【正文】 CH2變頻器信號(hào)Y7KM53泵變頻Y8KM63泵工頻Y9KA報(bào)警器目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的PLC種類(lèi)很多，在選用PLC時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：（1）規(guī)模要適當(dāng)；（2）功能要相當(dāng)，結(jié)構(gòu)要合理；（3）輸入，輸出功能及負(fù)載能力的選擇要正確；（4）要考慮環(huán)境條件[12]。其主電路由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸引在整流和逆變時(shí)產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。（4）制動(dòng)回路異步電動(dòng)機(jī)在再生制動(dòng)區(qū)域使用時(shí)（轉(zhuǎn)差率為負(fù)），再生能量?jī)?chǔ)存于平波回路電容器中，使直流電壓升高。（4）速度檢測(cè)電路以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸上的速度檢測(cè)器（TG、PLG等）的信號(hào)為速度信號(hào)送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。過(guò)負(fù)載是由于負(fù)載的GD2（慣性）過(guò)大或因負(fù)載過(guò)大使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。逆變器負(fù)載側(cè)接地時(shí)，為了保護(hù)逆變器，有時(shí)要有接地過(guò)電流保護(hù)功能。逆變器的輸出頻率或者異步電動(dòng)機(jī)的速度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。能實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟起動(dòng)，減小電氣和機(jī)械沖擊噪音，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。X2接變頻器的FU接口，X3接變頻器的OL接口。25m179。它可以輸送清水及理化性質(zhì)類(lèi)似于水的無(wú)顆粒、無(wú)雜質(zhì)不揮發(fā)、弱腐蝕介質(zhì)，一般用在城市給排水、鍋爐給水、空調(diào)冷卻系統(tǒng)、消防給水等?；赑LC的變頻恒壓供水系統(tǒng)電路圖如附圖所示，三臺(tái)電機(jī)分別為MMM3，它們分別帶動(dòng)水泵3。工作時(shí)由壓力傳感器反饋的電流信號(hào)4～20mA送入變頻器4號(hào)引腳，與壓力設(shè)定值在變頻器內(nèi)部進(jìn)行PID運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果控制輸出頻率的增減，從而控制泵組電機(jī)的轉(zhuǎn)速。運(yùn)行一段時(shí)間，如果壓力變送器檢測(cè)管網(wǎng)出口總水壓超過(guò)設(shè)定值，且變頻器輸出頻率已達(dá)到下限頻率，可由PLC切除2號(hào)泵，單獨(dú)由1號(hào)泵變頻運(yùn)行。(2) 增、減泵判斷和相應(yīng)操作程序當(dāng)PID調(diào)解結(jié)果大于等于變頻運(yùn)行上限頻率（或小于等于變頻運(yùn)行下限頻率）且水泵穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，定時(shí)器計(jì)時(shí)5min（以便消除水壓波動(dòng)的干擾）后執(zhí)行工頻泵臺(tái)數(shù)加一（或減一）操作，并產(chǎn)生相應(yīng)的泵變頻啟動(dòng)脈沖信號(hào)。產(chǎn)生當(dāng)前泵工頻運(yùn)行啟動(dòng)脈沖后，若當(dāng)前2泵處于變頻運(yùn)行狀態(tài)且工頻泵數(shù)大于0，或者當(dāng)前3泵處于變頻運(yùn)行狀態(tài)且工頻泵數(shù)大于1，KM1線(xiàn)圈得電，使得KM1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，1水泵工頻運(yùn)行，同時(shí)KM1常閉觸點(diǎn)打開(kāi)防止KM2線(xiàn)圈得電，從而實(shí)現(xiàn)變頻和工頻之間實(shí)現(xiàn)良好的電氣互鎖，KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)還可實(shí)現(xiàn)自鎖功能。II 第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 圖41 系統(tǒng)主流程圖37 圖42 泵2臨界流程圖圖43 泵2運(yùn)行控制流程圖 自動(dòng)部分起動(dòng)1泵按下起動(dòng)按鈕，系統(tǒng)檢測(cè)采用那種運(yùn)行模式。按下SB2，斷開(kāi)KM0，在10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動(dòng)M1在變工頻電源下行。輔助繼電器M1，M2，M3，…M9依次控制輸出繼電器Y0，Y1，Y2，…Y1045 按下停止按鈕，所有泵停止運(yùn)行。（2） 掌握變頻恒壓供水系統(tǒng)的理論依據(jù)，包括變頻恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn)和節(jié)能原理，系統(tǒng)控制方案的選擇以及系統(tǒng)存在的安全問(wèn)題與解決方法。寧夏工程技術(shù)，2009(3)： 251~257?？删幊炭刂破髟诤銐汗┧刂葡到y(tǒng)中的應(yīng)用。恒壓供水軟啟動(dòng)節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，中國(guó)給排水，2011(7)：65~67[11]張春霞。 Elektrichestvo， 2013(4)：68~71[15]Lewis B W，candello M R。因此，有待于進(jìn)一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。經(jīng)實(shí)踐證明該系統(tǒng)具有高度的可靠性和實(shí)時(shí)性，極大地提高了供水的質(zhì)量，并且節(jié)省了人力，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。熱繼電器(FR)是利用電流的熱效應(yīng)原理工作的保護(hù)電路，它在電路中的用作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)。第四步：最終確定電路的器件及各類(lèi)電器元件的選擇和改善程度?；赑LC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。自動(dòng)化儀表，2012(4)[6]李國(guó)厚，趙明富，徐君鶴。南昌航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008(1)：90 一93[10]謝仕宏。 Experience of design and application of the plete energy saving electric drives in systems of town’s water supply and feculence water pump。恒壓供水系統(tǒng)通過(guò)安裝在用戶(hù)供水管道上的壓力傳感器實(shí)時(shí)地測(cè)量參考點(diǎn)的水壓，檢測(cè)管網(wǎng)出水壓力，并將其轉(zhuǎn)換為4—20mA的電信號(hào)，此檢測(cè)信號(hào)是實(shí)現(xiàn)恒壓供水的關(guān)鍵參數(shù)。PLC是泵組電機(jī)管理的執(zhí)行設(shè)備，根據(jù)采樣的模擬量頻率值和管網(wǎng)水壓值，自動(dòng)調(diào)整工頻泵和變頻泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)；同時(shí)PLC還是變頻器的驅(qū)動(dòng)控制變頻器根據(jù)設(shè)計(jì)需求變頻器采用三菱變頻器FRA540，其作用是為可邊頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)極變速，從而使官網(wǎng)水壓保持基本恒定；同時(shí)變頻器還可以作為電機(jī)軟啟動(dòng)裝置，限制電機(jī)的啟動(dòng)電流，克服供水過(guò)程中的水錘效應(yīng)；另外該變頻器內(nèi)還自帶PID調(diào)節(jié)器，對(duì)壓力傳感器檢測(cè)管網(wǎng)水壓的瞬時(shí)值作PID運(yùn)算，其輸出量轉(zhuǎn)化為可調(diào)頻率控制泵組電機(jī)。25m179。它可以輸送清水及理化性質(zhì)類(lèi)似于水的無(wú)顆粒、無(wú)雜質(zhì)不揮發(fā)、弱腐蝕介質(zhì)，一般用在城市給排水、鍋爐給水、空調(diào)冷卻系57 統(tǒng)、消防給水等。三、系統(tǒng)控制方案與框圖系統(tǒng)控制方案選用通用變頻器+PLC(包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制)+壓力傳感器這種控制方式靈活方便。當(dāng)手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，完全脫開(kāi)PLC及變頻器的控制，合上開(kāi)關(guān)SB1進(jìn)行手動(dòng)控制，根據(jù)實(shí)際用水量，合上開(kāi)關(guān)SB2，SB4，SB6中的任一個(gè)，兩個(gè)或者三個(gè)，可啟動(dòng)這幾臺(tái)泵工頻運(yùn)行，按下按鈕SBQ可停止。壓力變送器檢測(cè)管網(wǎng)出口總水壓如果已達(dá)到設(shè)定值，則1號(hào)泵工頻運(yùn)行，2號(hào)泵變頻運(yùn)行；同理如果壓力變送器檢測(cè)管網(wǎng)出口總水壓扔不能達(dá)到設(shè)定值，且變頻器輸出頻率已達(dá)到上限頻率49。 55圖4 泵2運(yùn)行控制流程圖如圖4所示為以泵2為例的控制流程圖，在相應(yīng)條件下觸發(fā)泵1和泵3的運(yùn)行控制。機(jī)床電器，20011(4)：58一62[5]陸秀玲。變頻器世界，2011(11)：4一8[9]嚴(yán)盈富。由于安全生產(chǎn)和供水質(zhì)量的特殊需要，對(duì)恒壓供水壓力有著嚴(yán)格的要求，因而變頻調(diào)速技術(shù)得到了更加深入的應(yīng)用。傳統(tǒng)供水方式占地面積大，水質(zhì)易污染，基建投資多，而最主要的缺點(diǎn)是水壓不能保持恒定，導(dǎo)致部分設(shè)備不能正常工作。中山大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009(6)增刊：135 一137[8]李方園?；诳删幊炭刂破鞯暮銐汗┧到y(tǒng)設(shè)計(jì)2008(2)：1820[4]盧建勤。另外，變頻器設(shè)定了啟動(dòng)頻率為10Hz，水泵在啟動(dòng)前，其葉輪全部在水中，啟動(dòng)時(shí)，存在著一定的阻力，在從0Hz開(kāi)始啟動(dòng)的一段頻率內(nèi)，實(shí)際上是轉(zhuǎn)不起來(lái)的，因此，應(yīng)適當(dāng)預(yù)置啟動(dòng)頻率值，使其在啟動(dòng)瞬間有一點(diǎn)沖擊力。PLC控制變頻器的啟動(dòng)與停止，啟動(dòng)變頻器后，先由1號(hào)水泵變頻運(yùn)行，壓力變送器檢測(cè)管網(wǎng)出口總水壓仍不能達(dá)到設(shè)定值，且變頻器輸出頻率已達(dá)到上限頻率49。主電路和手動(dòng)控制電路組成手動(dòng)運(yùn)行模式，主電路和PLC自動(dòng)控制電路組成自動(dòng)運(yùn)行模式。保護(hù)元件及連接元件熱繼電器選用TKE02TC，額定電流5－8A，額定電流為6－9 A熔斷器FU選用RT18系列接觸器KM選擇的是規(guī)格SCE03C，功率3Kw按鈕均選用LAY3—11型，其主要技術(shù)參數(shù)為：UN=24VDC，IN=0。根據(jù)本設(shè)計(jì)要求并結(jié)合實(shí)際中小區(qū)生活用水情況，最終確定確定采用3臺(tái)上海熊貓機(jī)械有限公司生產(chǎn)的SFL系列水泵機(jī)組（電機(jī)功率75KW）。19m179。由于本系統(tǒng)能適用于不同的供水領(lǐng)域，所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運(yùn)行，防止因電機(jī)過(guò)載、變頻器報(bào)警、電網(wǎng)過(guò)大波動(dòng)、供水水源中斷造成故障，因此系統(tǒng)必須要對(duì)各種報(bào)警量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由PLC判斷報(bào)警類(lèi)別，進(jìn)行顯示和保護(hù)動(dòng)作控制，以免造成不必要的損失。 International Journal of Electrical Engineering Education，2007 202～204II 附錄2 附錄2燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告55 附錄2 工作進(jìn)展在這段時(shí)間的學(xué)習(xí)中，我完成了系統(tǒng)所需器件的選型，系統(tǒng)的流程圖、連接原理圖設(shè)計(jì)與繪制，掌握了系統(tǒng)的流程關(guān)系以及各部分的連接關(guān)系。PLC在變頻恒壓供水技術(shù)中的應(yīng)用。變頻器世界，2011(11)：4一8[9]嚴(yán)盈富。機(jī)床電器，20011(4)：58一62[5]陸秀玲。確定各電氣元件的型號(hào)及參數(shù)。第二步：確定研究方案，系統(tǒng)的主電路工作原理分析，初步確定PLC、變頻器、水泵等電氣元件的選型。圖一 系統(tǒng)原理框圖 系統(tǒng)主電路圖如圖二所示，電機(jī)有兩種工作模式即：在工頻電下運(yùn)行和在變頻電下運(yùn)行。因此，研究提水系統(tǒng)的能量模型，找出能夠節(jié)能的控制策略方法，這里大有潛力可挖，是減少能耗，保障供水的一個(gè)很有意義的工作。最后，我要感謝關(guān)心我們畢業(yè)設(shè)計(jì)的系領(lǐng)導(dǎo)和各位老師，感謝你們四年來(lái)為我們付出的辛勤汗水。工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 2013(11)：53~54[14]Ostrirov，VN。恒壓供水系統(tǒng)的控制與仿真。PLC控制的恒壓供水系統(tǒng)。II 參考文獻(xiàn)[1]劉大銘，沈暉。對(duì)整個(gè)供水過(guò)程來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性好，管理人員可根據(jù)每個(gè)季節(jié)的用水情況，選擇不同的壓力設(shè)定范圍，不但節(jié)約了用水，而且節(jié)約了電能，達(dá)到了更優(yōu)的節(jié)能方式，實(shí)現(xiàn)供水的最優(yōu)化控制和穩(wěn)定性控制。 公共部分當(dāng)熱繼電器斷開(kāi)系統(tǒng)報(bào)警。起動(dòng)1泵：接到下限信號(hào)關(guān)閉KMKM0，吸合KM1，只剩1水泵變頻運(yùn)行。如圖42所示，以泵2為例在臨界條件下的系統(tǒng)流程圖，如圖43所示為以泵2為例的控制流程圖，在相應(yīng)條件下觸發(fā)泵1和泵3的運(yùn)行控制。33 結(jié)論 (5) 各水泵工頻運(yùn)行控制邏輯程序水泵的工頻運(yùn)行不但取決于變頻泵的泵號(hào)，還取決于工頻泵的臺(tái)數(shù)。系統(tǒng)進(jìn)行初始化是在主程序中通過(guò)調(diào)用子程序來(lái)是實(shí)現(xiàn)的。5Hz，說(shuō)明用水量還在增大，延時(shí)20ｓ后，由PLC使2號(hào)泵變?yōu)楣ゎl運(yùn)行，并啟動(dòng)3號(hào)泵使之變頻運(yùn)行。自動(dòng)運(yùn)行為正常的運(yùn)行狀態(tài)。29 保護(hù)元件及連接元件熱繼電器選用TKE02TC，額定電流5－8A，額定電流為6－9 A熔斷器FU選用RT18系列接觸器KM選擇的是規(guī)格SCE03C，功率3Kw按鈕均選用LAY3—11型，其主要技術(shù)參數(shù)為：UN=24VDC，IN=0。根據(jù)本設(shè)計(jì)要求并結(jié)合實(shí)際中小區(qū)生活用水情況，最終確定確定采用3臺(tái)上海熊貓機(jī)械有限公司生產(chǎn)的SFL系列水泵機(jī)組（電機(jī)功率75KW）。19m179。由于變頻器自帶PID調(diào)節(jié)器，PID參數(shù)可由經(jīng)驗(yàn)值直接確定，PID的參數(shù)設(shè)定由變頻器參數(shù)128134來(lái)設(shè)定[10]。減速時(shí)產(chǎn)生的再生能量使主電路直流電壓上升，為了防止再生過(guò)電壓保護(hù)電路動(dòng)作，在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制，抑制頻率下降，防止失速再生過(guò)電壓。動(dòng)作頻繁時(shí)可以考慮減輕電動(dòng)機(jī)負(fù)載、增加電動(dòng)機(jī)及逆變器容量等。但瞬時(shí)停電時(shí)間在10ms以上時(shí)，通常會(huì)使控制電路誤動(dòng)作，主電路也不能25 供電，所以檢出后使逆變器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。逆變器輸出電流超過(guò)額定值，且持續(xù)流通達(dá)規(guī)定的時(shí)間以上，為了防止逆變器器件、線(xiàn)路等損壞要停止運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）驅(qū)動(dòng)電路為驅(qū)動(dòng)主電路 器件的電路。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路的構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。對(duì)于需要更精密速度或快速響應(yīng)的場(chǎng)合，運(yùn)算還應(yīng)包含由變頻器主電路和傳動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)出來(lái)的信號(hào)和保護(hù)電路信號(hào)，即防止因變頻器主電路的過(guò)電壓、過(guò)電流引起的損失外，還應(yīng)保護(hù)異步電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)等[10]。在發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家，可編程控制器已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門(mén)，其應(yīng)用已擴(kuò)展到樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、商業(yè)、公用事業(yè)、測(cè)試設(shè)備和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。所以，采用了變頻調(diào)速以后，水泵的工作壽命將大大延長(zhǎng)。此外，水錘效應(yīng)也可能破壞閥門(mén)和固定件。所以，在實(shí)際應(yīng)用中，相應(yīng)的判別條件是通過(guò)對(duì)上面15 兩個(gè)判別條件的修改得到的，其實(shí)質(zhì)就是增加了回滯環(huán)的應(yīng)用和判別條件的延時(shí)成立。這個(gè)頻率遠(yuǎn)大于0HZ，具體數(shù)值與水泵特性及系統(tǒng)所使用的場(chǎng)所有關(guān)，一般在20HZ左右。當(dāng)供水壓力大于預(yù)置值時(shí)，變頻器輸出頻率降低，水泵速度下降，當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到下限，并穩(wěn)