變頻調(diào)速恒壓供水(plc)畢業(yè)設(shè)計-在線瀏覽
2025-03-05 12:16本頁面
【正文】 h1]: 打印時要確保清晰 南華學(xué)院畢業(yè)論文 第 4 頁 共 37 頁2 恒壓供水系統(tǒng)的分析 PLC控制的恒壓供水泵站如圖21所示，市網(wǎng)自來水用高低水位控制器EQ控制注水閥YV1，自動把水注滿蓄水池。水池的低水位信號也直接送給PLC做為低水位報警信號。生活用水和消防用水的多少，按一定的控制邏輯運行，維持生活用水低恒壓。恒壓供水的主要目標(biāo)是保持管網(wǎng)水壓的恒定，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速要跟隨用水量的變化而變化，這就要用變頻器為水泵電機(jī)供電。所以本系統(tǒng)采用另一種方案是三臺電機(jī)配一臺變頻器，變頻器與電機(jī)間可以切換，供水運行時，一臺水泵變頻運行。 圖21 PLC控制的恒壓供水泵站三臺泵生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)的基本功能為： 南華學(xué)院畢業(yè)論文 第 5 頁 共 37 頁(1)生活供水時，系統(tǒng)低恒壓值運行，消防供水時高恒壓值運行。(3)在用水量小的情況下，如果一臺泵連續(xù)運行時間超過3h，則要切換下即系統(tǒng)具有“倒泵功能” ，避免某一臺泵工作時間過長。(5)要有完善的報警功。 南華學(xué)院畢業(yè)論文 第 6 頁 共 37 頁 變頻器的設(shè)計交流變頻器是微計算機(jī)及現(xiàn)代電力電子技術(shù)高度發(fā)展的結(jié)果。大家都知道，從發(fā)電廠送出的交流電的頻率是恒定不變的，在我國是每秒50Hz。P而異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速 （） )1(60)1(sPfsN??式中 異步電機(jī)轉(zhuǎn)差率，s，一般小于3%。因而，改變頻率可以方便地改變電機(jī)的運行速度，也就是說變頻對于交流電機(jī)的調(diào)運來說是十分合適的。其帶有 PID 功能。 南華學(xué)院畢業(yè)論文 第 7 頁 共 37 頁通過變頻器面板設(shè)定一個給定頻率作為壓力給定值，變頻器根據(jù)壓力給定和實測壓力，調(diào)節(jié)輸出頻率，改變水泵轉(zhuǎn)速。 PID 控制器的設(shè)計 PID 控制器的選擇PID控制方式是現(xiàn)代工業(yè)控制中應(yīng)用的最廣泛的反饋控制力式之一。若有偏差，則通過此功能的控制動作使偏差為零。它比較適用于流量控制、壓力控制、溫度控制等過程量的控制。(2)軟件型，使用離散形式的PID控制算法在可編程序控制器上做 PID控制器。 PID 控制算法及特點圖31 PID控制原理圖圖31為PID控制原理圖。將偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)通過線性組合構(gòu)成控制量，對受控對象進(jìn)行控制。(2)積分環(huán)節(jié) ：主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度，積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時間常數(shù)Ti， Ti越大，積分作用越弱，反之則越強(qiáng)。PID調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)是： （）)](1[)(sTnsGcd???當(dāng)上述控制算法公式只包含第一項時，稱為比例(P)作用，只包含第二項時，稱為積分(I)作用。只包含第一、三項的是PD作用。僅用P動作控制，不能完全消除偏差。用PI控制時，能消除由改變目標(biāo)值和經(jīng)常的外來擾動等引起的偏差。對有積分元件的負(fù)載系統(tǒng)可以單獨使用P動作控制。偏差小時，P動作的作用減小。在該場合，為使P動作的振蕩衰減和系統(tǒng)穩(wěn)定，可用PD控制。利用I動作消除偏差作用和用D動作抑制振蕩作用，在結(jié)合P動作就構(gòu)成了PID控制，本系統(tǒng)就是采用了這種方式。這種控制方式用于從產(chǎn)生偏差到出現(xiàn)響應(yīng)需要一定時間的負(fù)載系統(tǒng)效果比較好。一只傳統(tǒng)調(diào)節(jié)器往往只能實現(xiàn)一路PID設(shè)置，用PLC作調(diào)節(jié)器可同時實現(xiàn)多路PID設(shè)置。(2)控制水泵的運行與切換。在設(shè)單一變頻器的多泵組泵站中，如規(guī)定和變頻器相連接的泵為主泵，主泵也是輪流擔(dān)任的。PLC則是泵組管理的執(zhí)行設(shè)備。恒壓供水泵站中變頻器常常采用模擬量控制方式，這需采PLC的模擬量控制模塊，該模塊的模擬量輸入端接受傳感器送來的模擬信 南華學(xué)院畢業(yè)論文 第 10 頁 共 37 頁號。(4)泵站的其他邏輯控制。 控制系統(tǒng)的 I/O 分配該系統(tǒng)有 7 個輸入信號和 13 個輸出信號，表 31 是將控制系統(tǒng)的輸入輸出信號的名稱、代碼及地址編號。表 31 I/O 分配名稱 代碼 地址編號輸入信號 手動和自動消防信號 SA1 水池水位下限信號 SLL 水池水位上限信號 SLH 變頻器報警信號 SU 消鈴按鈕 SB9 試燈按鈕 SB10 遠(yuǎn)程壓力表模擬量電壓值 UP AIW0續(xù)表 31 I/O 分配名稱 代碼 地址編號輸出信號 1泵工頻運行接觸器及指示燈 KM1,HL1 1泵變頻運行接觸器及指示燈 KM2,HL2 2泵工頻運行接觸器及指示燈 KM3,HL3 2泵變頻運行接觸器及指示燈 KM4,HL4 3泵工頻運行接觸器及指示燈 KM5,HL5 3泵變頻運行接觸器及指示燈 KM6,HL6 生活消防供水轉(zhuǎn)換電磁閥 YV2 水池水位下限報警指示燈 HL7 南華學(xué)院畢業(yè)論文 第 11 頁 共 37 頁變頻器故障報警指示燈 HL8 火警報警指示燈 HL9 報警電鈴 HA 變頻器頻率復(fù)位控制 KA 控制變頻器頻率用電壓信號 UF AQW0 PLC 系統(tǒng)選型從上面分析可以知道，系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點 6 個、開關(guān)量輸出點 12 個；模擬量輸入點 1 個、模擬量輸出點 1 個。參照西門子 S7200 產(chǎn)品目錄及市場世紀(jì)價格，選用主機(jī)為 CPU222（8 人/6 繼電器輸出）一臺，加上一臺擴(kuò)展模塊EM222（8 繼電器輸出） ，再擴(kuò)展一個模擬量模塊 EM235（4AI/1AO） 。整個 PLC 系統(tǒng)的配置如圖 32 所示。 主電路圖如圖 33 所示為電控系統(tǒng)的主電路圖。接觸器KMKMKM5 分別控制 MMM3 的工頻運行；電機(jī)分別為 MMM3。 控制電路圖如圖 34 為電控系統(tǒng)控制電路圖。手動運行時，可用按鈕SBl～SB8 控制三臺泵的啟/停和電磁閥 YV2 的通斷；自動運行時，系統(tǒng)在 PLC 程序控制下運行。對變頻器 R 進(jìn)行復(fù)位時只提供一個觸點信號。~ 以及 ~ 為 PLC 的輸出繼電器觸點，它們旁邊的 8 等數(shù)字為接線編號。該方式主要供檢修及變頻器故障時用。若有電源瞬時停電的情況，則系統(tǒng)停機(jī)；待電源恢復(fù)正常后，系統(tǒng)自動恢復(fù)運行，然后按自動運行方式啟動 1泵變頻，直至在給定水壓值上穩(wěn)定運行。 PLC 外圍接線圖圖 35 為 PLC 及擴(kuò)展模塊外圍接線圖。 南華學(xué)院畢業(yè)論文 第 13 頁 共 37 頁R S TU V W 3~M13~ 3~ M2 3~ M3NL1L2L3KM1 KM3 KM5KM2 KM4 KM6FR1 FR2 FR3 QS1 QS2 QS3 QS4VVVF圖 33 電控系統(tǒng)主電路 南華學(xué)院畢業(yè)論文 第 14 頁 共 37 頁SA1 0 2FU2PLCKM1 FR1HL1KM2HL2 16 18 22
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