文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 基于PLC的变频恒压供水系统设计

基于PLC的变频恒压供水系统设计

基于PLC的变频恒压供水系统设计
基于PLC的变频恒压供水系统设计

目前国内变频恒压供水装置大多采用小型PLC 为核心控制器,实现了自动化控制,降低了能耗。1控制原理

基于S7-300的变频调速恒压供水的工作原理是利用S7-300型的PLC 为核心控制器,利用压力传感器检测管道出水口的实际压力值,然后将实际值与设定值比较,其差值输入CPU 进行运算处理后,由PID 运算的结果发出控制指令,控制水泵的转速。当管内所测压力值比实际压力值大时,需要自动控制PLC 的模拟输出模块,控制变频器的输出频率(降低)但不能低于变频器的最低频率(下限);当管内所测压力值比实际压力值小时,需要自动控制PLC 的模拟输出模块,控制变频器的输出频率(升高)但不能高于变频器的最高频率(上限)。即当供水负载变化时,输入电机的电压和频率也随之变化。在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的实现管网的恒压供水,这样就构成了以压力设定值为基准的闭环控制系统。

图1系统原理框图

2系统硬件设计2.1主电路设计

基于PLC 的变频恒压供水系统主电路图如图2所示:整个系统采用4台水泵并联运行方式,供电线路采用常用的三相四线制,可以保证系统的稳定供电。

四台电机分别为M1、M2、M3、M4,它们分别带动水泵1#、2#、3#、4#。接触器KM1、KM2、KM3、KM4分别控制M1、M2、M3、M4的工频运行;接触器KM5、KM6、KM7、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,是利用电流的热效应原理工作的保护电路;QM1为变频器主电路的断路器,切断和接通负荷电路,以及切断故障电路,在系统发生故障时能与保护装置和

自动装置相配合,迅速切断故障电流,防止事故扩大,从而保证系统安全运行,QM2、QM3、QM4、QM5为分路断路器;FU1为主电路的熔断器,FU2、FU3、FU4、FU5分别为四台电机的熔断器,防止电气设备短路和严重过载。

初始运行时,必须观察电动机的转向,使之符合要求。如果转向相反,则可以改变电源的相序来获得正确的转向。系统启动、运行和停止的操作不能直接断开主电路穴如直接使熔断器或断路器断开雪,而必须通过变频器实现软启动和软停。为提高变频器的功率因数,必须接电抗器。当采用手动控制时,必须采用自耦变压器降压启动或软启动的方式以降低电流,本系统采用软启动器。

最初1#泵变频启动,变频器工作、接触器KM1闭合,当水压没有达到设定值时KM1断开,KM5闭合,1#工频运行;如果还没有达到压力值就按照1#的工作顺序直到4#泵也是工频运行。如果大于设定值开始减泵,先启先停,1#泵从工频变成变频再到完全停下,如果还是大于设定值按照1#的方式挺泵直到最后一台泵在变频运行。

图2系统主电路图

2.2控制电路设计

图3为S7-300PLC 接线图,CPU 采用314C-2DP ,外部扩展一个数字量输入模块SM321、一个数字量输出模块SM322,数字量I /O 模块的输入侧接有一个功能按钮SB1系统自动。一

基于PLC 的变频恒压供水系统设计

张清恒(河南工业大学,河南郑州450001)

李彦阳(中车大连机车研究所有限公司,辽宁大连116021)张义超(大连交通大学,辽宁大连116028)

李兆宇

(赤峰柴胡栏子黄金矿业有限公司,内蒙古赤峰024039)

摘要:主要设计了以西门子S7-300PLC 为核心控制器的变频恒压供水系统,采用一台变频器控制多台水泵循环工作的方式,以管网的出水压力为控制对象,实时采集管网压力,通过PID 调节器形成闭环控制系统,让管网实际压力维持在设定压力值。该系统改善了传统供水系统中人为控制的不足,提高了系统的稳定性。

关键词:S7-300PLC ,变频调速,恒压供水,PID 调节

Abstract 押This paper studies based on Siemens S7-300PLC variable frequency constant pressure water supply automat?ic control system熏and the system of remote https://www.wendangku.net/doc/7716633812.html,ing a frequency converter control of multi pump work熏to the water out?let pressure of the pipe network as the control object熏real-time collection pipe network pressure熏through a proportional inte?gral differential regulator to form a closed-loop control system熏let the actual pipe network pressure is maintained in the set pressure value.The system improves the shortage of artificial control in the traditional water supply system and improves the stability of the system.

Keywords 押S7-300PLC熏frequency control熏constantpressure water supply熏PID

Regulation

基于PLC 的变频恒压供水系统设计

154

PLC变频恒压供水的背景和意义

PLC变频恒压供水的背景和意义泵站担负着工农业和生活用水的重要任务,运行中需 大量消耗能量,提高泵站效率:降低能耗,对国民经济有重 大意义。我国泵站的特点是数量大、范围广、类型多、发展 速度快,在工程规模上也有一定水平,但由于设计中忽视动 能经济观点以及机电产品类型和质量上存在的一些问题等 等原因,致使在技术水平、工程标准以及经济效益指标等方 面与国外先进水平相比,还有一定的差距。目前,大量的电 能消耗在水泵、风机负载上,城乡居民用水设备所消耗的电 量在这类负载中占了相当的比例。这一方面是由于我国居民 多,用水量大,造成用电量大:另一方面是因为我国供水设 备工作效率低,控制方式不够科学合理。造成不必要的能量 浪费。因此,研究提水系统的能量模型,找出能够节能的控 制策略方法,这里大有潜力可挖,是减少能耗,保障供水的 一个很有意义的工作。 以变频器为核心结合PLC组成的控制系统具有高可靠性、 强抗干扰能力、组合灵活、编程简单、维修方便和低成本等 诸多特点,变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、防雷 避雷技术、现代控制、远程监控技术于一体。采用该系统进 行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性,方便地实现供 水系统的集中管理与监控;同时系统具有良好节能性,这在 能量日益紧缺的今天尤为重要,所以研究设计该系统,对于

提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。 国内外研究概况 变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。在早期,由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、变压变频比控制及各种保护功能。应用在变频恒压供水系统中,变频器仅作为执行机构,为了满足供水量大小需求不同时,保证管网压力恒定,需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器,对压力进行闭环控制。从查阅的资料的情况来看,国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式,几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况,因而投资成本高。即1968年,丹麦的丹佛斯公司发明并首家生产变频器(丹佛斯是传动产品全球五大核心供应商之一)后,随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后,国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器,像瑞典、瑞士的ABB集团推出了HVAC变频技术,法国的施耐德公司就推出了恒压供水基板,备有“变频泵固定方式”,“变频泵循坏方式”两种模式。它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上,通过设置指令代码实现PLC

变频恒压供水系统协议

技术协议 一、总则 1.1本协议书适用于山西柳林王家沟煤业有限公司变频恒压供水系统。它包括了设备的功能设计、结构、性能、供货等方面的技术要求。 1.2如卖方没有以书面形式对技术规范书明确提出异议,那么卖方提供的产品应完全满足技术协议书的要求。若供方所提供的协议书前后有不一致的地方,应以更有利于设备安装运行、工程质量为原则,由买方确定。设备采用的专利涉及到的全部费用均被认为已包含在设备报价中,卖方应保证买方不承担有关设备专利的一切责任。 1.3本技术协议书所使用的标准如与卖方所执行的标准发生矛盾时,按较高标准执行。 二、设备概述 2.1变频恒压供水是指在供水管网中用水量发生变化时,出口压力保持不变的供水方式。供水管网的出口压力值是根据用户需求确定的。 2.2变频恒压供水系统以管网水压 (或用户用水流量)为设定参数,通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速,实现管网水压的闭环调节 (PID),使供水系统自动恒稳于设定的压力值:即用水量增加时,频率升高,水泵转速加快,供水量相应增大;用水量减少时,频率降低,水泵转速减慢,供水量亦相应减小,这样就保证了供水效率用户对水压和水量的要求。 2.3变频恒压供水系统是一项成熟的技术,我公司已为多家水处理厂进行设计和改造,并取得可观的经济和社会效益。

三、设备规范 3.1设备名称:变频恒压供水系统 3.2型号:HHY-50/72-Q3 3.3设备组成:主泵、副泵、稳压罐、系统机组、智能变频控制柜 3.4主要参数: 3.5位置:室内安装

3.6变频恒压供水系统型号说明 3.7该系统设备主泵有二台,全部可软启动,均可变频调速,若按正顺序启动则按逆顺序停止。在三台水泵并联供水时,只有一台泵是变频调速泵,其余为恒速泵。在水泵出水管附近安装压力传感器,并将出水口压力信号反馈给变频恒压控制柜,控制水泵按设计给定的压力自动选择水泵的开停及台数,由用户需水量决定水泵供水量。 四、变频调速水泵恒压供水的特点: 我公司的变频调速水泵恒压供水有如下特点: 4.1供水压力稳定: 系统实现闭环控制,传感器返回系统压力,通过与设定值的比较,输出相应频率,拖动水泵运行在相应的转速,使系统压力保持恒定。 4.2高效节能: 系统能按需设定压力,根据设定的压力自动调节水泵转速和水泵运行台数,使设备运行在高效节能的最佳工作状态。 4.3操作方便简单,稳定可靠: 系统由变频器和PLC自动控制,可实行无人操作,操作简单。配有自动/手动开关控制,保证设备的安全连续运行。

变频恒压供水控制系统设计

课程设计 课题名称变频恒压供水控制系统设计学院(部) 专业 班级 学生姓名 学号 指导教师(签字)

14 / - 1 - 一、设计概述 变频器是一种新型技术,将变频调速技术用于供水控制系统中,具有高效节能、水压恒定等优点。本课程设计为实现恒压供水功能而按照设计任务书要求完成设计任务。最终实现控制系统的自动稳定运行。 根据设计要求本系统采用西门子PLC300控制系统对变频器进行调速控制和系统输入输出信号的采集以及系统报警功能的实现。本系统内的电机调速由变频器来实现,通过PLC控制变频器和现场压力仪表检测的反馈信号来实现对电机的自动恒压控制功能。 二、设计任务 例如一楼宇供水系统,正常供水20m3/小时,最大供水量35m3/小时,扬程45m。采用变频调速技术组成一闭环调节系统,控制水泵的运行,保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时,水泵电动机速度发生变化,改变流量,以保证水压恒定。本恒压供水系统,要求以1.0Mpa的恒定压力对用户进行供水。水泵有2台,由一台变频器驱动。PLC按照压力变送器(PIT)的信号,调节

变频器的输出,使水泵的转速变化,从而保证供水压力的恒定。两台水泵互为备份,可任意选择一台水泵处于变频模式或工频模式。控制系统原理如图1所示: 14 / - 2 - PLC 变频PIT 恒压供水变频控制系统原理图图1 系统设备选型三、 主要电气元件参数指标1,三相异步电动机水泵:35KW1.0Mpa 恒压设定点:,两线制,4-20mA电流输出压力变送器:0-1.6Mpa VVVF变频器变频器: 1)水泵(小时,35m3/根据设计要求水泵正常供水20m3/小时,最大供水量50 ,流量扬程45m扬程。参考相关资料选择型号为IS50-32-125(50m 的水泵即可满足要求。m3/小时) (2)远传压力表结合具体有数据读取表盘等优点,由于远传压力表具有价格低、14 / - 3 - 实际设计,故在此处选择其作为反馈信号。 四、系统控制要求 1、设两台水泵。一台工作,一台备用。正常工作时,始终有 一台水泵供水。当工作泵出现故障时,备用泵自投。 2、两台泵可以互换。 3、给定压力可调,压力控制点设在水泵处。 4、具有自动,手动工作方式,各种保护、报警装置。 5、用PLC为主要器件完成控制系统的设计。

基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计

基于 PLC 和变频器控制的恒压供水系统设计 赵华军钟波 (广州铁路职业技术学院) 摘要:文章介绍一种基于三菱PLC 和变频器控制恒压供水系统,详细地介绍了硬件的构成和控制流程。系 统较好地解决高层建筑、工业等恒压供水需求。系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优点。 关键词:变频器;PID;PLC;恒压供水 1 引言 目前,在城市供水系统中,还有很多高楼、生活 小区、边郊企业等采用高位水塔供水方式。这样,由 于用水量具有很大随机性,常常出现在用水高峰时供 水量很小甚至没有水用的问题;且采用高位水塔,很 容易造成自来水的二次污染问题。针对这一情况,本 文设计了一套基于变频器内置PID 功能的恒压供水 系统,采用了PLC 控制及交流变频调速技术对传统 水塔供水系统的技术改造。该系统根据用水量的变 化,经过压力传感器将水压变化情况反馈给系统,使 得系统能自动调节变频器输出频率,从而控制水泵转 速,调节输出数量,使得水量变化时可保持水压恒定; 可取代高位水塔或直接水泵加压供水方式,为城市供 水系统的建设提出了一条极具推广、应用的新途径[1]。 2 工作原理 本文采用的变频器是三菱FR-A540,该变频器内 置PID 控制功能;供水系统方案如图1 所示。 将通往用户供水管中的压力变化经传感器采集 到变频器,与变频器中的设定值进行比 较,根据变频器内置的PID 功能,进行数 据处理,将数据处理的结果以运行频率的 形式进行输出[2]。 当供水的压力低于设定压力,变频器 就会将运行频率升高,反之则降低,且可 根据压力变化的快慢进行差分调节。由于 本系统采取了负反馈,当压力在上升到接 近设定值时,反馈值接近设定值,偏差减小,PID 运算会自动减小执行量,从而降低变频器输 出频率的波动,进而稳定压力。 在水网中的用水量增大时,会出现“变频泵” 效率不够的情况,这时就需要增加水泵参与供水,通 过PLC 控制的交流接触器组负责水泵的切换工作; PLC 是通过检测变频器频率输出的上下限信号,来判 断变频器的工作频率,从而控制接触器组是否应该增 加或减小水泵的工作数量。

变频恒压供水设备常见故障排除方法

变频恒压供水设备常见故障排除方法(一) ■ ■I i■ ■aaa^-n i]?■ m ——“i?—《■“」■?■ i■ ” —i“ ■―■■■ ■■ LA^aaia■ UHB ■as -JI 问:为什么变频恒压供水设备系统压力不稳容易振荡答:系统压力不稳,可能有以下几种原因:

问:控制电机的接触器无动作,电机不启动,为什么? 答:首先查看控制器操作面板上反应水泵的输出状态,可对照控制器说明书上所描述的 泵的设定及运行指示状态。假如无动作,但水泵对应的操作面板上查询状态有输出,则先查看一下外部的接触器接线及接触器的继电逻辑是否正确。如果没有问题,再用万用表测量控 制器相应的继电器输出,如果继电器没有输出相应的开关信号,说明控制器的继电器输出有 问题。如果操作面板上查询状态也无输出指示,请查看相对应的水泵是否设定为开启状态 (变量泵”或定量泵”状态)。] 问:为什么变频恒压供水设备压力传感器显示压力变化,而面板显示压力却不变? 答:首先应检查压力传感器和控制器的接线是否有松动或接触不良的现象存在。如果上述现象不存在,用万用表测量控制器模拟输入口的电压值。先测量SVCC端及GND端之间, 如果是4.9V~5.1V之间的电压值,说明提供模拟量输入口的电源正常,则进行下一步。可将一1K欧姆滑动电阻接在控制器的输入口的三个端子,动端接P1,再测量控制器的P1端 和GND端的电压是否随电阻器的阻值变化而变化。如果P1端对GND端的电压不变化,则 说明控制器的模拟输出口有故障或已损坏。如果正常,则说明是远传压力表的故障,更换压力表即可。] 问:为什么在工作时系统压力高于设定值主机不停? 答:主要原因可能是以下几项之一:1、如果压力传感器反应的压力和面板的压力不相 符,只是压力传感器的压力高于设定值,而面板反映的压力并未超出,则应查看压力传感器 是否损坏,接线是否有问题。此时控制器主机不停是正常的。2、如果上述情况不存在,控 制器和传感器的压力相符,均高于设定压力,则应检查附属小泵的设定状态,看小泵是否为 开启状态。如果小泵是关闭的,并且主机设定为到达下限频率不停机,主机不停也是正常的。 如果小泵是开启的,请查看主泵的运行频率,如果运行频率并非设定的下限频率,此时说明系统正处于正常的供水过程之中,等系统将频率调低,系统的压力自然会下降。 问:为什么控制器不起泵,而变频恒压供水设备RUN灯闪烁? 答:因为此时控制器处于定时休眠状态。用户将控制器的第37项功能代码设定为ON 并规定了控制器休眠的时间,此时控制器时钟正处于这一时间段。将控制器第37项的相关参数项更改即可。 问:变频恒压供水设备面板始终显示P000,这是为什么? 答:首先,检查控制器的参数设定是否正确,检查第4项参数(控制器的压力量程)是否被设定为零。如果是非零,则将控制器上压力传感器的几个端子的控制线拆下,用万用表测 量SVCC端与GND端之间是否为4.9V~5.1V之间的直流电压。如果正常,此时面板应显示正常的压力范围。否则控制器已损坏。如果测量所得结果低于 4.9V,说明输出模拟量的供] 给电源有故障。 问:变频恒压供水设备在02报警,应如何处理?

变频器恒压供水系统(多泵)

目录 1 变频器恒压供水系统简介 (1) 1.1变频恒压供水系统理论分析 (1) 1.1.1变频恒压供水系统节能原理 (1) 1.1.2 变频恒压控制理论模型 (2) 1.2恒压供水控制系统构成 (3) 1.3 变频器恒压供水产生的背景和意义 (4) 2 变频恒压供水系统设计 (5) 2.1 设计任务及要求 (5) 2.2 系统主电路设计 (5) 2.3 系统工作过程 (6) 3 器件的选型及介绍 (8) 3.1 变频器简介 (8) 3.1.1 变频器的基本结构与分类 (8) 3.1.2 变频器的控制方式 (8) 3.2 变频器选型 (9) 3.2.1 变频器的控制方式 (9) 3.2.2 变频器容量的选择 (10) 3.2.3 变频器主电路外围设备选择 (12) 3.3 可编程控制器(PLC) (14) 3.3.1 PLC的定义及特点 (14) 3.3.2 PLC的工作原理 (15) 3.3.3 PLC及压力传感器的选择 (15) 4 PLC编程及变频器参数设置 (16) 4.1 PLC的I/O接线图 (16) 4.2 PLC程序 (17) 4.3 变频器参数的设置 (21) 4.3.1 参数复位 (21) 4.3.2 电机参数设置 (21) 总结 (22) 参考文献 (23)

1 变频器恒压供水系统简介 1.1变频恒压供水系统理论分析 1.1.1变频恒压供水系统节能原理 供水系统的基本特性和工作点扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不 变为前提,表明水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线f(Q),如图1-1 所示。 图1-1供水系统的基本特征 由图可以看出,流量Q越大,扬程H越小。由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下,流量的大小主要取决于用户的用水情况,因此,扬程特性所反映的是扬程H与用水流量Q(u)间的关系。而管阻特性是以水泵的转速不变为前提,表明阀门在某一开度下,扬程H与流量Q之间的关系H J (Qu )。管阻特性反映了水泵的能量用来克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力的变化规律。由图可知,在同一阀门开度下,扬程H越大,流量Q也越大。由于阀门开度的改变,实际上是改变了在某一扬程下,供水系统向用户的供水能力。因此,管阻特性所反映的是扬程与供水流量Qc之间的关系H f (Qc )。扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点,称为供水系统的工作点,如图中A点。在这一点,用户的用水流量Qu和供水系统的供水流量Qc处于平衡状态,供水系统既满足了扬程特性,也符合了管阻特性,系统稳定运行。图1-1供水系统的基本特征。

变频恒压供水设备常见故障排除方法

问:为什么变频恒压供水设备系统压力不稳容易振荡 答:系统压力不稳,可能有以下几种原因: 1、压力传感器采集系统压力的位置不合理,压力采集点选取的离水泵出水口太近,管路压力受出水的流速影响太大。从而反馈给控制器的压力值忽高忽低,造成系统的振荡。 2、如果系统采用了气压罐的方式,而压力采集点选取在气压罐上,也可能造成系统的振荡。空气本身有一定的伸缩性,而且气体在水中的溶解度随压力的变化而变化,水泵直接出水的反馈压力和通过气体的反馈压力之间有一定的时间差,从而造成系统振荡。 3、控制器的加减速时间与水泵电机功率不相符。一般情况下,功率越大,其加减速时间也就越长。此项参数用户可多选几个数据进行调试。比如,15KW一般为10至20秒之间。 4、控制器和变频器的加减速时间不一致,控制器的加减速时间设定应大于或等于变频器加减速时间。 问:为什么变频恒压供水设备小泵频繁起停 答:此种情况是针对工频工作的小泵而言的。在系统之中,控制器的参数中第23、24项参数“小泵压力正、负误差”设定过小。在所有主泵都关闭以后,当系统的实际压力低于设定压力与小泵压力负误差之和时,小泵则起动。随着系统压力的上升,使得系统的实际压力高于设定压力与小泵压力正误差这两者之和时,小泵则被系统关闭。所以,解决问题的方法是将此项参数调高一定值即可。 问:为什么变频恒压供水设备在水泵切换时,变频器输出不为零 答:用户首先确定控制器给变频器的控制线是否全部接好。如果变频器没有滑行停车输入信号,则必须将变频器设定为自由滑行停车的工作模式。如果变频器有此信号输入则确保和控制器接好。然后,在水泵进行切换动作时,控制器会给变频器一个滑行停车信号,即EMG信号。如果EMG信号线没有接通,会直接导致变频器过载,此类现象要绝对禁止,否则,容易损坏变频器。如果接有EMG信号线,请仔细检查线是否接实。确定接实,没有线路故障后,再用万用表检查控制器的EMG是否有输出。如果当控制器处于切换时,EMG信号没有输出,则说明是控制器有故障.另外,不论控制器的变频器控制方式是何种类型,切换时均为滑行停止模式。 问:变频恒压供水设备模拟输出不正常,变频器运行频率与控制器输出不符,为什么答:首先,应确定是什么硬件出了问题。使控制器进入手动调试状态,分别用万用表量出控制器输出0Hz及50Hz时所对应的模拟量输出值。如果控制器的模拟输出值在0Hz时大于30mV,或在50Hz时小于控制器第10项参数定标的电压值(请确定模拟输出增益为100%),则说明控制器输出存在问题。如果随着控制器的频率变化,输出一直保持不变,说明控制器的模拟输出电路损坏;如果模拟输出值也是变化的,但不能达到最大值,可通过调节模拟输出增益解决。其次,如果控制器的输出值正常,当控制器输出达到第10项参数定标的电压值时,变频器不能达到50Hz,说明是变频器的设定值存在问题,可调节变频器的频率增益解决。

PLC与变频器控制的自动恒压供水系统解析

PLC与变频器控制的自动恒压供水系统 1 系统简介 为改善生产环境,沱牌公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统,分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点,从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门,一部分则需通过加压泵输送到高位水池,而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里,高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。 鉴于以上特点,从技术可靠 和>'https://www.wendangku.net/doc/7716633812.html,/jingjilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>经济实用角度综合考虑,我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统,同时通过主水管线压力传递 较>'https://www.wendangku.net/doc/7716633812.html,/jingjilunwen/' target='_blank' class='infotextkey'>经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。 2 系统方案 系统主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的变频器、施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成(见图1)。 2.1 抽水泵系统 整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台,90KW深井泵电机两台,采用变频器循环工作方式,六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台 150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。当变频器工作在50HZ,管网压力仍然低于系统设定的下限时,软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行,当压力达到高限时,自动停掉工频运行电机。一次主电路接线示意图见图2所示。

plc变频恒压供水系统毕业设计

攀枝花学院本科毕业设计[基于plc的变频恒压供水系统] 学生姓名:曲斌 学生学号: 200810503053 院(系):电气信息工程学院 年级专业: 08自动化 指导教师:伍刚教授 助理指导教师:唐老师副教授 二〇一二年六月

攀枝花学院本科毕业设计(论文)摘要 摘要 随着人民生活水平的日益提高,新技术和先进设备的应用,给给供水设计得到了发展的机遇。于是选择一种符合各方面规范、卫生安全而又经济合理的供水方式,对我们给供水设计构成了新的挑战。本系统采用PLC 进行逻辑控制,采用带PID 功能的变频器进行压力调节,系统有工作可靠,使用方便,压力稳定,无冲击等优越性。 变频恒压供水方式技术先进、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高,在泵站供水中可完成下列功能: (1)维持水压恒定;(2)控制系统可手动/自动运行;(3) 系统睡眠与唤醒。当外界停止用水时,系统处于睡眠状态,直至有用水需求时自动唤醒;(4) 多台泵自动切换运行;(5)在线调整PID参数; (6)泵组及线路保护检测报警等。 关键词变频器,变频恒压供水,PLC

攀枝花学院本科毕业设计(论文)ABSTRACT ABSTRACT In company with the improvement of people’s living standard, the application of new technique and advanced equipment provide a new development for the design of water supply. It is a challenge for us to select a way of water supply with high standard, secure and healthy, economical, and reasonable. This system adopts PLC logic control, and transducer with PID function to adjust the pressure, which presents many advantages, such as high reliability, convenience in use, stability in pressure,and without impact. Advanced technology and constant pressure water supply, water pressure constant, easy, reliable operation, saving energy, high degree of automation in the water supply pumping station to be completed by the following functions: (1) maintaining the pressure constant; (2) control system manual / Automatic operation; (3) system sleep and wake up. When the outside to stop water, the system is in sleep mode until a wake-up automatically when water demand; (4) multiple pump automatic switching operation; (5) On-line adjustment of PID parameters; (6) pump and line protection detection alarm. Key words inverter, VF constant pressure water supply, plc

恒压供水技术方案

恒压供水技术方案文件编码(GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968)

恒压供水技术方案 一、综述 1、概述:以变频器为核心的自动给水设备已经成为当下现代高楼自动供水设备的核心 设备。可以取代传统的高位水箱、气压罐供水,避免水质的二次污染,具有节能、操作方便、自动化程度高的特点。变频调速恒压供水设备可在生产生活用水、锅炉恒压补水、供暖系统、空调系统、定压差循环水、消防用水等方面直接应用。 2、特点: (1)高效节能; (2)可取代高位水箱或者水池,减少土建投资,避免水质二次污染; (3)采用恒压供水,大大提高供水品质; (4)延迟设备使用寿命,采用变频恒压供水,启动方式是软启动,对机械、电气设备冲击小,可大大延迟设备使用寿命,特别是机械设备。 (5)控制系统可根据客户需求配置人机管理系统、中文提示、中文监控操作,极大方便了客户的操作使用和设备维修; (6)全自动控制,无需人工干预; (7)具有完善的保护功能,变频器保护、欠电压保护、过电压保护、短路保护、过载保护、过热保护、缺相保护。 3、适用范围 (1)适用于自来水厂及加压泵站; (2)适用于住宅小区、宾馆、饭店及其它大型公共建筑的生活供水; (3)适用于大中型工矿企业的生产生活用水; (4)适用于居民住宅小区、宾馆、饭店、大型公共建筑和各种工矿企业的消防供水、生产供水; (5)适用于工矿企业恒压、冷却水工会和循环供水系统; (6)适用于热水供水、采暖、空调、通风系统的供水; (7)适用于污水泵站、污水处理中的污水提升系统; (8)适用于农田排灌、园林喷洒、水景和音乐喷泉系统; 二、工作原理

变频器恒压供水课程设计

目录 1变频器恒压供水系统简介 ................................................................... 错误!未定义书签。 1.1变频恒压供水系统节能原理 .................................................... 错误!未定义书签。 1.2变频恒压控制理论模型 ............................................................ 错误!未定义书签。 1.3恒压供水控制系统构成 ............................................................ 错误!未定义书签。 1.4恒压供水系统特点 .................................................................... 错误!未定义书签。 1.5恒压供水设备的主要应用场合 ................................................ 错误!未定义书签。2变频恒压供水系统设计 ....................................................................... 错误!未定义书签。 2.1设计任务及要求 ........................................................................ 错误!未定义书签。 2.2系统主电路设计 ........................................................................ 错误!未定义书签。 2.3系统工作过程 ............................................................................ 错误!未定义书签。 2.3.1减泵过程 ....................................................................... 错误!未定义书签。 2.3.2加泵过程 ....................................................................... 错误!未定义书签。 3 器件介绍及选型 .................................................................................. 错误!未定义书签。 3.1变频器介绍 ................................................................................ 错误!未定义书签。 3.2变频器的种类 ............................................................................ 错误!未定义书签。 3.3变频器选型 ................................................................................ 错误!未定义书签。 3.3.1变频器的控制方式 ....................................................... 错误!未定义书签。 3.3.2变频器容量的选择 ......................................................... 错误!未定义书签。 3.3.2变频器主电路外围设备选择 ......................................... 错误!未定义书签。 3.4可编程逻辑控制器(PLC)..................................................... 错误!未定义书签。 3.4.1 PLC的工作原理 ........................................................... 错误!未定义书签。 3.4.2 PLC及压力传感器的选择 ........................................... 错误!未定义书签。4PLC编程及变频器参数设置............................................................ 错误!未定义书签。 4.1 PLC的I/O接线图 ............................................................... 错误!未定义书签。 4.2 PLC .......................................................................................... 错误!未定义书签。 4.3 变频器参数的设置 ................................................................. 错误!未定义书签。总结 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献 .................................................................................................. 错误!未定义书签。

PLC控制恒压供水系统.docx

PLC 控制恒压供水系统 国家职业资格全省统一鉴定 维修电工技师 (国家职业资格二级) 所在省市:江苏省常州市 摘要:本设计是针对居民生活用水 /消防用水而设计的。由变 频器、 PLC 控制系统,调节水泵的输出流量。电动机泵组由三 台水泵并联而成,由变频器或工频电网供电,根据供水 系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组之间的切换 及速度,使系统运行在最合理的状态,保证按需供水。采用 PLC 控制的变频调速供水系统,由PLC 进行逻辑控制,由 变频器进行压力调节。通过PLC控制变频与工频切换,实现闭环自动调节恒压供水。运行结果表明,该系统具有压力稳 定,结构简单,工作可靠操作方便等优点。

关 第一章概 述??????????????????????(1)1-1常的供水方式及恒 的??????????(1) 二、水的一般性原 ????????????????(1) 1-2PLC 、器控制的恒供水系方 案?????????(3) 二、方案特 点??????????????????????(3)四、型及目 的???????????????????(4) 硬件 ??????????????????????(6)二、器介 ?????????????????????(7)二、方 式??????????????????????(7)机速方案的比 ????????????????(9) 二、模供水系的

定?????????????????(10 ) 一、路介 ??????????????????????(11 )三、入出元件与 PLC 地址照 表????????????( 15) 程序????????????????????(17)???????????????????????? ?( 20) 致 ???????????????????????? ?( 21) 参考文 献???????????????????????( 22 )第一章概述 供水的一种典型方式是恒供水。恒供水使用器的速 功能通供水的水的速,以持供水始端力,使之保持相 的恒定,故又称恒供水。在供水以逐步渗透到各种行,品 种也从一的恒供水向多功能和高的、供水及能化控 制的方向展。 基于触摸屏和PLC 作控制器作速的恒供

全自动变频调速恒压变压供水设备

全自动变频调速恒压变压供水设备 一、概述 在改革开放形势下,随着国民经济的发展,能源已经成为制约国民经济发展的重要因素,节约用能、合理用能是经济发展的重要指标,采用高新科技提高供水系统的效率,足今后供水技术和设备的必然发展方向。 通常的气压供水装置,为保证系统的正常工作,气压罐内的压力,必须具有高出实际用水高度的“上限压力”,以维持调节水量所必须的压差,结果足增大了水泵的功率,加之在运行过程中电机启动频繁,启动电流大,所以在电能消耗方面是不合理的。为了更好的节省电能,提高运行效率,我公司经过大量的调查研究,在采用国际先进的一一交流电动机变频变压调速器的基础上,成功开发了BTS型电脑控制自动恒压供水装置系列产品。该产品打破了目前国内气压罐传统供水方式,采用变速泵、恒速泵供水。它通过电脑控制系统,根据用户实际用水量自动调节,根据变速泵的特性,当用水量减少到某一定值时,附属气压罐系统开始工作,以便更有效的节省电能。这种供水系统是目前世界各国采用的最经济的供水方式,节能效果显著。 BTS型供水装置配有微型电脑,功能齐全,保护性能可靠,操作方便,自动化程度高,更易实现无人管理运行。它比现在通用的气压供水设备有更多的优点,不仅实现了在耗能最低的条件下,满足用水点的水量和水压要求,而且占地面积小,调试方便,安装工程时间短,降低了供水工程投资。 二、节能原理 供水装置的水泵在运行过程中,有恒速和变速两种方式,均可按供水用户的要求进行流量调节。恒速运行时,一般采用节流调节,这种方式的缺点是效率低、能耗大。变速运行时在运行过程中改变水泵转速,从而调节输出流量以适应用水量的变化,并可保证管网压力恒定,水泵始终在高效率的工况下工作。用水量减少时,水泵降低转速运行。由于水泵的轴功率与转速的三次方成正比。转速下降时,轴功率下降极大,故变速调节流量在提高机械效率和减少能耗方面足最为经济合理的。 轴功率与转速关系式:

基于plc的恒压供水系统的设计

PLC 基于 plc 的恒压供水系统的设计 (恒压供水系统的原理及电气控制要求。Plc 在机电系统中的应用和工作原理。西门子变频 器的工作原理 MM440。Plc 编程原理及程序设计方法。电器原理图,接线图。) 一.恒压供水系统的原理 1.系统介绍 生产生活中的用水量常随时间而变化,季节、昼夜相差很大。用水和供水的不平衡集 中体砚在水压上,用水多而供水少则水压低,用水少而供水多则水压高。以前大多采用传 统的水塔、高位水箱 或气压罐式增压设备 容易造成二次污染,同时也增大了水泵的轴功 率和能量损耗。随着电力电子技术的发展 变频调速技术广泛应用于送水泵站、加压站、工 业给水、小区和高楼供水等供水等领域。相对于传统的技术而言,它具有节能效益明显、 保护功能完善 、控制灵活方便等优点 。 恒压供水控制系统的基本控制策略是:采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成 控制系统,进行优化控制泵组的调速运行,并自动调整泵组的运行台数,完成供水压力的 闭环控制,在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是总 管的出水压力及系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较,其差值输入 CPU 运算处理后,发出控制指令,控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速, 从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。 恒压供水系统由 PLC 控制器,变频器,触摸屏显示器,压力变送器,水位变送器,软 启动器,水泵电机组,电机保护装置以及其他电控设备等构成,如图 1 所示。 水 压 水 位 压力变送器 水位变送器 变频器 触摸屏显示器 软启动器 控制回路 水泵电机 图 1 恒压供水系统示意图 电机保护装置 2.系统构成 系统采用了 S7-200 型 PLC (14 个输人点,10 个输出点)、MM440 型变频器、压力传

变频恒压供水设备工作原理及原理图片

变频恒压供水设备工作原理及原理图 变频恒压供水设备工作原理这一相关知识,由兴崛供水为您全面讲述并提供工作原理图。 变频恒压供水设备工作原理:交流电动机的旋转速度与输入电的频率成正比,变频调速供水设备就是基于上述原理,采用压力传感器、可编程控制器、变频器及水泵电机构成以及设定压力为基准的闭环自动调节系统,具有控制水泵恒压供水的功能;通过压力传感器按受管网的压力信号,经微机与设定压力进行比较运算,输出调节参数送给变频器控制其频率的变化。用水量多时,频率提高,电机泵转数加快;反之频率降低,电机泵转数下降,既能保证用户用水又节省电能。 变频恒压供水设备一台变频器控制多台水泵”的多泵控制系统。在这里兴崛供水利用PLC设计一套变频调速恒压供水系统,该系统可根据管网瞬间压力变化自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出,使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值,并满足用户的流量需求,使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。可实现恒压变量、双恒压变量等控制方式,多种启停控制方式,该系统可以通过人意修改参数指令(如压力设定值、控制顺序、控制电机数量、压力上下限、PID值、加减速时间等);具有完善的电气安全保护措施,对过流、过压、欠压、过载、断水等故障均能自行诊断并报警。 兴崛变频恒压供水设备是非常理想的一种节能供水设备,节能效果好,结构紧凑,占地面积小,运行稳定可靠,使用寿命长,方案设计灵活,供水压力可调,流量可大可小,完全可以取代水塔、高位水箱及各种气压式供水设备,可彻底免除水质的二次污染。全自动变频恒压供水设备亦用于改造原有老式泵房设备,改造后同样可以达到高效节能、自动恒压供水的目的。 变频恒压供水设备组成: 变频恒压供水设备主要由水泵机组、测压稳压罐、压力传感器、变频控制柜等组成,能

变频恒压供水系统

变频恒压供水系统文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

供水系统方案图 变频恒压供水系统构成及工作原理 1系统的构成 图3-1 系统原理图 如图3-1所示,整个系统由三台水泵,一台变频调速器,一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀,以供维修和调节水量之用,三台泵协调工作以满足供水需要;变频供水系统中检测管路压力的压力传感器,一般采用电阻式传感器(反馈0~5V电压信号)或压力变送器(反馈4~20mA电流);变频器是供水系统的核心,通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。 从原理框图,我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系 统、人机界面、以及报警装置等部分组成。 (1)执行机构 执行机构是由一组水泵组成,它们用于将水供入用户管网,图中的3个水泵分为二种类型: 调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵,用以根据用水量的变化改变电机的转速,以维持管网的水压恒定。 恒速泵:水泵运行只在工频状态,速度恒定。它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时,对供水量进行定量的补充。 (2)信号检测 在系统控制过程中,需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号:

①水压信号:它反映的是用户管网的水压值,它是恒压供水控制的主要反馈信号。 ②报警信号:它反映系统是否正常运行,水泵电机是否过载、变频器是否有异常。该信号为开关量信号。 (3)控制系统 供水控制系统一般安装在供水控制柜中,包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个部分。 ①供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的工况、压力、报警信号进行采集,对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法,得出对执行机构的控制方案,通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵)进行控制。 ②变频器:它是对水泵进行转速控制的单元。变频器跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率,完成对调速泵的转速控制。 ③电控设备:它是由一组接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成。用于在供水控制器的控制下完成对水泵的切换、手/自动切换等。 (4)人机界面 人机界面是人与机器进行信息交流的场所。通过人机界面,使用者可以更改设定压力,修改一些系统设定以满足不同工艺的需求,同时使用者也可以从人机界面上得知系统的一些运行情况及设备的工作状态。人机界面还可以对系统的运行过程进行监示,对报警进行显示。 (5)通讯接口

PLC变频恒压供水的背景和意义

PLC 变频恒压供水的背景和意义泵站担负着工农业和生活用水的重要任务,运行中需大量消耗能量,提高泵站效率: 降 低能耗,对国民经济有重大意义。我国泵站的特点是数量大、范围广、类型多、发展速度快,在工程规模上也有一定水平,但由于设计中忽视动能经济观点以及机电产品类型和质量上存在的一些问题等等原因,致使在技术水平、工程标准以及经济效益指标等方面与国外先进水平相比,还有一定的差距。目前,大量的电能消耗在水泵、风机负载上,城乡居民用水设备所消耗的电量在这类负载中占了相当的比例。这一方面是由于我国居民多,用水量大,造成用电量大: 另一方面是因为我国供水设备工作效率低,控制方式不够科学合理。造成不必要的能量浪费。因此,研究提水系统的能量模型,找出能够节能的控制策略方法,这里大有潜力可挖,是减少能耗,保障供水的一个很有意义的工作。 以变频器为核心结合PLC组成的控制系统具有高可靠性、强抗干扰能力、组合灵活、编程简单、维修方便和低成本等诸多特点,变频恒压供水系统集变频技术、电气技术、防雷避雷技术、现代控制、远程监控技术于一体。采用该系统进行供水可以提高供水系统的稳定性和可靠性,方便地实现供水系统的集中管理与监控; 同时系统具有良好节能 性,这在能量日益紧缺的今天尤为重要,所以研究设计该系统,对于 提高企业效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。 国内外研究概况变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展 起来的。在早期,由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、变压变频比控制及各种保护功

能。应用在变频恒压供水系统中,变频器仅作为执行机构,为了满足供水量大小需求不同时,保证管网压力恒定,需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器,对压力进行闭环控制。从查阅的资料的情况来看,国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式,几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况,因而投资成本高。即1968 年,丹麦的丹佛斯公司发明并首家生产变频器(丹佛斯是传动产品全球五大核心供应商之一)后,随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后,国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器,像瑞典、瑞士的ABB集团推出了HVAC变频技术,法国的施耐德公司就推出了恒压供水基板,备有“变频泵固定方式” ,“变频泵循坏方式”两种模式。它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上,通过设置指令代码实现PLC 和PID 等电控系统的功能,只要搭载配套的恒压供水单元,便可直接控制多个内置的电磁接触器工作,可构成最多七台电机(泵)的供水系统。这类设备虽然说是微化了电路结构,降低了设备成本,但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性,系统的动态性能和稳定性不高,与别的监控系统(如BA 系统)和组态软件难以实现数据通信,并且限制了带负载的容量,因此在实际使用时其范围将会受到限制。 目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程,大多采用国外品牌的变频器控制水泵的转速,水管的管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制,有的采用可编程控制器(PLC)及相应的软件予以实现; 有

相关文档
相关文档 最新文档