基于plc的變頻器恒壓供水系統(tǒng)論文設計(編輯修改稿)
2025-07-24 18:22 本頁面
【文章內容簡介】 率，此時管網的實際壓力仍低于設定壓力，此時需要增加恒速水泵來滿足供水要求，達到恒壓的目的。當調速水泵和恒速水泵都在運行且調速水泵己運行在下限頻率，此時管網的實際壓力仍高于設定壓力，此時需要減少恒速水泉來減少供水流量，達到恒壓的目的。那么何時進行切換，刁能使系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，同時使機組不過于頻繁的切換。盡管通用變頻器的頻率都可以在0400Hz范圍內進行調節(jié)，但當它用在供水系統(tǒng)中，其頻率調節(jié)的范圍是有限的，不可能無限地增大和減小。當正在變頻狀態(tài)下運行的水泵電機要切換到工頻狀態(tài)下運行時，只能在50Hz時進行。由于電網的限制以及變頻器和電機工作頻率的限制，50Hz成為頻率調節(jié)的上限頻率。當變頻器的輸出頻率己經到達50Hz時，即使實際供水壓力仍然低于設定壓力，也不能夠再增加變頻器的輸出頻率了。要增加實際供水壓力，正如前面所講的那樣，只能夠通過水泵機組切換，增加運行機組數量來實現。另外，變頻器的輸出頻率不能夠為負值，最低只能是0Hz。其實，在實際應用中，變頻器的輸出頻率是不可能降低到0Hz。因為當水泵機組運行，電機帶動水泵向管網供水時，由于管網中的水壓會反推水泵，給帶動水泵運行的電機一個反向的力矩，同時這個水壓也在一定程度上阻止源水池中的水進入管網，因此，當電機運行頻率下降到一個值時，水泵就己經抽不出水了，實際的供水壓力也不會隨著電機頻率的下降而下降。這個頻率在實際應用中就是電機運行的下限頻率。這個頻率遠大于0Hz,具體數值與水泵特性及系統(tǒng)所使用的場所有關，一般在20Hz左右。由于在變頻運行狀態(tài)下，水泵機組中電機的運行頻率由變頻器的輸出頻率決定，這個下限頻率也就成為變頻器頻率調節(jié)的下限頻率。在實際應用中，應當在確實需要機組進行切換的時候才進行機組的切換。所謂延時判別，是指系統(tǒng)僅滿足頻率和壓力的判別條件是不夠的，如果真的要進行機組切換，切換所要求的頻率和壓力的判別條件必須成立并且能夠維持一段時間（比如12分鐘），如果在這一段延時的時間內切換條件仍然成立，則進行實際的機組切換操作。如果切換條件不能夠維持延時時間的要求，說明判別條件的滿足只是暫時的，如果進行機組切換將可能引起一系列多余的切換操作。 3 基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)設計與實現水泵MM2，M3可變頻運行，也可工頻運行，需PLC的6個輸出點，變頻器的運行與關斷由PLC的1個輸出點，控制變頻器使電機正轉需1個輸出信號控制，報警器的控制需要1個輸出點，輸出點數量一共9個?？刂破饎雍屯Ｖ剐枰?個輸入點，變頻器極限頻率的檢測信號占用PLC2個輸入點，系統(tǒng)自動/手動起動需1輸入點，手動控制電機的工頻/變頻運行需6個輸入點，控制系統(tǒng)停止運行需1個輸入點，檢測電機是否過載需3個輸入點，共需15個輸入點。系統(tǒng)所需的輸入／輸出點數量共為24個點。本系統(tǒng)選用FX2N32MRD型三菱PLC 對三泵生活恒壓供水系統(tǒng)的基本要求如下：（1） 生活供水時，系統(tǒng)應保持低恒壓值運行。（2） 三臺泵根據恒壓的需要，采取“先開先?！钡脑瓌t接入和退出。（3） 再用水量較小的情況下，如果一臺泵連續(xù)工作運行時間超過3h，則要切換到下一臺泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”，避免某一臺工作時間過長。（4） 三臺泵再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，手動只在應急或檢修時臨時使用。 變頻器的選擇與接線根據設計的要求，本系統(tǒng)選用FRA540系列變頻器，如下圖所示： 圖31 FRA540的管腳說明管腳STF接PLC的Y7管腳，控制電機的正轉。X2接變頻器的FU接口，X3接變頻器的OL接口。頻率檢測的上/下限信號分別通過OL和FU輸出至PLC的X2與X3輸入端作為PLC增泵減泵控制信號。圖32變頻器接線圖壓力傳感器使用CYYZ1001型絕對壓力傳感器。改傳感器采用硅壓阻效應原理實現壓力測量的力－電轉換。傳感器由敏感芯體和信號調理電路組成，當壓力作用于傳感器時，敏感芯體內硅片上的惠斯登電橋的輸出電壓發(fā)生變化，信號調理電路將輸出的電壓信號作放大處理，同時進行溫度補償、非線性補償，使傳感器的電性能滿足技術指標的要求。該傳感器的量程為0～，工作溫度為5℃～60 ℃，供電電源為28177。3V（DC）。 圖33壓力傳感器的接線圖 原其它元器件的選擇水泵：MM2選用40160(I)A型，M3選用40160(I)型。 熱繼電器的選擇：選用最小的熱繼電器作為電機的過載保護熱繼電器FR，FR1 FR2可選用規(guī)格其型號為TKE02TC，額定電流5－8A，FR3可選用規(guī)格其型號為TKE02UC，額定電流為6－9 A熔斷器的選擇：在控制回路中熔斷器FU選用RT18系列。接觸器的選擇：對于接觸器KM選擇的是規(guī)格SCE03C,功率3Kw按鈕SB的選擇：PLC各輸入點的回路的額定電壓直流24V，各輸入點的回路的額定電流均小于40mA，按鈕均只需具有1對常開觸點，按鈕均選用LAY3—11型，其主要技術參數為：UN=24VDC，IN=，含1對常開和1對常閉觸點。 表31元件表總圖元件符號型號個數可編程控制器PLCFX2N32MRD型三菱PLC1變頻器FRA540系列1接觸器KMSCE03C7水泵M1,M240160(I)A2M340160(I)1閘刀開關QSHD11100/181熔斷器FU1，FU2RT18 6A2FU3RT18 8A1熱繼電器FR1 FR2TKE02TC2FR3KE02UC1按鈕SBLAY3—1110水泵符號型號流量(m3/h)揚程(m)轉速(r/min)電機功率(kw)M1,M240160(I)A11282900M340160(I)322900表32水泵的參數 變頻器適用電機容量（KW)輸出額定容量(KVA)輸出額定電流（A）過載能力電源額定輸入交流電壓/頻率冷
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