2022年PLC与变频器控制自动恒压供水系统.docx

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1、个人资料整理仅限学习使用PLC 与变频器掌握地自动恒压供水系统2004-10-22PLC&FA 文章介绍了PLC 与变频器掌握地自动恒压供水系统地实施过程以及实施成效.1 系统简介为改善生产环境,沱牌公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水2.5 万顿地供水系统 ,分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池.依据公司用水需求特点,从抽水泵系统过来地水一部分直接供应生产用水部门 ,一部分就需通过加压泵输送到高位水池,而供应生产用水部门地水压与供应高位水池地水压相差较大.同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里,高位水池地液位高低和加压泵系统地设计以及如何与抽水泵系统“联动 ”也是较难解决地.鉴于以上特

2、点 ,从技术牢靠和经济有用角度综合考虑,我们设计了用 PLC 掌握与变频器掌握相结合地自动恒压掌握供水系统,同时通过主水管线压力传递较经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统程联动 ”地掌握目地 .“远2 系统方案系统主要由三菱公司地PLC 掌握器、 ABB 公司地变频器、施耐德公司地软启动器、电机爱护器、数据采集及其帮助设备组成见图 1） .2.1 抽水泵系统整个抽水泵系统有150KW 深井泵电机四台,90KW 深井泵电机两台 ,采纳变频器循环工作方式,六台电机均可设置在变频方式下工作.采纳一台 150KW 和一台 90KW 地软起动 150KW 和 90KW 地电机.当变频器工作在50HZ, 管

3、网压力仍旧低于系统设定地下限时,软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行 ,当压力达到高限时 ,自动停掉工频运行电机.一次主电路接线示意图见图2 所示 .4 / 4系统为每台电机配备电机爱护器,是由于电机功率较大,在过载、欠压、过压、过流、相序不平稳、缺相、电机空转等情形下为确保电机地良好使用条件,达到延长电机地使用寿命地目地.系统配备水位显示外表,可进行高低位报警 ,同时通过 PLC 可确保取水在合理水位地水质监控,同时也爱护电机制正常运转工况.系统配备流量计,既能显示一段时间地累积流量,又能显示瞬时流量 ,可进行出水量地统计和每台泵地出水流量监控.2.2 公司内不同压力供水需求地解决为稳固

4、牢靠地满意公司内部分区域供水太力0.40.45Mpa ）低于主管网水压力0.80.9Mpa ）地要求 ,配备稳压减压阀来调剂,可调范畴为0.10.8Mpa.2.3 加压泵系统由于抽水泵房距离高位水池较远,直接供水到高位水池抽水泵地扬程不足,为此在距离高位水池落 差为 36M 处设计有一加压泵房,配备立式离心泵两台 一用一备）电机功率为75KW, 扬程 36M. 该加压泵地掌握系统需考虑以下条件：1 ）如高位水池水位低和主管有水,就打开进水电动蝶阀和起动加压泵向高位水池供水；2 ）如高位水池水位满且主管有水,就给出报警信号并关闭加压泵和进水电动蝶阀；3 ）如主管无水说明用水量增大或抽水泵房停止供

5、水,必需开启出水电动蝶阀由高位水池向主管补充不 .像抽水泵一样 ,我们为加压泵配备了软起动器和电机爱护器,确保加压泵长期牢靠地运转,同时配备了高位水池地水位传感器和数显仪和缺水传感器.为保证整个主水管网地恒压供不,当高位水池满且主水管有水时,加压泵停止 ,此时主管压力将 “憋压”,最终导致主管压力上升,并将此压力传递到抽水泵房,抽水泵地掌握系统检测到此压力进行恒压变频掌握 ,进而达到整个主管网地恒压供水,这是整个掌握系统设计地关键.3 系统实现功能3.1 全自动平稳切换,恒压掌握主水管网压力传感器地压力信号420mA 送给数字 PID 掌握器 ,掌握器依据压力设定值与实际检测值进行 PID 运

6、算 ,并给出信号直接掌握变频器地转速以使管网地压力稳固.当用水量不是很大时,一台泵在变频器地掌握下稳固运行；当用水量大到变频器全速运行也不能保证管网地压和稳固时,掌握器地压力下限信号与变频器地高速信号同时被PLC 检测到 ,PLC 自动将原工作在变频状态下泵投入到工频运行 ,以保持压力地连续性 ,同时将一台备用地泵用变频器起动后投入运行 ,以加大管网地供水量保证压力稳固 .如两台泵运转仍 ,就依次将变频工作状态下地泵投入到工频运行 ,而将另一台备用泵投入变频运行 .当用水量削减时,第一表现为变频器已工作在最低速信号有效,这时压力上限信号如仍显现,PLC 第一将工频运行地泵停掉,以削减供水量 .

7、当上述两个信号仍存在时,PLC 再停掉一台工频运行地电机, 直到最终一台泵用主频器恒压供水.另外 ,掌握系统设计六台泵为两组,每台泵地电机累计运行时间可 显示 ,24 小时轮换一次 ,既保证供水系统有备用泵,又保证系统地泵有相同地运行时间,确保了泵地可 靠寿命 .掌握系统图见图3.3.2 半自动运行当 PLC 系统显现问题时,自动掌握系统失灵 ,这时候系统工作处于半自动状态,即一台泵具有变频自动恒压掌握功能 ,当用水量不够时,可手动投入另外一台或几台工频泵运行.3.3 手动当压力传感器故障或变频器故障时,为确保用水 ,六台泵可分别以手动工频方式运行.4 实施成效实际运行证明本掌握系统构成了多台

8、深井泵地自动掌握地最经济结构,在软件设计中充分考虎变频与工频在切换时地瞬时压力与电流冲击,每台泵均采纳软起动是解决该问题关键.变频器工作地上下限频率及数字PID 掌握地上下限掌握点地设定对系统地误差范畴也有不行忽视地作用.采纳变频恒压供水,排除了主管网压力波动,保证了供水质量 ,而且节能成效明显 ,并延长了主管网及其阀门地使用寿命.用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力地问题.拓宽运用变频恒压掌握原理,较好地解决了加压泵房与抽水泵房地远程通讯总是并达到异地连锁掌握地目地 .在抽水泵房设置连续液位显示,并将信号传与 PLC, 防止泵缺水烧坏电机,设定地取水位置 ,确保水地质量 .电机既有电机爱护器,又有软起动器 ,克服了起动时地大电流冲击,相对延长了电机制使用寿命.由于采纳PLC 掌握地压力自动掌握,可以实现无人远程操作,系统地 PLC 预留有 RS485 接口 ,可与公司总调度室运算机网络进行连接.由于系统采纳闭环恒压掌握,电机在满意主水很简单网地压力地前提下,节能成效显著 ,年节电61 万度 ,折合为人民币 36 万元 .通过采纳变频器掌握,可在不同季节、节假日、日夜及上下班等全面调控水量,按日节水 100 吨计,就年可节水 36500 吨.