【正文】 接外殼 ， 具有優(yōu)秀的電磁兼容性和長期武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 9 穩(wěn)定性，可兼容使用配套各類型號變頻器。 * 優(yōu)秀的長期穩(wěn)定性。經(jīng)過比較之后選定了北京歐德利科技發(fā)展有限公司濰坊分公司出產(chǎn)的 ODLR8 系列 中的 ODLR80373 軟啟動器 。而且整個系統(tǒng)所需的程序較為簡便，即對芯片所需功能要求不嚴(yán)。但是閱讀系統(tǒng)設(shè)計要求后我們會發(fā)現(xiàn)，如果采用硬件來實現(xiàn)這一系統(tǒng)，必需增加額外的控制部件，而額外的控制器件也就意味著系統(tǒng)在變的復(fù)雜的同時整個系統(tǒng)的造價也會有一定程度的上升，故而綜合考慮還是采用軟件控制電機啟停較為劃算。變頻和工頻兩個回路不允許同時接通。系統(tǒng)啟動、運行和停止的操作不能直接斷開主電路 (如直接使熔斷器或隔離開關(guān)斷開 )，而必須通過變頻器實現(xiàn)軟啟動。 在自動運行模式中，如果 PLC接到變頻器輸出的頻率上限信號，則執(zhí)行增泵程序，增加水泵的工作數(shù)量直至不在收到頻率上限信號或者三臺水泵全開（如果三臺水泵全開則輸出水壓超限報警信號）。反之，當(dāng)用水量減少水壓增加時，通過壓力閉環(huán)，減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值。三臺泵同時工作時則交換變頻泵與一臺工頻泵的工作狀態(tài)。在接下來我們用到 S7300的計數(shù)器時，不能按照以前的使用習(xí)慣想當(dāng)然，而應(yīng)該根據(jù)具體操作對象來進(jìn)行細(xì)致設(shè)定。消防供水流程圖 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 22 PLC 程序 手動運行梯形圖 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 23 注： (FR0)、 (FR1)、 (FR2)屬于熱繼電器，在畫控制電路圖時需注意這一點。 (4) 當(dāng)用水量較小的情況下，即整個系統(tǒng)中只有一臺泵工作在變頻狀態(tài)時，如果這臺泵連續(xù)運行時間超過 3h，則要切換下一臺泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”，避免某一臺泵工作時間過長。） 圖 441 手動運行流程圖 低恒壓值自動運行（生活供水） 變頻恒壓供水系統(tǒng)自動控制流程如下 : (l) 系統(tǒng)通電，按照接收到有效的自控系統(tǒng)啟動信號后，首先啟動變頻器拖動變頻泵 M1工作，根據(jù)壓力變送器測得的用戶管網(wǎng)實際壓力和設(shè)定壓力的偏差調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率，控制 Ml的轉(zhuǎn)速，當(dāng)輸出壓力達(dá)到設(shè)定值，其供水量與用水量相平衡時，轉(zhuǎn)速才穩(wěn)定到某一定值，這期間 Ml工作在調(diào)速運行狀態(tài)。如果是自動運行模式，則系統(tǒng)根據(jù)預(yù)置程序及系統(tǒng)相關(guān)的反饋輸入信號執(zhí)行相應(yīng)的操作。初始運行時，必須觀察電動機的轉(zhuǎn)向，使之符合要求。當(dāng)電機工頻運行時，連接至變頻器的隔離開關(guān)及變頻器輸出端的接觸器斷開，接通工頻運行的接觸器和隔離開關(guān)。（如果必須在輸出側(cè)接開關(guān)器件，則在控制上必須保證開關(guān)動作時變頻器的輸出電流為零。 第六：電動機軟起動器智能化、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用使得電機控制技術(shù)適應(yīng)了飛速發(fā)展的電力自動化技術(shù)的更高要求。S/年 ●溫度漂移 177。 * 體積小、易安裝。同時根據(jù)查找到的恒壓供水系統(tǒng)出水口壓力大小，我 們選擇了量程為 0～ 的壓力變送器。 變頻器的控制方式 在交流變頻器中使用的非智能控制方式有 V/f 協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。具備強大 的通信功能， S7300 PLC 可通過編程軟件 Step 7 的用戶界面提供通信組態(tài)功能，這使得組態(tài)非常容易、簡單。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 6 力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易 。此時的 PLC 為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物 。在 1987 年國際電工委員會 (International Electrical Committee)頒布的 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案中對 PLC 做了如下定義 :“ PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。通常由異步電動機驅(qū)動水泵旋轉(zhuǎn)來供水，并且把電機和水泵做成一體，通過變頻器調(diào)節(jié)異步電機的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的出水流變頻器 水泵 用戶管網(wǎng) 壓力 壓力變送器 給定值 + 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 4 量而實現(xiàn)恒壓供水的。設(shè)定的供水壓力可以是一個常數(shù)，也可以是一個時間分段函數(shù)，在每一個時段內(nèi)是一個常數(shù)。 變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義 泵站擔(dān)負(fù)著工農(nóng)業(yè)和生活用水的重要任務(wù)，運行中需大量消耗能量，提高泵站效率：降低能耗，對我國國民經(jīng)濟發(fā)展有重大意義。他比水泵出口 恒壓控制方式能更節(jié)能，但這取決于將全天 24小時分成的時段數(shù)及所需水泵出口壓力計算的精確程度。這種方式是通過安裝在系統(tǒng)中的壓力傳感器將系統(tǒng)壓力信號與設(shè)定壓力值作比較，再通過控制器調(diào)節(jié)變頻器的輸出，無級調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速。 constant pressure water supply 。 要求完成的主要任務(wù) : 系統(tǒng)控制要求對三泵生活 /消防雙恒壓供水系統(tǒng)的基本要求是： 1) 生活供水時，系統(tǒng)應(yīng)低恒壓值運行，消防供水時系統(tǒng)高恒壓值運行； 2) 三臺泵根據(jù)恒壓 的需要，采取“先開后?！钡脑瓌t接入和退出； 3) 在用水量小的情況下，如果一臺泵連續(xù)運行時間超過 3 小時，則要切換到下系統(tǒng)“倒泵功能”，避免某一臺泵工作時間過長； 4) 三臺泵在起動時要有軟起動功能； 5) 要有完善的報警功能； 6) 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。將 PLC 應(yīng)用到恒壓供水控制系統(tǒng)中，可以實現(xiàn)恒壓供水系統(tǒng)的自動控制，降低整套系統(tǒng)的運行及維護(hù)費用，并且提高整套系統(tǒng)的安全性和可靠性。 V Abstract .................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 ①出口恒壓控制 水泵出口恒壓控制是將壓力傳感器安裝在水泵出口處，使系統(tǒng)在運行過程中水泵出口水壓 恒定。這種方式的節(jié)能效果是最佳的，但由于最不利點一般距離水泵較遠(yuǎn)，壓力信號的傳輸在實際應(yīng)用中受到諸多限制，因此工程中很少采用。這一方面是由于我國居民多，用水量大，造成用電量大：另一方面是因為我國供水設(shè)備工作效率低，控制方式不夠科學(xué)合理，造成的不必要能量浪費。該頻率使水泵機組轉(zhuǎn)速增大，從而使實際供水壓力提高，在運行過程中該過程將被重復(fù)，直到實際供水壓力和設(shè)定壓力相等為止。系統(tǒng)的構(gòu)成框圖如圖 22 所示。” PLC 的發(fā)展和應(yīng)用 世界上公認(rèn)的第一臺 PLC 是 1969 年美國數(shù)字設(shè)備公司 (DEC)研制的。 20 世紀(jì) 80 年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。各種單獨的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 7 供水設(shè)備的選擇 供水設(shè)備的選擇 三臺 水泵喝三臺電機 變頻器概述及選型 變頻器的基本結(jié)構(gòu) 變頻器是把工頻電源 (50Hz 或 60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設(shè)備。 JDBP32XF 型是山東新風(fēng)光電子公司推出的專用于供水變頻器，使用空間電壓矢量控制技術(shù)適用于各類自控場合。 同時 針對在供水系統(tǒng)中變頻器的使用，采用抗變頻干擾電路，保證輸出信號的穩(wěn)定性 。 液位傳感器概述及選型 考慮到水泵電機空載時會影響電機壽命，因此需要對水池水 位作必要的檢測和控制。 ODLR8 系軟起動器的主要作用 如下 ： 第一 ： 有效降低了電動機的起動電流；可減少配電容量，避免電網(wǎng)增容投資。故而選擇 CPU 313即可，加上 數(shù)字量輸入模塊 SM321和數(shù)字量輸出模塊 SM322就可以滿足要求，而且在輸入量上還有一定的裕量。有關(guān)軟件控制電機啟停的具體方法將在下文中涉及 PLC具體控制的章節(jié)提到，在此不再進(jìn)行復(fù)述。而且變頻器的輸出端絕對不允許直接接電源，故必須經(jīng) 過接觸器的觸點，當(dāng)電動機接通工頻回路時，變頻回路接觸器的觸點必須先行斷開。當(dāng)采用手動控制時，必須采用自耦變壓器降壓啟 動或軟啟動的方式以降低電流，本系統(tǒng)采用軟啟動器。如果 PLC接到變頻器輸出的頻率下限信號，則執(zhí)行減泵程序，減少水泵的工作數(shù)量。 (3) 當(dāng)用水量繼續(xù)增加，變頻器的輸出頻率達(dá)到上限頻率（例如 50Hz）時，若此時用戶管網(wǎng)的實際壓力還未達(dá)到設(shè)定壓力，并且滿足增加水泵的條件 (泵機未全部工作 )時，在變頻循環(huán)式的控制方式下，系統(tǒng)將在 PLC的控制下自動投入水泵 M2(工頻運行 )，武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 20 同時變頻泵 M1繼續(xù)做變頻運行，系統(tǒng)恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。 注：在生活供水狀態(tài)下，變頻器工作狀態(tài)為低恒壓設(shè)定值狀態(tài)。 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 28 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 29 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 30 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 31 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 32 系統(tǒng)異常報警指示梯形圖 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 33 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 34 消防警報應(yīng)分為四種情況：系統(tǒng)正常時，此時系統(tǒng)轉(zhuǎn)為高恒壓狀態(tài)下的自動運行即可；而剩余三種情況依次為泵機故障，變頻器故障，變頻器與泵機都故障。 武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 21 圖 442 生活供水 amp。如果用水量繼續(xù)下降，直至變頻器輸出的下限頻率，則變頻器發(fā)出變頻 器下限報警，觸發(fā) PLC程序中預(yù)設(shè)的用水量下限報警，報警燈亮。（手動運行模式只在應(yīng)急或武漢理工大學(xué)《機電傳動及控制》課程設(shè)計 — 變頻恒壓供水系統(tǒng) 19 檢修時臨時使用，主要是在系統(tǒng)出錯或器件出問題時臨時接管對水泵的操作，故而不需要考慮倒泵功能。如果是手動運行模式則進(jìn)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。并通過轉(zhuǎn)換開