基于PLC及變頻器的一拖五供水控制系統(tǒng)應(yīng)用

1、基于PLC及變頻器的一拖五供水控制系統(tǒng)應(yīng)用摘要介紹了某生活小區(qū)供水系統(tǒng)中應(yīng)用變頻器及PL 實(shí)現(xiàn)雙恒壓供水管的設(shè)計(jì)選型，及電路原理和程序流程圖。關(guān)鍵字變頻器；PLC；恒壓供水AbstractKeywords0 引言本文是針對(duì)某生活小區(qū)實(shí)際情況，結(jié)合用戶(hù)生活/消防雙恒壓供水控制的要求，進(jìn)行變頻技術(shù)改造的一些心得。現(xiàn)將其中的改造情況介紹如下，供讀者參考。1 用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)情況現(xiàn)場(chǎng)供水情況如圖1 所示，市網(wǎng)自來(lái)水用高低水位控制器EQ來(lái)控制注水閥YV1，自動(dòng)把水注滿(mǎn)儲(chǔ)水水池，只要水位低于高水位，則自動(dòng)向水箱注水。水池的高低水位信號(hào)也直接送給PLC，作為水位報(bào)警。為了保持供水的連續(xù)性，水位上、下限傳感器高低距離

2、較近。生活用水和消防用水共用5 臺(tái)泵，平時(shí)電磁閥YV2 處于失電狀態(tài)，關(guān)閉消防管網(wǎng)，5臺(tái)泵根據(jù)生活用水的多少，按一定的控制邏輯運(yùn)行，維持生活用水低恒壓。當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電磁閥YV2 得電，關(guān)閉生活用水管網(wǎng)，5 臺(tái)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，5 臺(tái)泵改為生活供水使用。水泵現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備參數(shù)如下。型號(hào)80GDL54-14*7流量54 m3/h揚(yáng)程98 m效率70 %轉(zhuǎn)速2 900 r/min電機(jī)功率22 kW電機(jī)數(shù)量5臺(tái)2 系統(tǒng)控制要求用戶(hù)對(duì)5 臺(tái)泵生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)的基本要求是：1）生活供水時(shí)，系統(tǒng)低恒壓運(yùn)行，消防供水時(shí)高恒壓值運(yùn)行；2）5 臺(tái)泵根據(jù)恒壓的需要，采取先

3、開(kāi)先停的原則接入和退出；3）在用水量小的情況下，如果一臺(tái)泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)1 天，則要切換下一臺(tái)泵，系統(tǒng)具有倒泵功能，避免一臺(tái)泵工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；4）5 臺(tái)泵在啟動(dòng)時(shí)都要有軟啟動(dòng)功能；5）要有完善的報(bào)警功能；6）對(duì)泵的操作還要具有手動(dòng)控制功能，手動(dòng)只在應(yīng)急或檢修時(shí)使用。3 設(shè)備選型3.1 風(fēng)光JD-BP32-XF型供水變頻器JD-BP32-XF 型是山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司推出的專(zhuān)用供水變頻器，使用空間電壓矢量控制技術(shù)，適用于各類(lèi)自控場(chǎng)合，在恒壓供水中可以采用這類(lèi)變頻器。JD-BP32-XF 型變頻器除具有變頻器的一般特性外，驅(qū)動(dòng)水泵時(shí)，還具有以下特性：水壓高、水壓低輸出接口，變頻器運(yùn)行上限

4、、下限頻率（可以任意設(shè)定），可以方便地進(jìn)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。所以在本例中選用JD-BP32-22F（22 kW）風(fēng)光供水變頻器拖動(dòng)用戶(hù)水泵。3.2 PLC選型1）控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分配根據(jù)圖1 所示及控制要求，統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號(hào)的名稱(chēng)、代碼及地址編號(hào)，如表1所列。水位上、下限信號(hào)分別為I0.1、I0.2。2）PLC系統(tǒng)選型系統(tǒng)共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)8 個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)14 個(gè)，選用西門(mén)子主機(jī)CPU222（8 入6 繼電器輸出）1 臺(tái)，加上擴(kuò)展模塊EM222（8 繼電器輸出）1臺(tái)，即可滿(mǎn)足用戶(hù)供水控制要求。3.3 壓力傳感器在供水系統(tǒng)中，壓

5、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的腳3、腳4、腳5即可。4 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。4.1 主電路圖電控系統(tǒng)主電路如圖2 所示。5 臺(tái)電機(jī)分別為M1、M2、M3、M4、M5。接觸器KM1、KM3、KM5、KM7、KM9，分別控制M1、M2、M3、M4、M5的工頻運(yùn)行；接觸器KM2、KM4、KM6、KM8、KM10，分別控制M1、M2、M3、M4、M5 的變頻運(yùn)行；FR1、FR2、FR3、FR4、FR5分別為5 臺(tái)水泵電機(jī)過(guò)載保護(hù)用的熱繼電器；QS1、QS2

6、、QS3、QS4、QS5、QS6 分別為變頻器和5 臺(tái)泵電機(jī)主電路的隔離開(kāi)關(guān)；FU1、FU2、FU3、FU4、FU5為主電路的熔斷器；BPQ為風(fēng)光供水專(zhuān)用變頻器。4.2 控制電路圖電控系統(tǒng)電路如圖3 所示。圖中SA 為手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，SA 打在位置1 為手動(dòng)控制狀態(tài)，打在狀態(tài)2 為自動(dòng)控制狀態(tài)。手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可用按鈕SB1SB12 控制5 臺(tái)泵的起/停和電磁閥YV2 的通/斷；自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)在PLC 程序控制下運(yùn)行。圖中的HL13為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)電源指示燈。4.3 PLC接線圖PLC及擴(kuò)展模塊外圍接線如圖4所示?；馂?zāi)時(shí)，火災(zāi)信號(hào)SA1 被觸動(dòng)，I0.0 為1。5 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)5.1 程序中使用的PLC內(nèi)部器件及功能程序中使用的PLC 內(nèi)部器件及功能，如表2 所列。生活/消防雙恒壓的兩個(gè)恒壓值是我公司生產(chǎn)的風(fēng)光供水專(zhuān)用變頻器直接設(shè)定的。在本實(shí)例中，根據(jù)用戶(hù)要求，生活壓力設(shè)定為0.35MPa，消防壓力設(shè)定為0.60 MPa。壓力低、壓力高信號(hào)分別由變頻器內(nèi)部主控板的腳14、腳15 給出。供水運(yùn)行下限頻率、供水運(yùn)行上限頻率由變頻器程序設(shè)定。在本系統(tǒng)中，運(yùn)行下限頻率設(shè)為20 Hz，運(yùn)行上限頻率設(shè)為50 Hz。5.2 PLC供水控制系統(tǒng)流程圖本設(shè)計(jì)中PL