PLC和變頻器的一拖四恒壓供水控制系統(tǒng)

1、摘  要：本文介紹了變頻器在某生活小區(qū)雙恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用情況。1.引言本文是針對某生活小區(qū)實際情況，結(jié)合用戶生活/消防雙恒壓供水控制的要求，我們進行改造的一些心得?，F(xiàn)將其中的改造情況介紹如下。作為變頻器在供水控制應(yīng)用中的案例系列篇。2.用戶現(xiàn)場情況如圖1所示，市網(wǎng)自來水用高低水位控制器EQ來控制注水閥YV1，自動把水注滿儲水水池，只要水位低于高水位，則自動向水箱注水。水池的高低水位信號也直接送給PLC，作為水位報警。為了保持供水的連續(xù)性，水位上、下限傳感器高低距離較少。生活用水和消防用水共用四臺泵，平時電磁閥YV2處于失電狀態(tài)，關(guān)閉消防管網(wǎng)，四臺泵根據(jù)生活用水的多少，按一定的控制

2、邏輯運行，維持生活用水低恒壓。當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時，電磁閥YV2得電，關(guān)閉生活用水管網(wǎng)，四臺泵供消防用水使用，并維持消防用水的高恒壓值。火災(zāi)結(jié)束后，四臺泵改為生活供水使用。 圖1 生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)示意圖現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)如下:型號       65-315(I)A流量       50m3/h揚程       90m效率       56%轉(zhuǎn)速

3、0;      2900r/min電機功率   22KW水泵臺數(shù)   4臺3.系統(tǒng)控制要求 用戶對四泵生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)的基本要求是：生活供水時，系統(tǒng)低恒壓運行，消防供水時高恒壓值運行。四臺泵根據(jù)恒壓的需要，采取先開先停的原則接入和退出。在用水量小的情況下，如果一臺泵連續(xù)運行時間超過1天，則要切換下一臺泵，系統(tǒng)具有倒泵功能，避免一臺泵工作時間過長。四臺泵在啟動時都要有軟啟動功能。要有完善的報警功能。對泵的操作要有手動控制功能；手動只在應(yīng)急或檢修時使用。4設(shè)備選型（1）JD-BP32-XF型

4、供水變頻器JD-BP32-XF型是山東新電子公司推出的專用于供水變頻器，使用空間電壓矢量控制技術(shù)適用于各類自控場合。在恒壓供水中可以采用這類變頻器。JD-BP32-XF型變頻器除具有變頻器的一般特性外，還具有以下特性：水壓高、水壓低輸出接口，變頻器運行上限、下限頻率（可以任意設(shè)定），可以方便地進行雙壓力控制，內(nèi)置智能PI控制，以上功能非常適用于供水控制要求。在本例中選用JD-BP32-22F（22KW）供水變頻器拖動用戶水泵。（2）PLC選型控制系統(tǒng)的I/O點及地址分配     根據(jù)圖1所示及控制要求,統(tǒng)計控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號的名稱，代碼及地址編號如

5、下表1所示。水位上、下限信號分別為I0.1、I0.2。輸入輸出點/代碼及地址編號表1名           稱代   碼地址編碼   輸入信號手動和自動消防信號SA1水池下限信號SLL水池上限信號SLH變頻器報警信號SU消鈴按鈕SB7試燈按鈕SB8水壓低信號SY1水壓高信號SY2  輸出信號1#泵工頻運行接觸器及指示燈KM1,HL11#泵變頻運行接觸器及指示燈KM2,HL22#泵工頻運行接觸器及指示燈KM3,HL32#泵變頻運

6、行接觸器及指示燈KM4,HL43#泵工頻運行接觸器及指示燈KM5,HL53#泵變頻運行接觸器及指示燈KM6,HL64#泵工頻運行接觸器及指示燈KM7,HL74#泵變頻運行接觸器及指示燈KM8,HL8   輸出信號生活/消防供水轉(zhuǎn)換電磁閥、壓力轉(zhuǎn)換YV2,KA1水池水位下限報警指示燈HL5變頻器報警指示燈HL6火災(zāi)報警指示燈HL7報警電鈴HA變頻器開停機控制KA2 PLC系統(tǒng)選型     系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點8個，開關(guān)量輸出點10個,選用西門子主機CPU222（8入6繼電器出）1臺，加上擴展模塊EM222（8繼電器輸

7、出）1臺。即可滿足用戶供水控制要求（3）壓力傳感器在供水系統(tǒng)中，壓力傳感器既可以采用壓力變送器，也可以采用遠(yuǎn)傳壓力表。在本例中采用遠(yuǎn)傳壓力表，壓力表相應(yīng)接線端子接到變頻器主控板3腳、4腳、5腳即可。5電氣控制系統(tǒng)原理圖電氣控制系統(tǒng)原理圖包括主電路圖、控制電路圖及PLC外圍接線圖三部分。（1）主電路圖如圖2所示為電控系統(tǒng)主電路。四臺電機分別為M1、M2、M3、M4。接觸器KM1、KM3、KM5、KM7，分別控制M1、M2、M3、M4的工頻運行；接觸器KM2、KM4、KM6、KM8，分別控制M1、M2、M3、M4的變頻運行；FR1、FR2、FR3、FR4分別為四臺水泵電機過載保護用的熱繼電器；QS

8、1、QS2、QS3、QS4和QS5分別為變頻器和四臺泵電機主電路的隔離開關(guān)；FU1、FU2、FU3和FU4為主電路的熔斷器；BPQ為供水專用變頻器。  圖2主電路圖（2）控制電路圖如圖3所 示為電控系統(tǒng)電路。圖中SA為手動/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA打在1的位置為手動控制狀態(tài)，打在2的狀態(tài)為自動控制狀態(tài)。手動運行時，可用按鈕SB1SB10控制四臺泵的起/停和電磁閥YV2的通/斷；自動運行時，系統(tǒng)在PLC程序控制下運行。圖中的HL12為自動運行狀態(tài)電源指示燈。  圖3電控系統(tǒng)控制電路圖（3）PLC接線圖下圖4所示為PLC及擴展模塊外圍接線圖?；馂?zāi)時，火災(zāi)信號SA1

9、被觸動，I0.0為1。  圖4雙恒壓供水控制系統(tǒng)及擴展模塊的外圍接線圖6.系統(tǒng)程序設(shè)計（1）程序中使用的PLC內(nèi)部器件及功能，如下表2所示：器件地址功   能 器件地址功   能VB400變頻工作泵的泵號 復(fù)位當(dāng)前變頻泵運行脈沖VB401工頻運行泵的臺數(shù) 當(dāng)前泵工頻運行啟動脈沖VD410倒泵時間存儲器 新泵變頻啟動脈沖T33工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制 泵工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制T34工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制 泵工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制T37工頻泵增泵判斷時間控制 泵工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控

10、制T38工頻泵減泵判斷時間控制 故障信號匯總T39工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制 水位下限故障邏輯故障結(jié)束脈沖信號 水位下限故障消鈴邏輯泵變頻啟動脈沖 變頻器故障消鈴邏輯- 火災(zāi)消鈴邏輯倒泵變頻啟動脈沖    生活/消防雙恒壓的兩個恒壓值是我公司生產(chǎn)的供水專用變頻器直接設(shè)定的。在本實例中，根據(jù)用戶要求，生活壓力設(shè)定為0.35MPa,消防壓力設(shè)定為0.60MPa。壓力低、壓力高信號分別由變頻器內(nèi)部主控板14腳、15腳給出。供水運行下限頻率、供水運行上限頻率由變頻器程序設(shè)定。在本系統(tǒng)中，運行下限頻率設(shè)為22Hz, 運行上限頻率設(shè)為50Hz。（2）PLC供水控制系統(tǒng)流程圖如下:圖5流程圖       （3）該系統(tǒng)PLC控制程序如下：      7.結(jié)束語隨著變頻調(diào)速技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)在小區(qū)已普遍使用。用變頻器來實現(xiàn)恒壓供水，與其它供水方式相比較而言，其優(yōu)點是非常明顯的。節(jié)能效果十分顯著，啟動平穩(wěn)，啟動電流小，避免了電機啟動時對電網(wǎng)的沖擊