基于plc的變頻器恒壓供水系統(tǒng)論文設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-07 18:22本頁面
【正文】 控制算法，得出對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案，通過變頻調(diào)速器和接觸器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(即水泵成行控制.(2)變頻器:，完成對(duì)調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速控制。2)變頻固定式:變頻器拖動(dòng)某一臺(tái)水泵作為調(diào)速泵，當(dāng)這臺(tái)水泵運(yùn)行在50Hz時(shí)，其供水量仍不能達(dá)到用水要求，需要增加水泵機(jī)組時(shí)，系統(tǒng)直接啟動(dòng)另一臺(tái)恒速水泵，變頻器不做切換，變頻器固定拖動(dòng)的水泵在系統(tǒng)運(yùn)行前可以選擇。 通訊接口是本系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，通過該接口，系統(tǒng)可以和組態(tài)軟件以及其他的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 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。合上空氣開關(guān)，供水系統(tǒng)投入運(yùn)行。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。同時(shí)變頻器在運(yùn)行頻率到達(dá)上限，會(huì)將頻率到達(dá)信號(hào)送給PLC，PLC則根據(jù)管網(wǎng)壓力的上、下限信號(hào)和變頻器的運(yùn)行頻率是否到達(dá)上限的信號(hào)，由程序判斷是否要起動(dòng)第2臺(tái)泵(或第3臺(tái)泵)。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)。開始時(shí)，1泵電機(jī)在PLC控制下先投入調(diào)速運(yùn)行，其運(yùn)行速度由變頻器調(diào)節(jié)。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。如果還沒到達(dá)設(shè)定值，則繼續(xù)按照以上步驟將2泵切換到工頻運(yùn)行，控制3泵投入變頻運(yùn)行。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。 變頻恒壓供水系統(tǒng)中加減水泵的條件分析在上面的工作流程中，我們提到當(dāng)一臺(tái)調(diào)速水泵己運(yùn)行在上限頻率，此時(shí)管網(wǎng)的實(shí)際壓力仍低于設(shè)定壓力，此時(shí)需要增加恒速水泵來滿足供水要求，達(dá)到恒壓的目的。那么何時(shí)進(jìn)行切換，刁能使系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的供水壓力，同時(shí)使機(jī)組不過于頻繁的切換。當(dāng)正在變頻狀態(tài)下運(yùn)行的水泵電機(jī)要切換到工頻狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，只能在50Hz時(shí)進(jìn)行。當(dāng)變頻器的輸出頻率己經(jīng)到達(dá)50Hz時(shí)，即使實(shí)際供水壓力仍然低于設(shè)定壓力，也不能夠再增加變頻器的輸出頻率了。另外，變頻器的輸出頻率不能夠?yàn)樨?fù)值，最低只能是0Hz。因?yàn)楫?dāng)水泵機(jī)組運(yùn)行，電機(jī)帶動(dòng)水泵向管網(wǎng)供水時(shí)，由于管網(wǎng)中的水壓會(huì)反推水泵，給帶動(dòng)水泵運(yùn)行的電機(jī)一個(gè)反向的力矩，同時(shí)這個(gè)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(gè)值時(shí)，水泵就己經(jīng)抽不出水了，實(shí)際的供水壓力也不會(huì)隨著電機(jī)頻率的下降而下降。這個(gè)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。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)當(dāng)在確實(shí)需要機(jī)組進(jìn)行切換的時(shí)候才進(jìn)行機(jī)組的切換。如果切換條件不能夠維持延時(shí)時(shí)間的要求，說明判別條件的滿足只是暫時(shí)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?？刂破饎?dòng)和停止需要2個(gè)輸入點(diǎn)，變頻器極限頻率的檢測信號(hào)占用PLC2個(gè)輸入點(diǎn)，系統(tǒng)自動(dòng)/手動(dòng)起動(dòng)需1輸入點(diǎn)，手動(dòng)控制電機(jī)的工頻/變頻運(yùn)行需6個(gè)輸入點(diǎn)，控制系統(tǒng)停止運(yùn)行需1個(gè)輸入點(diǎn)，檢測電機(jī)是否過載需3個(gè)輸入點(diǎn)，共需15個(gè)輸入點(diǎn)。本系統(tǒng)選用FX2N32MRD型三菱PLC 對(duì)三泵生活恒壓供水系統(tǒng)的基本要求如下：（1） 生活供水時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)保持低恒壓值運(yùn)行。（3） 再用水量較小的情況下，如果一臺(tái)泵連續(xù)工作運(yùn)行時(shí)間超過3h，則要切換到下一臺(tái)泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”，避免某一臺(tái)工作時(shí)間過長。（5） 要有完善的報(bào)警功能（6） 對(duì)泵的操作要有手動(dòng)控制功能，手動(dòng)只在應(yīng)急或檢修時(shí)臨時(shí)使用。X2接變頻器的FU接口，X3接變頻器的OL接口。圖32變頻器接線圖壓力傳感器使用CYYZ1001型絕對(duì)壓力傳感器。傳感器由敏感芯體和信號(hào)調(diào)理電路組成，當(dāng)壓力作用于傳感器時(shí)，敏感芯體內(nèi)硅片上的惠斯登電橋的輸出電壓發(fā)生變化，信號(hào)調(diào)理電路將輸出的電壓信號(hào)作放大處理，同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償、非線性補(bǔ)償，使傳感器的電性能滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。3V（DC）。 熱繼電器的選擇：選用最小的熱繼電器作為電機(jī)的過載保護(hù)熱繼電器FR，F(xiàn)R1 FR2可選用規(guī)格其型號(hào)為TKE02TC，額定電流5－8A，F(xiàn)R3可選用規(guī)格其型號(hào)為TKE02UC，額定電流為6－9 A熔斷器的選擇：在控制回路中熔斷器FU選用RT18系列。 表31元件表總圖元件符號(hào)型號(hào)個(gè)數(shù)可編程控制器PLCFX2N32MRD型三菱PLC1變頻器FRA540系列1接觸器KMSCE03C7水泵M1,M240160(I)A2M340160(I)1閘刀開關(guān)QSHD11100/181熔斷器FU1，F(xiàn)U2RT18 6A2FU3RT18 8A1熱繼電器FR1 FR2TKE02TC2FR3KE02UC1按鈕SBLAY3—1110水泵符號(hào)型號(hào)流量(m3/h)揚(yáng)程(m)轉(zhuǎn)速(r/min)電機(jī)功率(kw)M1,M240160(I)A11282900M340160(I)322900表32水泵的參數(shù) 變頻器適用電機(jī)容量（KW)輸出額定容量(KVA)輸出額定電流（A）過載能力電源額定輸入交流電壓/頻率冷卻方式（三菱）12150%60s ,200% (反時(shí)限特性)3相，380V至480V 50Hz/60Hz強(qiáng)制風(fēng)冷表33 變頻器的參數(shù) PLC控制I/O口配置控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)的名稱，以及代碼及地址編號(hào)如表34所示。表34 輸入、輸出點(diǎn)代碼和地址編號(hào)輸入信號(hào)地址編號(hào)名稱代碼手動(dòng)和自動(dòng)消防信號(hào)SA1水池水位下限信號(hào)SLl水池水位上限信號(hào)SLh變頻器報(bào)警信號(hào)Su消鈴按鈕SB9試燈按鈕SB10遠(yuǎn)程壓力表模擬量電壓值UpAIWO1號(hào)泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈KM1，HL11號(hào)泵變頻運(yùn)行接觸器及指示燈KM2，HL22號(hào)泵工頻運(yùn)行接觸器及指示燈KM3，HL3
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