現(xiàn)缺相、變頻器故障、液位下限、超壓時，系統(tǒng)還會自動停機，并發(fā)出聲響報警信號，通知維修人員前來維修。此外，變頻器故障時，系統(tǒng)自動停機，此時可切換至手動方式保證系統(tǒng)不間斷供水。2.2.2 水泵檢修為維護和檢修水泵，要求在系統(tǒng)正常供水狀態(tài)下，在一段時間間隔使某一臺水泵停運，系統(tǒng)設(shè)有水泵強制備用功能（硬件備用），可隨意備用某一臺水泵，同時不影響系統(tǒng)正常運行；為了使水泵進行輪休，系統(tǒng)還設(shè)有軟件備用功能（鐘控功能，由時間控制器實現(xiàn)），工作泵與備用N泵具有周期

31、定時切換功能，周期間隔由時間控制器設(shè)定：1小時每次96小時每次連續(xù)可調(diào)。                          三 PLC控制系統(tǒng)該系統(tǒng)采用的是歐姆龍可編程序控制器SYSMAC CPM2A系列，I/O點數(shù)為60點，PLC編程采用OMRON CX-Programmer，它是Omron PLC的32位視窗軟件支持工具，提供完整的編

32、程環(huán)境，可進行離線編程和在線連接和調(diào)試，并能實現(xiàn)梯形圖與語句表的相互轉(zhuǎn)換。為了提高整個系統(tǒng)的性價比，該系統(tǒng)采用開關(guān)量的輸入/輸出來控制電機的啟停、定時切換、軟起動、循環(huán)變頻與故障的報警等，而電機轉(zhuǎn)速、水壓量等模擬量則由PID調(diào)節(jié)器和變頻器來控制。泵組的切換示意圖如圖2。開始時，若硬件、軟件皆無備用（兩者同時有效時硬件優(yōu)先），1#泵變頻啟動，轉(zhuǎn)速從0開始隨頻率上升，如變頻器頻率到達50Hz而此時水壓還在下限值，延時一段時間（避免由于干擾而引起誤動作）后，1#泵切換至工頻運行，同時變頻器頻率由50Hz滑停至0Hz，2#泵變頻啟動，如水壓仍不滿足，則依次啟動3#、4#泵，泵的切換過程同上；若開始時1

33、#泵備用，則直接啟2#變頻，轉(zhuǎn)速從0開始隨頻率上升，如變頻器頻率到達50Hz而此時水壓還在下限值，延時一段時間后，2#泵切換至工頻運行，同時變頻器頻率由50Hz滑停至0Hz，3#泵變頻啟動，如水壓仍不滿足，則啟動4#泵，泵的切換過程同上；若1#、2#泵都備用，則直接啟3#變頻，具體泵的切換過程與上述類同。同樣，若3臺泵（假設(shè)為1#、2#和3#）運行時，3#泵變頻運行降到0Hz，此時水壓仍處于上限值，則延時一段時間后使1#泵停止，變頻器頻率從0Hz迅速上升，若此后水壓仍處于上限值，則延時一段時間后使2#泵停止。這樣的切換過程，有效地減少泵的頻繁啟停，同時在實際管網(wǎng)對水壓波動做出反應(yīng)之前，由變頻器

34、迅速調(diào)節(jié)，使水壓平穩(wěn)過渡，從而有效的避免了高樓用戶短時間停水的情況發(fā)生。以往的變頻恒壓供水系統(tǒng)在水壓高時，通常是采用停變頻泵，再將變頻器以工頻運行方式切換到正在以工頻運行的泵上進行調(diào)節(jié)。這種切換的方式理論上要比直接切工頻的方式先進，但其容易引起泵組的頻繁啟停，從而減少設(shè)備的使用壽命。而在該系統(tǒng)中，直接停工頻泵，同時由變頻器迅速調(diào)節(jié)，只要參數(shù)設(shè)置合適，即可實現(xiàn)泵組的無沖擊切換，使水壓過渡平穩(wěn)，有效的防止了水壓的大圍波動與水壓太低時的短時缺水現(xiàn)象，提高了供水品質(zhì)。                        四 注意事項1要使系統(tǒng)穩(wěn)定的運行，有幾個參數(shù)需特別注意：. 變頻轉(zhuǎn)工頻開關(guān)切換時間TMC設(shè)置TMC是為了確保在加泵時，泵由變頻轉(zhuǎn)為工頻的過程中