變頻恒壓供水系統(tǒng)課程設(shè)計說明書(參考版)
2024-08-14 01:22本頁面
【正文】 [10].[N]電力學(xué)報，2006 21(4)[11].劉大銘，[J]寧夏工程技術(shù)，2006(3) [12].丁芳等，智能PID算法在液位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]微計算機信息，2006(1) [13].[C]學(xué)術(shù)論壇，2006[14].[J]機床電器，2005(4)[15].[J]自動化儀表，2005(4)[16].李國厚，趙明富，[J]自動化儀表，2005，26(8)[17].[N]中山大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004(6)增刊[18].[J]變頻器世界，2004(11)[19].[N]南昌航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2004(1)[20].[J]中國給排水，2004(7)[21].[N]礦業(yè)快報2004(10)[22].趙相賓，[J]變頻器世界，2003(7)[23].[J]工業(yè)控制計算機 2003(11)[24].趙永成，閻長芷，[J]控制工程，2002(11)[25].王孝儉，鄧勝全，[J]水利水電技術(shù)，2002(9)[26].[J](10)[27].[J].節(jié)能技術(shù)，2003，[28] [J]計算技術(shù)與自動化，1994，[29] 陸秀令. 幾種常用的可編程控制器梯形圖的設(shè)計方法[J]機床電器,2004,[30] 陳懷忠. 西門子PLC和WinCC SCADA 在變頻恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]自動化儀表，2005， 37 。南昌水專學(xué)報.變頻器在恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用2002[9].呂樹清.經(jīng)過分析后可知，后三種情況都不應(yīng)直接采用自動運行狀況，故為了穩(wěn)妥起見，后三種故障形式采用如下應(yīng)對方式即可。在接下來我們用到S7300的計數(shù)器時，不能按照以前的使用習(xí)慣想當(dāng)然，而應(yīng)該根據(jù)具體操作對象來進行細致設(shè)定。消防供水流程圖 PLC程序 手動運行梯形圖 注：(FR0)、(FR1)、(FR2)屬于熱繼電器，在畫控制電路圖時需注意這一點。消防供水流程圖見下頁。 高恒壓值自動運行（消防供水）消防供水的具體工作流程與生活供水并無區(qū)別，只是因為消防警報的觸發(fā)，使得變頻器工作狀態(tài)為高恒壓設(shè)定值狀態(tài)。如果用水量較大時，即整個系統(tǒng)中有變頻泵工頻泵各一臺，則優(yōu)先對變頻泵進行倒泵操作（水泵工作在變頻狀態(tài)時比較容易發(fā)熱）。如果用水量繼續(xù)下降，直至變頻器輸出的下限頻率，則變頻器發(fā)出變頻器下限報警，觸發(fā)PLC程序中預(yù)設(shè)的用水量下限報警，報警燈亮。(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M3關(guān)掉，恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使壓力重新達到設(shè)定值。(3) 當(dāng)用水量繼續(xù)增加，變頻器的輸出頻率達到上限頻率（例如50Hz）時，若此時用戶管網(wǎng)的實際壓力還未達到設(shè)定壓力，并且滿足增加水泵的條件(泵機未全部工作)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(工頻運行)，同時變頻泵M1繼續(xù)做變頻運行，系統(tǒng)恢復(fù)對水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達到設(shè)定值為止。(2) 當(dāng)用水量增加水壓減小時，壓力變送器反饋的水壓信號減小，偏差變大，PLC的輸出信號變大，變頻器的輸出頻率變大，所以水泵的轉(zhuǎn)速增大，供水量增大，最終水泵的轉(zhuǎn)速達到另一個新的穩(wěn)定值。（手動運行模式只在應(yīng)急或檢修時臨時使用，主要是在系統(tǒng)出錯或器件出問題時臨時接管對水泵的操作，故而不需要考慮倒泵功能。 手動運行當(dāng)旋鈕被旋向手動運行檔時，系統(tǒng)處于手動運行狀態(tài)（相比于原來的按鈕控制的手動自動轉(zhuǎn)換，旋鈕從根本上避免了誤操作）。如果PLC接到變頻器輸出的頻率下限信號，則執(zhí)行減泵程序，減少水泵的工作數(shù)量。手動運行模式只在應(yīng)急或檢修時臨時使用，主要是在系統(tǒng)出錯或器件出問題時臨時接管對水泵的操作。如果是手動運行模式則進行手動操作，人們根據(jù)自己的需要操作相應(yīng)的按鈕，系統(tǒng)根據(jù)按鈕執(zhí)行相應(yīng)操作。PLC作為整個控制系統(tǒng)的核心元件，在系統(tǒng)中的作用是控制交流接觸器組進行工頻變頻的切換和水泵工作數(shù)量的調(diào)整。當(dāng)采用手動控制時，必須采用自耦變壓器降壓啟動或軟啟動的方式以降低電流，本系統(tǒng)采用軟啟動器。如果轉(zhuǎn)向相反，則可以改變電源的相序來獲得正確的轉(zhuǎn)向。并通過轉(zhuǎn)換開關(guān)利用同一個電壓表顯示不同相之間的線電壓。為監(jiān)控電機負載運行情況，主回路的電流大小可以通過電流互感器和變送器將4～20mA電流信號送至上位機來顯示。而且變頻器的輸出端絕對不允許直接接電源，故必須經(jīng)過接觸器的觸點，當(dāng)電動機接通工頻回路時，變頻回路接觸器的觸點必須先行斷開。主電路中的低壓熔斷器在接通電源的同時實現(xiàn)短路保護，每臺電動機的過載保護由相應(yīng)的熱繼電器FR實現(xiàn)。 圖432 供水系統(tǒng)主電路圖 三相電源經(jīng)低壓熔斷器、隔離開關(guān)接至變頻器的R、S、T端，變頻器的輸出端U、V、W通過接觸器的觸點接至電機。接觸器KMKMKM4分別控制MMM3的工頻運行；接觸器KMKMKM8分別控制MMM3的變頻運行；FRFRFR3分別為三臺水泵電機過載保護用的熱繼電器；KM1為電機工頻電路和電閘的隔離繼電器；KM5為變頻器和電閘的隔離繼電器；電閘FU為主電路的熔斷器；QF為系統(tǒng)的總電閘。有關(guān)軟件控制電機啟停的具體方法將在下文中涉及PLC具體控制的章節(jié)提到，在此不再進行復(fù)述。） 圖431 電機安裝注意事項 綜合以上可知，為了整個系統(tǒng)的安全起見，最好的辦法就是采用硬件控制的形式來控制電動機的繼電器開關(guān)，使其在電動機帶電時不能動作，這樣才能最大限度的防止帶電時電機開關(guān)動作引起的變頻器故障。而根據(jù)JDBP32110F型變頻器說明書可知，因為變頻器輸出電壓是脈沖波型，如果輸出側(cè)安裝有改善功率因數(shù)的電容或防雷用壓敏電阻等，會造成變頻器故障跳閘或器件的損壞，因此需要拆除，另外在輸出側(cè)建議不要加空氣開關(guān)和接觸器等開關(guān)器件，如圖431所示。因此在同一時間內(nèi)只能有一臺水泵工作在變頻下，但不同時間段內(nèi)三臺水泵都可輪流做變頻泵。故而選擇CPU 313即可，加上數(shù)字量輸入模塊SM321和數(shù)字量輸出模塊SM322就可以滿足要求，而且在輸入量上還有一定的裕量。第4章 PLC軟硬件配置 I/O地址表 根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和PLC設(shè)計準(zhǔn)則，該系統(tǒng)的I/O地址表如下表41所示： 表41 I/O地址表地址代號信號地址代號信號SA0旋鈕手動運行檔KM1工頻總開關(guān)SA1啟動1水泵(手操)KM21泵工頻SA2啟動2水泵（手操）KM32泵工頻SA3啟動3水泵（手操）KM43泵工頻SA4旋鈕自動運行檔KM5變頻總開關(guān)SA5自動運行啟動按鈕KM61泵變頻FR01水泵故障KM72泵變頻FR12水泵故障KM83泵變頻FR23水泵故障L111泵故障燈FR3變頻器故障L122泵故障燈FR4變頻器上限L133泵故障燈FR5變頻器下限L2變頻器故障燈FR6液位下限L3液位下限指示燈FR7消防警報L4消防警報指示燈SB0 旋鈕總停車擋（無用）L5水壓超限報警指示燈SB11水泵停車按鈕（手操）L6用水量下限報警指示燈SB22水泵停車按鈕（手操）SB33水泵停車按鈕（手操） PLC的硬件配置根據(jù)上一節(jié)的I/O表可知，該系統(tǒng)
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