基于plc變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-wenkub.com
2024-12-03 09:51 本頁面
【正文】 當(dāng)然在實(shí)現(xiàn)功能的過程中遇到了很多問題，比如 PLC的程序設(shè)計(jì)等，經(jīng)過同學(xué)和指導(dǎo)老師的幫助還有翻閱圖書，網(wǎng)上搜 索資料等把問題一一解決。 恒壓供水在日常生活中非常重要，基于 PLC和變頻器技術(shù)設(shè)計(jì)的生活恒壓供水控制系統(tǒng)可靠性高、效率高、節(jié)能效果顯著、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。 4． 3． 3 公共運(yùn)行部分 當(dāng)熱 繼電器斷開系統(tǒng)報(bào)警。 C0 K10 X010 M7 X007 RST M7 RST M8 RST M1 SET M2 M8 C0 RST M7 X012 M7 X011 RST M8 C0 K10 RST M3 SET M4 M8 C0 按下 SB6,斷開 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。 起動(dòng) 1泵： 接到下限信號(hào)關(guān)閉 KM KM0， 吸合 KM1，只剩 1水泵變頻運(yùn)行。 起動(dòng) 1， 2泵： 接收到變頻器上限信號(hào) ， PLC 通過這個(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 KM0 吸合，同時(shí) KM3 吸合變 頻起動(dòng)第 2水泵。） 順序功能圖如圖 所示。 按下按鈕 SB9 之后，啟動(dòng)了變頻器，系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)運(yùn)行模式。 為了防止出現(xiàn)某臺(tái)電動(dòng)機(jī)既接工頻電又接變頻電設(shè) 計(jì)了電氣互鎖。 當(dāng)變頻器的運(yùn)行頻率超出一個(gè)上限信號(hào)后， PLC 通過這個(gè)上限信號(hào)后將 1水泵有變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行， KM1 斷開 KM0 吸合，同時(shí) KM3 吸合變頻起動(dòng)第 2水泵。本系統(tǒng)選用 FXos30MRD型 PLC。 降壓控制 當(dāng)用水量下降水壓升高，變頻器輸出頻率降至起動(dòng)頻率時(shí)，水壓仍高于設(shè)定值，系統(tǒng)將工頻運(yùn)行時(shí)間最長的一臺(tái)水泵關(guān)掉，恢復(fù)對(duì)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， 每當(dāng)減速運(yùn)行的變頻器輸出頻率降至起動(dòng)頻率時(shí)，將繼續(xù)發(fā)生如上轉(zhuǎn)換，直到剩下最后一臺(tái)變頻泵運(yùn)行為止。當(dāng)用水量增加水壓減小時(shí)，通過壓力閉環(huán)調(diào)節(jié)水泵按設(shè)定速率加速到另一個(gè)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 。該方式僅供自動(dòng)故障時(shí)使用。按下 SB10手動(dòng)啟動(dòng)變頻器。 在自動(dòng)運(yùn)行模式中，如果 PLC 接到頻率上限信號(hào)，則執(zhí)行增泵程序，增加水泵的工作數(shù)量。 圖 PLC 程序流程圖 系統(tǒng)起動(dòng)之后，檢測是自動(dòng)運(yùn)行模式還是 手動(dòng)運(yùn)行模式。當(dāng)供水壓力大于預(yù)置值時(shí)，變頻器輸出頻率降低，水泵速度下降，當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到下 限，并穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后，把變頻器控制的水泵停機(jī)，如果供水壓力仍大于預(yù)置值，則將下一臺(tái)水泵由工頻運(yùn)行切換到變頻器調(diào)速運(yùn)行，并繼續(xù)減泵工作過程。當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到上限，并穩(wěn)定運(yùn)行后，如果供水壓力仍沒達(dá)到預(yù)置值，則需進(jìn)入增泵過程。此時(shí) PID會(huì)繼續(xù)通過由遠(yuǎn)傳壓力表送來的檢測信號(hào)進(jìn)行分析、計(jì)算、判斷，進(jìn)一步控制變頻器的運(yùn)行頻率，使管壓保持在壓力設(shè)定值的上、下限偏差范圍之內(nèi)。根據(jù)壓力設(shè)定值(根據(jù)管網(wǎng)壓力要求設(shè)定 )與壓力實(shí)際值 (來自于壓力傳感器 )的偏差進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)，并輸出頻率給定信號(hào)給變頻器。 報(bào)警裝置 作為一個(gè)控制系統(tǒng)，報(bào)警是必不可少的重要組成部分。 ② 變頻器 :它是對(duì)水泵進(jìn)行轉(zhuǎn) 速控制的單元。該信號(hào)為開關(guān)量信號(hào)。 恒速泵 :水泵運(yùn)行只在工頻狀態(tài)，速度恒定。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，通過改變電機(jī)的頻率實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無極調(diào)速、無波動(dòng)穩(wěn)壓的效果和各項(xiàng)功能。 管網(wǎng)保護(hù)器安裝在流量調(diào)節(jié)器上，當(dāng)罐內(nèi)壓力較外界壓力高時(shí)，管網(wǎng)保護(hù)器關(guān)閉，水泵機(jī)組疊加市政管網(wǎng)原有壓力進(jìn)行恒壓供水；當(dāng)罐內(nèi)壓力與外界平衡時(shí)，管網(wǎng)保護(hù)器打開與外界相通，避免了負(fù)壓的形成，保證市政管網(wǎng)安全及其它用戶正常供水。如圖 所示 開關(guān) 水泵組 開關(guān) 用戶用水 水池 PLC 變頻器 壓力 傳感器 圖 2. 2 供 水系統(tǒng)方案圖 變頻供水系統(tǒng) 變頻供水系統(tǒng)原理： 智能型管網(wǎng)接力升壓（無負(fù)壓）設(shè)備可根據(jù)用戶需求設(shè)定用戶供水壓力，如果管網(wǎng)供水壓力高于設(shè)定壓力時(shí)，水泵機(jī)組處于停機(jī)狀態(tài)，自來水可通過連通管路直接對(duì)用戶供水。由于 PID運(yùn)算在變頻器內(nèi)部，這就省去了對(duì)可編程控制器存貯容量的要求和對(duì)PID算法的編程，而且 PID參數(shù)的在線調(diào)試非常容易，這不僅降低了生產(chǎn)成本，而且大大提高了生產(chǎn)效率。這樣，可編程控制器的成本沒有降低，還增加了連線和附加設(shè)備，降低了整套設(shè)備的可靠性。 由于變頻器的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)是由可編程控制器或 PID回路調(diào)節(jié)器給出的，所以對(duì)可編程控制器來講。實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級(jí)調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。因此，控制精度較低、水泵切換時(shí)水壓波動(dòng)大、調(diào)試較麻煩、工頻泵起動(dòng) 時(shí)有沖擊、抗干擾能力較弱，但其成本較低。通過水泵加 壓后，必須恒壓供給每一個(gè)用戶。 變頻調(diào)速供水方式：這種系統(tǒng)的原理是通過安裝在 系統(tǒng)中的壓力傳感器將系統(tǒng)壓力信號(hào)與設(shè)定壓力值作比較，再通過控制器調(diào)節(jié)變頻器的輸出，無級(jí)調(diào)節(jié)水開關(guān) 水泵組 開關(guān) 用戶用水 水池 泵轉(zhuǎn)速。供水壓力比較穩(wěn)定。水塔注滿后水泵停止，水塔水位低于某一位置時(shí)再啟動(dòng)水泵。這種供水方式，水泵整日不停運(yùn)轉(zhuǎn)，有的可能在夜間用水低谷時(shí)段停止運(yùn)行。 供水系統(tǒng)的定義、構(gòu)成及分類 供水系統(tǒng)又稱為供水設(shè)備，是為解決由于壓力不足，無法到達(dá)用戶用水的高度或流量，而專門研發(fā)設(shè)計(jì)的新型環(huán)保節(jié)能的專業(yè)設(shè)備。 變頻恒壓供水系統(tǒng) 利用 PLC、傳感器、變頻器及水泵機(jī)組組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，使管網(wǎng)壓力保持恒定，代替了傳統(tǒng)的水塔供水控制方案，具有自動(dòng)化程度高，高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，在小區(qū)供水和工廠供水控制中得到廣泛應(yīng)用，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 所以我們?cè)O(shè)計(jì)了一套由 PLC、變頻器、遠(yuǎn)傳壓力表、多臺(tái)水泵機(jī)組、計(jì)算機(jī)、通信模塊等主要設(shè)備構(gòu)成的全自動(dòng)變頻恒壓供水及其遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) ,具有全自動(dòng)變頻恒壓運(yùn)行、自動(dòng)工頻運(yùn)行、遠(yuǎn)程手動(dòng)控制和現(xiàn)場手動(dòng)控制等功能。
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