【正文】 圖 參數(shù)的設(shè)置 31 編輯界面 編輯畫(huà)面 選中“變頻恒壓供水系統(tǒng)”窗口圖標(biāo)，單擊“動(dòng)畫(huà)組態(tài)”，進(jìn)入動(dòng)畫(huà)組態(tài)窗口，開(kāi)始編輯 畫(huà)面。一共有四個(gè)界面，分別是變頻恒壓供水系統(tǒng)、變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)時(shí)曲線、變頻恒壓供水系統(tǒng)歷史曲線和退出提示。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動(dòng)畫(huà)連接及設(shè)備驅(qū)動(dòng)的對(duì)象。用戶在 MCGS 組態(tài)環(huán)境中完成動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)、設(shè)備連接、編寫(xiě)控制流程、編制工程打印報(bào)表等全部組態(tài)工作后，生成擴(kuò)展名為 .mcg 的工程文件，又稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫(kù)，其與 MCGS 運(yùn)行環(huán)境一起，構(gòu)成了用戶應(yīng)用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程” 。 電機(jī)只能在一種頻率下運(yùn)行，當(dāng)電機(jī)工頻 /變頻同時(shí)打開(kāi)時(shí)將發(fā)出警報(bào)且電機(jī)停止運(yùn)行。 ⑵ 手動(dòng)運(yùn)行部分 25 按下 手動(dòng)起動(dòng)按鈕 SB10，手動(dòng)起動(dòng)變頻器。 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。 手動(dòng)模式順序功能圖 當(dāng)按下 SB7 按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入 手動(dòng)運(yùn)行模式。 21 編程及介紹 總程序的順序功能圖 系統(tǒng)分為自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行兩部分 圖 4. 2 總程序的順序功能圖 自動(dòng)運(yùn)行順序功能圖 按下 SB8 按鈕 ，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行模式，順序功能圖如 所示。 20 手動(dòng)運(yùn)行 當(dāng)按下 SB7按鈕，用手動(dòng)方式。工作流程如圖 所示。 圖 3. 5 PID 控制接線圖 17 壓力傳感器的接線圖 壓力傳感器使用 CYYZ1001 型絕對(duì)壓力傳感器。采用 PID 控制較其它組合控制效果 要好，基本上能獲得無(wú)偏差、精度高和系統(tǒng)穩(wěn)定的控制過(guò)程。但是， I 動(dòng)作過(guò)強(qiáng)時(shí)，對(duì)快速 變化偏差響應(yīng)遲緩。在同時(shí)控制 M1 電動(dòng)機(jī)的兩個(gè)接觸器 KM KM0 線圈中分別串入了對(duì)方的常閉觸頭形成電氣互鎖。使用中，由于電流超過(guò)允許值產(chǎn)生的熱量使串接于主電路中的熔體熔化而切斷電路，防止電氣設(shè)備短路和嚴(yán)重過(guò)載。由于在變頻運(yùn)行狀態(tài)下，水泵機(jī)組中電機(jī)的運(yùn)行頻率由變頻器的輸出頻率決定， 這個(gè)下限頻率也就成為變頻器頻率調(diào)節(jié)的下限頻率。由于電網(wǎng)的限制以及變頻器和電機(jī)工作頻率的限制， 50Hz 成為頻率調(diào)節(jié)的上限頻率。 減泵工作過(guò)程：假定減泵順序依次為 1泵。當(dāng)變頻器運(yùn)行頻率達(dá)到頻率上限值，并保持一段時(shí)間，則 PLC 會(huì)將當(dāng)前變頻 運(yùn)行泵切換為工頻運(yùn)行，并迅速起動(dòng)下 1 臺(tái)泵變頻運(yùn)行。通過(guò)人機(jī)界面，使用者可以更改設(shè)定壓力，修改一些系統(tǒng)設(shè)定以滿足不同工藝的需求，同時(shí)使用者也可以從人機(jī)界面上得知系統(tǒng)的一些運(yùn)行情況及設(shè)備的工作狀態(tài)。 供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器 (PLC 系統(tǒng) )、變頻器和電控設(shè)備三個(gè)部分。三臺(tái)水泵中每臺(tái)泵的出水管均裝有手動(dòng)閥，以供維修和調(diào)節(jié)水量之用，三臺(tái)泵協(xié)調(diào)工作以滿足供水需要；變頻供水系統(tǒng)中檢測(cè)管路壓力的壓力傳感器，一般采用電阻式傳感器 (反饋 0～ 5V 電壓信號(hào) )或壓力變送器 (反饋 4～ 20mA 電流 )；變頻器是供水系統(tǒng)的核心，通過(guò)改變電機(jī)的頻率實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)極調(diào)速、無(wú)波動(dòng)穩(wěn)壓的效果和各項(xiàng)功能。 7 ⑷ 新型變頻調(diào)速供水設(shè)備 針對(duì)傳統(tǒng)的變頻調(diào)速供水設(shè)備的不足之 處，國(guó)內(nèi)外不少生產(chǎn)廠家近年來(lái)紛紛推出了一系列新型產(chǎn)品，如華為的 TD2100；施耐德公司的 Altivar58 泵切換卡；SANKEN 的 SAMCO— I系列； ABB 公司的 ACS600、 ACS400 系列產(chǎn)品；富士公司的 GIIS／ PIIS 系列產(chǎn)品；等等。還有一種辦法是將壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)送入 PID 回路調(diào)節(jié)器，由 PID 回路調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后，輸入給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號(hào)。通過(guò)水泵加壓后，必須恒壓供給每一個(gè)用戶 變頻恒壓供水控制方式的選擇 目前國(guó)內(nèi)變頻恒壓供水設(shè)備電控柜的控制方式有： ⑴ 邏輯電子電路控制方式 這類控制電路難以實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組全部軟啟動(dòng)、全流量變頻調(diào)節(jié)，往往 采用一臺(tái)泵固定于變頻狀態(tài)，其余泵均為工頻狀態(tài)的方式。這些費(fèi)用要在用戶的水電費(fèi)上來(lái)扣除，這對(duì)于居民和學(xué)校來(lái)說(shuō)是巨大的壓力，所以也不可取。由于有屋頂水箱，高水位時(shí)停泵，低水位時(shí)啟泵，這樣，水泵也有了停息時(shí)間，既省電又不至于一停電就停泵無(wú)水供應(yīng)，用水有了保障，社會(huì)效益較好。首先恒壓變頻供水保證出水壓力不變，根據(jù)用水量大小進(jìn)行變頻供水，既節(jié)約電能，又保證水泵軟啟動(dòng)（對(duì)電網(wǎng)電壓沖擊不大），延長(zhǎng)了水泵壽命。在故障發(fā)生時(shí)，執(zhí)行專門(mén)的故障程序，保證在緊急情況下的仍能進(jìn)行供水。目前變頻恒壓供水系統(tǒng)正向著高可靠性、全數(shù)字化微機(jī)控制、多品種系列化的方向發(fā)展。提出以利用自來(lái)水水壓供水 與 水泵 提水相結(jié)合的方式，并配以變頻器、軟啟動(dòng)器、 PLC、微泄露補(bǔ)償器、壓力傳感器、液位傳感器等不同功能等傳感器 ，根據(jù) 管網(wǎng) 的壓力，通過(guò)變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，使水管中的壓力始終保持在合適的范圍。結(jié)合使用可編程控制器，可實(shí)現(xiàn) 主泵 變頻， 副泵 軟啟動(dòng)，具有短路保護(hù)、過(guò)流保護(hù)功能，工作穩(wěn)定可靠，大大延長(zhǎng)了 電機(jī) 的使用壽命 。同時(shí)用于水泵轉(zhuǎn) 速控制的變頻器也存在一定的滯后效應(yīng)。 國(guó)內(nèi)恒壓供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀 目前 ,就國(guó)內(nèi)而言，歸結(jié)起來(lái)主要采用以下三種方法 : ⑴ 水池－水泵（恒壓變頻或氣壓罐）－管網(wǎng)系統(tǒng)－用水點(diǎn) 這種方式是集中供水。一般也需要設(shè)計(jì)有一座地下水池，通過(guò)兩臺(tái)水泵（一用一備）抽水送至高位水箱，再由高位水箱向下供水至各用水點(diǎn)。這樣，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)泵有相同的運(yùn)行時(shí)間，有效地防止因?yàn)閭溆帽瞄L(zhǎng)期不用發(fā)生銹死現(xiàn)象，提高了設(shè)備的綜合利用率，降低了維護(hù)費(fèi)用。但是實(shí)際應(yīng)用中工頻線路的電壓是不定的。電路的可靠性和抗干擾能力都不太好。由于帶模擬量輸入，輸出接口的可編程控制器價(jià)格很高，這無(wú)形中就增加了供水設(shè)備的 成本。由 于變頻器內(nèi)部自帶的 PID調(diào)節(jié)器采用了優(yōu)化算法，所以使水壓的調(diào)節(jié)十分平滑，穩(wěn)定。 恒速泵 :水泵運(yùn)行只在工頻狀態(tài)，速度恒定。 ⑵ 變頻器 :它是對(duì)水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元。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、出水超壓、泵站內(nèi)溢水等等造成的故障，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 工作原理 合上空氣開(kāi)關(guān)，供水系統(tǒng)投入運(yùn)行。開(kāi)始時(shí)， 1 泵電機(jī)在 PLC 控制下先投入調(diào)速運(yùn)行，其運(yùn)行速度由變頻器調(diào)節(jié)。 變頻恒壓供水系統(tǒng)中加減水泵的條件分析 在上面的工作流程中，我們提到當(dāng)一臺(tái)調(diào)速水泵己運(yùn)行在上限頻率，此時(shí)管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍低于設(shè)定壓力，此時(shí)需要增加恒速水泵來(lái)滿足供水要求，達(dá)到恒壓的目的。另外，變頻器的輸出頻率不能夠?yàn)樨?fù)值，最低只能是 0Hz。如果切換條件不能夠維持延時(shí)時(shí)間的要求，說(shuō)明判別條件的滿足只是暫時(shí)的，如果進(jìn)行機(jī)組切換將可能引起一系列多余的切換操作。系統(tǒng)所需的輸入／輸出點(diǎn)數(shù)量共為 24 個(gè)點(diǎn)。 X2接變頻器的 FU接口， X3接變頻器的 OL接口。偏差小時(shí)， P動(dòng)作的作用減小。也就是使反饋量與日標(biāo)值相一致的一種通用控制方式。 該傳感器的量程為 0～ ，工作溫度為 5℃ ～ 60 ℃ ，供電電源為 28177。如果是自動(dòng)運(yùn)行模式，則系統(tǒng)根據(jù)程序及相關(guān)的輸入信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的操作。為了變頻向工頻切換時(shí)保護(hù)變頻器免于受到工頻電壓的反向沖擊，在切換時(shí)，用時(shí)間繼電器作了時(shí)間延遲，當(dāng)壓力過(guò)大時(shí)，可以手動(dòng)按下 SBn（ n=2,4,6） 按鈕，切斷工頻運(yùn)行的電機(jī)，同時(shí)啟動(dòng)電機(jī)變頻運(yùn)行。 如果再次接收到變頻器上限信號(hào)，則 KM3 斷開(kāi) KM2 吸合，第 2水泵由變頻轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行， 3水泵變頻起動(dòng)。 圖 4. 4 自動(dòng)運(yùn)行順序功能圖 按下按鈕 SB10 之后，啟動(dòng)了變頻器，系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)運(yùn)行模式。 起動(dòng) 1， 2泵 ： 接收到變頻器上限信號(hào) ， PLC 通過(guò)這個(gè)上限信號(hào)后將 1水泵由變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行， KM1 斷開(kāi) KM0 吸合，同時(shí) KM3吸合變頻起動(dòng)第 2水泵。 按下 SB6,斷開(kāi) KM4，在 10 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖后起動(dòng) M3 在變頻電源下運(yùn)行。 MCGS 為解決工程監(jiān)控問(wèn)題提供了豐富多樣的手段，從設(shè)備驅(qū)動(dòng)（數(shù)據(jù)采集）到數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、流程控制、動(dòng)畫(huà)顯示、報(bào)表輸出、曲線顯示等各個(gè)環(huán)節(jié)，均有豐富的功能組件能快速完成多數(shù)簡(jiǎn)單工程項(xiàng)目的監(jiān)控程序設(shè)計(jì)和運(yùn)行操作。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設(shè)計(jì)封面圖形，確定自動(dòng)啟動(dòng)的窗口，設(shè)定動(dòng)畫(huà)刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫(kù)存盤(pán)文件名稱及存盤(pán)時(shí)間等。 建立界面 建立窗口 ⑴ 在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口 0” 。定義數(shù)據(jù)對(duì)象的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍，確定與數(shù)據(jù)變量存盤(pán)相關(guān)的參數(shù)，如存盤(pán)的周期、存盤(pán)的時(shí)間范圍和保存期限等。 PLC的默認(rèn)設(shè)置是只支持 RS232通信，所以要使用 RS485通信協(xié)議，必須事先用 RS232（即 PLC的編程口）通信，設(shè)置寄存器 PLC D8120寄存器。 ⑵ 點(diǎn)擊 工具條中的“工具箱”圖標(biāo)，打開(kāi)“設(shè)備工具箱”。點(diǎn)擊相應(yīng)的圖標(biāo)進(jìn)行設(shè)置。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