【正文】 如果該系統(tǒng)水塔的水位監(jiān)控裝置損壞的話，水泵不能進行自動的開、停，這樣水泵的開、停，將完全由人操作，這時將會出現(xiàn)能量的嚴重浪費和供水質(zhì)量的嚴重下降。水塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系統(tǒng)所需要壓力。在實際應用中如何充分利用專用變頻器內(nèi)置 供水系統(tǒng)發(fā)展過程 眾所周知，水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，在節(jié)水節(jié)能己成為時代特征的現(xiàn)實條件下，我們這個水資源和電能短缺的國家，長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術一直比較落后，自動化程度低。目前的供水方式朝向高效節(jié)能、自動可靠的方向發(fā)展 。充分利用變頻器內(nèi)置的各種功能，對合理涉及變頻調(diào)速恒壓供水設備，降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面 有著非常重要的意義 本課題是選用一拖一，也就是一臺變頻器控制一臺水泵的控制方式；所用設備主要有西門子公司生產(chǎn)的 S7200（ CPU224）的 PLC、變頻器、交流接觸器電機泵、壓力傳感器、超聲波傳感器、管道、觸摸屏和導線若干它們組成一個閉環(huán)回路。恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電機無極調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今最先進，最合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。 假定一棟樓有 10層，由于高層樓對水壓的要求高，在水壓低時，高層用戶將無法正常用水甚至出現(xiàn)無水的情況，水壓高時將造成能源的浪費。二是 在開、停機時能減小電流對電網(wǎng)的沖擊以及供水水壓對管網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊 。這種供水方式，水泵整日不停運轉(zhuǎn)，有的可能在夜間用水低谷時段停止運行。供水壓力比較穩(wěn)定。一些動物甚至人都可能進入水箱污染水質(zhì)?，F(xiàn)如今供水方式都是朝向高效節(jié)能、自動可靠的方向發(fā)展，變頻調(diào)速技術以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，在風機、水泵、空氣壓縮機、制冷壓縮機等許多高能耗設備上得到了廣泛應用，特別是在城鄉(xiāng)工業(yè)用水的各級加壓系統(tǒng)中，居民生活用水的恒壓供水系統(tǒng)中，變頻調(diào)速水泵節(jié)能效果十分突出，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：一是節(jié)能明顯；二是在開、停機時能減小電流對電網(wǎng)的沖 擊以及供水水壓對管道網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊；三是能減小水泵與電機自身的機械沖擊損耗。限于當時的元器件條件及計算機發(fā)展水平，早期的 PLC 主要由分立組件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數(shù)功能。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。 SIMATIC S7200 系列 PLC 適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。 S7200系列 PLC可提供 5個不同的基本型號的 8種 CPU可供使用 :CPU221, CPU222, CPU224, CPU224XP, CPU226。 PLC 程序執(zhí)行階段 :PLC 按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng) 相應的運算和處理后，其結果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。在蝸殼中，液體由于流道的逐漸擴大而減速，又將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，最后以較高的壓力流入排出管道，送至需要場所。 按上式求出的功率，不一定與產(chǎn)品功率相同。因此，要討論節(jié)能問題，必須從考察調(diào)節(jié)流量的方法入手。 如圖 ，設用戶所需流量 QX為額定流量的 60%(即 QX=60%QN)。兩者之差△ P 便是轉(zhuǎn)速控制方式節(jié)約的供水功率，它與面積 KCEJ 成正比。從而，壓力就成為了用來作為控制流量大小的參變量。在直接停機時，供水系統(tǒng)的水頭將克服電動機的慣性而使系統(tǒng)急劇地停止。 延長水泵壽命的其他因素 水錘效應的消除，無疑可大大延長水泵及管道系統(tǒng)的壽命。 5720xx PLL:選用內(nèi)部控制模塊 EM224 a EM224 有 14 路輸入 /10路輸出，對于小型的控制系統(tǒng)而言夠用。輸出信號接出端口時能夠自動完成 D/A 的轉(zhuǎn)換，一個字長 (16BIT )的數(shù)字信號能夠轉(zhuǎn)換成標準輸出信號。 MM420 變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進技術水平的絕緣柵雙極型晶體管 (IGBT)作為功率輸出器件。 MICROMASTER420 變頻器的電路分兩大部分 :一部分是完成電能轉(zhuǎn)換(整流、逆變 )的主電路 。 保護裝置 包括浮球液位開關、二通電磁閥、截流閥等。八 壓力監(jiān)測單元的選擇 本系統(tǒng)采用的是 MB300 通用型壓力變送器為一體化全不銹鋼結構 ， 內(nèi)置處理電路將傳感器毫伏信號轉(zhuǎn)換成標準電壓、電流、頻率信號輸出，可直接與計算機、控制儀表等相連，可在惡劣環(huán)境中長期使用。 其脈沖寬度調(diào) 制的開關頻率是可選的，因而降低電動機運行的噪聲。其輸入輸出接線圖如下圖所示： （ 3） SIMATIC S7200 PLC 控制實物圖如下圖所示： 水箱及管路的選擇 包括供水水箱及回水水箱，容積均為 8升。 S7200 PLC 數(shù)字輸出口輸出的一路控制信號到交流接觸器，交流接觸器兩端連接的是工頻或變頻的三相交流電，主要起接通或斷開三相交流電與異步電動機。 (2) 軸承的磨損也大為減小。 水錘效應的產(chǎn)生原因 產(chǎn)生水錘效應的根本原因，是在啟動和制動過程中的動態(tài)轉(zhuǎn)矩太大 .在啟動過程中，異步電動機和水泵的機械特性如圖 ，圖中曲線 1是異步電動機的機械特性，曲線 2是水泵的機械特性，陰影部分是動態(tài)轉(zhuǎn)矩 TJ(即兩者之差 )。 供水系統(tǒng)的安全性問題 [9] 水錘效應 異步電動機在全電壓啟動時，從靜止狀態(tài)加速到額定轉(zhuǎn)速所需要的時間只有在 。 對供水系統(tǒng)進行的控制，歸根結底是為了滿足用戶對流量的要求。 JKOGEN①②③④CQH閥 門 關 小閥 門 全 開轉(zhuǎn) 速 下 降穩(wěn) 定 轉(zhuǎn) 速Q(mào) EQ ND A 圖 (2) 恒壓控制法：即通過改變水泵的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)流量，而閥門開度保持不變，也稱為轉(zhuǎn)速控制法。供水系統(tǒng)中對水壓流量的控制，傳統(tǒng)上采用閥門調(diào)節(jié)實現(xiàn)。 水泵的調(diào)節(jié)方式 水泵的調(diào)速運行，是指水泵在運行中根據(jù)運行環(huán)境的需要，人為的改變運行工作狀況點 (簡稱工況點 )的位置，使流量、揚程、軸功率等運行參數(shù)適應新的工作狀況的需要?？梢姡灰~輪不斷地轉(zhuǎn)動，液體便會不斷地被吸入和排出 [5]。 本課題的主要研究內(nèi)容 本課題是選用一拖一，也就是一臺變頻器控制一臺水泵的控制方式；所用設備主要有西門子公司生產(chǎn)的 S7200（ CPU224）的 PLC、變頻器、交流接觸器電機泵、壓力傳感器、超聲波傳感器、管道、觸摸屏和導線若干它們組成一個閉環(huán)回路。即在 PLC 運行時， CPU 根據(jù)用戶按控制要求編制好的并存于用戶存儲器中的程序，按指令序號或地址號作周期性循環(huán)掃描，如果沒有跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結束。因此 SIMATIC S7200 系列具有極高的性能 /價格比。這標志著