畢業(yè)設(shè)計-基于PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)

畢業(yè)設(shè)計題目：基于PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)作者：學號：系：自動控制系專業(yè)：電氣自動化技術(shù)班級：2013年6月目錄2418第一章概述3312671.0內(nèi)容摘要 3176561.1變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義 363811.2變頻供水系統(tǒng)的開展趨勢 477131.3本文主要內(nèi)容 428672第二章變頻恒壓供水系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理6265922.1系統(tǒng)的構(gòu)成 6168882.1.1執(zhí)行機構(gòu) 740832.1.2信號檢測 7278802.1.3控制系統(tǒng) 7118462.1.4通訊接口 868232.1.5報警裝置 8226612.2工作原理 862972.3變頻恒壓供水系統(tǒng)中加減水泵的條件分析 990292.4主電路接線圖 10150323.1控制要求 11177683.2變頻器的選擇與接線 1130483.3原其它元器件的選擇 13142493.7基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)程序流程 15240233.8控制方式 16147013.8.1手動運行 1674193.8.2自動運行 17116033.9主要程序說明 1712655結(jié)束語 254895致謝 2615288參考文獻28概述1.1內(nèi)容摘要隨著住房制度改革的深入，人民生活水平的提高，城市開展很快，也提出了更高的要求，在根底設(shè)施建設(shè)。城市供水系統(tǒng)的建設(shè)是一個重要的方面比正常的工作和生活，可靠性，穩(wěn)定性，經(jīng)濟性直接影響到用戶的供水，也直接反映了供水管理水平。傳統(tǒng)的供水廠，特別是小型和中小型水廠恒壓供水水泵的效率低的缺點，可靠性不高，其自動化程度低，難以滿足當前經(jīng)濟生活的需要。于人們對水的質(zhì)量和不斷提高供水系統(tǒng)可靠性的要求，需要采用自動化技術(shù)，先進的控制和通信技術(shù)，高性能的設(shè)計要求，高效節(jié)能，可以適應(yīng)一個恒壓供水系統(tǒng)，供水廠復(fù)雜環(huán)境趨勢。闡述了變頻供水系統(tǒng)的節(jié)能原理，詳細分析了組成和原理和變頻恒壓供水系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)，不同的控制方案，通過研究和比較，得出結(jié)論：頻率控制優(yōu)于調(diào)壓調(diào)速，速度控制和其他控制方案，也最高，效益最好的性能，使用最廣泛的速度控制技術(shù)的未來開展。它集成了計算機控制技術(shù)，電力電子技術(shù)、電機驅(qū)動技術(shù)，實現(xiàn)工業(yè)交流電機調(diào)速，具有效率高，范圍寬、精度高的特點。本文變頻器和PLC相結(jié)合的制度，逐步說明如何實現(xiàn)水壓恒定。最后，從變頻恒壓供水的可行性分析，對理論，技術(shù)，經(jīng)濟可行性的轉(zhuǎn)化，確定主電路的參數(shù)，頻率設(shè)計變頻，變頻電機的運行方式，控制方式與過程。最后，從分析恒壓變頻供水的可行性，改造的理論、技術(shù)、經(jīng)濟可行性等方面，確定變頻器的參數(shù)，設(shè)計變頻主電路、變頻電機的運行模式、控制模式及流程。1.2變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義隨著變頻技術(shù)的開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)以其環(huán)保、節(jié)能和高品質(zhì)的供水質(zhì)量等特點，廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)及高層建筑的生活、消防供水中。變頻恒壓供水的調(diào)速系統(tǒng)可以實現(xiàn)水泵電機無級調(diào)速，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，是當今最先進、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。如何使用專用變頻器內(nèi)置完全在實際應(yīng)用中的各種功能，變頻恒壓供水設(shè)備，合理的設(shè)計，降低本錢，必須保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要意義。變頻恒壓供水，在加壓供水方式的水塔或水池，設(shè)備投資，經(jīng)濟運行，或系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性，自動化程度等方面都具有無可比較的優(yōu)勢，但也有明顯的節(jié)能效果。目前，變頻恒壓供水系統(tǒng)的可靠性高，全數(shù)字控制，品種系列化的方向。高度智能化，系列，標準化的追求，是供水設(shè)備適應(yīng)未來的開展，該地塊城市建設(shè)總體規(guī)劃的智能建筑，供水管網(wǎng)調(diào)度的要求和必然趨勢變頻恒壓供水系統(tǒng)能適用于生活水、工業(yè)用水以及消防用水等多種場合的供水要求，該系統(tǒng)具有以下特點：對恒壓供水系統(tǒng)變頻供水需求可以應(yīng)用于多種場合的生活用水，工業(yè)用水和消防用水，系統(tǒng)具有以下特點：〔1〕供水系統(tǒng)的控制對象是液壓用戶網(wǎng)絡(luò)，這是一個過程控制，與其他一些過程控制量〔如如：溫度，流量，濃度〕，在響應(yīng)于控制動作滯后。在泵的轉(zhuǎn)速控制variablethe變頻器同時具有一定的滯后效應(yīng)。〔2〕在網(wǎng)絡(luò)用戶由于管電阻，水錘等因素的影響，而且由于泵本身固有的一些特性，使水水泵轉(zhuǎn)速的變化與管道壓力成正比所以，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是一個線性系統(tǒng)?！?〕變頻恒壓供水系統(tǒng)是通用的，不同的供水系統(tǒng)，供水系統(tǒng)和不同的水和電梯，差異大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)，其控制對象模型具有很強的實用性。〔4〕在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，由于定量泵〔即，理論容量不變的泵轉(zhuǎn)速〕控制，和泵定量控制始終處于運行狀態(tài)，在定量泵直接影響同一時間供水系統(tǒng)的模型參數(shù)，改變，不確定性，使控制對象，控制的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是不斷變化的?！?〕當一個意想不到的情況〔如突然停水，動力，水泵，變頻器和軟啟動器故障〕，根據(jù)泵變頻器或軟起動器狀態(tài)，電源狀態(tài)和水位，自動交換網(wǎng)的壓力條件下，保證管網(wǎng)壓力〔7〕采用變頻器進行調(diào)速，通過調(diào)節(jié)泵和固定泵恒壓供水，節(jié)能效果顯著，為每個水泵軟啟動，啟動電流可從零到額定電流，減少了啟動對電網(wǎng)沖擊電流和減少啟動對大慣性速度影響設(shè)備的慣性，延長了設(shè)備的使用壽命。1.3變頻供水系統(tǒng)的開展趨勢變頻供水系統(tǒng)是目前集成，操作和維護簡單的開展。在國內(nèi)外，特別是水供給逆變器更綜合的，許多特殊的逆變電源與PLC、PID綜合，甚至壓力傳感器集成到頻率成分。在同一時間維護操作也越來越簡明顯偏高，維護本錢也高于國內(nèi)產(chǎn)品。目前，在國內(nèi)許多企業(yè)開展和逆變器的變頻恒壓供水普及，主要進口或直接進口變頻器，結(jié)合PLC和PID控制器來實現(xiàn)恒壓供水，在體積小，恒壓供水領(lǐng)域的控制要求，國內(nèi)逆變器的快速開展，和占據(jù)了變頻恒壓供水市場容量小的相當一局部以其低本錢優(yōu)勢。但在高功率逆變器，國產(chǎn)變頻器需要進一步的改良和完善。1.4本文主要內(nèi)容本文在通過對PLC恒壓變頻供水的技術(shù)和原理分析的根底上，提出了一套基于PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)的可行性方案，并選擇出了相應(yīng)的器件，從而使系統(tǒng)通過安裝在管網(wǎng)上的壓力傳感器，把水壓轉(zhuǎn)換成4~20mA的模擬信號，通過變頻器來控制改變水泵轉(zhuǎn)速。隨著水位控制器來控制注水閥YV1，當自動裝滿水的儲水箱，只要水位低于高位水箱，自動水。高，低水位信號的游泳池也直接向PLC作為低水位報警用。為了保證供水的連續(xù)性，水位上下限傳感器上下距離相差不是很大。使生活供水在恒壓狀態(tài)〔生活用水低恒壓值〕下進行。變頻恒壓供水系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理此次設(shè)計研究的對象是一棟樓房的供水系統(tǒng)。由于高層樓對水壓的要求高，在水壓低時，高層用戶將無法正常用水甚至出現(xiàn)無水的情況，水壓高時將造成能源的浪費。如圖2-1所示，是這棟小樓的供水流程。自來水廠送來的水先儲存的水池中再通過水泵加壓送給用戶。通過水泵加壓后，必須恒壓供給每一個用戶。圖2-1供水流程簡圖市網(wǎng)來水用上下水位控制器EQ來控制注水閥YV1，只要水位低于高水位自動水箱，水。高，低水位信號的游泳池也直接向PLC作為低水位報警。為了能夠確保供水的連續(xù)性，汛限水位傳感器高度相差不是很大。水使用。下列圖2-2即為生活恒壓供水系統(tǒng)工藝流程圖。2號泵1號泵3號泵水池EQ2號泵1號泵3號泵水池EQ圖2-2雙恒壓供水系統(tǒng)工藝流程圖2.1系統(tǒng)的構(gòu)成整個系統(tǒng)由三臺泵，變頻器，PLC、壓力傳感器和多個輔助部件。三出水管各泵配有手動閥，修復(fù)和水分利用的調(diào)控，三泵一起工作來滿足供水需求；管道壓力傳感器變頻供水系統(tǒng)的檢測，一般采用電阻式傳感器的反應(yīng)〔0~5vthe電壓信號〕或壓力變送器〔4~20mA電流反應(yīng)〕；逆變器是供水系統(tǒng)的核心，通過改變電機的頻率實現(xiàn)電機的無極調(diào)速、無波動穩(wěn)壓的效果和各項功能。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)行機構(gòu)、信號檢測、控制系統(tǒng)、人機界面、以及報警裝置等局部組成。2.1.1執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶管網(wǎng).通常這些水泵包括:〔1〕采用變頻調(diào)速器，泵的轉(zhuǎn)速控制：可泵變頻調(diào)整，根據(jù)水化電機計算機輔助速度的變化，以保持恒定的壓力?！?〕恒速泵：泵的運行頻率，恒定的速度，他們使用的水的速度增加泵的最大供水能力，對供水量的補充。此外，一些通常的轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將增加附屬小泵，它只運行在啟，停兩種工作狀態(tài)，在水面很少量的情況下〔例如：夜〕水的一點補充。2.1.2信號檢測方法控制系統(tǒng)，需要檢測的信號包括液壓信號，液位信號和報警信號：〔1〕水壓信號：它反映了用戶管網(wǎng)壓力值，它是恒壓供水控制的主要反應(yīng)信號。這個信號模擬信號，讀取PLC，需要跑邊轉(zhuǎn)換。此外，該系統(tǒng)的可靠性，為水接點壓力表需要檢測壓力和極限壓力。檢測結(jié)果可以發(fā)送給PLC，數(shù)字輸入?！?〕液位信號：它反映了進水水量。信號是有效的?？刂葡到y(tǒng)來實現(xiàn)控制保護系統(tǒng)，防止泵抽到電機和泵的損壞。安裝在水的液位傳感器的信號?！?〕報警信號：它反映系統(tǒng)是否正常運行，水泵電機過載2.1.3控制系統(tǒng)供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜，包括三個局部供水控制器，逆變器和控制設(shè)備：〔1〕供水控制器：它是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)中的壓力，液位，報警信號的采集，分析，從人機接口和通訊接口的數(shù)據(jù)控制算法，對執(zhí)行機構(gòu)的控制方案，該變頻調(diào)速器和接觸器的執(zhí)行機構(gòu)〔即水泵控制線?！?〕：它是在泵一種變頻調(diào)速控制裝置。逆變器跟蹤控制信號發(fā)送到控制器的操作頻率改變供水泵的轉(zhuǎn)速，泵完成速度的速度控制。根據(jù)水泵機組在逆變器驅(qū)動的情況不同，該逆變器具有以下兩種工作模式：1〕轉(zhuǎn)換周期：逆變器驅(qū)動水泵為變頻泵，該泵在工頻運行時，水的供給是仍然無法滿足用水要求，需要提高泵單元，逆變系統(tǒng)出現(xiàn)從水泵電機，泵切為頻率和頻率相互拖動泵電機。固定：2〕變頻器驅(qū)動水泵為變頻泵，該泵在工頻運行時，水的供給仍然是否滿足用水要求，需要提高泵機組，系統(tǒng)直接啟動另一個恒速泵，不要開關(guān)變換器，固定拖泵變頻器可以選擇前的系統(tǒng)中運行。變頻器是由一組接觸器，繼電器電氣控制設(shè)備，用于給水控制開關(guān)和其他電氣元件的泵。開關(guān)完成，人在控制器的控制下自動切換和地方性工作集中。2.1.4通訊接口通信接口是該系統(tǒng)的重要組成局部，通過該接口，系統(tǒng)可以和組態(tài)軟件以及其他工業(yè)供水系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換；同時通過通訊接口，也可以是一個現(xiàn)代和先進的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)中。例如，可以對系統(tǒng)的遠程診斷與維護。2.1.5報警裝置作為一個控制系統(tǒng)，報警的不可缺少的一局部。由于本系統(tǒng)可以應(yīng)用于不同的供水，為了保證平安，可靠，穩(wěn)定運行，以防止過載，變頻器報警，電源波動，水供給中斷所造成的故障，因此系統(tǒng)必須監(jiān)控報警不同，不是由分子不判斷報警，顯示和保護動作控制，以免造成不必要的損失。2.2工作原理合上空氣開關(guān)，供水系統(tǒng)投入運行。將手動、自動開關(guān)打到自動上，系統(tǒng)進入全自動運行狀態(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)與壓力實際值(來自于壓力傳感器)的偏差進行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)，實現(xiàn)恒壓控制。同時變頻器在運行頻率到達上限，會將頻率到達信號送給PLC，PLC那么根據(jù)管網(wǎng)壓力的上、下限信號和變頻器的運行頻率是否到達上限的信號，由程序判斷是否要起動第2臺泵(或第3臺泵)。當變頻器運行頻率到達頻率上限值，并保持一段時間，那么PLC會將當前變頻運行泵切換為工頻運行，并迅速起動下1臺泵變頻運行。此時PID會繼續(xù)通過由遠傳壓力表送來的檢測信號進行分析、計算、判斷，進一步控制變頻器的運行頻率，使管壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限偏差范圍之內(nèi)。提高泵的工作過程：假設(shè)增加泵的序列是l，2，3泵。1年初，PLC的控制下泵電機輸入速度，通過變頻器調(diào)節(jié)速度。當水壓力小于壓力設(shè)定值變頻器的輸出頻率的增加，泵的轉(zhuǎn)速上升和下降。當變頻器的輸出頻率到達上限，并穩(wěn)定運行，如果供水壓力仍達不到預(yù)置值，是進入泵。在PLC的邏輯控制下電磁開關(guān)與1泵電機與變頻器斷開連接，1泵電機開關(guān)工作頻率，頻率轉(zhuǎn)換器與2泵電機連接，泵輸入轉(zhuǎn)速控制2。如果你還不到setValue，繼續(xù)按照上面的步驟2泵切換到工頻運行，控制3泵投入變頻運行。降低泵的工作過程：假設(shè)降低泵的序列為3，2，1泵。當水的壓力大于設(shè)定值時，變頻器的輸出降低泵的轉(zhuǎn)速，泵的速度下降，當逆變器的輸出頻率，到達了它的極限，穩(wěn)定運行一段時間后，變頻器控制水泵停止，如果水的壓力大于設(shè)定值時，它將操作開關(guān)頻率下泵，并繼續(xù)減少泵工作過程。在晚上的水如果不長的時間內(nèi)，當主泵和低速，如果供水壓力大于設(shè)定值，然后停止和啟動輔助泵輸入轉(zhuǎn)速，從而到達節(jié)能的效果。2.3變頻恒壓供水系統(tǒng)中加減水泵的條件分析在這一過程中，我們提到，當變速泵的頻率上限運行，在網(wǎng)絡(luò)的實際壓力設(shè)定壓力，需要增加恒速水泵來滿足供水要求，到達恒壓的目的。當泵的速度和恒速泵在運轉(zhuǎn)時的速度和泵和恒速水泵都在運行且調(diào)速水泵己運行在下限頻率，此時管網(wǎng)的實際壓力仍高于設(shè)定壓力，此時需要減少恒速水泉來減少供水流量，到達恒壓的目的。那么何時進行切換，刁能使系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，同時使機組不過于頻繁的切換。當網(wǎng)絡(luò)仍然低于設(shè)定壓力的實際壓力，需要增加供給以滿足恒速，到達恒壓的目的。當速度運行中的泵與定速泵和泵的速度是低頻率的限制，實際運行，管網(wǎng)壓力仍高于設(shè)定壓力，需要不斷減少，水以減少水的流量，實現(xiàn)恒壓力。所以當開關(guān)，調(diào)可以使系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，同時，單位不太頻繁的。盡管通用變頻器的頻率可在0-400HZ的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但當它用于供水系統(tǒng)，的范圍內(nèi)的頻率是有限的，不是無限制的增加和減少。當水泵電機的頻率條件下，開關(guān)頻率為50Hz的條件，只能進行。隨著電網(wǎng)和限制的逆變器和電機工作頻率的限制，50Hz成為頻率上的頻率調(diào)整。當變頻器的輸出頻率到達了50Hz，即使實際供水小于設(shè)定壓力，又不增加變頻器的輸出頻率。增加實際供水壓力，所以，只能通過水泵開關(guān)，增加單位數(shù)的操作實現(xiàn)。此外，輸出頻率不能為負，最小的只有0Hz。事實上，在實際應(yīng)用中，變頻器的輸出頻率是不可能減少to0hz。由于操作時，水泵，電機帶動泵供水管網(wǎng)，管網(wǎng)的壓力會因為反泵，驅(qū)動泵運行反扭矩，而有一定程度的壓力，防止源在一個池的水進入管網(wǎng)，因此，當電機運行頻率下降到一個值時，水泵抽水沒有水，供水電機頻率下降。這個頻率在實際中應(yīng)用變頻電動機運行的下限。這個頻率是高于0Hz大得多，具體數(shù)值，用于將水泵和系統(tǒng)的特點，一般約為。在變工況運行時，電機的泵單元操作的頻率是由逆變器的輸出頻率決定，下限下變頻器頻率調(diào)節(jié)。在實際應(yīng)用中，應(yīng)當在確實需要機組進行切換的時候才進行機組的切換。所謂延時判別，是指條件為壓力是不夠的，如果你真的想設(shè)置標準的切換，切換所要求的頻率和壓力建立并維持一段時間〔1-2分鐘〕，如果在這段時間延遲開關(guān)狀態(tài)的切換操作仍然成立，單位的實際；如果切換條件不能保持延遲時間的要求，到達這樣的標準只是暫時的，如果進行機組切換將可能引起一系列多余的切換操作。2.4主電路接線圖圖2-3主接線圖第三章基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)水泵M1、M2，M3可變頻運行，也可工頻運行，需PLC的6個輸出點，變頻器的運行與關(guān)斷由PLC的1個輸出點，控制變頻器使電機正轉(zhuǎn)需1個輸出信號控制，報警器的控制需要1個輸出點，輸出點數(shù)量一共9個?？刂破饎雍屯Ｖ剐枰?個輸入點，變頻器極限頻率的檢測信號占用PLC2個輸入點，系統(tǒng)自動/手動起動需1輸入點，手動控制電機的工頻/變頻運行需6個輸入點，控制系統(tǒng)停止運行需1個輸入點，檢測電機是否過載需3個輸入點，共需15個輸入點。系統(tǒng)所需的輸入／輸出點數(shù)量共為24個點。本系統(tǒng)選用FX2N-48MR型三菱PLC.3.1控制要求對三泵生活恒壓供水系統(tǒng)的根本要求如下：生活供水時，系統(tǒng)應(yīng)保持低恒壓值運行。三臺泵根據(jù)恒壓的需要，采取“先開先停”的原那么接入和退出。再用水量較小的情況下，如果一臺泵連續(xù)工作運行時間超過3h，那么要切換到下一臺泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”，防止某一臺工作時間過長。三臺泵再起動時要有軟起動功能。要有完善的報警功能對泵的操作要有手動控制功能，手動只在應(yīng)急或檢修時臨時使用。3.2變頻器的選擇與接線根據(jù)設(shè)計的要求，本系統(tǒng)選用FR-A540系列變頻器，如下列圖所示：圖3-1FR-A540的管腳說明管腳STF接PLC的Y7管腳，控制電機的正轉(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3-2變頻器接線圖3.3原其它元器件的選擇水泵：M1、M2選用40-160(I)A型，M3選用40-160(I)型，參數(shù)見表3.1示。熱繼電器的選擇：選用最小的熱繼電器作為電機的過載保護熱繼電器FR，F(xiàn)R1FR2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6－9A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各輸入點的回路的額定電壓直流24V，各輸入點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，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。表3-1元件表總圖元件符號型號個數(shù)可編程控制器PLCFX2N-48MR型三菱PLC1變頻器FR-A540系列5.5型1接觸器KMSC-E03-C7水泵M1,M240-160(I)A2M340-160(I)1閘刀開關(guān)QSHD11-100/181熔斷器FU1，F(xiàn)U2RT186A2FU3RT188A1熱繼電器FR1FR2TK-E02T-C2FR3K-E02U-C1按鈕SBLAY3—1110水泵符號型號流量(m3/h)揚程

(m)轉(zhuǎn)速

(r/min)電機功率

(kw)M1,M240-160(I)A112829002.2M340-160(I)12.53229003.0表3-2水泵的參數(shù)變頻器適用電機容量〔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〕5.59.112150%60s,200%0.5s(反時限特性)3相，380V至480V50Hz/60Hz強制風冷表3-3變頻器的參數(shù)3.7基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)程序流程〔1〕在控制系統(tǒng)中，變頻器通過PLC通過對電機廠壓力變送器反應(yīng)信號壓力設(shè)定點，一個單一的閉環(huán)控制。此外，為了適應(yīng)水供給的突然變化，必要時，可實現(xiàn)手動控制的頻率函數(shù)。P比程序設(shè)計的主要任務(wù)是接受輸入信號和壓力信號和水管的網(wǎng)絡(luò)信號的水位，確定當前的系統(tǒng)狀態(tài)是否正常，然后執(zhí)行程序，由輸出信號去控制接觸器，繼電器和逆變裝置，以完成相應(yīng)的控制任務(wù)，除了PID運算，開關(guān)PLC主控制任務(wù)的輸出頻率的計算和頻率，頻率轉(zhuǎn)換。在設(shè)計中，需要注意的是，由于供水系統(tǒng)是一個大慣性不能突變的系統(tǒng)，不需要太大，優(yōu)先設(shè)計思想中的查詢中斷模式，是次要的。當系統(tǒng)開始工作，系統(tǒng)初始化，當?shù)谝淮伍_始，對測試的一局部，當前狀態(tài)的系統(tǒng)，如錯誤報警，然后模擬量〔管網(wǎng)壓力，液位數(shù)據(jù)。〕數(shù)據(jù)表處理，給出一定的價值?！?〕恒前壓力控制程序設(shè)計的恒壓供水壓力控制系統(tǒng)的程序設(shè)計流程如圖43所示，試驗壓力，信號傳輸?shù)絇LC系統(tǒng)的最正確選擇，數(shù)值分析，確認數(shù)據(jù)是正常的，與壓力設(shè)定值的判斷，如果與設(shè)定值相同，下一個采樣周期，如果不同，PID控制，PLC控制變頻器改變頻率參數(shù)，從而實現(xiàn)恒壓供水。在恒壓供水方案的設(shè)計，還應(yīng)考慮到報警的問題，通常設(shè)計為中斷處理信號報警，隨著小水廠的條件，除了報警等。通常液位報警和過載，也應(yīng)檢測儀，濁度，余氯分析儀報警信號接入PLC，以水廠流量嚴重異常或質(zhì)量事故時可以實現(xiàn)緊急停機實現(xiàn)。PLC在系統(tǒng)中的作用是控制交流接觸器組進行工頻—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3-6PLC程序流程圖系統(tǒng)起動之后，檢測是自動運行模式還是手動運行模式。如果是手動運行模式那么進行手動操作，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。如果是自動運行模式，那么系統(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)出錯或器件出問題在自動運行模式中，如果PLC接到頻率上限信號，那么執(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，那么執(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)有的運行狀態(tài)。3.8控制方式3.8.1手動運行當按下SB7按鈕，用手動方式。按下SB10手動啟動變頻器。當系統(tǒng)壓力不夠需要增加泵時，按下SBn〔n=1,3,5〕按鈕，此時切斷電機變頻，同時啟動電機工頻運行,再起動下一臺電機。為了變頻向工頻切換時保護變頻器免于受到工頻電壓的反向沖擊，在切換時，用時間繼電器作了時間延遲，當壓力過大時，可以手動按下SBn〔n=2,4,6〕按鈕，切斷工頻運行的電機，同時啟動電機變頻運行。可根據(jù)需要，停按不同電機對應(yīng)的啟停按鈕，可以依次實現(xiàn)手動啟動和手動停止三臺水泵.該方式僅供自動故障時使用.3.8.2自動運行由PLC分別控制某臺電機工頻和變頻繼電器，在條件成立時，進行增泵升壓和減泵降壓控制.升壓控制：系統(tǒng)工作時，在三個國家各泵，即電網(wǎng)狀態(tài)，拖動變頻器調(diào)速驅(qū)動和停止狀態(tài)。系統(tǒng)開始工作，供水壓力供水管道是零，在控制系統(tǒng)作用下，逆變器的運行，第一泵M1，起動和轉(zhuǎn)速逐漸升高，當輸出壓力到達設(shè)定值時，水的供需平衡，速度穩(wěn)定在一定值，這期間M1處在調(diào)速運行狀態(tài)當輸出壓力到達設(shè)定值時，水的供需平衡，速度穩(wěn)定在一定值的速度，M1期。當水以增加水的壓力降低，壓力閉環(huán)控制泵按設(shè)定的速度加速到另一個穩(wěn)定的速度和減少水的壓力增加，水泵按設(shè)定的速率減速到新的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速.當用水量繼續(xù)增加，變頻器輸出頻率增加至工頻時，水壓仍低于設(shè)定值，由PLC控制切換至工頻電網(wǎng)后恒速運行;同時，使第二臺水泵M2投入變頻器并變速運行，系統(tǒng)恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓到達設(shè)定值為止。如果用水量繼續(xù)增加，每當加速運行的變頻器輸出頻率到達工頻時，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，并有新的水泵投人并聯(lián)運行.當最后一臺水泵M3投人運行，變頻器輸出頻率到達工頻，壓力仍未到達設(shè)定值時，控制系統(tǒng)就會發(fā)出故障報警.降壓控制：當用水量下降水壓升高，變頻器輸出頻率降至起動頻率時，水壓仍高于設(shè)定值，系統(tǒng)將工頻運行時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)，使壓力重新到達設(shè)定值.當用水量繼續(xù)下降，每當減速運行的變頻器輸出頻率降至起動頻率時，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，直到剩下最后一臺