140CRA21210C 廈門光沃自動化設備有限公司
小吳
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該體系采用PLC作為操控中心，完成PID閉環(huán)運算、多泵上下行切換、顯示、故障確診等功用，由變頻器調速方法主動調理水泵電機轉速，達到恒壓供水的意圖。
一、前語
跟著操控技術的發(fā)展與完善，變頻器及PLC在各個行業(yè)的使用愈來愈廣，PLC與變頻器的可靠性與靈活性得到了用戶的認可。一起傳統(tǒng)的水塔供水方法暴露了許多缺點：水的二次污染，用水高低峰的不平衡，管道閥門易損壞，維修保養(yǎng)費用過高等等。在此條件下各種恒壓供水方法應運而生，其間由變頻器、PLC操控的方法尤為遍及，這種方法的特色：體系穩(wěn)定，功用強大，變頻器用于供水更加節(jié)能，所以廣泛使用在多層住宅小區(qū)生活消防供水體系中，現(xiàn)在許多場合也有使用，比方中央空調體系、供水加壓站、集中供熱等，這種方法經受了時刻的考驗，已有許多的使用實例。本文介紹的體系在寶雞某電廠家屬區(qū)已從98年運轉至今，體系穩(wěn)定，性能可靠，得到了用戶的必定和好評。
二、體系組成：
1、體系概述：
該體系由四臺大泵(22KW)與一臺小泵(5.5KW)組成;PLC部分由西門子可編程操控器S7-200系列的CPU226，文本顯示器TD200組成;變頻器采用三菱FR-A540系列，功率22KW。
用戶所需的生活用水壓力、消防用水壓力、運轉方法等參數在TD200文本顯示器上設定，壓力傳感器把用戶管網壓力轉換為0-10V標準信號送進PLC模擬量模塊EM235，PLC經過采樣程序及PID閉環(huán)程序與用戶設定壓力構成閉環(huán)，運算后轉換為PLC模擬量輸出信號送給變頻器，調理水泵電機轉速，達到恒壓供水的意圖。
該體系有各個泵的運轉時刻累計功用，經過PLC的數據區(qū)保持可以斷電回憶。每次起動時先起動1#小泵，當用水量超越一臺泵的供水能力時，PLC經過程序完成泵的延時上行切換，切換原則為當前未運轉的大泵累計運轉時刻最少的先投入;當壓力超越時，PLC經過程序完成泵的延時下行切換，切換原則為當前正在運轉的大泵運轉時刻最多的先撤出。直到滿足設定壓力為止。尋求的最終目標為壓力恒定。
當供水負載變化時，變頻器的輸出電壓與頻率變化主動調理泵的電機轉速，完成恒壓供水。
體系還可經過PLC的實時時鐘主動守時供水，用戶在TD200上設定每天最多6段(段數也可設定)守時供水，比方早上6：00到8：30，中午11：20到1：30等。
體系可動態(tài)顯示各種參數，如設定壓力，運轉壓力，水位高度，運轉方法，實時時刻，日歷，各個泵的運轉時刻累計(準確到秒)，運轉狀況，故障信息等等。為了不使體系中TD200畫面顯得呆板，在PLC程序中操控TD200中的畫面守時切換，動態(tài)顯示;
體系還有故障自確診功用，各泵發(fā)作過載、缺相、短路、傳感器斷線、傳感器短路、水位下限、水壓超高、水壓超低、變頻器故障等，都會有聲光報警，TD200上一起顯示故障類型，告訴設備維修人員處理，并可回憶故障發(fā)作時刻及班次，以便追查原因及相關責任。
2、作業(yè)原理：主動手動方法
(1)手動運轉時，可按下按鈕起動中止水泵在工頻狀況下運轉，徹底脫離開PLC及變頻器的操控，該功用首要用在檢修及主動體系出現(xiàn)故障時的應急供水方法中。
(2)主動運轉時，悉數泵的運轉依程序主動作業(yè)。
上行過程：當在主動運轉方法時，按下TD200上的起動軟健，體系先起動1#小泵，PLC程序操控模擬量模塊EM235給定變頻器一固定頻率輸出，此時若用 PID運算輸出直接操控變頻器則(設定壓力大，運轉壓力為零，所以運算輸出最大)變頻器依設定的上升時刻運轉，升速太快，體系沖擊很大。等泵運轉一會兒，管網壓力堆集后，再用PID運算輸出操控變頻器。具體時刻和頻率與管網體系有關，在現(xiàn)場調試時這兩個參數在TD200上設定調整。管網越大，時刻越長。
當 1#小泵達到50HZ后，體系壓力仍偏低，則延時一段時刻后，體系靠PLC程序把1#泵切換到工頻運轉，一起由PLC輸出一個開關量給變頻器的MRS端子，變頻器瞬間制止輸出，此時PLC把運轉時刻最少的泵變頻接觸器接通后，撤掉制止輸出，相應的泵變頻起動運轉;延時切斷1#小泵，體系中相應的一臺大泵變頻運轉，壓力主動調理，若體系壓力平衡，則頻率穩(wěn)定在一個相對的規(guī)模，若頻率達到50HZ后壓力依然偏低，則再投入一臺大泵，比較剩下的泵的累計運轉時刻，時刻少的先行投入，以此類推。注意，上行中，只要有一臺大泵運轉，則1#小泵要斷開，大泵與小泵一起運轉時，小泵的功率很低。
下行過程：當體系壓力偏高，變頻器運轉在18HZ左右(18HZ以下泵的功率很低，經驗值)時，PLC程序判斷運轉在工頻狀況的泵累計運轉時刻(若只有一臺泵不作判斷)，運轉時刻最多的泵延時先行撤出，在撤出的瞬間，PLC操控變頻器運轉頻率在50HZ，要不體系沖擊過大，簡單有水垂現(xiàn)象，延時一會兒后，再把 PID運算輸出投入即可;以此類推。注意：下行過程中，到最后一臺大泵運轉時，頻率在18HZ左右，體系壓力依然偏高時，則把1#小泵切換到變頻運轉。這種情況在夜間或許發(fā)作，當供水管網很大時，也許沒有這個或許性。
三、注意事項：
1、該體系中有泵的工頻變頻上行切換，為了體系的快速響應，切換時刻最好越短越好，切換時時刻差很小，所以各個泵的變頻接觸器與工頻接觸器最好用可逆接觸器，電氣線路與PLC程序中也要有互鎖功用。避免發(fā)作意外短路事端。對體系或變頻器形成危害。
2、變頻器上行下行切換時刻設定，假如設定值過大，則體系不能迅速對管網的用水量做出反應;假如設定值過小，則或許引起體系頻繁的投入泵，撤出泵的動作;為此，PLC程序中增加判斷設定壓力與運轉壓力在臨界切換狀況時，只要不超越答應的誤差規(guī)模內，不做泵的切換。
3、變頻器在上行切換時，必須要有瞬間制止輸出功用，變頻器沒有此功用可用自在停車功用;所以選擇變頻器時要注意這點。
