永宏PLC在恒压供水系统中的应用.docx

《永宏PLC在恒压供水系统中的应用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《永宏PLC在恒压供水系统中的应用.docx（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、永宏PLC在恒压供水系统中的应用 刘如晶 导语：本文介绍的系统是基于FBs系列PLC设计的变频调速恒压供水系统。实现的功能包括了水泵的自动投切功能、定时倒泵功能、故障倒泵功能、低水位自动保护功能、优化的故障处理功能、水泵检修功能、自动休眠功能等 1.恒压供水系统简介 随着变频技术的开展和人们对生活饮用水品质要求的不断进步，变频恒压供水系统以其环保、节能和高品质的供水质量等特点，广泛应用于多层住宅小区及高层建筑的生活、消防供水中。变频恒压供水的调速系统可以实现水泵电机无级调速，根据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以知足用水要求，是当今最先进、公道的节能型供水系统

2、。变频恒压供水方式与过去的水塔或者高位水箱以及气压供水方式相比，不管是设备的投资，运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比较的上风，而且具有显著的节能效果。目前变频恒压供水系统向着高可靠性、全数字化微机控制、多品种系列化的方向开展。追求高度智能化、系列化、标准化，是将来供水设备适应城镇建立中成片开发、智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势。 1.1变频恒压控制原理 在供水系统中，通常以流量为控制目的，常用的控制方法为阀门控制法和转速控制法。阀门控制法是通过调节阀门开度来调节流量，水泵电机转速保持不变。其本质是通过改变水路中的阻力大小来改变流量，因此，管阻将随

3、阀门开度的改变而改变，但扬程特性不变。由于实际用水中，需水量是变化的，假设阀门开度在一段时间内保持不变，必然要造成超压或者欠压现象的出现。转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节流量，而阀门开度保持不变，是通过改变水的动能改变流量。因此，扬程特性将随水泵转速的改变而改变，但管阻特性不变。变频调速供水方式属于转速控制。其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调整水泵电机的转速，使管网压力始终保持恒定，当用水量增大时电机加速，用水量减小时电机减速。 2控制方案的选择和确定 1.带PID回路调节器或者可编程序控制器(PLC)的控制方式 该方式变频器的作用是为电机提供可变频率的电源。实现电机的无级调速，

4、进而使管网水压连续变化。传感器的任务是检测管网水压，压力设定单元为系统提供知足用户需要的水压期望值。压力设定信号和压力反应信号在输入可编程控后，经可编程控制器内部PID控制程序的计算，输出给变频器一个转速控制信号。 由于变频器的转速控制信号是由可编程控制器或者PID回路调节器给出的，所以对可编程控制器来讲。既要有模拟量输入接口，又要有模拟量输出接口。由于带模拟量输入，输出接口的可编程控制器价格很高，这无形中就增加了供水设备的本钱。 2变频器内部做PID计算的控制方式 新型变频器将PID调节器以及简易可编程控制器的功能都综合进变频器内，形成了带有各种应用的新型变频器。由于PID运算在变频器内部，

5、这就省去了对可编程控制器存贮容量的要求和对PID算法的编程，而且PID参数的在线调试非常轻易，这不仅降低了消费本钱，而且大大进步了消费效率。由于变频器内部自带的PID调节器采用了优化算法，所以使水压的调节特别平滑，稳定。同时，为了保证水压反应信号值的准确、不失值，可对该信号设置滤波时间常数，同时还可对反应信号进展换算，使系统的调试非常简单、方便。 考虑以上两种方案后，此次设计采用第二种方案。如图2-1所示。 图2-1恒压供水系统方框图 3、变频恒压供水系统构成及工作原理 3.1系统的构成 图3-1系统原理图 如图3-1所示，整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC和一个压力传感器及假设干

6、辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以知足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，一般采用电阻式传感器(反应05V电压信号)或者压力变送器(反应420mA电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。 从原理框图，我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置等局部组成。 3.2工艺概述 恒压供水控制系统的核心概念就是通过变频器控制水泵的运行频率，到达节能的效果，同时系统还参加了市政管网保护功能、水泵保护功能以及故障处理等功能。为了节约本钱

7、，目前人们大多采用一个变频器控制多个水泵变频运行的方式，也就是我们常讲的一拖二、一拖三或者一拖四等控制系统。采用这种方式，变频器轮流控制各个水泵的运行。 水泵的运行方式有两种，一种是变频运行，一种是工频运行。水泵的运行方式由PLC根据用户用水量多少自动控制。系统启动后，水泵首先变频运行，当用水量增加时，当变频器运行频率到达频率上限值，并保持一段时间，那么PLC会将当前变频运行泵切换为工频运行，并迅速起动下1台泵变频运行。用水量减小，变频器频率到达频率的下限值，并保持一段时间，那么PLC会将工频水泵退出运行。水泵的投切经过如此循环反复。 在用水量很少，或没有用水时，为了节能与延长水泵的使用寿命，

8、变频器可以进入休眠状态。当用水量增加时，水泵会自动从休眠状态中唤醒。当一台水泵长时间运行时，为了使各个水泵平衡运行，系统会自动选择运行时间最短的水泵运行。当有水泵出现故障时，系统会自动跳过该水泵，不会影响其他水泵的投切经过。 图3-2恒压供水设备实物图 3.3控制局部的构成 主要产品功能规格: 主控制器：FBs-24MAR2-AC 人机界面：UNICON7寸屏 变频器：永宏N1系列的变频器。 3.4系统构造图 图3-3系统构造图 图3-4系统控制电路接线图 4.系统控制程序 4.1控制工艺流程图 PLC在系统中的作用是控制沟通接触器组进展工频 变频的切换和水泵工作数目的调整。工作流程如图4-1所示。 图4-1控制流程图