【正文】 有單片機(jī)或PLC加變頻器構(gòu)成。即使如此，還常常不能滿足最不利給水點(diǎn)的給水要求，同時(shí)由于其存儲(chǔ)的水量比較大，在屋頂形成很大的負(fù)重，增加了結(jié)構(gòu)的承重和占用樓宇的建筑面積，也妨礙美觀，且投資大、增加建筑周期長(zhǎng)，還存在二次污染問(wèn)題。把先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)、通訊及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用到給水領(lǐng)域，成為對(duì)給水系統(tǒng)的新要求。基于PLC的給水泵組變頻恒壓控制程序設(shè)計(jì)溫筱茜電子郵箱：wenxq168博客：126/二○○九年八月基于PLC的給水泵組變頻恒壓控制程序設(shè)計(jì)使用變頻器的PID功能、由PLC控制水泵切換摘 要隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，高層建筑比例的不斷增加，人們對(duì)給水質(zhì)量和給水系統(tǒng)可靠性的要求在不斷提高，由于能源緊缺，如何利用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、控制技術(shù)，設(shè)計(jì)出高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓給水系統(tǒng)成為必然趨勢(shì)。 項(xiàng)目的背景及現(xiàn)狀分析[1][4]水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，城市的生活生產(chǎn)用水主要由自來(lái)水公司的市政管網(wǎng)提供。氣壓給水系統(tǒng)僅在地下室或某些空余之處設(shè)置水泵機(jī)組和氣壓儲(chǔ)水罐設(shè)備，采用氣壓增壓給水來(lái)滿足給水要求，即以氣壓罐代替水塔或高位水箱，利用密閉壓力水罐內(nèi)空氣的壓力將水加壓到管網(wǎng)中去，其優(yōu)點(diǎn)是不必設(shè)高位水箱。用于給水控制單片機(jī)由于無(wú)法達(dá)到足夠的批量，因而其可靠性、工作穩(wěn)定性、壽命的持久性均比不上PLC；單片機(jī)控制程序固定，無(wú)法更新；一旦生產(chǎn)廠服務(wù)跟不上，設(shè)備出故障用戶就無(wú)法維修和更換。具體的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：分析給水系統(tǒng)特性和原理，分析和論證變頻調(diào)速方式在恒壓給水系統(tǒng)中的節(jié)能原理和效果。第二章 變頻恒壓給水系統(tǒng)的特性及原理變頻調(diào)速恒壓給水系統(tǒng)主要由水泵、電動(dòng)機(jī)、管道和閥門等構(gòu)成，通常由鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)水泵旋轉(zhuǎn)來(lái)給水。由圖21可以看出，流量Q越大，揚(yáng)程H越小。在這一點(diǎn)，用戶的用水流量Qv和給水系統(tǒng)的給水流量Qg處于平衡狀態(tài)，給水系統(tǒng)既滿足了揚(yáng)程特性，也符合了管阻特性，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。由此可見(jiàn)，流體壓力P的變化反映了給水能力Qg與用水需求Qv之間的矛盾。這時(shí)的管阻特性將隨閥門開(kāi)度的改變而改變，但揚(yáng)程特性則不變。在電源頻率一定的情況下，改變電動(dòng)機(jī)的磁極對(duì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變。因此變轉(zhuǎn)差調(diào)速方法不適用于恒壓給水系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速控制法。圖22 變頻調(diào)速機(jī)械特性[9]Fig 22 The mechanical characteristics of frequency control 水泵調(diào)速運(yùn)行節(jié)能原理在給水系統(tǒng)中，通常以流量為控制目的，常用的控制方法為閥門控制法和轉(zhuǎn)速控制法。圖23 管網(wǎng)及水泵的運(yùn)行特征曲線Fig 23 The operating characteristic curve of pipe network and pump用閥門控制時(shí)，若給水量高峰期水泵工作在E點(diǎn)，流量為Q1，揚(yáng)程為H0，當(dāng)給水量從Q1減小到Q2時(shí)，必須關(guān)小閥門，這時(shí)閥門的摩擦阻力變大，阻力曲線從β3移到β1，揚(yáng)程特性曲線不變。非線性：用戶管網(wǎng)中因?yàn)橛泄茏琛⑺N等因素的影響，同時(shí)又由于水泵的一些固有特性，使水泵轉(zhuǎn)速的變化與管網(wǎng)壓力的變化不成正比，因此變頻調(diào)速恒壓給水系統(tǒng)是一個(gè)非線性系統(tǒng)。最后列舉變頻調(diào)速恒壓給水系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)變量泵的切換調(diào)節(jié)，如管網(wǎng)壓力仍低于設(shè)定值，控制器則以同樣的方式將運(yùn)行頻率為50Hz的變頻泵切換成工頻運(yùn)行，而后繼續(xù)軟啟動(dòng)另外一臺(tái)水泵作變頻運(yùn)行，直至滿足用戶用水要求為止。PLC的輸出信號(hào)是：: 1＃泵變頻運(yùn)行；：1＃泵工頻運(yùn)行；：2＃泵變頻運(yùn)行；：2＃泵工頻運(yùn)行；：3＃泵變頻運(yùn)行；：3＃泵工頻運(yùn)行；：4＃泵變頻運(yùn)行；：4＃泵工頻運(yùn)行。普通輸入信號(hào)延時(shí)時(shí)間取300ms。如果2泵變頻運(yùn)行，3泵停機(jī)，4泵1泵工頻運(yùn)行，設(shè)2泵工頻運(yùn)行，3泵變頻運(yùn)行，4泵、1泵工頻運(yùn)行。如果4泵變頻，3泵工頻，轉(zhuǎn)程序結(jié)束如果3泵變頻，4泵工頻，轉(zhuǎn)程序結(jié)束如果2泵變頻，1泵、3泵、4泵工頻，轉(zhuǎn)程序結(jié)束如果1泵變頻，2泵、3泵、4泵工頻，轉(zhuǎn)程序結(jié)束：，表明變頻器運(yùn)行頻率低于設(shè)定頻率下限，應(yīng)停止一臺(tái)工頻泵運(yùn)行：停泵時(shí)先開(kāi)的泵先停。如果3泵變頻運(yùn)行，4泵停機(jī)，1泵、3泵工頻運(yùn)行，則停止1泵運(yùn)行。即可實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)時(shí)變頻泵自動(dòng)輪換。： 外控信號(hào)撤銷即缺水保護(hù)信號(hào)恢復(fù)到高電平或時(shí)鈡控制信號(hào)轉(zhuǎn)為低電平時(shí)，為避免突然開(kāi)多臺(tái)水泵，應(yīng)使用外控信號(hào)撤銷時(shí)的脈沖信號(hào)來(lái)調(diào)用初始化子程序SBR0，使泵組由初始狀態(tài)啟動(dòng)。變頻器的額定功率應(yīng)與水泵電機(jī)功率相同。247。本文主要完成了以下工作： 分析了給水系統(tǒng)的基本特性，研究了變頻調(diào)速運(yùn)行在給水系統(tǒng)的工作原理和節(jié)能原理；通過(guò)對(duì)比異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法后, 指出了給水系統(tǒng)中采用的變頻調(diào)速節(jié)能效果顯著，并列舉變頻調(diào)速恒壓給水系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。造成給水壓力不穩(wěn)定，影響用戶的用水。針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)部門往往考慮在原有的給水設(shè)備的基礎(chǔ)上，附加一個(gè)小氣壓罐和一臺(tái)輔助穩(wěn)壓水泵組成一個(gè)副系統(tǒng)。這樣的副系統(tǒng)，輔助泵流量一般為主泵的一半，直接頻繁啟動(dòng)，能耗也不低。在容易出現(xiàn)臨界狀態(tài)的時(shí)段由時(shí)控器打開(kāi)電磁閥將小量水返回水池，以破壞臨界狀態(tài)。設(shè)計(jì)了PLC程序控制流程，包括輸入信號(hào)處理、頻率上限控制流程、頻率下限控制流程、輸出處理以及特定的控制要求及其實(shí)現(xiàn)。(390+470)=%。將變頻器的所有參數(shù)恢復(fù)為出廠缺省值的方法：設(shè)定P0010＝30設(shè)定P0970＝1（設(shè)定P0970＝1后變頻器將自動(dòng)進(jìn)入?yún)?shù)恢復(fù)程序，大約要10～20秒鐘后才能將所有參數(shù)恢復(fù)為出廠缺省值，恢復(fù)的過(guò)程中變頻器顯示busy(忙)字樣并閃爍。并提供了相應(yīng)控制程序的部分實(shí)例。： 上電時(shí)，變頻器需要一定的初始化時(shí)間，因此PLC上電時(shí)應(yīng)延時(shí)約5秒，在變頻器初始化完成后才接通變頻接觸器。如果4泵變頻運(yùn)行、1泵、2泵均停機(jī)，3泵工頻運(yùn)行，則停止3泵運(yùn)行。如果1泵變頻運(yùn)行，2泵停機(jī)，3泵4泵工頻運(yùn)行，則停止3泵運(yùn)行。1泵、2泵均停機(jī)。 頻率上限控制流程：，表明變頻器達(dá)到50Hz，應(yīng)將該變頻泵切換到工頻運(yùn)行，然后變頻器軟啟動(dòng)下一臺(tái)泵。本設(shè)計(jì)使用的壓力傳感器為遠(yuǎn)傳壓力表，遠(yuǎn)傳壓力表要求的輸入單元不大于5V，因此必須串連一個(gè)500Ω左右的電阻后連接到變頻器的+10V端子1。這樣，每臺(tái)水泵的啟動(dòng)均經(jīng)變頻器控制，全部機(jī)組實(shí)現(xiàn)循環(huán)軟啟動(dòng)，即每臺(tái)泵的啟動(dòng)頻率都從設(shè)定的最低頻率開(kāi)始逐漸上升。由4臺(tái)水泵構(gòu)成的變頻泵組實(shí)例如 下圖： 圖31 變頻給水泵組 自來(lái)水進(jìn)水閥 液壓水位控制閥 浮球閥 儲(chǔ)水箱 閥門 橡膠接頭水泵 橡膠接頭 止回閥 閥門 1出水總管 泵組的控制要求對(duì)變頻給水泵組的控制要求是PLC程序設(shè)計(jì)