PLC及变频技术在自来水厂的二级泵房的控制应用
发布时间:2019-07-12 11:32:03来源:
的自动控制,根据变频调速的性能特点,介绍了其在控制水泵转速方面的一些优点,并且叙述了有关软启动器的一些特点和应用。整个控制系统实现了厂方的要求,运行稳定可靠,取得了令人。
满意的效果。
金溪自来水厂原来的二级泵房存在着自动化程度低,运行成本高的问题。由于供水管网的压力得不到控制容易造成管网破裂,带来损失,给城市人民用水带来不便,不利于现代企业的发展我们应厂方的要求,开发了一套PLC,变频器与软启动器集成的控制系统。它的实施为泵房的安全运行提供了可靠的保证。
1系统任务:二级泵房的总装机容量为290kW,其中1泵和2泵为75kW,3栗和4泵为55kW,5栗为30kW正常情况下联络刀闸断开,变频器对1和2泵中的一台变频,压力变化时PLC发出指令,软启动3,4和5泵或减泵系统可以实现手动和自动控制。当软启动器发生故障时,通过联络刀闸,变频器对3,4,5栗实现变频启动。当变频器发生故障时,通过联络刀闸,软启动器对丨,2栗实现软启动。该系统能通过PLC给定各时段压力设定值,定时自动控制。当实际压力偏离设定压力值15min时,可自动发出声光报警信号,并自动执行增减相应的泵,所设定的时段和压力段可根据需要更改调整。
2控制系统的硬件结构:结构,系统的构成和扩展都十分方便,性能价格比好。其主要控制对象为电动机,软启动器,接触器,信号灯等。处理器周期性地执行扫描程序:首先它读入所有输入端上的状态,并将其存入过程输入映象区(P),然后在内部计数器,位存储器和定时器的控制下逐行扫描用频器~户程序,并执行有关的运算和操作,得到当时应有的控制信号,将处理结果通过输出映象区(PIQ)输出到输出端。如此周而复始对现场泵及泵后阀实现一步化顺序自动开启或关闭控制。
控制系统的硬件结构2.2变频器我们选用ABB公司ACS604-100-3型变频器。它是采用直接转矩控制(DTC)技术,结合诸多先进生产制造工艺推出的高性能变频器,具有很宽的功率范围。优良的速度控制和转矩控制特性,完整的保护功能以及灵活的编程能力。DTC技术是这个变频器的核心,是比较优的电机控制方法。所谓(DTC)直接转矩控制技术是交流传动领域电机控制方式的一次革命,它从零速开始不使用电机轴上的脉冲码盘反馈就可以实现电机速度和转矩的精确控制。而且它有多种应用宏可供选择,不同的应用宏对输入输出口和信号处理都作了默认配置:FACTORUSETTING(出厂设定),HAND/AUTOCONTROL(手动/动控制),P1DCONTROL(PID控制),TORQUECONTROL(转矩控制),SEQUENTIALCONTROL(顺序控制),USERMACRO12(用户宏1和2)等变频器自带一块键板(KEYPAD),二者通过一个插接口由扁平电缆通讯。键板上有LED显示及八个软键,显示出电机转速,频率,转矩等参数。
这里我们所做的是420mA输入,因为它自带PID功能,只需将采集的信号接入,在变频器上进行PID参数设定,则可控制电机。关键是按照厂方要求的压力给定值在变频器上设定多少。信号是由压力传感器采集送到PLC经过处理再到变频器。因此要找到压力计显示的值和PLC上的值之间的关系。经过多次数据采集,推导。我们找到二者在一定范围内近似满足关系:卢60狄+1640,"为PLC所设的压力给定值,义为要求的压力设定值,1 640为压力为0kg时采到的值,609为1640以后满足的一个近似的线性关系的斜率。
这样,变频器就可获得各个时段的压力值,经过PID调节,调节泵的转速,达到调节管网的压力的目的。现场运行后,误差在1%以内,满足了要求。我们采用变频器对泵的转速调节。主要考虑它具有以下几个有利的因素:丨)它有很好的电机速度及转矩控制。2)电机辩识运行(IDRUN)及速度自我微调功能。3)内置PID控制器,降低了投资成本。4)节能效果好,平均节能41%.5)采用变频器控制水泵是一项成熟的技术,并且安装方便,易于操作等等。
2.3软启动器选用的是Allen-Bradley的150-A135NBDB带泵控制的智能马达控制器。它的额定电流为135A,电机额定功率75 50HZ具有三种软启动方式:限流启动,全压启动,突跳启动。带有节能器,辅助触点,可以数字式调节,还有指示及诊断发光二极管。
它还可选以下一些功能:泵停止,软停止,预置低速,准确停车等等。软启动器接受来自PLC的指令对相应的泵启动,实现平滑的无级调速。运行时无延时等待,安全可靠。
3系统软件:系统软件主要是PLC的用户程序(包含协调变频器和软启动器的动作)。在PLC程序编制中,我们利用了STEP7Micro/WINV2.0的SimaticS7-200系列PLC的编程软件包。该软件运行在Window95环境下,允许用户用语句表或梯形图开发程序,计算机可用命令与PLC联机或脱机。在脱机的情况下,可使PLC改变工作方式,在运行监控和编程之间切换。计算机通过PC/PPI编程电缆与PLC互传信号。PLC处于运行方式时,计算机可从PLC读入数据。PLC处于编程方式时,也可从计算机向PLC下载程序和数据。在监控时,可以用命令强制改变PLC的数据和在线修改程序。该系统程序主要由以下几个程序组成:a)主程序,b)初始化程序,c)手动程序,d)分区自动程序,e)软启动自动程序,f)变频方式自动程序,g)取当前时段的给定压力值,并判断压力篼低程序,h)分区,软启动方式低压处理,(i)分区,软启动方式篼压处理,)手动一自动初始化工作等几个程序。
在这里我们充分利用系统内置时时段时间压力值/kgnT1间,计数功能,实时读取时间,保证I6:00:303.2了时间准确性。由于PLC读取实时时28:30:002.4钟时。它所读取的时间是一个BCD311:00霓:303.2码,非常不利于程序的阅读和后面钟413:30:002.4点标志的定义。因此将其转换成十进517:00:003.2制数,这样只需定义小时,分钟,即620:00:002.0可实现每一分钟都只有一条路是通的,输出唯一的压力给定值,同时增强了程序的可读性。部分程序如下:因篇幅有限,我们只对其中的分段时间程序进行说明,考虑到节能的要求,用水有高低峰的不同时段,厂方提出管网压力应根据时段的不同而不同,具体要求如下://读取当前时间值。
//把BCD码转换成实数。
//判断当前时间的范围。
//取