基于PLC的变频器一拖四供水控制系统应用

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欢迎访问e展厅 展厅 3 PLC展厅 PLC可编程控制器, PLC编程电缆, ... 1 引言 本文是针对某生活小区实际情况，结合用户生活/消防双恒压供水控制的要求进行改造的技术心得，作为变频器在供水控制应用中的案例。 2 双恒压供水系统设计 2.1 双恒压供水原理 如图1所示，市网自来水用高低水位控制器eq来控制注水阀yv1，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动向水箱注水。水池的高低水位信号也直接送给plc，作为水位报警。为了保持供水的连续性，水位上、下限传感器高低距很小。生活用水和消防用水共用四台泵，平时出水电磁阀（3通阀）yv2处于失电状态，关闭消防管网，四台泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，维持生活恒压供水。当有火灾发生时，电磁阀yv2得电，关闭生活用水管网，四台泵供消防用水使用，并维持消防用水的高恒压值。火灾结束后，四台泵改为生活供水使用。 2.2 系统控制要求 （1）生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行。 （2）四台泵根据恒压的需要，采取先开先停的原则接入和退出。 （3）在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过1天，则要切换下一台泵，系统具有倒泵功能，避免一台泵工作时间过长。 （4）四台泵在启动时都要有软启动功能。 （5）要有完善的报警功能。 （6）对泵的操作要有手动控制功能；手动只在应急或检修时使用。 3 电控系统设计 3.1 供水变频器选型 山东新风光公司的jd-bp32-xf型是专用供水变频器，使用空间电压矢量控制技术适用于宽泛的传动要求，在恒压供水中可以采用这类变频器。jd-bp32-xf型变频器除具有变频器的一般特性外，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运行上限、下限频率可以任意设定，可以方便地进行双压力控制，内置智能pi控制，非常适用于供水控制要求。在本例中选用jd-bp32-22f（22kw）供水变频器拖动水泵。 3.2 plc应用设计 （1）控制系统的i/o点及地址分配。根据图1所示及控制要求，统计控制系统的输入、输出信号的名称，代码及地址编号如下表1所示。 （2）plc系统选型。选用西门子主机cpu222（8入6继电器出）1台，加上扩展模块em222（8继电器输出）1台。系统共有开关量输入点8个，开关量输出点10个，满足系统供水控制要求。 （3）压力传感器。在供水系统中，压力传感器既可以采用压力变送器，也可以采用远传压力表。在本例中采用简单廉价的远传压力表，压力表相应接线端子接到变频器主控板。 3.3 电气控制系统原理图设计 电气控制系统原理图包括主电路图、控制电路图及plc外围接线图三部分。 （1）主电路图。图2所示为电控系统主电路。四台电机分别为m1、m2、m3、m4。接触器km1、km3、km5、km7，分别控制m1、m2、m3、m4的工频运行；接触器km2、km4、km6、km8，分别控制m1、m2、m3、m4的变频运行；fr1、fr2、fr3、fr4分别为四台水泵电机过载保护用的热继电器；qs1、qs2、qs3、qs4和qs5分别为变频器和四台泵电机主电路的隔离开关；fu1、fu2、fu3和fu4为主电路的熔断器；bpq为供水专用变频器。 （2）控制电路图。图3所示为电控系统电路。图中sa为手动/自动转换开关，sa打在1的位置为手动控制状态，打在2的状态为自动控制状态。手动运行时，可用按钮sb1~sb10控制四台泵的起/停和电磁阀yv2的通/断；自动运行时，系统在plc程序控制下运行。图中的hl12为自动运行状态电源指示灯。 （3）plc接线图。图4所示为plc及扩展模块外围接线图。火灾时，火灾信号sa1被触动，i0.0为1。 3.4 控制程序设计 （1）程序中使用的plc内部器件及功能，如下表2所示。 生活/消防双恒压的两个恒压值是jd-bp32-xf供水专用变频器直接设定的。在本实例中，根据用户要求，生活压力设定为0.35mpa，消防压力设定为0.60mpa。 压力低、压力高信号分别由变频器内部主控板14脚、15脚给出。 供水运行下限频率、供水运行上限频率由变频器程序设定。在本系统中，运行下限频率设为22hz， 运行上限频率设为50hz。plc供水控制系统流程如图5所示。 （2）系统plc控制程序 4 结束语 随着变频调速技术的飞速发展，变频调速恒压供水技术在小区已普遍使用。用变频器来实现恒压供水，与其它供水方式相比较而言，其优点是非常明显的。节能效果十分显著，启动平稳，启动电流小，避免了电机启动时对电网的冲击，延长了泵和阀门等的使用寿命，消除了启动和停机时的水锤效应。供水控制系统提高了小区的供水质量。各项控制指标达到使用要求。(end)

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