應用PLC和變頻器結合實現變頻恒壓供水系統

1簡介

隨著變頻調速技術和可編程控制器的快速發展，其應用廣泛，功能強大，使用方便，已成為現代工業自動化的主要設備之一，廣泛應用于工業生產，其他領域（民用和家庭自動化等應用也迅速增長。

由于變頻調速技術和可編程序控制器的靈活方便應用，它也廣泛應用于恒壓供水系統。采用PLC作為中央控制單元，采用變頻器和PID組合，可根據系統狀態快速調節供水系統的工作壓力，達到恒壓供水的目的，提高系統的穩定性。 ，控制效果好，節能效果明顯。

2，系統結構

 

 

3，工作原理

該系統具有手動和自動操作模式。在手動模式下，按按鈕啟動和停止泵。您可以根據需要分別控制1＃“3＃泵的啟動和停止。該模式主要用于設備調試，自動故障和維護。當自動運行時，首先通過1＃水泵變頻運行，變頻器的輸出頻率從0HZ上升，PID調節器將接收到的信號與給定壓力進行比較，并送到變頻器進行控制。如果壓力不足，頻率上升到50HZ，變頻器輸出上限頻率。信號被發送到PLC。 PLC接收到信號后，1＃泵頻率轉換迅速切換到工頻，2＃泵頻率轉換開始。如果壓力仍未達到設定壓力，則2＃泵將從頻率轉換切換到工頻。 3＃泵變頻啟動;如果耗水量減少，PLC控制從第一臺泵開始，系統根據PID調節參數平穩運行，并始終保持管網壓力。

如果出現瞬間停電，系統將停止。電源恢復正常后，系統將自動返回初始狀態并開始運行。變頻自動功能是系統最基本的功能，系統自動完成多泵啟動，停止和循環變頻的所有操作過程。

4，逆變器

逆變器采用艾默生電氣生產的EV2000系列變頻器。 EV2000采用獨特的控制方式，實現高扭矩，高精度，寬速驅動，滿足通用變頻器的高性能要求。它具有超越同類產品的防脫功能，適應電網的惡劣溫度，濕度和灰塵容量。大大提高產品可靠性。

EV2000具有實用的PI（圖2），簡單的PLC，靈活的輸入和輸出端子，脈沖頻率參考，斷電和關斷參數存儲選項。頻率給定通道與運行命令通道捆綁在一起，零頻率間隙控制為設備提供了集成的集成解決方案，對降低系統成本和提高系統可靠性具有重要價值。 PI參數的設置將直接反饋變頻器控制中的響應速度和精度。零頻率操作閾值和零頻率滯后的設置可以防止變頻器在低頻輸出泵的低速運行（泵低于變頻器輸出15HZ）。效率非常低。當變頻器低于某一頻率時，輸出自動停止，即恒壓供水要求不受影響，效率最大化。

5，PLC控制系統

系統采用三菱FX-1s30MR，I / O點為30點，繼電器輸出，PLC編程采用FX-20P-E手持編程器或三菱PLC專用編程軟件SWOPC-FX / WIN-C，PLC可編程控程器件及軟件為離線編程，在線連接和調試提供了完整的編程環境。為了提高整個系統的性價比，系統采用可編程控制器的開關輸入和輸出來控制電機的啟動和停止，自動輸入，定時切換，供水泵的變頻和報警。電機轉速和設定壓力等故障等變頻器及其內置PID顯示和控制模擬信號量和實際運行參數，如頻率，電流和電壓。

三菱PLC的編程說明簡單易懂，程序設計靈活。本系統的系統主程序使用STL指令和狀態繼電器S，STL指令可以對生產過程和工作序列圖進行非常接近的編程，序列功能圖中的每一步其他步驟完全隔離，塊組裝完畢按照一定的順序根據控制要求，可以成功完成控制任務。在對順控程序進行編程時，FX系列PLC的狀態繼電器通常與STL指令一起使用。


泵組切換示意圖如圖3所示。滿足工作條件。開始工作時，1＃泵啟動，隨著變頻器輸出頻率的增加，泵的速度逐漸增加。例如，逆變器的頻率達到50HZ，此時水壓仍然是。如果未達到設定值，變頻器將檢測上限頻率并向PLC輸出開關信號。延時后，1＃泵快速切換到工頻運行，同時釋放變頻器運行信號，變頻器頻率降至0HZ。然后，通過頻率轉換啟動2＃泵。如果仍未達到壓力，則將2＃泵切換到工頻，通過變頻啟動3＃泵。在操作中，一個泵總是以變頻操作。當壓力達到設定值時，變頻輸出為0HZ，變頻器向PLC輸出下限頻率信號。 PLC決定切斷1＃工頻泵。此時，它由工頻泵和變頻泵操作。如果此時壓力達到設定值，則變頻器輸出為0HZ，下限信號輸出到PLC。 PLC釋放2＃工頻泵，只有3＃泵變頻操作維持管網壓力。當壓力下降時，變頻器的頻率上升到50HZ輸出信號。延遲后，3＃泵切換到工頻，1＃泵開始改變頻率。如果仍然不滿足壓力，則1＃更改切換為1＃工作，2＃泵變頻操作如果仍未達到壓力，則2＃更改為2＃工作，啟動3＃更改，并且三個泵同時工作，以確保供水要求。

這種切換過程有效地減少了泵的頻繁啟動和停止，同時，在實際管網對水壓波動做出反應之前，快速調節變頻器使水壓平穩過渡，從而有效避免高層用戶短時間停水。情況發生了。

在傳統的變頻恒壓供水系統中，當水壓高時，通常使用變頻泵，并且變頻器切換到以工頻運行的泵以調節工頻運行模式。這種切換方式理論上比直接切換工頻的方式更先進，但很容易導致泵組頻繁啟動和停止，從而降低了設備的使用壽命。在該系統中，采用直停式工頻泵的運行方式，快速調整變頻器。只要參數設置合理，就可以實現泵組的無沖擊切換，水壓過渡平穩，有效防止水壓。當大規模波動和水壓過低時，短期缺水現象會改善供水質量。

6，注意事項

為了使系統穩定，快速，準確，您應該注意以下參數：

1）變頻，工頻切換時間T.

切換時間T在PLC程序中設定。設定T時，為確保泵在泵送過程中從變頻轉換為工頻，同一泵的變頻器運行和工頻運行不會同時對應相應的交流接觸器。逆變器損壞，逆變器損壞。同時，為了避免在工頻啟動時啟動電流較大時對電網的影響，時間T必須在允許范圍內盡可能小。

2）上限和下限頻率持續時間TH和TL

變頻器運行的頻率隨著管網耗水量的增加而增加。變頻操作的頻率是否達到上限（下限），并保持一定的時間判斷是否加減泵。該判斷時間為TH（TL）。如果設定值太大，系統將無法快速響應管網耗水量的變化;如果設定值太小，管網的耗水量可能會導致泵工作的頻繁增加和減少。

7，結論

系統采用PLC與變頻器相結合，系統運行平穩可靠，真正意義上實現了自動卸料自動循環泵和變頻運行，保證了各泵的最佳運行效率和設備的穩定運行。它消除了大電流沖擊的開始，并且降低了泵的平均速度，這可以延長泵的壽命并消除啟動和停止期間的水錘效應。設計系統是大型公共社區（如大學和住宅區）的性能和價格的首選方案。并通過青島科技大學泵房一期工程近兩年，運行穩定，節能效果顯著，深受用戶好評。應用PLC和變頻器結合實現變頻恒壓供水系統介紹結束。容－源－電－子－網－為你提供技術支持