【文章內(nèi)容簡介】 之，當(dāng)用水量減少水壓增加時，通過壓力閉環(huán)，減小水泵的轉(zhuǎn)速到另一個新的穩(wěn)定值。(3) 當(dāng)用水量繼續(xù)增加，變頻器的輸出頻率達(dá)到上限頻率50Hz時，若此時用戶管網(wǎng)的實(shí)際壓力還未達(dá)到設(shè)定壓力，并且滿足增加水泵的條件(在下節(jié)有詳細(xì)闡述)時，在變頻循環(huán)式的控制方式下，系統(tǒng)將在PLC的控制下自動投入水泵M2(變速運(yùn)行)，同時變頻泵M1做工頻運(yùn)行，系統(tǒng)恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止。如果用水量繼續(xù)增加，滿足增加水泵的條件，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，將另一臺水泵M3投入運(yùn)行（變速運(yùn)行），M2工頻運(yùn)行。變頻器輸出頻率達(dá)到上限頻率50Hz時，壓力仍未達(dá)到設(shè)定值時，控制系統(tǒng)就會發(fā)出水壓超限報警。(4) 當(dāng)用水量下降水壓升高，變頻器的輸出頻率降至下限頻率，用戶管網(wǎng)的實(shí)際水壓仍高于設(shè)定壓力值，并且滿足減少水泵的條件時，系統(tǒng)將工頻泵M2關(guān)掉，恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使壓力重新達(dá)到設(shè)定值。當(dāng)用水量繼續(xù)下降，并且滿足減少水泵的條件時，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，將另一臺工頻泵M1關(guān)掉。在上述的系統(tǒng)工作流程中，我們提到當(dāng)變頻泵己運(yùn)行在上限頻率，此時管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍低于設(shè)定壓力，此時需要增加水泵來滿足供水要求，達(dá)到恒壓的目的；當(dāng)變頻泵和工頻泵都在運(yùn)行且變頻泵己運(yùn)行在下限頻率，此時管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍高于設(shè)定壓力，此時需要減少工頻泵來減少供水流量，達(dá)到恒壓的目的。那么何時進(jìn)行切換，才能使系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，同時使機(jī)組不過于頻繁的切換呢?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。另外，變頻器的輸出頻率不能夠?yàn)樨?fù)值，最低只能是0HZ。其實(shí)，在實(shí)際應(yīng)用中，變頻器的輸出頻率是不可能降到0HZ。因?yàn)楫?dāng)水泵機(jī)組運(yùn)行，電機(jī)帶動水泵向管網(wǎng)供水時，由于管網(wǎng)中的水壓會反推水泵，給帶動水泵運(yùn)行的電機(jī)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(jìn)入管網(wǎng)，因此，當(dāng)電機(jī)運(yùn)行頻率下降到一個值時，水泵就己經(jīng)抽不出水了，實(shí)際的供水壓力也不會隨著電機(jī)頻率的下降而下降。這個頻率在實(shí)際應(yīng)用中就是電機(jī)運(yùn)行的下限頻率。這個頻率遠(yuǎn)大于0HZ，具體數(shù)值與水泵特性及系統(tǒng)所使用的場所有關(guān)，一般在20HZ左右。所以選擇50HZ和20HZ作為水泵機(jī)組切換的上下限頻率。在恒壓供水中，機(jī)組的切換為機(jī)組增加與減少兩種情況，這兩種情況由于變頻器輸出頻率與供水壓力的不同邏輯關(guān)系相對應(yīng)。考慮到只有當(dāng)變頻器的輸出頻率在上下限頻率時才可能發(fā)生切換，并且上限頻率時不可能減泵，下限頻率時不可能加泵，所以，可以采用回滯環(huán)思想進(jìn)行判別如圖： 用于壓力判斷的回滯環(huán)如果變頻器的輸出為上限頻率，只有當(dāng)實(shí)際的供水壓力比設(shè)定壓力?。?的時候才允許進(jìn)行機(jī)組增加；如果變頻器的輸出為下限頻率，則只有當(dāng)實(shí)際的供水壓力比設(shè)定壓力大妮／2的時候才允許進(jìn)行機(jī)組的增加?；販h(huán)的應(yīng)用提供了這樣一個保障，即如果切換的判別條件滿足，那就說明此時實(shí)際供水壓力在當(dāng)前機(jī)組的運(yùn)行狀況下滿足不了設(shè)定的要求。但這個判別條件的滿足也不能夠完全證明當(dāng)前確實(shí)需要進(jìn)行機(jī)組切換，因?yàn)橛袃煞N情況可能使判別條件的成立有問題：實(shí)際供水壓力超調(diào)的影響以及現(xiàn)場的干擾使實(shí)際壓力的測量值有尖峰，這兩種情況都可能使機(jī)組切換的判別條件在一個比較短的時間內(nèi)滿足，造成判斷上的失誤，引起機(jī)組切換的誤操作。這兩種情況有一個共同的特點(diǎn)，即它們維持的時間短，只能夠使機(jī)組切換的判別條件在一個瞬間滿足。根據(jù)這個特點(diǎn)，在判別條件中加入延時的判斷就顯得尤為必要了。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(jìn)行機(jī)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，比如一、兩分鐘，如果在這段延時的時間內(nèi)切換條件仍然成立，則進(jìn)行實(shí)際的機(jī)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(jìn)行機(jī)組切換將可能引起一系列多余的切換操作。經(jīng)過以上的分析，將實(shí)際的機(jī)組切換的條件優(yōu)化為：四、變頻恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要配置的選型根據(jù)所闡述的基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)的原理，：系統(tǒng)的電器總框圖由以上系統(tǒng)電氣總框圖可以看出，系統(tǒng)所需要的主要硬件包括：1)水泵機(jī)組、變頻器2)PLC及擴(kuò)張模塊3)壓力變送器及數(shù)顯儀水泵機(jī)組的選型基本原則，一是要確保平穩(wěn)運(yùn)行；二是要經(jīng)常處于高效區(qū)運(yùn)行，以求取得較好的節(jié)能效果。 PLC及其擴(kuò)展模塊的選型1）本設(shè)計(jì)中選用西門子MM4402）計(jì)算機(jī)與變頻器連接圖3）MM440 BOP（基本操作面板）及功能描述MM440 BOP上的按鈕功能表顯示/按鈕功能功能的說明狀態(tài)顯示LED 顯示變頻器當(dāng)前的設(shè)定值。起動變頻器按此鍵起動變頻器。缺省值運(yùn)行時此鍵是被封鎖的。為了使此鍵的操作有效應(yīng)設(shè)定P0700=1。停止變頻器OFF1：按此鍵，；為了允許此鍵操作，應(yīng)設(shè)定P0700=1。OFF2：按此鍵兩次（或一次，但時間較長）電動機(jī)將在慣性作用下自由停車此功能總是“使能”的。改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向按此鍵可以改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。電動機(jī)的反向用負(fù)號（－）表示或用閃爍的小數(shù)點(diǎn)表示。缺省值運(yùn)行時此鍵是被封鎖的，為了使此鍵的操作有效，應(yīng)設(shè)定P0700=1。電動機(jī)點(diǎn)動在變頻器無輸出的情況下按此鍵，將使電動機(jī)起動，并按預(yù)設(shè)定的點(diǎn)動頻率運(yùn)行。釋放此鍵時，變頻器停車。如果變頻器/電動機(jī)正在運(yùn)行，按此鍵將不起作用。顯示/按鈕功能功能的說明功能此鍵用于瀏覽輔助信息。變頻器運(yùn)行過程中，在顯示任何一個參數(shù)時按下此鍵并保持不動2 秒鐘，將顯示以下參數(shù)值（在變頻器運(yùn)行中，從任何一個參數(shù)開始）： 1. 直流回路電壓（用d 表示– 單位：V） 2. 輸出電流（A）3. 輸出頻率（Hz）4. 輸出電壓（用o 表示– 單位：V）。 中所選的值(如果已配置了P0005，那么，顯示上面數(shù)據(jù)的1~4項(xiàng)，然后相應(yīng)的值不再顯示)。連續(xù)多次按下此鍵，將輪流顯示以上參數(shù)。跳轉(zhuǎn)功能在顯示任何一個參數(shù)（rXXXX 或PXXXX）時短時間按下此鍵，將立即跳轉(zhuǎn)到r0000, 如果需要的話，您可以接著修改其它的參數(shù)。跳轉(zhuǎn)到r0000 后，按此鍵將返回原來的顯示點(diǎn)。訪問參數(shù)按此鍵即可訪問參數(shù)。增加數(shù)值按此鍵即可增加面板上顯示的參數(shù)數(shù)值。減少數(shù)值按此鍵即可減少面板上顯示的參數(shù)數(shù)值. 1. 使用BOP對變頻器的參數(shù)進(jìn)行工廠復(fù)位 P0010=30 P0970=12. 使用BOP對變頻器進(jìn)行快速參數(shù)化 （提示：嚴(yán)格按照電機(jī)的名牌進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。） P0010 ＝ 1（開始快速調(diào)試） PO100 ＝ …(選擇工作地區(qū)) P0304 ＝ …（電動機(jī)額定電壓V） P0305 ＝ …（電動機(jī)額定電流A） P0307 ＝ …（電動機(jī)額定功率W）P0310 ＝ …（電動機(jī)額定頻率HZ） P0311 ＝ …（電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速r/min） P0700 ＝ …（命令源選擇） P1000 ＝ …（選擇頻率設(shè)定值） P1080 ＝ …（電動機(jī)運(yùn)行的最低頻率HZ） P1082 ＝ …（最大電動機(jī)頻率） P1120 ＝ …（斜坡上升時間S） P1121 ＝ …（斜坡下降時間S） P3900 ＝ …1（結(jié)束快速調(diào)速） PLC的選擇本設(shè)計(jì)中選擇的PLC是S7—200 S7200(德國西門子公司)給S7200供電類型– 給S7200CPU供電有直流供電和交流供電兩種方式。注：在安裝和拆除S7200之前，要確保電源被斷開，以免造成人身損害和設(shè)備事故。24V DC供電/14點(diǎn)24V DC輸入/10點(diǎn)24V DC輸出 230V AC供電/14點(diǎn)24V DC輸入/10點(diǎn)繼電器輸出 CPU的選擇本設(shè)計(jì)中選擇CPU226壓力傳感器和壓力變送器是將水管中的壓力信號變成15V或420的模擬量信號，作為模擬輸入模塊(A／D模塊)的輸入，在選擇時，為了防止傳輸過程中的干擾與損耗，我們采用420mA輸出壓力變送器。在運(yùn)行過程中，當(dāng)壓力傳感器和壓力變送器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)有可能開啟所有的水泵，而此時的用水量又達(dá)不到，這就使水管中的水壓上升，為了防止爆管和超高水壓損壞家中的用水設(shè)備(熱水器、抽水馬桶等)，本文中的供水系統(tǒng)使用電極點(diǎn)壓力表的壓力上限輸出，作為PLC的一個數(shù)字量輸入，當(dāng)壓力超出上限時，關(guān)閉所有水泵并進(jìn)行報警輸出。根據(jù)以上的分析，本文選用普通壓力表Y100和XMT1270數(shù)顯儀實(shí)現(xiàn)壓力的檢測、顯示和變送。壓力表測量范圍01MP，；數(shù)顯儀輸出一路420mA，“電流信號，送給變頻器作為PID調(diào)節(jié)的反饋電信號，可設(shè)定壓力上、下限，通過兩路繼電器控制輸出壓力超限信號。經(jīng)過第2章對系統(tǒng)方案的分析和確定，再結(jié)合上述的系統(tǒng)硬件的選型，確定以可靠性高、使用簡單、維護(hù)方便、編程靈活的工控設(shè)備變頻器和PLC作為主要控制設(shè)備來設(shè)計(jì)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。 供電系統(tǒng)的設(shè)定直接影響到控制系統(tǒng)的可靠性，因此在設(shè)定供電系統(tǒng)時應(yīng)考慮下列因素：1)輸入電源電壓在一定的允許范圍內(nèi)變化；2)當(dāng)輸入交流電斷電時，應(yīng)