【正文】 統(tǒng)反應(yīng)過慢，容易產(chǎn)生壓力過高， 導(dǎo)致管道爆裂。 (PLC)的特點(diǎn)及選型 可編程控制器（ ProgrammableLogicController）是計算機(jī)技術(shù)與自 動化控制技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的新型通用自動控制裝 置，是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。 A/D,D/A模塊和可編 7 程控制器內(nèi)置的控制模塊來控制水泵電機(jī)的切換從而調(diào) 節(jié)供水管中水的 壓力。其特 性簡介如下： ?高速計數(shù)器能方便地測量高速運(yùn)動的加工件。 小機(jī)殼內(nèi)匯集了先進(jìn)的功能和優(yōu)異的表現(xiàn)。 ?CPM2A的價值在于它具有非常卓越的性能價格比。振幅 。 CompoBus/SI/O鏈接單元：作為一個 CompoBus/S從單元提供 8點(diǎn)輸 入和 8點(diǎn)輸出。 通道分配 CPU 輸出 1 12CH 輸入 4 03CH 輸入 3 03CH 輸入 2 02CH 輸入 1 02CH 30CDR 低八位 12CH 高八位 03CH 低八位 03CH 高八位 02CH 低八位 02CH 40CDR 低八位 高八位 低八位 高八位 低八位 輸入通道的 IR位分配 “ 輸入通道 1” 15 d 14 d 13 D 12 d 11 d 10 d 9 d 8 d 7 d 6 d 5 d 4 d 3 d 2 1 d 0 d d 輸入 2 “ 輸入通道 1” ＋ 1 輸入 1 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 12 d d D d d d d d 8 d d d d d d d d 輸入 4 輸入 3 輸出通道的 IR位分配 輸出通道 15 S 14 13 12 11 10 9 7 6 d 5 d 4 d 3 d 2 d 1 d 0 d d 不使用（ 0） 輸出 1數(shù)據(jù)位 S：符號位 0：正電壓輸出 1：負(fù)電壓輸出 注：只有當(dāng)使用 177。在硬件接線上，用擴(kuò)展模擬單元連接電纜（ MADO2 自帶）與 PLC上的擴(kuò)展連接器連接。恒壓 供水調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電機(jī)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(yùn)行參 數(shù)，在用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)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(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在調(diào)試向?qū)У囊龑?dǎo) 下進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，加上全部的自優(yōu)化調(diào)試過程， DCS400的典型調(diào)試時間 為 15分鐘。 流量與轉(zhuǎn)速成正比：Ｑ ∝ Ｎ 轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比：Ｔ ∝ N 2 功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比：Ｐ ∝ N 3 而且變頻調(diào)速自身的能量損耗極低，在各種轉(zhuǎn)速下變頻器輸入功率幾乎等 于電機(jī)軸功率，由此可知在使用變頻調(diào)速技術(shù)供水時，系統(tǒng)中流量變化與 功率的關(guān)系：Ｐ變＝Ｎ 3Ｐ額＝Ｑ 3Ｐ額采用出口閥控制流量的方式，電機(jī) 在工頻運(yùn)行時，系統(tǒng)中流量變化與功率的關(guān)系：Ｐ閥＝（ +）Ｐ 額其中，Ｐ為功率Ｎ為轉(zhuǎn)速Ｑ 為流量例如設(shè)定當(dāng)前流量為水泵額定流量的 ６０％，則采用變頻調(diào)速時Ｐ變＝Ｑ３Ｐ額＝ ，而采用閥門控 制時Ｐ閥＝（ +）Ｐ額＝ ，節(jié)電＝（Ｐ閥 Ｐ變）／Ｐ閥 *１００％＝ ％。 ： 小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)通常是由水池、離心泵（主泵 +休眠泵）、壓力 傳感器、 PID調(diào)節(jié)器、變頻器（主泵 +休眠泵）、管網(wǎng)組成。兩者如何選擇，我們來簡單分析一下（如變頻器控制原理圖示）管網(wǎng) 最不利點(diǎn)壓力恒定時，管網(wǎng)用水量由 QMAX減少到 Q1，水泵降低轉(zhuǎn)速，與用 水管路特性曲線 A（不變）相交于點(diǎn) C，水泵特性曲線下移，管網(wǎng)最不利點(diǎn) 壓力 H0。 為了變頻器不跳閘保護(hù)，現(xiàn)場使用當(dāng)中的許多變頻器加減速時間的 設(shè)置過長，它所帶來的問題很容易被設(shè)備外表的正常而掩蓋，但是變頻器 達(dá)不到最佳運(yùn)行狀態(tài)。從單臺水泵的節(jié)能來看，流量越小，節(jié)能量越大。 、保護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定 使用變頻器后，機(jī)泵的轉(zhuǎn)速不再是長期維持額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，減少了機(jī) 械磨損，降低了機(jī)泵故障率，而且主泵定時輪換控制功能自動定時輪換主 泵運(yùn)行，保證各泵磨損均勻且不銹死，延長了機(jī)泵使用壽命。 17 本系統(tǒng)采用 YTT150型差動 遠(yuǎn)傳壓力表，此表適用于測量對鋼及銅 合金不起腐蝕作用的液體、蒸汽和氣體等介質(zhì)的壓力。5℃ 時，其溫度附加誤差不大于 %/10℃ 。同時，一次儀表也指示相應(yīng)的壓力值。供水系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括水泵的自 動 啟?？刂?、水位流量、壓力的測量與調(diào)節(jié)；使用水量、排水量的測量； 污水處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)視、控制；水質(zhì)檢測；節(jié)水程序控制；故障及異常 狀況的記錄等。當(dāng)變頻 19 器的運(yùn)行頻率達(dá)到 50hz時，若此時管網(wǎng)壓力仍低，系統(tǒng)將自動啟動一臺工 頻泵；當(dāng)變頻器的運(yùn)行頻率降到 10hz時，若此時管網(wǎng)壓力仍高，系統(tǒng)將自 動摘除一臺工頻泵。供水管網(wǎng)壓力進(jìn)入 PLC，經(jīng)處理和轉(zhuǎn)換后再由 PLC以模擬量 的方式輸出，將該輸出模擬量信號與變頻器的模擬量反饋信號連接，作為 變頻器對管網(wǎng)壓力的檢測。以此類推，順序?qū)崿F(xiàn)工頻泵的加入。工頻和變頻接 觸器應(yīng)有機(jī)械上的聯(lián)鎖。從根本上杜絕了一起上電的可能 性。 圖三 1號、 2號泵的手動星 /角啟動電路 圖四 3號、 4號泵的手 動星 /角啟動電路 第三章 軟件設(shè)計 I/O分配 在控制系統(tǒng)中，除各單元本身占用的 I/0外，整個控制系統(tǒng)外部還有 其他控制開關(guān)及指示輸出等，如報警消除、變頻器起停指示等。 電氣符號 類型 PLC地址 說明 23 YXBP BOOL YHDB BOOL YXBPOUT BOOL 10變頻器起停指示燈 秒 (0007)amp。在 PLC運(yùn)行的第一個周期里， 將數(shù) 值 C2F3送入 13CH。處理 002CH通道中的數(shù)值，利用常 ON指令， 將 002CH的內(nèi)容與數(shù)值 FF00進(jìn)行邏輯與操作，目的是屏蔽低八位，保留 高八位。 并將結(jié)果傳送到數(shù)據(jù)區(qū) DM310（ F當(dāng)前值）中。將 DM210的內(nèi)容傳送給 12CH通道，即 將 P1的內(nèi)容傳送給 P11，為變頻器提供管網(wǎng)壓力值。當(dāng) 4號泵手動 /自動轉(zhuǎn)換信號在手動位置或 4號泵 電機(jī)過載時，輸出一個手動或故障標(biāo)志。設(shè)定循環(huán)倒泵時間為 24小時，到達(dá)時間后輸 出倒泵信號，禁止變頻泵運(yùn)行，對變頻運(yùn)行標(biāo)志實施左移操作，將變頻運(yùn) 行權(quán)移交到下一臺泵上。從而關(guān)閉變頻器的工作。 31 當(dāng)變頻器的頻率值低于 10Hz時，系統(tǒng)并不時立刻摘工頻泵，而需要進(jìn) 行一定時間的延時，摘泵的順序是先投入的工頻泵后摘，而后投入的工頻 泵則先摘。注：手動或電機(jī)故障、禁止開泵標(biāo)志、 變頻器故障、市供水管網(wǎng)壓力低。注：當(dāng) 4號泵也在工頻運(yùn)行時， 3 號泵不可以退出工頻運(yùn)行。 34 2號泵變頻組合（ 2號泵變頻、 3號泵作為第一臺工頻、 4號泵作為第二 臺工頻、 1號泵作為第三臺工頻）程序。注： 當(dāng) 4號或 1號泵也在工頻運(yùn)行時， 3號泵不可以退出工頻運(yùn)行。 1號泵作為第三臺工頻泵必須在 4號泵工頻工作正常下有效， 根據(jù)上限頻率和下限頻率來實施加泵和摘泵操作。注：手動或電機(jī)故障、禁止開泵標(biāo)志、 變頻器故障、市供水管網(wǎng)壓力低。注：當(dāng) 2號泵也在工頻運(yùn)行時， 1號泵不可以退出 工頻運(yùn)行。 37 4號泵變頻組合（ 4號泵變頻、 1號泵作為第一臺工頻、 2號泵作為第二 臺工頻、 3號泵作為第三臺工頻）程序。注： 當(dāng) 2號或 3號泵也在工頻運(yùn)行時， 1號泵不可以退出工頻運(yùn)行。 3 號泵作為第三臺工頻泵必須在 2號泵工頻工作正常下有效，根據(jù)上限頻率 和下限頻率來實施加泵和摘泵操作。 在變頻工作有效且變頻器處于運(yùn)行狀態(tài)時（檢測變頻運(yùn)行信號），輸出變 頻器工作信號（中間標(biāo)志 ）。將上述信號并聯(lián)后驅(qū)動運(yùn)行狀態(tài)指示燈，正常時運(yùn)行指 示燈亮，水泵故障時，指示燈按 1秒時鐘閃爍，變頻器故障時，指示燈按 秒時鐘閃爍 .分別利用市供水管網(wǎng)壓力低等報警信號、水泵故障、變頻器 故障、的上升沿來啟動報警器，以便提示檢修人員。變頻器報警信號 R01斷開時（四 個電機(jī)過載信號同時出現(xiàn)，無供電電源），輸出變頻器故障信號（輸出中 間標(biāo)志 ）。 38 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)禁止開泵標(biāo)志、變頻器故障、市供水管網(wǎng)壓力低等報警 信 號時，應(yīng)全面禁止 4臺泵的自動運(yùn)行（將 0000分別傳送到 031CH、 032CH、 033CH、 034CH）。注：當(dāng) 3號泵也在工頻運(yùn)行時， 2號泵不可以退出 工頻運(yùn)行。注：手動或電機(jī)故障、禁止開泵標(biāo)志、 變頻器故障、市供水管網(wǎng)壓力低。 2 36 號泵作為第三臺工頻泵必須在 1號泵工頻工作正常下有效，根據(jù)上限頻率 和下限頻率來實施加泵和摘泵操作。注： 當(dāng) 1號或 2號泵也在工頻運(yùn)行時， 4號泵不可以退出工頻運(yùn)行。 35 3號泵變頻組合（ 3號泵變頻、 4號泵作為第一臺工頻、 1號泵作為第二 臺工頻、 2號泵作為第三臺工頻）程序。注：當(dāng) 1號泵也在工頻運(yùn)行時， 4 號泵不可以退出工頻運(yùn)行。注：手動或電機(jī)故障、禁止開泵標(biāo)志、 變頻器故障、市供水管網(wǎng)壓力低。 4號泵作為第三臺工頻泵必須在 3號泵工頻工作正常下有效，根據(jù)上限 頻率和下限頻率來實施加泵和摘泵操作。注： 當(dāng) 3號或 4號泵也在工頻運(yùn)行時， 2號泵不可以退出工頻運(yùn)行。 1號泵變頻組合（ 1號泵變頻、 2號泵作為第一臺工頻、 3號泵作為第二 臺工頻、 4號泵作為第三臺工頻）程序。頻率設(shè)定在 00F8—— 00FF（大約在 48Hz—— 52Hz）時，為加 工頻泵的上限頻率，頻率設(shè)定在 0000—— 0033（大約在 0Hz—— 10Hz） 時，為減工頻泵的下限頻率。 30 在變頻狀態(tài)下時，變頻泵處于自動運(yùn)行且無過載現(xiàn)象，同時市供水管 網(wǎng)壓力正常、無循環(huán)倒泵信號 、變頻泵無故障、變頻器無故障時，系統(tǒng)允 許變頻器進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。 市供水壓力超低（ T80經(jīng)延時后）、循環(huán)倒泵的上升沿（ ）、變 頻泵故障的上升沿（ ）、出現(xiàn)任意信號時，將輸出一個禁止變頻泵 工作信號。當(dāng) 2號泵手動 /自動轉(zhuǎn)換信號在手動位置或 2號泵電機(jī) 過載時，輸出一個手動或故障標(biāo)志。并將結(jié)果傳送到數(shù)據(jù)區(qū) DM320（備用）中。將 DM220中的高 八位傳送到 DM230的低八位中，再將 DM230中的二進(jìn)制數(shù)值轉(zhuǎn)換 成 BCD嗎 后傳送到 DM240中。 處理 002CH通道中的數(shù)值，利用常 ON指令，將 002CH的內(nèi)容與數(shù)值 00FF 進(jìn)行邏輯與操作，目的是屏蔽高八位，保留低八位。年 (0815) 最大循環(huán)次數(shù) P_Month_Year P_Max_Cycle_Time P_LT UINT_BCD UINT_BCD BOOL AR20 AR14 (LT)標(biāo)志 小時 (0007)日期 P_Hour_Date P_GT UINT_BCD BOOL AR19 (amp。 一路輸出為 P11（ 12CH中的低八位， P11=P1）。 4臺泵自動控制系統(tǒng) 供水泵的自動控制系統(tǒng)主要完成供水泵的工頻、變頻自動運(yùn)行。降壓啟動的方式采用的是星 /角 啟動控制。以此類推，順序?qū)? 現(xiàn)工頻泵的摘除。變頻器中 還有一些開關(guān)量的設(shè)置，如變頻器的 20 啟?？刂疲ㄓ?PLC輸出的數(shù)字點(diǎn)控制），多臺泵運(yùn)行的連鎖控制（多臺泵 的手 /自動轉(zhuǎn)換信號控制）等。假設(shè) 1號泵正處于變頻的狀態(tài)，向 2號 泵傳遞的工作流程如下： 1．先停止變頻器的工作； 2．關(guān)閉 1號泵的變頻接觸器 3．接通 2號泵的工頻接觸器 4．最后在接通變頻器 變頻器控制原理圖 在供水系統(tǒng)中， 4臺泵的運(yùn)行狀態(tài)為一臺處于變頻而其他泵有可能處 于工頻。 結(jié)構(gòu)如圖一： PLC 低壓電氣控制柜 傳感器 變頻器 1 2 3 4 1－ 4號水泵 遠(yuǎn)程壓力表監(jiān)測管網(wǎng)供水壓力，其輸出的模擬量傳遞到 PLC，經(jīng)過 PLC 轉(zhuǎn)換后以模擬量輸出的形式傳 給變頻器（壓力反饋），變頻器根據(jù)管網(wǎng)壓 力的變化調(diào)整電機(jī)頻率。 通過變頻器和繼電器、接觸器控制水泵機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) ,實 現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓變 流量供水要求。 儀表機(jī)械部份的作用原理與一般彈簧管壓力表相同。此外， YTT150型差動遠(yuǎn)傳壓力表 既可對所測壓力作現(xiàn)場指示又能轉(zhuǎn)換為 010mA?DC或 420mA?DC,標(biāo)準(zhǔn) 電流信號輸出。 、投資回收期短 新型的小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)采用水池上直接安裝立式泵，控制間只 要安放一到兩個控制柜，體積很小，整個系統(tǒng)占地就非常小，可以節(jié)省投 資。 系統(tǒng)實行閉環(huán)