變頻恒壓樓宇供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD】
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..大學(xué)..
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書(shū)
論文(設(shè)計(jì))題目: 變頻恒壓樓宇供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
學(xué)號(hào): ..9 姓名: .. 專(zhuān)業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)教師: .. 系主任:
1、 主要內(nèi)容及基本要求
1、檢索國(guó)內(nèi)外恒壓變頻供水系統(tǒng)的發(fā)展最新動(dòng)態(tài)以及分析國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀;
2、提出某棟樓宇的變頻恒壓供水系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案;
3、完成供水系統(tǒng)的軟硬件的部分設(shè)計(jì);
4、闡述并認(rèn)真解決供水系統(tǒng)的遇到的相關(guān)問(wèn)題;
5、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的文稿工作,要求:正文字?jǐn)?shù)不少于一萬(wàn)字;
6、翻譯英文技術(shù)資料,要求:與本課題相關(guān)的資料,3000單詞以上,復(fù)印原稿 和翻譯稿同冊(cè)裝訂;
二、重點(diǎn)研究的問(wèn)題
1、 變頻恒壓樓宇壓供水系統(tǒng)中的相關(guān)器件的選型;
2、 變頻恒壓樓宇供水系統(tǒng)的軟硬件部分設(shè)計(jì);
3、 變頻恒壓供水樓宇系統(tǒng)中遇到的問(wèn)題和解決方法分析;
三、進(jìn)度安排
序號(hào)
各階段完成的內(nèi)容
完成時(shí)間
1
資料檢索,查閱
第一周
2
系統(tǒng)總體方案構(gòu)想和設(shè)計(jì)
第二周
3
變頻恒壓供水系統(tǒng)的方案選擇
第三周至第五周
4
變頻恒壓供水系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
第六周至第八周
5
變頻恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
第九周至第十二周
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文撰寫(xiě)和整理
第十三周至第十四周
7
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文檢查,答辯準(zhǔn)備
第十五周
四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
[1] 周萬(wàn)珍,高鴻斌(第一版).PLC分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用[M]. 北京:北京機(jī)械工業(yè)出版社,2004
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[3] 姚厚偉.變頻器供水系統(tǒng)中的應(yīng)用與節(jié)能[M]. 北京:航空航天大學(xué)出版社,2003
[4] 厲無(wú)咎.變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)[M]. 北京:電子工業(yè)出版社,2005
[5] 張燕賓.循環(huán)水系統(tǒng)的變頻調(diào)速[M]. 北京:北京機(jī)械工業(yè)出版社,2002
[6] 彭小紅,劉國(guó)東.基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M]. 北京:人民郵電出版社,2004
[7] 常斗南.可編程程序控制器原理應(yīng)用及通信[M].北京:北京機(jī)械工業(yè)出版社,2000
..大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題 目: 變頻恒壓樓宇供水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
專(zhuān) 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 號(hào): ..9
姓 名: ..
指導(dǎo)教師: ..
完成日期: 2012年5月25日
目錄
一 緒論 1
1.1研究背景 1
1.2設(shè)計(jì)思想 3
二 系統(tǒng)的理論分析及方案的確定 5
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 5
2.2控制方案的確定 6
2.3供水系統(tǒng)的控制流程 11
3水泵機(jī)組選型 15
3.1選型基本要求 15
3.2容量的確定 15
3.3水泵型號(hào)確定 18
4 變頻器的選型 21
4.1 變頻器簡(jiǎn)介 21
4.2 變頻器的確定 21
4.3 變頻器外圍設(shè)備選擇 25
5 可編程控制器(PLC) 28
5.2 PLC的工作原理 30
5.3 PLC及壓力傳感器的確定 30
6變頻器與PLC的連接及設(shè)定 31
6.1、I/O分配和變頻器參數(shù)設(shè)置: 31
6.2控制電路外圍接線: 33
7系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 39
7.1 PLC控制程序設(shè)計(jì) 39
7.2主程序圖及程序設(shè)計(jì) 41
八 總結(jié) 55
致 謝: 57
一 緒論
1.1研究背景
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)的可靠性要求不斷提高。城市自來(lái)水管的水壓一般規(guī)定保證6層以下樓宇的用水,其余上部分各層均須“提升”水壓才能滿足用水要求。以前大多采用水塔、高位水箱,或氣壓罐增壓設(shè)備,但它們都必須由水泵以高出實(shí)際用水高度的壓力來(lái)“提升”水量,其結(jié)果增大了水泵的軸功率和能耗。目前,衡量供水質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)之一是供水壓力是否恒定,因?yàn)樗畨汉愣▽?duì)某些工業(yè)或特殊用戶(hù)是非常重要的,但是用戶(hù)用水量是經(jīng)常變動(dòng)的,因此用水和供水之間的不平衡的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,并且集中反映在供水的壓力上:用水多而供水少,則供水壓力低;用水少而供水多,則供水壓力過(guò)大。保持管網(wǎng)的水壓恒定供水,可使供水和用水之間保持平衡,不但提高了供水的產(chǎn)量和質(zhì)量,也確保了供水生產(chǎn)以及電機(jī)運(yùn)行的安全可靠性。
傳統(tǒng)的供水方式普遍不存在同程度的浪費(fèi)水資源、電力資源、而且效率不高、可靠性較差、自動(dòng)化程度不高等缺點(diǎn)。嚴(yán)重影響了小區(qū)居民的用水和工業(yè)系統(tǒng)中的用水。泵站擔(dān)負(fù)著工農(nóng)業(yè)和生活用水的重要任務(wù),水泵機(jī)組在運(yùn)行中需要大量消耗能量,所以提高泵站效率;降低能耗,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重大意義。國(guó)內(nèi)目前的供水方式基本上朝向高效節(jié)能、自動(dòng)可靠的方向發(fā)展,其中變頻恒壓調(diào)速技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式,在樓宇供水系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用,特別是在工業(yè)用水的各級(jí)加壓系統(tǒng),居民生活用水的恒壓供水系統(tǒng)中,變頻調(diào)速水泵節(jié)能效果尤為突出,其優(yōu)越性主要表現(xiàn)在:一、節(jié)能顯著,效率大幅度提高;二、在開(kāi)、停機(jī)時(shí)能減小電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊以及水壓對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊;三、大幅度的減小水泵、電機(jī)自身的機(jī)械沖擊損耗。
變頻恒壓供水的現(xiàn)況以及發(fā)展趨勢(shì)
變頻恒壓供水系統(tǒng)是在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸相應(yīng)的發(fā)展起來(lái)的。目前國(guó)外的變頻恒壓供水系統(tǒng)成熟可靠,恒壓控制技術(shù)可靠。但國(guó)外變頻恒壓供水系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)主要采用一臺(tái)變頻器只帶一臺(tái)水泵機(jī)組的方式。這種方式運(yùn)行安全可靠,變壓方式更靈活。但是此方法的缺點(diǎn)就是水泵電機(jī)數(shù)量和變頻的數(shù)目一樣多,因而大大提高投資成本高。本系統(tǒng)為節(jié)約設(shè)備投資,只采用一臺(tái)變頻器來(lái)控制多臺(tái)水泵協(xié)調(diào)工作,因此現(xiàn)在的供水專(zhuān)用變頻器具有PID調(diào)節(jié)器以及和PLC集成在一起,組成專(zhuān)用的供水管控一體化系統(tǒng),只需增加一只水管壓力傳感器,即可組成變頻恒壓供水系統(tǒng)。
目前國(guó)內(nèi)外有很多公司在從事進(jìn)行變頻恒壓供水系統(tǒng)的研制推廣,國(guó)產(chǎn)變頻器大多主要采用進(jìn)口元件組裝或直接進(jìn)口國(guó)外變頻器,在結(jié)合PLC 或PID調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水。
變頻供水系統(tǒng)目前正在向集成化、維護(hù)操作簡(jiǎn)單化方向發(fā)展,在國(guó)內(nèi)外,專(zhuān)門(mén)針對(duì)供水的變頻器集成化越來(lái)越高,大部分專(zhuān)用供水變頻器集成了PLC 或PID,現(xiàn)在甚至將壓力傳感器也融入變頻組件。同時(shí)維護(hù)操作也越來(lái)越方便。簡(jiǎn)單。
1.2設(shè)計(jì)思想
本設(shè)計(jì)是對(duì)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)(軟硬件方面)在實(shí)際生活應(yīng)用中具體作用進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹。本系統(tǒng)主要將PLC、變頻器(含PID)、相應(yīng)的傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)地結(jié)合起來(lái),通過(guò)發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì),來(lái)實(shí)現(xiàn)操作方便,本系統(tǒng)以變頻器調(diào)速為核心,以變頻恒壓供水控制系統(tǒng)取代了過(guò)去的高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備,起動(dòng)平穩(wěn),起動(dòng)電流可限制在額定電流以?xún)?nèi),避免了以往起動(dòng)時(shí)產(chǎn)生對(duì)電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了,就可延長(zhǎng)水泵機(jī)組和水管閥門(mén)等器件的使用壽命;也可以消除起動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)。使系統(tǒng)調(diào)試和使用起來(lái)都十分方便,大大簡(jiǎn)化了水廠在管理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析等方面的工作量。以變頻器為主體構(gòu)成的恒壓供水系統(tǒng)不僅能最大程度滿足實(shí)際需要,其安全穩(wěn)定的運(yùn)行性能、簡(jiǎn)單方便的操作方式、以及齊全的功能,將使供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力,最終獲得高效率優(yōu)質(zhì)運(yùn)行,從而大大降低自來(lái)水的生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)管理水平的目的。
本變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的基本控制路線是:采用變頻器對(duì)水泵電動(dòng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速,來(lái)組成變頻供水壓力的閉環(huán)控制系統(tǒng),本系統(tǒng)的主要控制目標(biāo)是泵站的總管的出水壓力,系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的回來(lái)的總管壓力實(shí)際值進(jìn)行比較,其差值進(jìn)行PID運(yùn)算處理后,發(fā)出控制指令,改變水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速和控制水泵電機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù),從而使出水管壓力值穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值附近。同時(shí)本系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性,在能源日益短缺的現(xiàn)在尤為重要,所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng),對(duì)提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、以及降低能耗,節(jié)約能源等方面都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
二 系統(tǒng)的理論分析及方案的確定
2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求
本系統(tǒng)是以一個(gè)供水系統(tǒng)作為被控對(duì)象,采用PLC與變頻器協(xié)調(diào)控制4臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與啟動(dòng)和停止。從而以達(dá)到變頻恒壓供水的要求。
系統(tǒng)控制要求:
(1)生活供水時(shí),系統(tǒng)應(yīng)該正常壓力工作,消防供水時(shí)系統(tǒng)應(yīng)在高壓下供水。
(2)四臺(tái)水泵采用“先開(kāi)先停”的原則接入和退出。
(3) 水泵電機(jī)的能軟起動(dòng)/停止、正轉(zhuǎn)、調(diào)速控制。
(4)變頻器采用遠(yuǎn)方控制方式,具有手動(dòng)控制,方便應(yīng)急和檢修。
(5) 通過(guò)母管壓力變送器測(cè)得實(shí)際壓力大小,同時(shí)和壓力給定組成閉環(huán)控制。
(6) 變頻器的運(yùn)行狀態(tài)指示(如運(yùn)行、停止、過(guò)流、低壓等)。
(7) 系統(tǒng)要有必要的完善報(bào)警處理。
2.2控制方案的確定
供水系統(tǒng)的基本特性和工作點(diǎn)揚(yáng)程特性,是在供水系統(tǒng)管路中的閥門(mén)開(kāi)度不變?yōu)榍疤嵯?,水泵在某一轉(zhuǎn)速下?lián)P程H與流量Q之間的關(guān)系曲線,如圖2-1可以看出,流量Q越大,揚(yáng)程H越小。在閥門(mén)開(kāi)度和水泵轉(zhuǎn)速都不變的情況下,流量的大小取決于用戶(hù)的用水情況,揚(yáng)程特性反映的是揚(yáng)程H與用水流量間的關(guān)系。圖2-1中交點(diǎn)QA。在這一點(diǎn),用戶(hù)的用水流量和供水系統(tǒng)的供水流量處于平衡狀態(tài),供水系統(tǒng)既滿足了揚(yáng)程特性,也符合管阻特性,系統(tǒng)將會(huì)穩(wěn)定運(yùn)行。
圖2-1 供水系統(tǒng)的基本特性曲線
如圖2-2所示,曲線1表示閥門(mén)全部打開(kāi)時(shí),供水系統(tǒng)的阻力特性;曲線2表示水泵額定轉(zhuǎn)速時(shí)的揚(yáng)程特性,這時(shí)供水系統(tǒng)在A點(diǎn):流量為QA揚(yáng)程為HA,電機(jī)的軸功率與面積OQAAHA成正比。要將流量調(diào)整為QB,有兩種方法。
(1) 轉(zhuǎn)速不變,將閥門(mén)關(guān)小,則工作點(diǎn)移至B點(diǎn),流量為QB,揚(yáng)程為HB,電機(jī)的軸功率與面積QQBBHB成正比。
(2) 閥門(mén)開(kāi)度不變,降低轉(zhuǎn)速,閥門(mén)的開(kāi)度不變,降低轉(zhuǎn)速后揚(yáng)程特性曲線如圖2-2中的曲線4所示,工作點(diǎn)移至C點(diǎn),流量也為QB,揚(yáng)程為HC。電機(jī)的軸功率與QQBCHC成正比。
將上述兩種方法加以比較,很容易的看出,采用調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的方法來(lái)調(diào)節(jié)流量,電機(jī)的功率將大為減少。
圖2-2水泵的流量調(diào)節(jié)
對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行變頻恒壓控制,是為了滿足對(duì)用戶(hù)對(duì)流量的需求。所以,流量是本系統(tǒng)的主要控制對(duì)象。但如上所述,流量的大小主要取決于揚(yáng)程,但揚(yáng)程難以進(jìn)行具體測(cè)量和控制??紤]到在動(dòng)態(tài)情況下,管道中水壓的大小與供水能力和用水需求之間的平衡關(guān)系有關(guān):
供水流量Qg>用水需求Qu,則壓力上升(P增加);
供水流量Qg<用水需求Qu,則壓力下降(P下降);
供水流量Qg=用水需求Qu,則壓力不變(P不變)。
由此可見(jiàn),供水流量與用水需求之間的矛盾具體將反映在流體壓力的變化上。因此,水管壓力可以作為控制流量大小的主要參變量。保持供水系統(tǒng)中某處壓力值的恒定不變,就可以保證了供水能力和用水流量處于平衡狀態(tài),就會(huì)很好處的滿足了用戶(hù)所需的用水流量。
根據(jù)電機(jī)學(xué)交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為:
(2-1)
其公式中:f 是穩(wěn)壓器頻率、 p是極對(duì)數(shù)、n是轉(zhuǎn)速、s 是轉(zhuǎn)差率。
從上式可以看出,當(dāng)極對(duì)數(shù)p不變時(shí),電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與電源頻率戚正比,因此調(diào)節(jié)異步電機(jī)供電電源的頻率,也就可以連續(xù)平穩(wěn)地調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速。在變頻調(diào)速時(shí),、高速到低速都可以保持有限的轉(zhuǎn)差率,因而變頻調(diào)速具有高效率、高精度、調(diào)速范圍廣、平穩(wěn)性較高等優(yōu)點(diǎn),調(diào)速性能可與直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)相媲美。因此,變頻調(diào)速是交流異步電機(jī)中一種比較合理和理想的調(diào)速方法,目前被廣泛地應(yīng)用于對(duì)水泵電機(jī)的調(diào)速。在供水系統(tǒng)中,通常以流體流量為控制目的,目前常用的控制方法為閥門(mén)控制法和轉(zhuǎn)速控制法。其中閥門(mén)控制法是通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度大小來(lái)調(diào)節(jié)流量,而水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速保持不變。其通過(guò)改變水路中的阻力大小來(lái)改變流量大小,但是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)時(shí),需要多少水,就抽多少水,水泵的效率不變,但總處于最佳狀態(tài)。
本系統(tǒng)主要硬件組成有壓力傳感器、變頻器、可編程PLC、水泵機(jī)組以及低壓電器組成。系統(tǒng)主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是利用變頻器控制四臺(tái)水泵,來(lái)實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定和水泵電機(jī)的軟啟動(dòng)以及變頻水泵與工頻水泵的切換,同時(shí)還要能對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。由PLC和變頻器組成的恒壓控制方式靈活方便,便于數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn),而且又能達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定性及控制精度的要求。
整個(gè)系統(tǒng)由一臺(tái)PLC,一臺(tái)變頻器,水泵機(jī)組(本系統(tǒng)為4臺(tái)),一個(gè)壓力傳感器,低壓電器及一些輔助部件構(gòu)成。各部分功能如下:
(1)水泵用來(lái)提高水壓以實(shí)現(xiàn)向高處供水;
(2)壓力變送器安裝于供水管道出口上將管網(wǎng)水壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào);
(3)變頻調(diào)速器主要用于調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速?gòu)亩_(dá)到調(diào)節(jié)管網(wǎng)中水流量目的;
(4)PLC主要用于水泵的邏輯切換、控制等;
(5)外圍輔助電路是當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)隨時(shí)可以通過(guò)手工檔方式維持系統(tǒng)運(yùn)行,以保障連續(xù)供水。
(6)報(bào)警信號(hào)是當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),具有報(bào)警作用。
系統(tǒng)主要的設(shè)計(jì)任務(wù)是利用PLC控制系統(tǒng)使變頻器循環(huán)控制4臺(tái)水泵,實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)出口水壓的恒定和水泵電機(jī)的軟起動(dòng)以及變頻水泵與工頻水泵的切換,而且同時(shí)對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行傳輸,處理。通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)管道壓力信號(hào)不斷反饋給變頻器,變頻器根據(jù)信號(hào)來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)所控制水泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速,當(dāng)變頻器所控制的水泵達(dá)到工頻時(shí)還不能滿足要求時(shí)在由PLC自動(dòng)把那臺(tái)水泵切換到工頻運(yùn)行,變頻器自動(dòng)切換到下一臺(tái)水泵使其軟啟動(dòng)運(yùn)行,當(dāng)供水量減少時(shí)在自動(dòng)進(jìn)行切換,減少水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還考慮到水泵切換時(shí)電機(jī)的自感電動(dòng)勢(shì)現(xiàn)象,各種連鎖保護(hù)及報(bào)警、應(yīng)急措施。
圖2-3系統(tǒng)總體框圖
從整體框圖中,我們可以看出系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)檢測(cè)、人機(jī)界面、以及報(bào)警裝置等部分組成。
(1)控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)包括PLC系統(tǒng)、變頻器和電控設(shè)備三個(gè)部分。
①PLC系統(tǒng):它是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接對(duì)系統(tǒng)中的工況、壓力、報(bào)警信號(hào)進(jìn)行采集取樣,對(duì)來(lái)自人機(jī)接口和通訊接口的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析、實(shí)施PID控制算法,從而得出對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案,在通過(guò)變頻調(diào)速器和接觸器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(即水泵)進(jìn)行控制。
②變頻器:它主要是對(duì)水泵進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制的單元。變頻器通過(guò)PLC供水控制器送來(lái)的控制信號(hào)改變調(diào)速泵的運(yùn)行頻率,完成對(duì)水泵轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定控制。
③電控設(shè)備:它主要由一組接觸器、保護(hù)繼電器、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等電氣元件組成。用于在供水控制器的控制下完成對(duì)水泵的切換、手/自動(dòng)切換等。
(2)信號(hào)檢測(cè)
在系統(tǒng)控制過(guò)程中,需要檢測(cè)水壓信號(hào)反饋信息和系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)。
①水壓信號(hào):反映了用戶(hù)管網(wǎng)的實(shí)際水壓值,是恒壓供水系統(tǒng)保持恒壓的關(guān)鍵反饋信號(hào)。
②報(bào)警信號(hào):監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是否正常運(yùn)行,水泵是不是過(guò)載、變頻器是否正常工作,是開(kāi)關(guān)量信號(hào)。
(3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
執(zhí)行機(jī)構(gòu)就是一組水泵,使它們協(xié)調(diào)工作,通過(guò)控制系統(tǒng)的增減泵,保證用戶(hù)管網(wǎng)的水壓保持在恒定值附近。
(4)報(bào)警裝置
一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng),離不開(kāi)報(bào)警裝置。為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定,安全運(yùn)行,防止水泵過(guò)載、變頻器異常、水源中斷、泵站內(nèi)溢水等造成的故障,因此系統(tǒng)必須要對(duì)各種報(bào)警量進(jìn)行監(jiān)測(cè),經(jīng)PLC收集判斷,從而進(jìn)行各種顯示和保護(hù)動(dòng)作控制,維護(hù)系統(tǒng)安全穩(wěn)定。
2.3供水系統(tǒng)的控制流程
系統(tǒng)流程圖如圖2-4所示。變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中壓力傳感器將主水管網(wǎng)壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)再經(jīng)PID一系列的運(yùn)算后將結(jié)果送給變頻器,并給出信號(hào)控制水泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和水泵水量來(lái)保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定,壓力值和參數(shù)設(shè)定都可以由人機(jī)界面完成。主要由PLC、變頻器、壓力變送器、水泵機(jī)組等構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。變頻器的上、下限頻率信號(hào)及其持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短可作為PLC進(jìn)行邏輯切換、起停泵的依據(jù)。水泵在起動(dòng)時(shí)的急轉(zhuǎn)和突然停機(jī)時(shí)的水錘現(xiàn)象往往會(huì)造成管道松動(dòng)和破裂,嚴(yán)重的話可能造成電動(dòng)機(jī)的損壞,但水泵采用變頻器調(diào)速后,可以根據(jù)實(shí)際的需要,實(shí)現(xiàn)水泵的軟啟和軟停,從而使急扭及水錘現(xiàn)象得到解決??梢员苊馑瞄L(zhǎng)期滿負(fù)載狀態(tài),減緩老化,也具有節(jié)能的作用,節(jié)電率一般在15%—40%之間。
圖2-4變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)流程圖
如圖2-5所示為電控系統(tǒng)主電路。四臺(tái)電機(jī)分別為MA1、MA2、MA3 、MA4,接觸器QA1、QA3、QA5、QA7,分別控制四臺(tái)電機(jī)的工頻運(yùn)行。接觸器QA2、QA4、QA6、QA8分別控制四臺(tái)電機(jī)的變頻的運(yùn)行,F(xiàn)R1、FR2、FR3,F(xiàn)R4,分別為四臺(tái)電機(jī)的過(guò)載保護(hù)用的熱繼電器;QA10、QA20、QA30、QA40、QA50,分別為變頻器和四臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)的主電路的隔離開(kāi)關(guān);QA0為主電源的電路總開(kāi)關(guān),VVVF為本設(shè)計(jì)所選的變頻器。
圖2-5 主電路電器原理圖
增泵工作過(guò)程:假定增泵順序?yàn)閘、2、3、4始時(shí),1泵電機(jī)在PLC控制下先投入調(diào)速運(yùn)行,其運(yùn)行速度主要由變頻器調(diào)節(jié)。當(dāng)供水壓力小于壓力設(shè)定值時(shí)變頻器輸出頻率升高,水泵轉(zhuǎn)速上升,反之則下降。當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到上限,并穩(wěn)定運(yùn)行后,如果供水壓力仍沒(méi)達(dá)到設(shè)定值時(shí),就需進(jìn)入增泵過(guò)程。在PLC的邏輯控制下將1泵電機(jī)與變頻器連接的電磁開(kāi)關(guān)斷開(kāi),1泵電機(jī)直接切換到工頻運(yùn)行,同時(shí)變頻器與2泵電機(jī)連接,控制2泵進(jìn)行調(diào)速運(yùn)行。如果還沒(méi)到達(dá)設(shè)定值,則繼續(xù)按照以上步驟將2泵切換到工頻運(yùn)行,控制3泵投入變頻運(yùn)行,還沒(méi)達(dá)到要求時(shí),則將3水泵切換到工頻,4水泵投入變頻運(yùn)行。
減泵工作過(guò)程:假定減泵順序依次為4、3、2、1泵。當(dāng)供水壓力大于設(shè)定值時(shí),變頻器輸出頻率降低,水泵速度下降,當(dāng)變頻器的輸出頻率達(dá)到下限,并穩(wěn)定運(yùn)行一段時(shí)間后,把變頻器控制的水泵停機(jī),如果供水壓力仍大于設(shè)定值時(shí),則將下一臺(tái)水泵由工頻運(yùn)行切換到變頻器調(diào)速運(yùn)行,并繼續(xù)減泵工作過(guò)程。如果在晚間用水不多時(shí),當(dāng)將最后一臺(tái)正在運(yùn)行的水泵置于低速運(yùn)行。
3水泵機(jī)組選型
3.1選型基本要求
工作水泵型號(hào)和臺(tái)數(shù)的選擇,應(yīng)根主要據(jù)用水量變化,要求的水壓大小,機(jī)組的效率和功率因素等確定。水泵和電動(dòng)機(jī)是供水系統(tǒng)的能耗重要組成部分,水泵選擇恰當(dāng)與否和能耗費(fèi)用有很大的關(guān)系。但選泵時(shí)應(yīng)先要滿足供水系統(tǒng)的要求:
(1)水泵揚(yáng)程應(yīng)略大于實(shí)際供水高度;
(2)水泵機(jī)組最大流量應(yīng)大于實(shí)際最大供水量;
(3)水泵能力足以供應(yīng)最高用水量時(shí)的用水量,揚(yáng)程應(yīng)在該泵特性曲線的高效工作區(qū)內(nèi),以減少耗電量;
(4)水泵構(gòu)造應(yīng)使泵站內(nèi)管線簡(jiǎn)單,以減少供水的沿程壓力,局部壓力損失;
(5)盡量滿足安裝管理方便。
3.2容量的確定
設(shè)某學(xué)校公寓共有5棟樓,均為7層,每層20間,總間數(shù)5*7*20=700間。樓宇總最大高度約為32米。
(1) 經(jīng)過(guò)我調(diào)查分析,用水量主要分三個(gè)階段。
(1)最大用水量;(一間10桶/h)
(2)基本用水量;(一間5桶/h)
(3)最少用水量;(一間1桶/h)
(2)、宿舍的調(diào)查(現(xiàn)取平均值,單間公寓宿舍平均住4人):
N=5*7*20*4=2800
(3)5棟公寓宿舍總共日用水量統(tǒng)計(jì)如下(以小時(shí)為單位):
1、 最大用水量=10桶 *0.02 m* 700間=140 m/h、
基本用水量=5桶* 0.02 m *700間=70m/h、最少用水量=1桶 0.02m * 700間=14 m/h
經(jīng)上統(tǒng)計(jì),學(xué)校公寓日用水量制成表格如下:
時(shí)段
用水量(單位:m/h)
備注
0:00-1:00
70
基本用水量
1:00-2:00
70
基本用水量
2:00-3:00
14
最少用水量
3:00-4:00
14
最少用水量
4:00-5:00
14
最少用水量
5:00-6:00
14
最少用水量
6:00-7:00
70
基本用水量
7:00-8:00
140
最大用水量
8:00-9:00
70
基本用水量
9:00-10:00
70
基本用水量
10:00-11:00
70
基本用水量
11:00-12:00
70
基本用水量
12:00-13:00
140
最大用水量
13:00-14:00
70
基本用水量
14:00-15:00
140
最大用水量
15:00-16:00
70
基本用水量
16:00-17:00
70
基本用水量
17:00-18:00
140
最大用水量
18:00-19:00
70
基本用水量
19:00-20:00
70
基本用水量
20:00-21:00
70
基本用水量
21:00-22:00
140
最大用水量
22:00-23:00
70
基本用水量
23:00-0:00
70
基本用水量
表3-1 水量使用情況表
為了計(jì)算方便,現(xiàn)取這些用水點(diǎn)日用水量為最大用水量的2%,
即:140m /小時(shí)* 2%=2.8m/h
因此我們可以得出,在高峰期校園公寓的最大用水量為(單位:m/h):
q=140+7=142.8m/h
在計(jì)算揚(yáng)程時(shí)一般以供水區(qū)域內(nèi)最高建筑物的高度作為依據(jù),理論上若0.1MP 可以獲得約10米的揚(yáng)程,一般要求泵的額定揚(yáng)程 為其計(jì)算所得的裝置的最大揚(yáng)程 的1.1~1.15倍。
校園公寓相對(duì)水泵的最大的高度約為32米,因此
H0=1.15×32=36.8m
因此所需要的供水壓力約為0.368MPa
3.3水泵型號(hào)確定
(1)水泵的有效功率Pu確定:
泵在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)液體所做有用功即泵的輸出功率,稱(chēng)為有效功率(單位為kW)。它和流量、揚(yáng)程的關(guān)系如下
其式中 為液體密度(單位為kg/m);g為重力加速度(9.81m/s2 );q為泵的流量(單位為單位為m3 /h);H為泵的揚(yáng)程。
由于一般要求泵的額定流量 為其計(jì)算所得的裝置的最大流量的1.1~1.15倍。( q=1.15*142.8/3600=0.0456m/s)則計(jì)算得:
Pu=16.46 kw
(2)軸功率Pa
泵在一定的流量和揚(yáng)程工作時(shí),電動(dòng)機(jī)輸送給泵軸的功率,即輸入泵的功率,又稱(chēng)泵的輸入功率。
(3)泵的效率確定:
一般小型泵的效率為0.6~0.7,而大型泵可達(dá)0.8~0.9。根據(jù)泵房大小和安裝要求,我們選擇小型泵 ,因此取泵的效率為0.6 來(lái)進(jìn)行計(jì)算,則軸功率為
(4)電動(dòng)機(jī)總功率
Pg=Pa×(1.1~1.2)
Pg=27.43×1.2=32.91kw
綜上所述,我們選用4臺(tái)功率為11KW的電機(jī)進(jìn)行工作。三臺(tái)工作和一臺(tái)備用
(5)電機(jī)型號(hào)的確定
根據(jù)我們的安裝條件和實(shí)際情況需求,以及對(duì)比《電機(jī)選型及參數(shù)手冊(cè)》可得四臺(tái)11kw的電機(jī)型號(hào)為y160m1-2.
表3-2 電機(jī)參數(shù)表
(6)泵的型號(hào)的確定:
對(duì)于11kw的電機(jī)所搭配的泵,同理我們可以讀出如下數(shù)據(jù),由此表對(duì)比可以得出:對(duì)于11kw的電機(jī)所搭配的泵的型號(hào)為:80LG50-20×2
型號(hào) 流量 揚(yáng)程 轉(zhuǎn)速 軸功率 功率 效率 葉輪外徑
50LG24-20×4 24 80 2950 7.58 11 69 134
50LG24-20×5 24 100 2950 9.47 11 69 134
80LG50-20×2 50 40 2950 7.26 11 75 135
80LG50-20×3 36 60 2950 8.11 11 72.5 136
表3-3 泵參數(shù)表
4 變頻器的選型
4.1 變頻器簡(jiǎn)介
變頻器是把工頻電源變換成各種頻率的交流電源,從而以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的變頻調(diào)速。變頻器主要包括控制電路、整流電路、中間直流電路及逆變電路組成。其中控制電路完成對(duì)主電路的控制作用,整流電路的作用是將交流電變換成直流電,直流中間電路對(duì)整流電路的輸出進(jìn)行平滑濾波,逆變電路將直流電再逆變成交流電。
變頻器的分類(lèi)方法有多種,按照主電路工作方式分類(lèi),可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器;按照開(kāi)關(guān)方式分類(lèi),可以分為PAM控制變頻器、PWM控制變頻器和高載頻PWM控制變頻器;按照工作原理分類(lèi),可以分為V/f控制變頻器、轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器和矢量控制變頻器等;按照用途分類(lèi),可以分為通用變頻器、高性能專(zhuān)用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。 目前變頻器的總體發(fā)展趨勢(shì)向結(jié)構(gòu)的小型化,專(zhuān)用化,網(wǎng)絡(luò)化,高水平的控制等方向發(fā)展。
4.2 變頻器的確定
在交流變頻器中使用的控制方式主要有V/f協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等方式。
(1) V/f控制
V/f控制是為了得到理想的轉(zhuǎn)矩-速度特性,在改變電源頻率而進(jìn)行調(diào)速的同時(shí),又要保證電動(dòng)機(jī)的磁通不變的思想而提出的,通用型變頻器都采用這種控制方式。V/f控制變頻器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單,直接可以改變頻率到達(dá)控制速度的目的,但不能達(dá)到很高的控制性能,而且,在低頻時(shí),必須進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償,以改變低頻轉(zhuǎn)矩特性。但在一般精度不高的場(chǎng)所都使用此類(lèi)控制方式。
(2) 轉(zhuǎn)差頻率控制
轉(zhuǎn)差頻率控制是一種直接控制轉(zhuǎn)矩的控制方式,是在V/f控制的基礎(chǔ)上,按照電動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的電源頻率,根據(jù)得到的轉(zhuǎn)矩來(lái)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率,使電動(dòng)機(jī)具有對(duì)應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩。這種控制方式,在控制系統(tǒng)中需要安裝速度傳感器,有時(shí)還加有電流反饋,對(duì)頻率和電流進(jìn)行控制,因此,這是一種閉環(huán)控制方式,可以使變頻器具有良好的穩(wěn)定性,并對(duì)急速的加減速和負(fù)載變動(dòng)有良好的響應(yīng)特性。但其復(fù)雜,一般用于精度要求高的地方。
(3) 矢量控制
矢量控制通過(guò)控制電動(dòng)機(jī)定子電流的大小和相位,從而達(dá)到對(duì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流分別進(jìn)行控制,進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。通過(guò)控制各矢量的作用順序和時(shí)間以及零矢量的作用時(shí)間,達(dá)到各種不同的控制目的。
(4) 直接轉(zhuǎn)矩控制
直接轉(zhuǎn)矩控制是利用空間矢量坐標(biāo)的概念,定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩,通過(guò)檢測(cè)定子電阻來(lái)觀測(cè)定子磁鏈的目的,省去了矢量控制等復(fù)雜的變換計(jì)算,系統(tǒng)直觀、簡(jiǎn)潔,計(jì)算速度和精度都有所提高。即使在開(kāi)環(huán)的狀態(tài)下,也可以輸出100%的額定轉(zhuǎn)矩,對(duì)于多拖動(dòng)具有負(fù)荷平衡功能,成本較高,所以一般用于高精度場(chǎng)所。
(5) 最優(yōu)控制
最優(yōu)控制在實(shí)際中的應(yīng)用根據(jù)要求的不同而有所不同,可以根據(jù)最優(yōu)控制的理論對(duì)一個(gè)控制要求進(jìn)行個(gè)別參數(shù)的最優(yōu)化。例如在高壓變頻器的控制應(yīng)用中,就成功的用了時(shí)間分段控制和相位平移控制兩種策略,實(shí)現(xiàn)一定條件下的電壓最優(yōu)波形。
控制方式是決定變頻器使用性能的關(guān)鍵所在。目前市場(chǎng)上低壓通用變頻器品牌很多,選用變頻器時(shí)不一定檔次越高越好,只要按負(fù)載的特性,滿足使用要求就可,以便做到量才使用、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。當(dāng)一臺(tái)變頻器控制驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)時(shí),最佳選擇U/f的控制模式,下表中參數(shù)供選用時(shí)參考。
控制方式
U/f=C控制
電壓空間矢量控制
矢量控制
直接轉(zhuǎn)矩控制
反饋裝置
不帶PG
帶PG或PID調(diào)節(jié)器
不要
不帶PG
帶PG或編碼器
速比I
<1:40
1:60
1:100
1:100
1:1000
1:100
起動(dòng)轉(zhuǎn)矩(在3Hz)
150%
150%
150%
150%
零轉(zhuǎn)速時(shí)為150%
零轉(zhuǎn)速時(shí)為>150%~200%
靜態(tài)速度精度/%
±(0.2~0.3)
±(0.2~0.3)
±0.2
±0.2
±0.02
±0.2
適用場(chǎng)合
一般風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)等
較高精度調(diào)速,控制
一般工業(yè)上的調(diào)速或控制
所有調(diào)速或控制
伺服拖動(dòng)、高精傳動(dòng)、轉(zhuǎn)矩控制
負(fù)荷起動(dòng)、起重負(fù)載轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),恒轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大負(fù)載
表4-1控制模式參數(shù)表
故綜上所述選擇U/f=C為變頻器的控制方法
變頻器的容量確定
變頻器的容量關(guān)系到變頻調(diào)速系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性,因此合理的容量將保證最優(yōu)的投資。當(dāng)一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí),變頻器的容量應(yīng)比多臺(tái)電動(dòng)機(jī)容量之和都要大,變頻器的總?cè)萘康脑瓌t是變頻器的輸出功率和電流選擇必須等于或大于被驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的功率和電流。因?yàn)樽冾l器的過(guò)載能力遠(yuǎn)沒(méi)有電機(jī)的過(guò)載能力強(qiáng),一旦電機(jī)過(guò)載,損壞的首先將是變頻器。以下給出了從電流、效率、計(jì)算功率等三種基本的容量選擇方法;
1、 從電流的角度考慮
大多數(shù)變頻器容量都可從三個(gè)角度選擇:額定電流、可用電動(dòng)機(jī)功率和額定容量。其中后兩項(xiàng),變頻器生產(chǎn)廠家由公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)給出,或隨變頻器輸出電壓而降低,都很難確切表達(dá)變頻器的能力。
在選擇變頻器時(shí),變頻器的額定電流是一個(gè)反映半導(dǎo)體變頻裝置負(fù)載能力的關(guān)鍵量。負(fù)載電流不超過(guò)變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本原則。其重要的是,在確定變頻器容量前應(yīng)了解設(shè)備的工藝情況以及電動(dòng)機(jī)各參數(shù),例如潛水電泵、繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)的額定電流要大于普通籠形異步電動(dòng)機(jī)額定電流,同時(shí)它允許短時(shí)處于堵轉(zhuǎn)工作狀態(tài),且輥道傳動(dòng)大多是多電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)。應(yīng)保證在無(wú)故障狀態(tài)下負(fù)載總電流均不允許超過(guò)變頻器的額定電流。
2、 從系統(tǒng)效率方面
系統(tǒng)最終效率等于變頻器效率與電動(dòng)機(jī)效率的乘積,只有當(dāng)兩者都處在較高的效率下工作時(shí),則系統(tǒng)效率才較高。從效率角度出發(fā),在選用變頻器功率時(shí),要注意以下幾點(diǎn):
(1) 變頻器功率值與電動(dòng)機(jī)功率值相當(dāng)時(shí)最合適。
(2)當(dāng)變頻器的功率分級(jí)與電動(dòng)機(jī)功率分級(jí)不相同時(shí),則變頻器的功率要盡可能接近電動(dòng)機(jī)的功率。
(3)電動(dòng)機(jī)屬頻繁起動(dòng)、制動(dòng)工作或處于重載起動(dòng)且較頻繁工作時(shí),可選取大一級(jí)的變頻器,以利用變頻器長(zhǎng)期、安全地運(yùn)行。
(4)經(jīng)測(cè)試,電動(dòng)機(jī)實(shí)際功率確實(shí)有富余,也可以考慮選用功率小于電動(dòng)機(jī)功率的變頻器。
(5)當(dāng)變頻器與電動(dòng)機(jī)功率不相同時(shí),則必須相應(yīng)調(diào)整節(jié)能程序的設(shè)置,以利達(dá)到較高的節(jié)能效果。
3、從計(jì)算功率的角度
對(duì)于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的變頻器必須同時(shí)滿足以下3個(gè)計(jì)算公式:
(1)滿足負(fù)載輸出:Pcn≥Pm/η (3.1)
(2)滿足電動(dòng)機(jī)容量:Pcn≥√3KUeIe cosφ ×10 -3 (3.2)
(3)滿足電動(dòng)機(jī)電流:Icn≥KIe (3.3)
式中Pcn為變頻器容量(單位kW),Pm--負(fù)載要求的電動(dòng)機(jī)軸輸出功率(單位KW), U為電動(dòng)機(jī)額定電壓(單位V),Ie為電動(dòng)機(jī)額定電流(單位A),η為電動(dòng)機(jī)效率(通常約為0.85),cosφ為電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)(通常約為0.75),k是電流波形補(bǔ)償系數(shù)(由于變頻器的輸出波形并不是完全的正弦波,而含有高次諧波的成分,其電流應(yīng)有所增加,通常K約為1.05~1.1)。
將本系統(tǒng)參數(shù)帶入求得Pcn=12.9kw ,Icn=23.98A所取變頻器三墾SAMCO-vm05-11k額定容量為16.6kw,額定電流為24A的變頻器。該變頻器采用 V/f 分離與自由的 V/f 圖形功能,完全應(yīng)對(duì)各類(lèi)電機(jī)的特殊要求,具有自動(dòng)節(jié)能運(yùn)行功能、 低電壓補(bǔ)償功能,隨時(shí)應(yīng)對(duì)惡劣的電網(wǎng)環(huán)境、 超強(qiáng)通訊功能,應(yīng)對(duì)多種總線需求、具備輸入、防止電源斷線損壞,變頻器標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)置PID反饋控制功能。
4.3 變頻器外圍設(shè)備選擇
1、 斷路器
變頻器需要檢修時(shí),或者因某種原因而長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí),將QF切斷,使變頻器與電源隔離。當(dāng)變頻器輸入側(cè)發(fā)生短路等故障時(shí),過(guò)電流,電源電壓過(guò)低時(shí)進(jìn)行保護(hù)。選擇主要原則如下:
(1)變頻器在剛接通電源的瞬間,對(duì)電容器的充電電流可達(dá)額定電流的(2-3)倍;
(2)變頻器的進(jìn)線電流是脈沖電流,其峰值??赡艹^(guò)額定電流;
(3)變頻器允許的過(guò)載能力為150%,1min。
為了避免誤動(dòng)作,斷路器的額定電流應(yīng)選:
=24*1.4 =33.6A (3.4)
其中為變頻器的額定電流。故選擇斷路器額定電流選擇QF=40A。
2、 接觸器
(1)主要作用:
可通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)方便地控制變頻器的通電與斷電;變頻器發(fā)生故障時(shí),可自動(dòng)切斷電源。
(2)選擇原則:
接觸器選擇主要考慮電動(dòng)機(jī)在工頻的啟動(dòng)情況,其觸點(diǎn)電流可以按電動(dòng)機(jī)的額定電流在加大一個(gè)檔次來(lái)選擇,由于接觸器自身并無(wú)保護(hù)功能,不存在誤動(dòng)作的問(wèn)題,故選擇原則是主觸點(diǎn)的額定電流=33.6即可,可以選擇主觸點(diǎn)額定電流為35的接觸器。
3、 制動(dòng)電阻
準(zhǔn)確計(jì)算制動(dòng)電阻值十分麻煩,在實(shí)際工作中基本不用。許多變頻器的使用說(shuō)明書(shū)上給了一些計(jì)算方法,也有的直接提供了供用戶(hù)選用的制動(dòng)電阻的規(guī)格。但按說(shuō)明書(shū)上選擇電阻時(shí)須注意下面問(wèn)題,變頻器生產(chǎn)廠家為了減少制動(dòng)電阻檔次,常常對(duì)若干種不同容量的電動(dòng)機(jī)提供相同阻值和容量的制動(dòng)電阻。選用時(shí),應(yīng)注意根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的具體情況進(jìn)行調(diào)整。對(duì)同一擋中電動(dòng)機(jī)容量較小者,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值偏大。為了減小能量的消耗,應(yīng)根據(jù)制動(dòng)過(guò)程的緩急程度以及飛輪力矩的大小,考慮能否選擇阻值較大的制動(dòng)電阻。對(duì)同一擋中電動(dòng)機(jī)容量較大者,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值偏小。在一些飛輪力矩較大,又要求快速制動(dòng)的場(chǎng)合,或者如起重機(jī)械那樣,需要釋放位能的場(chǎng)合,上述制動(dòng)電阻有可能滿足不了要求,靠考慮選擇阻值較小的一擋制動(dòng)電
4、 壓力傳感器
壓力傳感器作用是通過(guò)安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器,把出口壓力信號(hào)變成4~20mA變化的電流信號(hào)或0~5V間變化的電壓信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行PID調(diào)節(jié),經(jīng)運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)行比較,得出一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù),送給變頻器,由變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)系統(tǒng)供水量,使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定壓力上。根據(jù)用水量的大小由PLC控制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對(duì)水泵的調(diào)速,實(shí)現(xiàn)恒壓供水。 壓力傳感器采用CY-YZ-1001型絕對(duì)傳感器。該傳感器采用硅壓阻效應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量的力-電轉(zhuǎn)換。傳感器由敏感芯體和信號(hào)調(diào)理電路組成,當(dāng)壓力作用于傳感器時(shí),敏感芯體內(nèi)硅片上的惠斯登電橋的輸出電壓發(fā)生變化,信號(hào)調(diào)理電路將輸出的電壓信號(hào)作放大處理,同時(shí)進(jìn)行溫度補(bǔ)償、非線性補(bǔ)償,使傳感器的電性能滿足技術(shù)指標(biāo)的要求。傳感器的量程為0~2.5MPa,工作溫度為5℃~60℃,輸出電壓為0~5V,供電電源在28V左右,適合作為本系統(tǒng)的反饋信號(hào)供給PLC。下列為CY-YZ-1001實(shí)物圖:
5、安裝與配線注意事項(xiàng)
(1) 變頻器的輸入端R、S、T和輸出端U、V 、W是絕對(duì)不允許接錯(cuò)的,否則將引起兩相間的短路而將逆變管燒壞。
(2) 變頻器都有一個(gè)接地端子“E”,用戶(hù)應(yīng)將此端子與大地相接。變頻器與其他設(shè)備,或多臺(tái)變頻器一起接地時(shí),每臺(tái)設(shè)備都必須分別和地線相接,不允許將一臺(tái)設(shè)備接地端和另一臺(tái)設(shè)備的接地端相接后接地。
(3) 在進(jìn)行變頻器的控制端子接線時(shí),務(wù)必與主動(dòng)線分離,也不要配置在同一配線管內(nèi),否則可能產(chǎn)生誤動(dòng)作。
(4) 壓力設(shè)定信號(hào)線和來(lái)自壓力傳感器的反饋信號(hào)線必須采用屏蔽線,屏蔽線的屏蔽層與變頻器的控制端子ACM連接;屏蔽線與另一端的屏蔽層懸空。
5 可編程控制器(PLC)
5.1 PLC的定義及特點(diǎn)
在PLC的發(fā)展過(guò)程中,美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)(NEMA)經(jīng)過(guò)4年的調(diào)查,于1987年的2月頒布了第三稿。終于對(duì)可編程控制器做如下定義:“可編程序控制器是一種數(shù)字式運(yùn)算操作電子裝置。專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)指令,并實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算功能,并通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出,控制各種類(lèi)型的機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程;而有關(guān)的外圍設(shè)備,都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)。PLC的主要特點(diǎn)如下:
1、可靠性
為提高抗干擾能力,PLC在硬件和軟件方面都采取了許多措施,在電子線路,機(jī)械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取了許多生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)控制經(jīng)驗(yàn),主要都采取大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路,I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著完善的通道保護(hù)和信號(hào)調(diào)理電路,結(jié)構(gòu)上,在耐熱、防潮、防塵等都有周到的考慮,而在硬件上,采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施,在軟件上、采用數(shù)字濾波等抗干擾和故障診斷措施,采用信息保護(hù)和恢復(fù)技術(shù),以及實(shí)施報(bào)警和運(yùn)行信息顯示等,PLC采用微電子技術(shù),大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作都由無(wú)觸點(diǎn)的電子儲(chǔ)存器件來(lái)完成,所以這些措施都可以使PLC的抗干擾能力和可靠性大大的提高。
2、I/O模塊
按PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的多少可以將PLC分成三類(lèi),小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)。
小型機(jī)的I/O點(diǎn)數(shù)一般在128點(diǎn)以下,具有較強(qiáng)的通信能力和一定量的模擬量處理能力。中型機(jī)I/O的點(diǎn)數(shù)在128—2048點(diǎn)之間,具有極強(qiáng)的開(kāi)關(guān)量邏輯控制功能,和強(qiáng)大的通信聯(lián)網(wǎng)功能和模擬量處理能力。而大型機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)則在2048點(diǎn)以上。其性質(zhì)已經(jīng)和計(jì)算機(jī)相當(dāng),具有計(jì)算、控制、調(diào)節(jié)功能,具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信聯(lián)網(wǎng)能力和冗余能力。PLC還針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào),如: 交流或直流; 開(kāi)關(guān)量或模擬量; 電壓或電流; 脈沖或電位; 強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備,如: 按鈕 行程開(kāi)關(guān) 接近開(kāi)關(guān) 傳感器及變送器 電磁線圈 控制閥直接連接。另外為了提高操作性能,它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò),它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊,等等。
3、整體和模塊式結(jié)構(gòu)
微型和小型的PLC一般為整體式,整體式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將PLC的基本部件,如CPU板,I/O接口,電源板等緊湊的安裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)殼內(nèi),構(gòu)成一個(gè)整體,組成PLC的一個(gè)基本單元, 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要,除了單元式的小型PLC以外,絕大多數(shù)的大中型PLC和大型PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件,包括CPU,電源,I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì),由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái),系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。
4、編程簡(jiǎn)單易懂
PLC面向底層用戶(hù)的智能控制器,因?yàn)槠渥畛醯哪康木褪侨〈^電器邏輯,所以,在PLC誕生之時(shí),其設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣。PLC的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線路的梯形圖形式,對(duì)使用者來(lái)說(shuō),不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí),因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。
5、易安裝,易維修
PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房,可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接,即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置,便于用戶(hù)了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu),因此一旦某模塊發(fā)生故障,用戶(hù)可以通過(guò)更換模塊的方法,使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。
6、 PLC的發(fā)展趨勢(shì)
PLC總的發(fā)展趨勢(shì)是向高集成度,小體積,大容量,高速度,易使用,高性能,信息化,標(biāo)準(zhǔn)化等方向發(fā)展,
5.2 PLC的工作原理
PLC的工作方式可分為三個(gè)部分,上電處理、掃描過(guò)程、出錯(cuò)處理等,PLC采用循環(huán)掃描的工作方式,在PLC中用戶(hù)程序按先后順序存放,CPU從第一條指令開(kāi)始執(zhí)行程序,直到遇到結(jié)束符后又返回第一條,如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。PLC的掃描過(guò)程分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個(gè)階段。全過(guò)程掃描一次所需的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期。當(dāng)PLC處于停狀態(tài)時(shí),只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí),從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出,一直循環(huán)掃描工作。
5.3 PLC及壓力傳感器的確定
由設(shè)計(jì)題目要求:水泵M1、M2、M3、M4可變頻運(yùn)行,也可工頻運(yùn)行,需要14個(gè)數(shù)字和1個(gè)模擬輸出點(diǎn),根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求需要6個(gè)數(shù)字和1個(gè)模擬輸入,綜上所需,選擇西門(mén)子的S7-200系列PLC足以滿足要求。如果選用CPU224PLC,也需要擴(kuò)展單元;但如果用CPU226PLC,則價(jià)格較高,浪費(fèi)較大,參考西門(mén)子S7—200產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格,選用CPU224(14輸入/10繼電器輸出)一臺(tái),加上一臺(tái)擴(kuò)展模塊EM222(8點(diǎn)繼電器輸出)再擴(kuò)展一個(gè)模擬量模塊EM235(4AI/AO),這樣配置比較經(jīng)濟(jì)。在S7—200系列PLC可以適用于小型的檢測(cè)、監(jiān)控及控制的自動(dòng)化場(chǎng)合,如果CPU自帶的I/O點(diǎn)數(shù)不夠用需要加擴(kuò)展模塊時(shí),可以提供常用的模擬量和開(kāi)關(guān)量的模塊供您選擇。S7—200系列PLC模擬量模塊采用的是12位分辨率,一般場(chǎng)合下精度夠用了。
6變頻器與PLC的連接及設(shè)定
6.1、I/O分配和變頻器參數(shù)設(shè)置:
控制系統(tǒng)的I/O信號(hào)的名稱(chēng),代碼及地址編號(hào)如下圖,水位上下限信號(hào)分別I0.1、I0.2,它們?cè)谒蜎](méi)時(shí)為0,露出時(shí)為1。
名
代號(hào)
地址編號(hào)
信號(hào)輸入
消防信號(hào)
SFO
I0.0
水池水位下線信號(hào)
BGL
I0.1
水池水位上線信號(hào)
BGH
I0.2
變頻器報(bào)警信號(hào)
KFU
I0.3
消鈴按鈕
SF9
I0.4
試燈按鈕
SF10
I0.5
遠(yuǎn)程壓力表模擬量壓力值
UP
AIWO
輸出信號(hào)
1#水泵工頻運(yùn)行及指示燈
QA1,PG1
Q0.0
1#水泵變頻運(yùn)行及指示燈
QA2,PG2
Q0.1
2#水泵工頻運(yùn)行及指示燈
QA3,PG3
Q0.2
2#水泵變頻運(yùn)行及指示燈
QA4,PG4
Q0.3
3#水泵工頻運(yùn)行及指示燈
QA5,PG5
Q0.4
3#水泵變頻運(yùn)行及指示燈
QA6,PG6
Q0.5
4#水泵工頻運(yùn)行及指示燈
QA7,PG7
Q0.6
4#水泵變頻運(yùn)行及指示燈
QA8,PG8
Q0.7
生活/消防轉(zhuǎn)換電磁閥
MB2
Q1.0
水池水位上線信號(hào)報(bào)警燈
PG9
Q1.1
變頻器故障信號(hào)報(bào)警燈
PG10
Q1.2
火災(zāi)報(bào)警指示燈
PG11
Q1.3
報(bào)警電鈴
PB
Q1.4
變頻器頻率復(fù)位控制
KF
Q1.5
控制變頻器頻率電壓信號(hào)
Vf
AQWO
表6-1 I/O分配表
變頻器參數(shù)設(shè)置,正確的變頻器的設(shè)定對(duì)系統(tǒng)影響至關(guān)重要,下表為本系統(tǒng)的一些參數(shù)設(shè)定值:
序號(hào)
功能代號(hào)
功能名稱(chēng)
設(shè)定值
備注
1
071
選擇電機(jī)控制模式
4
內(nèi)置PID
2
160
選擇供水購(gòu)件的模式
11
1控4
3
161—167
使用電動(dòng)機(jī)的設(shè)定
161=1,162=1,163=1,164=1
根據(jù)系統(tǒng)所帶電動(dòng)機(jī)
4
001
選擇運(yùn)轉(zhuǎn)指令
2
停電時(shí)自動(dòng)再啟動(dòng)
5
007
上限頻率/HZ
50
根據(jù)需要
6
008
下線頻率/HZ
20
根據(jù)需要
7
003
U/F圖形
2
根據(jù)水泵設(shè)定
8
175
壓力指令/MPa
0.36
根據(jù)需要
9
177
模擬反饋增益壓力/MPa
0.6
遠(yuǎn)傳壓力表量程值
10
178
上線壓力/MPa
0.38
根據(jù)實(shí)際
11
179
下線壓力/MPa
0.34
根據(jù)實(shí)際
12
002
選擇1速頻率的設(shè)定方法
1
使指令與反饋不沖突
13
630
輸入端子D11定義選擇
1
正傳指令“FR”
14
631
輸入端子D12定義選擇
5
空轉(zhuǎn)指令“MBS”
表6-2 變頻器參數(shù)設(shè)置表
6.2控制電路外圍接線:
如下圖6-1電控系統(tǒng)控制電路圖。圖中SF為手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),SF打在1的位置為手動(dòng)控制狀態(tài);打在2的狀態(tài)為自動(dòng)控制狀態(tài),手動(dòng)運(yùn)行時(shí),可用按鈕SF1~SF10控制四臺(tái)水泵的啟/停和電磁閥MB2的通/斷;自動(dòng)運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)在PLC程序的控制下運(yùn)行。由于電磁閥的MB2沒(méi)觸點(diǎn),所以要使用一個(gè)中間斷電器KF1間接控制MB2,來(lái)實(shí)現(xiàn)MB2手動(dòng)自鎖功能。圖中的PG12動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)的電源指示燈,對(duì)變頻器頻率進(jìn)行復(fù)位時(shí)只能提供一個(gè)干觸點(diǎn)信號(hào)。由于PLC為4個(gè)輸出點(diǎn)可作為一個(gè)組共用一個(gè)COM端,而本系統(tǒng)又沒(méi)有剩下單獨(dú)的COM端輸出組,所以要通過(guò)一個(gè)中間繼電器KF的觸點(diǎn)來(lái)對(duì)變頻器進(jìn)行復(fù)頻控制。圖中Q0.0~Q0.7及Q1.0~Q1.5為PLC的輸出繼電器觸點(diǎn),邊上的2、4、6···數(shù)字線為接線編號(hào)。
圖6-1電控系統(tǒng)控制電路
外圍接線圖如下6-2所示PLC以及擴(kuò)展模塊外圍接線圖,火災(zāi)時(shí),火災(zāi)信號(hào)SFO被觸動(dòng),I0.0為1,報(bào)警電鈴想起。下圖只是簡(jiǎn)單表明PLC和外部擴(kuò)展模塊的外圍接線,并沒(méi)有表現(xiàn)按嚴(yán)格意義的外圍接線情況,忽略了一些較不主要的因素例如:直流電源的容量,電源方面的抗干擾措施,輸出方面的保護(hù)措施,系統(tǒng)的保護(hù)措施等;
圖6-2 PLC外圍接線圖
本程序分為三個(gè)部分;主程序、子程序和中斷程序。
邏輯運(yùn)算及報(bào)警處理等放在主程序,系統(tǒng)初始化的一些工作放在初始化子程序中完成,這樣可以節(jié)約掃描時(shí)間,利用定時(shí)器中斷功能實(shí)現(xiàn)PID控制的定時(shí)采樣及輸出控制,生活供水系統(tǒng)設(shè)定值為最大量程的70%,但是消防用水系統(tǒng)設(shè)定值為90%,在本系統(tǒng)中,只是用比例P和積分I控制,回路增益和時(shí)間常數(shù)在通過(guò)工程計(jì)算初步確定,但是要進(jìn)一步調(diào)整達(dá)到最優(yōu)效果,本系統(tǒng)由參考書(shū)PID指令的使用一節(jié)初步確定增益和時(shí)間常數(shù):
增益Kc=0.25;
Ts=0.2s
積分時(shí)間Ti=30min
程序中使用的PLC元器件及其功能表如下;
器件地址
功能
器件地址
功能
VD100
過(guò)程變量標(biāo)準(zhǔn)化值
T39
工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制
VD104
壓力給定值
T40
工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制
VD108
PI計(jì)算值
M0.0
故障結(jié)束脈沖信號(hào)
VD112
比例系數(shù)
M0.1
泵變頻啟動(dòng)脈沖
VD116
采樣時(shí)間
M0.3
倒泵變頻啟動(dòng)脈沖
VD120
積分時(shí)間
M0.4
復(fù)位當(dāng)前變頻運(yùn)行泵脈沖
VD124
微分時(shí)間
M0.5
當(dāng)前泵工頻運(yùn)行啟動(dòng)脈沖
VD204
變頻器運(yùn)行頻率下限值
M0.6
新泵變頻啟動(dòng)脈沖
VD208
生活供水變頻器運(yùn)行頻率上限
M2.0
泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制
VD212
消防供水變頻器運(yùn)行頻率上限
M2.1
泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制
VD250
PI調(diào)節(jié)結(jié)果存儲(chǔ)單元
M2.2
泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制
VB300
變頻工作的水泵號(hào)
M2.3
泵工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制
VB301
工頻運(yùn)行的水泵的總臺(tái)數(shù)
M3.0
故障信號(hào)匯總
VD310
倒泵時(shí)間存儲(chǔ)器
M3.1
水池水位下限故障邏輯
T33
工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制
M3.2
水池水位下限故障消鈴邏輯
T34
工頻/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制
M3.3
變頻器故障消鈴邏輯
T37
工頻泵增泵濾波時(shí)間控制
M3.4
火災(zāi)消鈴邏輯
T38
工頻減增泵濾波時(shí)間控制
表6-3 器件及其功能表
7系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)
7.1 PLC控制程序設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)主要以PLC和變頻器為核心,控制四臺(tái)水泵電機(jī)進(jìn)行工作,本系統(tǒng)主要程序能完成成套裝置的全部控制任務(wù),下為程序結(jié)構(gòu)圖:
圖7-1 PLC程序結(jié)構(gòu)
S7-200PLC在STEP7-MicroWIN-V40環(huán)境下具有程序編制,通訊口配置,運(yùn)行監(jiān)控,輸入輸出以及模擬量的輸入濾波設(shè)置等功能,該軟件指令集包包含三種語(yǔ)言,語(yǔ)句表語(yǔ)言(STL),梯形圖語(yǔ)言(LAD),功能塊圖(FWD),語(yǔ)句表語(yǔ)言類(lèi)似計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言,特別適合來(lái)自計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的工作人員,而梯形語(yǔ)言最接近繼電器接觸器控制系統(tǒng)中的電器原理圖,是應(yīng)用最多的一種語(yǔ)言。功能完善,操作方便。PLC控制程序由一個(gè)主程序和若干子程序組成,程序的編制在計(jì)算機(jī)上完成,編譯后通過(guò)PC/PPI電纜把程序下載到PLC,控制任務(wù)的完成,在通過(guò)RUN模式下主機(jī)循環(huán)掃描下執(zhí)行用戶(hù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
PLC的主程序主要由系統(tǒng)初始化程序,水泵電機(jī)啟動(dòng)程序,4臺(tái)水泵電機(jī)的變頻/工頻切換程序,水泵電機(jī)換機(jī)程序模擬量(壓力,頻率)計(jì)算比較程序,和報(bào)警程序等。
(1)初始化程序
在系統(tǒng)開(kāi)始工作的時(shí)候,要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行初始化,即在工作的時(shí)候?qū)φ麄€(gè),先對(duì)各個(gè)部分的當(dāng)前工作狀態(tài)進(jìn)行檢查,報(bào)警處理,以及對(duì)上下頻率,PID控制的各參數(shù)進(jìn)行初始化處理,在初始化最后進(jìn)行中斷連接,系統(tǒng)進(jìn)行初始化是主程序進(jìn)行調(diào)用主程序來(lái)完成的。
(2)增,減泵判斷操作程序
當(dāng)PID調(diào)節(jié)結(jié)果大于或等于變頻運(yùn)行上限頻率時(shí)(或小于變頻運(yùn)行下限頻率)且水泵穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),定時(shí)器記時(shí)5min后執(zhí)行工頻水泵增加一臺(tái)(或減一臺(tái))操作,并產(chǎn)生相應(yīng)的變頻啟動(dòng)脈沖信號(hào)。
(3)水泵軟啟動(dòng)程序
增減泵或倒泵時(shí)復(fù)位變頻器為軟啟動(dòng)做準(zhǔn)備,同時(shí)變頻泵號(hào)加一,并產(chǎn)生當(dāng)前泵工頻啟動(dòng)脈沖信號(hào)和下一臺(tái)水泵變頻啟動(dòng)脈沖信號(hào),延時(shí)后啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)一臺(tái)水泵運(yùn)行連續(xù)超過(guò)3個(gè)小時(shí)后,自動(dòng)倒泵變頻運(yùn)行。
(4) 水泵變頻運(yùn)行控制邏輯程序
各水泵變頻運(yùn)行控制邏輯大體相同,以1#水泵為例進(jìn)行說(shuō)明,第一次上電后,故障消除或產(chǎn)生1#水泵啟動(dòng)脈沖并且系統(tǒng)無(wú)故障產(chǎn)生,未產(chǎn)生復(fù)位1#水泵變頻運(yùn)行信號(hào),當(dāng)1#水泵工作在工頻狀態(tài)時(shí),Q0.1置1,QA2常開(kāi)
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