【正文】 液位變送器的選型 一、液位變送器的定義 液位變送器是壓力變送器技術(shù)的延伸 與 發(fā)展， 依據(jù) 不同比重的液體在不同高度所產(chǎn)生壓力成線性關(guān)系的 規(guī)律 ， 完成 對液高、水、重量的 精確 測量和 輸送 。 二、壓力變送器的工作原理 壓力變送器把壓力信號傳 至 電子設(shè)備， 然后 在計算機(jī) 上 顯示壓力。它是由微處理器 調(diào)節(jié)的 用于三相交流電動機(jī)調(diào)速系列產(chǎn)品，采 取 絕緣柵雙極型晶體管 當(dāng)做 功率輸出器件，具 備 很強(qiáng)的 性 能和很高的運(yùn)行可靠性。 （ 3） 逆變器： 將直流電轉(zhuǎn)化成 交流電，由 大功率開關(guān)晶體 管陣列組成電子開關(guān)。 （ 3） 軟啟動節(jié)能 電機(jī)硬啟動 會對 電網(wǎng) 系統(tǒng) 造成 相當(dāng)大 的沖擊 ，同時 對電網(wǎng)容量要求 也比較 高，正常 啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設(shè)備、 線 路的使用壽命 十分有害 。但是他的前提條件是： 第一、為風(fēng)機(jī) /泵類負(fù)載且功率 相對較大 ； 第二、裝置 本 身具 備軟件支持的 節(jié)電功能； 第三、 處于 長期 持續(xù)的工作狀態(tài) 。變頻器輸出的模擬正弦波多 是用在三相異步電動機(jī)調(diào)速 過程中 ， 故而 又叫 做 變頻調(diào)速器。 假使 電機(jī)不能在滿負(fù)荷 得條件 下 工作 時，除 滿足 動力驅(qū)動 需 求之 外， 剩余 的力矩 大大 增加了有功功率的消耗， 并且 造成 能源 的 白白 浪費(fèi)。 （ 2）電壓電流檢測電路：與主回路 相 電位隔離 ，用于 檢測電壓、電流等。也可 使 用兩組 晶體管 變流器構(gòu)成功率方向可逆 、可 進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn) 的 可逆變流器。 變頻器的選型 一、變頻器的定義 變頻器是 利用 變頻技術(shù)與微電子技術(shù)通過改變 電機(jī) 工作電源 頻率 方 法 來 調(diào)節(jié) 交流電動機(jī)的電力 調(diào)節(jié) 設(shè)備。 六、 PLC 及其擴(kuò)展模塊的選型 PLC 是整個供水控制系統(tǒng) 中的 核心 器件 ， 該器件需 要 實現(xiàn) 對系統(tǒng)中所有輸入 信 號的收 集、所有輸出單元的控制、恒壓的實現(xiàn)以及對外的 信息 交換。 該 階段的另一個特點(diǎn)是世界上 發(fā)展 可編程 控制器的國家 數(shù)量 日 趨上升 ，產(chǎn)量日益 增加 。受限于當(dāng)時 元器件條件及計算機(jī) 發(fā)展應(yīng)用 水平，早期的 PLC 通常 由分立組件和集成電路 兩部分 組成， 可以實現(xiàn)相對簡單 的邏輯控制 過程 及定時、計數(shù) 過程 。 (三 ) 輸出刷新階段 掃描用戶程序 過程結(jié)束 后， PLC 就 開始進(jìn)入 輸出刷新 過程 。 完整的 完成 以上 三個 部分稱之為 一個掃描周期。 表 33 水泵，電機(jī)和變頻器選型表 用水量 /（ 3m /h） 揚(yáng)程 /m 水泵型號 電機(jī)功率 /KW 配用變頻器 /KW 50xN 60 80LG5020x3 15 15 80 80LG5020x4 100 80LG5020x5 22 22 120 80LG5020x6 30 30 100xN 40 100DL2 60 100DL3 30 30 80 100DL4 37 37 100 100DL5 45 45 120 100DL6 55 55 注： N為水泵臺數(shù) 4. 設(shè)定供水壓力經(jīng)驗數(shù)據(jù)：平方供水壓力 P=；樓房供水壓力 P=（ +樓層數(shù)） MPa () ： （ 1） 貯水池本身 容量 必須 大于每小時 總 供水量 峰值 ； （ 2）水泵揚(yáng)程 一定要超過 實際供水高度； （ 3）水泵流量總和 必須 大于 實際用水峰值 。供水規(guī)模 由住宅 的 類型以及 居民 用戶 的 數(shù) 量兩個因素決定 。 當(dāng) 變頻器實際 輸出頻率達(dá)到上限頻率時，實際供水壓力在設(shè)定壓力上下波動。 若實際 用水量繼續(xù)下降，并且 達(dá)到 減少水泵的 相應(yīng) 條件時，將繼續(xù)發(fā)生如上 相同的過程 ， 且會使 另一臺工頻泵 M3 關(guān)掉。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖 所示： P I D D / A變 頻 器接 觸器水 泵機(jī) 組管 道壓 力 變 送 器A / D給 定－管 網(wǎng) 壓 力P L C 圖 23 變頻恒壓供水系統(tǒng)框圖 恒壓供水系統(tǒng) 一般利用安裝 在 居民 供水管 網(wǎng) 上的壓力變送器實時地 測量 參考點(diǎn)的水壓， 測得 管網(wǎng)出水壓力，并將 該信號 轉(zhuǎn) 化成 4—20mA 的電 子 信號 ， 該 檢測信號是 完成 恒壓供水的 主要 參數(shù)。供水控制器是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的 絕對重點(diǎn) 。 系統(tǒng)的 組成及原理圖 PLC 控制變頻恒壓供水系統(tǒng) 一般由 變頻器、可編程控制器、壓力變送器和 現(xiàn)場的水泵機(jī)組 等幾個部分 組成一個完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)， 該系統(tǒng)的控制流程圖如圖 22 所示： 圖 22 變頻恒壓供水系統(tǒng)控制流程圖 從圖中可看出，系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號檢測機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)三大部分，具體為： (l) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu) 由一組水泵組構(gòu)成 ， 該組水泵的作用是 將水 引 入 居民用水管網(wǎng)， 該水泵組主要 由一臺變頻泵和兩臺工頻泵 組成 ，變頻泵是 通過 變頻調(diào)速器控制、能夠 進(jìn)行變頻調(diào)整 功能 的水泵，用 來依據(jù)具體的用水情況調(diào)節(jié) 電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以維持管網(wǎng)的 壓力穩(wěn) 定；工頻泵 僅工作 于啟、停兩種工作狀態(tài)，用以在用水量 相對較 大（變頻泵達(dá)到工頻運(yùn)行狀態(tài)都 不能達(dá)到供水需求 時）的情況下投入 使用 。該系統(tǒng) 僅 適用于某一特定領(lǐng)域的小容量的變頻恒壓供水 系統(tǒng) 中。基于 PLC 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計 第 6 頁 共 63 頁 但是， 簡單的控制 電源 頻率 變化 ， 會導(dǎo)致 電機(jī)運(yùn)行性能惡化。因此，揚(yáng)程特性 與 水泵轉(zhuǎn)速 成線性關(guān)系 ， 而 管阻特性 維持穩(wěn)定 。 通常是 異步電動機(jī) 帶動 水泵 來供水 ， 并 且把電機(jī)和水泵 整合在一起 ，異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速 由 變頻器 控制 ， 通過調(diào)節(jié) 出水流量 來的大小完成 恒壓供水。 如果 閥門開度和水泵轉(zhuǎn)速都 保持恒定 的 情況 下，流量的 控制 主要 決定于居民 的用水 需求 ，因此，揚(yáng)程特性 具體表征 的是用水流量 Qu與揚(yáng)程 H 間的關(guān)系 H=f(Qu)。而恒壓供水系統(tǒng)能夠為其提供穩(wěn)定、安全、節(jié)能的供水系統(tǒng)。而且它的自動化程度較高，減少了人對其的工作量，使整個系統(tǒng)設(shè)計更加具備人性化。同時， 變頻恒壓供水啟動 方式平緩 ， 可以避免 電機(jī)水泵 和電機(jī) 的 供電 沖擊 力 ， 避免了傳統(tǒng)供水方式中水錘現(xiàn)象的發(fā)生。因此供水系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性會直接影響到居民生活水平。 參考文獻(xiàn) .................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 2 變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論分析 ............................................................................................ 3 系統(tǒng)概 述和節(jié)能原理 ................................................................................................... 3 系統(tǒng)概述 ............................................................................................................ 3 節(jié)能原理 ............................................................................................................ 4 電動機(jī)的調(diào)速原理 ....................................................................................................... 5 變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制方案 .................................................................................. 5 控制方案的選擇 ................................................................................................ 6 系統(tǒng)的組成及原理圖 ........................................................................................ 7 系統(tǒng)控制流程 .................................................................................................... 9 水泵切換條件分析 .......................................................................................... 10 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 .................................................................................................................. 12 供水設(shè)備的選擇原則 ................................................................................................ 12 系統(tǒng)主要設(shè)備的選型 ................................................................................................ 13 PLC 及其擴(kuò)展模塊的選型 ............................................................................ 14 變頻器的 選型 ................................................................................................ 17 壓力變送器的選型 ........................................................................................ 21 基于 PLC 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計 液位變送器的選型 .........................................................................................21 系統(tǒng)主電路、控制電路分析及其設(shè)計 .....................................................................23 系統(tǒng)主電路分析及其設(shè)計 .............................................................................23 系統(tǒng)控制電路分析及其設(shè)計 .........................................................................25 PLC 的 I/O 分配及外圍接線圖 ...............................................................................27 4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ...................................................................................................................30 系統(tǒng)軟件設(shè)計分析 .....................................................................................................30 PLC 程序設(shè)計 .............................................................................................................31 控制系統(tǒng)主程序設(shè)計 ........................................................................................32 控制系統(tǒng)子程序設(shè)計 ........................................................ 錯誤 !未定義書簽。 本系統(tǒng)是用 3 臺水泵電機(jī)的變頻循環(huán)運(yùn)行方式，變頻器和 PLC 作為系統(tǒng)控制的核心部件，時刻跟蹤壓力變送器檢測到的管網(wǎng)壓力和給定壓力的偏差