應(yīng)用PLC和變頻器結(jié)合實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水系統(tǒng)

1簡(jiǎn)介

隨著變頻調(diào)速技術(shù)和可編程控制器的快速發(fā)展，其應(yīng)用廣泛，功能強(qiáng)大，使用方便，已成為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的主要設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)，其他領(lǐng)域（民用和家庭自動(dòng)化等應(yīng)用也迅速增長。

由于變頻調(diào)速技術(shù)和可編程序控制器的靈活方便應(yīng)用，它也廣泛應(yīng)用于恒壓供水系統(tǒng)。采用PLC作為中央控制單元，采用變頻器和PID組合，可根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)快速調(diào)節(jié)供水系統(tǒng)的工作壓力，達(dá)到恒壓供水的目的，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ，控制效果好，節(jié)能效果明顯。

2，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

 

 

3，工作原理

該系統(tǒng)具有手動(dòng)和自動(dòng)操作模式。在手動(dòng)模式下，按按鈕啟動(dòng)和停止泵。您可以根據(jù)需要分別控制1＃“3＃泵的啟動(dòng)和停止。該模式主要用于設(shè)備調(diào)試，自動(dòng)故障和維護(hù)。當(dāng)自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，首先通過1＃水泵變頻運(yùn)行，變頻器的輸出頻率從0HZ上升，PID調(diào)節(jié)器將接收到的信號(hào)與給定壓力進(jìn)行比較，并送到變頻器進(jìn)行控制。如果壓力不足，頻率上升到50HZ，變頻器輸出上限頻率。信號(hào)被發(fā)送到PLC。 PLC接收到信號(hào)后，1＃泵頻率轉(zhuǎn)換迅速切換到工頻，2＃泵頻率轉(zhuǎn)換開始。如果壓力仍未達(dá)到設(shè)定壓力，則2＃泵將從頻率轉(zhuǎn)換切換到工頻。 3＃泵變頻啟動(dòng);如果耗水量減少，PLC控制從第一臺(tái)泵開始，系統(tǒng)根據(jù)PID調(diào)節(jié)參數(shù)平穩(wěn)運(yùn)行，并始終保持管網(wǎng)壓力。

如果出現(xiàn)瞬間停電，系統(tǒng)將停止。電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)將自動(dòng)返回初始狀態(tài)并開始運(yùn)行。變頻自動(dòng)功能是系統(tǒng)最基本的功能，系統(tǒng)自動(dòng)完成多泵啟動(dòng)，停止和循環(huán)變頻的所有操作過程。

4，逆變器

逆變器采用艾默生電氣生產(chǎn)的EV2000系列變頻器。 EV2000采用獨(dú)特的控制方式，實(shí)現(xiàn)高扭矩，高精度，寬速驅(qū)動(dòng)，滿足通用變頻器的高性能要求。它具有超越同類產(chǎn)品的防脫功能，適應(yīng)電網(wǎng)的惡劣溫度，濕度和灰塵容量。大大提高產(chǎn)品可靠性。

EV2000具有實(shí)用的PI（圖2），簡(jiǎn)單的PLC，靈活的輸入和輸出端子，脈沖頻率參考，斷電和關(guān)斷參數(shù)存儲(chǔ)選項(xiàng)。頻率給定通道與運(yùn)行命令通道捆綁在一起，零頻率間隙控制為設(shè)備提供了集成的集成解決方案，對(duì)降低系統(tǒng)成本和提高系統(tǒng)可靠性具有重要價(jià)值。 PI參數(shù)的設(shè)置將直接反饋?zhàn)冾l器控制中的響應(yīng)速度和精度。零頻率操作閾值和零頻率滯后的設(shè)置可以防止變頻器在低頻輸出泵的低速運(yùn)行（泵低于變頻器輸出15HZ）。效率非常低。當(dāng)變頻器低于某一頻率時(shí)，輸出自動(dòng)停止，即恒壓供水要求不受影響，效率最大化。

5，PLC控制系統(tǒng)

系統(tǒng)采用三菱FX-1s30MR，I / O點(diǎn)為30點(diǎn)，繼電器輸出，PLC編程采用FX-20P-E手持編程器或三菱PLC專用編程軟件SWOPC-FX / WIN-C，PLC可編程控程器件及軟件為離線編程，在線連接和調(diào)試提供了完整的編程環(huán)境。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的性價(jià)比，系統(tǒng)采用可編程控制器的開關(guān)輸入和輸出來控制電機(jī)的啟動(dòng)和停止，自動(dòng)輸入，定時(shí)切換，供水泵的變頻和報(bào)警。電機(jī)轉(zhuǎn)速和設(shè)定壓力等故障等變頻器及其內(nèi)置PID顯示和控制模擬信號(hào)量和實(shí)際運(yùn)行參數(shù)，如頻率，電流和電壓。

三菱PLC的編程說明簡(jiǎn)單易懂，程序設(shè)計(jì)靈活。本系統(tǒng)的系統(tǒng)主程序使用STL指令和狀態(tài)繼電器S，STL指令可以對(duì)生產(chǎn)過程和工作序列圖進(jìn)行非常接近的編程，序列功能圖中的每一步其他步驟完全隔離，塊組裝完畢按照一定的順序根據(jù)控制要求，可以成功完成控制任務(wù)。在對(duì)順控程序進(jìn)行編程時(shí)，F(xiàn)X系列PLC的狀態(tài)繼電器通常與STL指令一起使用。


泵組切換示意圖如圖3所示。滿足工作條件。開始工作時(shí)，1＃泵啟動(dòng)，隨著變頻器輸出頻率的增加，泵的速度逐漸增加。例如，逆變器的頻率達(dá)到50HZ，此時(shí)水壓仍然是。如果未達(dá)到設(shè)定值，變頻器將檢測(cè)上限頻率并向PLC輸出開關(guān)信號(hào)。延時(shí)后，1＃泵快速切換到工頻運(yùn)行，同時(shí)釋放變頻器運(yùn)行信號(hào)，變頻器頻率降至0HZ。然后，通過頻率轉(zhuǎn)換啟動(dòng)2＃泵。如果仍未達(dá)到壓力，則將2＃泵切換到工頻，通過變頻啟動(dòng)3＃泵。在操作中，一個(gè)泵總是以變頻操作。當(dāng)壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，變頻輸出為0HZ，變頻器向PLC輸出下限頻率信號(hào)。 PLC決定切斷1＃工頻泵。此時(shí)，它由工頻泵和變頻泵操作。如果此時(shí)壓力達(dá)到設(shè)定值，則變頻器輸出為0HZ，下限信號(hào)輸出到PLC。 PLC釋放2＃工頻泵，只有3＃泵變頻操作維持管網(wǎng)壓力。當(dāng)壓力下降時(shí)，變頻器的頻率上升到50HZ輸出信號(hào)。延遲后，3＃泵切換到工頻，1＃泵開始改變頻率。如果仍然不滿足壓力，則1＃更改切換為1＃工作，2＃泵變頻操作如果仍未達(dá)到壓力，則2＃更改為2＃工作，啟動(dòng)3＃更改，并且三個(gè)泵同時(shí)工作，以確保供水要求。

這種切換過程有效地減少了泵的頻繁啟動(dòng)和停止，同時(shí)，在實(shí)際管網(wǎng)對(duì)水壓波動(dòng)做出反應(yīng)之前，快速調(diào)節(jié)變頻器使水壓平穩(wěn)過渡，從而有效避免高層用戶短時(shí)間停水。情況發(fā)生了。

在傳統(tǒng)的變頻恒壓供水系統(tǒng)中，當(dāng)水壓高時(shí)，通常使用變頻泵，并且變頻器切換到以工頻運(yùn)行的泵以調(diào)節(jié)工頻運(yùn)行模式。這種切換方式理論上比直接切換工頻的方式更先進(jìn)，但很容易導(dǎo)致泵組頻繁啟動(dòng)和停止，從而降低了設(shè)備的使用壽命。在該系統(tǒng)中，采用直停式工頻泵的運(yùn)行方式，快速調(diào)整變頻器。只要參數(shù)設(shè)置合理，就可以實(shí)現(xiàn)泵組的無沖擊切換，水壓過渡平穩(wěn)，有效防止水壓。當(dāng)大規(guī)模波動(dòng)和水壓過低時(shí)，短期缺水現(xiàn)象會(huì)改善供水質(zhì)量。

6，注意事項(xiàng)

為了使系統(tǒng)穩(wěn)定，快速，準(zhǔn)確，您應(yīng)該注意以下參數(shù)：

1）變頻，工頻切換時(shí)間T.

切換時(shí)間T在PLC程序中設(shè)定。設(shè)定T時(shí)，為確保泵在泵送過程中從變頻轉(zhuǎn)換為工頻，同一泵的變頻器運(yùn)行和工頻運(yùn)行不會(huì)同時(shí)對(duì)應(yīng)相應(yīng)的交流接觸器。逆變器損壞，逆變器損壞。同時(shí)，為了避免在工頻啟動(dòng)時(shí)啟動(dòng)電流較大時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響，時(shí)間T必須在允許范圍內(nèi)盡可能小。

2）上限和下限頻率持續(xù)時(shí)間TH和TL

變頻器運(yùn)行的頻率隨著管網(wǎng)耗水量的增加而增加。變頻操作的頻率是否達(dá)到上限（下限），并保持一定的時(shí)間判斷是否加減泵。該判斷時(shí)間為TH（TL）。如果設(shè)定值太大，系統(tǒng)將無法快速響應(yīng)管網(wǎng)耗水量的變化;如果設(shè)定值太小，管網(wǎng)的耗水量可能會(huì)導(dǎo)致泵工作的頻繁增加和減少。

7，結(jié)論

系統(tǒng)采用PLC與變頻器相結(jié)合，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，真正意義上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)卸料自動(dòng)循環(huán)泵和變頻運(yùn)行，保證了各泵的最佳運(yùn)行效率和設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。它消除了大電流沖擊的開始，并且降低了泵的平均速度，這可以延長泵的壽命并消除啟動(dòng)和停止期間的水錘效應(yīng)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)是大型公共社區(qū)（如大學(xué)和住宅區(qū)）的性能和價(jià)格的首選方案。并通過青島科技大學(xué)泵房一期工程近兩年，運(yùn)行穩(wěn)定，節(jié)能效果顯著，深受用戶好評(píng)。應(yīng)用PLC和變頻器結(jié)合實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水系統(tǒng)介紹結(jié)束。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持