【正文】 名稱單位數(shù)量技術(shù)參數(shù)1QFQF2空氣開關(guān)個(gè)22RNB變頻器臺(tái)1三菱SAMCOvm053VF交流接觸器個(gè)64FR熱繼電器個(gè)35KA中間繼電器個(gè)26TA電流互感器個(gè)17PA電流表塊 18PV電壓表塊19PLCPLC臺(tái)1FX0n40ER10SA轉(zhuǎn)換開關(guān)個(gè)111SB按鈕個(gè)8紅、綠各412HR、HW信號(hào)燈個(gè)3紅1，綠6白111電磁流量計(jì)個(gè)114FU熔斷器個(gè)115SP壓力傳感器塊18 模擬供水系統(tǒng)擬定一居民小區(qū)4幢7層樓，居住224戶，住宅類型為3型，保證日夜供水。要求：（1）系統(tǒng)采用變頻恒壓供水方案；（2）變頻器及水泵選擇；（3）控制電路設(shè)計(jì)；（4）安裝調(diào)試說(shuō)明。9 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 主電路圖的設(shè)計(jì)在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，采用一臺(tái)變頻器連接2臺(tái)電動(dòng)機(jī)，每臺(tái)水泵電機(jī)都有變頻／工頻兩種工作狀態(tài)，每臺(tái)電機(jī)都通過(guò)兩個(gè)接觸器與工頻電源和變頻器輸出電源相聯(lián)如圖（33）。變頻器輸入電源前面接入一個(gè)自動(dòng)空氣開關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)、變頻器的過(guò)流過(guò)載保護(hù)接通，空氣開關(guān)的容量依據(jù)大機(jī)的額定電流來(lái)確定。對(duì)于有變頻／工頻兩種狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)，還需要在工頻電源下面接入兩個(gè)同樣的自動(dòng)空氣開關(guān)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的過(guò)流過(guò)載保護(hù)接通，空氣開關(guān)的容量依據(jù)小機(jī)的額定電流來(lái)確定。所有接觸器的選擇都要依據(jù)電動(dòng)機(jī)的容量適當(dāng)選擇。圖 33 主電路電氣控制系統(tǒng)接線原理圖及說(shuō)明、SE和5為輸出信號(hào)公共端，這些端子不要接地（見圖34）。，而且必須與主回路，弱電回路（含200V繼電器程序回路）分開布線。，所以在接點(diǎn)輸入場(chǎng)合，為了防止接觸不良，微小信號(hào)接點(diǎn)應(yīng)使用兩個(gè)并聯(lián)接點(diǎn)或合用雙生接點(diǎn)。圖34 電氣控制系統(tǒng)接線原理圖 控制電路控制PLC主要是用于實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水系統(tǒng)的自動(dòng)控制，要完成以下功能：自動(dòng)控制兩臺(tái)水泵的投入運(yùn)行；能在兩臺(tái)水泵之間實(shí)現(xiàn)變頻泵的切換；兩臺(tái)水泵在啟動(dòng)時(shí)要有軟啟動(dòng)功能；對(duì)水泵的操作要有手動(dòng)/自動(dòng)控制功能，手動(dòng)只在應(yīng)急或檢修時(shí)臨時(shí)使用；系統(tǒng)要有完善的報(bào)警功能并能顯示運(yùn)行狀況。如圖45為電控系統(tǒng)控制電路圖。圖中SA為手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA打在1的位置為手動(dòng)控制狀態(tài)；打在2的狀態(tài)為自動(dòng)控制狀態(tài)。手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可用按鈕SB1~SB6控制兩臺(tái)水泵的啟/停；自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)在PLC程序控制下運(yùn)行。如圖35所示：圖35 控制電路圖 其他設(shè)備的外圍接線圖（1）PLC外圍接線圖圖36 PLC外圍接線圖（2）變頻器的外圍接線圖圖37 變頻器接線圖（3）壓力傳感器接線圖圖38 壓力傳感器的接線圖10 PLC輸入輸出接線圖及程序（1）PLC I/O 表根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)列出PLC的輸入輸出表，如表37所示：表37 PLC輸入輸出分配表現(xiàn)場(chǎng)器件與接線端子I/O地址功能備注輸入變頻器Y2端子X0變頻器輸出頻率極限信號(hào)遠(yuǎn)傳壓力表壓力上限接點(diǎn)X1壓力下限到達(dá)信號(hào)遠(yuǎn)傳壓力表壓力下限接點(diǎn)X2壓力上限到達(dá)信號(hào)中間繼電器KA常開觸點(diǎn)X3自動(dòng)/手動(dòng)切換水池水位下限信號(hào)X4水池缺水信號(hào)FR1常開觸點(diǎn)X51電機(jī)過(guò)載信號(hào)FR2常開觸點(diǎn)X62電機(jī)過(guò)載信號(hào)FR4常開觸點(diǎn)X10輔助泵過(guò)載信號(hào)輸出變頻器的FWD端子Y0實(shí)現(xiàn)變頻運(yùn)行/停止KA1線圈Y11電機(jī)變頻運(yùn)行控制和指示KA2線圈Y21電機(jī)工頻運(yùn)行控制和指示KA3線圈Y32電機(jī)變頻運(yùn)行控制和指示KA4線圈Y42電機(jī)工頻運(yùn)行控制和指示KA5線圈Y5輔助泵工頻運(yùn)行控制和指示KA6線圈Y6變頻器X1端子功能有效（2）PLC程序設(shè)計(jì)根據(jù)PLC輸入輸出分配表和任務(wù)要求寫出PLC程序，如圖39所示：圖39 PLC 程序設(shè)計(jì)四、故障處理的程序設(shè)計(jì)恒壓供水系統(tǒng)的故障主要有欠水位故障和電機(jī)過(guò)載故障。發(fā)生欠水位故障時(shí)，欠水位信號(hào)有效，此時(shí)停止全部水泵的運(yùn)行，防止水泵空轉(zhuǎn)。當(dāng)欠水位信號(hào)解除后，延時(shí)一段時(shí)間，自動(dòng)進(jìn)入S0狀態(tài)。這個(gè)程序可以用常用的報(bào)警處理模塊。用熱繼電器和空氣開關(guān)可以進(jìn)行電機(jī)保護(hù)。發(fā)生此類故障時(shí)可以用熱繼電器的常閉觸點(diǎn)停止故障電機(jī)的運(yùn)行。故障處理程序如圖41所示。圖41 故障處理程序五、結(jié)束語(yǔ)恒壓供水技術(shù)因采用變頻器改變電動(dòng)機(jī)電源頻率，而達(dá)到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力，比靠調(diào)節(jié)閥門的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時(shí)，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。實(shí)現(xiàn)恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力。水泵電動(dòng)機(jī)采用軟啟動(dòng)方式，按設(shè)定的加速時(shí)間加速，避免電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊，對(duì)電網(wǎng)電壓造成波動(dòng)的影響，同時(shí)也避免了電動(dòng)機(jī)突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振。由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運(yùn)行過(guò)程中其轉(zhuǎn)速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可節(jié)約可觀的電能，其經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。正因?yàn)榇?，系統(tǒng)具有收回投資快，而長(zhǎng)期受益，其產(chǎn)生的社會(huì)效益也是非常巨大。在實(shí)際應(yīng)用中，采用PLC控制恒壓供水，還能容易地隨時(shí)修改控制程序，以改變各元件的工作時(shí)間和工作狀況，滿足不同情況要求。與繼電器或硬件邏輯電路控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更大的靈活性和通用性。隨著我國(guó)供水行業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們生活水平的日益提高，高層樓宇的興建越來(lái)越多，樓宇恒壓供水工程具有很大的發(fā)展空間。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我通過(guò)查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過(guò)程中的探索的艱難和成功的喜悅。參 考 文 獻(xiàn)[1] 王永華，王東云，宋寅卯編. [M]現(xiàn)代電氣及可編程控制技術(shù). 北京： 北京航空航天大學(xué)出版社， [2] 史增芳編. [M]可編程控制器原理及應(yīng)用. 北京： 希望電子出版社， [3] 張燕賓編. [M]SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)（第一版）. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， [4] 王廷才、北京：[5] 陳國(guó)呈編.[M]PWM變頻調(diào)速技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [6] 趙希平編. [J]一臺(tái)變頻器的雙泵簡(jiǎn)易恒壓供水. 電世界， [7] 張素玲編. [J]PLC控制的變頻調(diào)速供水系統(tǒng). 電工技術(shù)， [8] SIEMENS ：S7—200PLC用戶操作手冊(cè)，[9] 三菱 SAMCOvm05 系列變頻器使用說(shuō)明書[10] 三菱：SAMCOvm05供水控制基板[11] ABB：2600T壓力變送器使用說(shuō)明書33 / 33