基于PLC和变频器串行通讯的变频恒压供水系统
发布时间:2019-07-13 17:22:01来源:
控制系统讯的变频恒压供水系统的构成和工作原理。系统采用变频调速方式自动调节水泵电机转速,保持供水压力的恒定,在用水低谷时投入小流量泵,降低电能损耗。变频器故障时仍能自动运行,保证不间断供水,同时故障消除后能自启动,实现无人值守全自动运行。
在居民生活用水工业用水各类自来水厂油田油库锅炉定压供热和恒压补水喷淋及消防等供水系统中,采用传统的水塔高位水箱气压增压等设备,不但占地面积和设备投资大,维护困难,且不能满足高层建筑工业消防等高水压大流量的快速供水需求。另方面,由于供水量的随机性,采用传统方法难以保证供水的实时性,且水泵的选取往往是按比较大供水量来确定,而高峰用水时间较短,这样水泵在很长段时间内有较大余量,不仅水泵效率低,供水压力不稳,而且造成大量电力浪费。
这里介绍种由可编程控制器控制的变频恒压供水系统,它既能解决人工操作的繁杂劳动和精神压力,又能节约能源。
1系统介绍变频恒压供水控制系统由,控制器触摸屏显器变频调速器压力变送器水位变送器交流接触器等其它电控设备以及3台水泵水泵数量可以根据需要设置和台小流量泵等构成,1.在供水系统总出水管上安装压力变送器检测出水压力,在蓄水池安装液位变送器,具有模拟量输入检测模块,检测压力变送器和液位变送器输出的420,信号,将检测的压力信号与设定的压力信号经过朽,运算后,通过控制变频器的输出频率来调整电动机的转速,保持供水压力的恒定,这样就构成了以设定压力为基准的压力闭环系统;自动检测水池水位信号与设定的水位低限比较,输出水位低报警信号或直接停机。触摸屏显器可以显电源电压电流变频器输出频率实际供水压力和设定供水压力和各泵的工作状态等信息;可1.山东科技大学;2.山东大学姚福强1高正中1姚福安2舰设有衷,功尤其,电膣塍证正常供水,且可以做到无人值守。卞凡认刀犯从而俅压力倍号2工作原理技术创该系统具有手动和自动两种运行方式。
选择此方式时,按启动按钮泵或停止按钮,可根据需要而分幸别启停各水泵。这种方式仅供检修或控制系统出现故障时使用。
在自动运行方式下开始启动运行时,首先检测水池水位,若水池水位符合设定水位要求,1泵变频交流接触器吸合,电机与变频器连通,变频器输出频率从,出开始上升,此时压力变送器检测压力信号反馈,0由,10经,10运算后控制变频器后,将1泵切换为工频,2泵变频交流接触器吸合,变频启动2水泵,频率逐渐上升,直至出水压力达到设定压力,依次类推增加水泵。
如用水量减小,出水压力超过设定压力,则,10控制变频器降低输出频率,减少出水量来稳定出水压力。若变频器输出频率低于某设定值水泵出水频率,般为25也,而出水压力仍高于设定压力值时,1开始计时,若在定时间内,出水压力降低到设定压力1放弃计时,继续变频调速运行;若在定时间内出水压力仍高于设定压力,根据先投先停的原则10将停止正在运行的水泵中运行时间比较长的工频泵,直至出水压力达到设定值。
对于居民生活供水或其它用水时段性较强的供水系统,可设置台小流量水泵。例如在晚上12点到凌晨5点,居民生活用水很少,台3,氐乃,梦,宋,止┧,沽σ残枰,な奔,工作在25出左右,电动机不仅要消耗十几个千瓦的电能,同时还要长期工作在低频状态,大大影响电动机的寿命。若系统中设置台5反贾左右的小流量水栗,为了维持出水压力,由小流量水泵变频工作,不仅电动机工作在较高频率,而且消耗的电能也很小。在小流量水泵的选择上,其功率般是主水栗功率的14到16,扬程和主泵相同。
中国自控网咐,3,他,1入5弈统应,精选,例交流接触器市政供水宵间在自动供水的过程中,1实时检测水池水位,若水位低于设定的报警水位时,蜂鸣器发出缺水报警信号;若水位低于设定报警信号;若水池水位高于设定的水池上限水位时,自动关断水池给水管电动阀门。
有时电源会突然断电,若无人值班,恢复供电后若系统无法启动会造成断水,为此本系统设置了通电后自动变频启动方式。
在电源恢复后以会发出指令,蜂鸣器发出警告,然后按自动运行方式变频启动1泵,直到稳定地运行在给定水压值。
2.2.6消防报警当出现消防报警信号时,系统立即按照消防压力运行。
变频故障从冗余设计原则考虑,在变频器发生故障时也要不间断供水。当变频器突然发生故障,蜂鸣器报警,发指令使全部水泵停机,然后1泵工频运行若水泵功率大于37反,则需要采用降压启动或其它启动方式,经定延时后根据压力变化情况再使2泵工频运行。此时切换泵则根据实际水压的变化在工频泵间切换。当出现水池无水停机电动机欠压过压错相电机故障等情况时,均能由蜂鸣器发出警报声。条件许可时可以添加MODEM模块,在变频器电动机发生故障时能通过远程通信口拨叫值班人员电话,通知有关人员前来维修。所有故障解决恢复正常后,自启动前也要发出报警信号。
3控制系统配置及软件编程主机,10点数为40点24个输入点和16个输出点,具有2个尺3485通讯编程口,具有,1通讯协议1通讯协议和自由方式通讯能力。自由通讯口方式是372001的个很有特色自由通讯口方式,在本系统中,1可以与变频器和触摸屏方便连接。模拟量输入,用4路12位人0模拟量输入的231模块,具有较高的精度。PLC编程采用STEP7MiCr0WIN编程软件,它提供个完整的编程环境,可进行离线编程和在线连接和调试,并能实现梯形与语句的互相转换。
3.1.2变频器及控制方式选择在传统的变频控制系统中,变频器的启动停止由,1通过开关量输出控制,变频器频率是由,以通过模拟量输出端口输出0510或4,201信号控制的,这需要购买,1比较昂贵取变频器的故障报警触点,只是知道变频器出现故障,但具体什么故障并不清楚,需操作人员查询变频器报警信息后再阅读变频器说明书才知道,这对于般值班人员来说太难了。
因此在本系统中,以对变频器的控制是通过串行通讯的方式实现的,变频器选用SIEMENS的MM系列或ABB的ACS 400系列风机栗类专用变频器,它们具有,485通讯接口,性价比较高。,通过自由通讯口方式与变频器通讯,控制变频器和过压过流过负荷等全部报警信息等参数,并通过触摸屏显出来,这比通过外部端口控制变频器的运行具有较高的可靠性,节省了,宝贵的灰端口,又获的了大量变频器的信息。
触摸屏选用台湾出1公司生产的,系列,它具有丰富的驱动程序,可方便地通过串口与37200系列,1通讯。通过触摸屏可以直观地显各泵的运行状态管网实际出水压力设定压力变频器的电压电流功率及各种故障信息等参数;操作人员通过触摸屏可以方便的在线设置生活供水压力消防供水压力变频器加减速时间各泵的在线检修状态等参数,并可以通过触摸屏控制各水泵的运行。
3.1.4控制电路设计在控制电路设计中,注意到系统自动手动转换每台水泵的变频接触器和工频接触器各水泵的变频接触器在电气上的连锁,防止系统中出现台水泵工频和变频电源同时接通或多台水泵同时接通变频电源的现象。系统主要控制回路略可向作者索取。
3.21软件编程整个系统,既有开关量和模拟量的输入输出,又有与变频器和触摸屏的通讯,因此在,七控制软件编程上采用模块式结构,各种功能的程序模块通过主程序有机地结合起来,使系统运行稳定可靠。
在主程序中,上电初使化,检测系统各部分状态信息,若有报警信息则首先发出警告,若无报警信息,则开始从1泵1泵被切除出系统,则从泵号比较小的在线泵变频启动,实时检测出水压力并进行,运算,控制变频器的输出频率,保持供水压力恒定;若变频器频率达到50出延时几秒后,出水压力仍低于设定压力,则将1泵切换为工频,变频启动2泵以保持压力恒定并依此类推。若出水压力超过设定压力,则变频器降低输出频率来稳定出水压力。若变频器输出频率低于设定水泵出水频率而出水压力仍高于设定压力值时,延时段时间后根据先投先停的原则,停止正在运行水泵中运行时间比较长的工频泵,直至出水压力达到设定值。若系统只有台水栗变频运行且连续段时间频率低于设定出水频率,则切除变频运行主泵,投入小流量泵,既保护主泵电动机,又节约能源。
4结束语在供水系统中,用变频调速运行方式,可根据实际需要水压的变化自动调节水泵电机的转速或加减泵,实现恒压供水,节能降耗;系统增加了小流量泵,延长主泵电动机使用寿命。变频器故障后仍能自动运行,基本保障了不间断供水,同时采用,1与变频器通讯的方式控制变频器运行,具有定的先进性。
目前该系统己有十几套投入使用,运行情况良好,操作直观方便,节能效果明显,受到用户好评。
陈立定,吴玉香,苏开才,电气控制与可编程控制器,广州,华南理工大学出版社。
谢剑英,贾春,微型计算机控制技术,北京,国防工业出版社。
师,1994年毕业于山东工业大学自动化系,现任职于山东科技大学信息与电气工程学院,主要从事电气控制和计算机测控系266510山东省青岛经济技术开发区前湾港路579号青岛山东科技大学信息与电气工程学院姚福强高正中250061济南山东大学控制科学与工程学院姚福安CollegeofInformationangElectrial