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PLC+風(fēng)光變頻器的小區(qū)恒壓供水控制應(yīng)用實例

 共同成長888 2013-06-07

PLC+風(fēng)光變頻器的小區(qū)恒壓供水控制應(yīng)用實例

更新時間:2011-03-22 04:03:12  來源: 山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司(原山東風(fēng)光電子有限責(zé)任公司)

核心提示:PLC+風(fēng)光變頻器的小區(qū)恒壓供水控制應(yīng)用實例,摘 要:本文介紹了風(fēng)光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。關(guān)鍵詞:風(fēng)光變頻器 PLC 恒壓供水 Abstract: This articl

摘  要:本文介紹了風(fēng)光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。

關(guān)鍵詞:風(fēng)光變頻器  PLC  恒壓供水

Abstract: This article introduces Fengguang inverter in the some small-unit residential area double constant pressure water supply control application example situation.

Key words: Fengguang inverter   PLC    Constant pressure water supply

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。現(xiàn)將其中的改造情況介紹如下。

  眾所周知,恒壓供水系統(tǒng)對于生活小區(qū)是非常重要的,例如在生活小區(qū)供水過程中,若自來水供水因故壓力不足或短時斷水,可能影響居民生活。又如當(dāng)發(fā)生火警時,若供水壓力不足或無水供應(yīng),不能迅速滅火,可能引起重大損失和人員傷亡。所以,生活小區(qū)采用生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng),具有較大的經(jīng)濟和社會意義。

  基于上述情況,我公司對某生活小區(qū)供水系統(tǒng)進行改造,采用西門子PLC作為主控單元。利用風(fēng)光供水變頻器,根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)可快速調(diào)整供水系統(tǒng)的工作壓力,達到恒壓供水的目的。改造提高了系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性,得到了良好的控制效果。

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二臺泵,平時電磁閥YV2處于失電狀態(tài),關(guān)閉消防管網(wǎng),二臺泵根據(jù)生活用水的多少,按一定的控制邏輯運行,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),二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,二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       56m3/h

揚程       110m

效率       56%

轉(zhuǎn)速       2900r/min

電機功率   37KW

3 系統(tǒng)控制要求

  用戶對二泵生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)的基本要求是:

⑴生活供水時,系統(tǒng)低恒壓運行,消防供水時高恒壓值運行。

⑵二臺泵根據(jù)恒壓的需要,采取先開先停的原則接入和退出。

⑶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。

⑷二臺泵在啟動時都要有軟啟動功能。

⑸要有完善的報警功能。

⑹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)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-BP32-37F(37KW)風(fēng)光供水變頻器拖動用戶水泵。

(2)PLC選型

控制系統(tǒng)的IO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

I0.0

水池下限信號

SLL

I0.1

水池上限信號

SLH

I0.2

變頻器報警信號

SU

I0.3

消鈴按鈕

SB7

I0.4

試燈按鈕

SB8

I0.5

水壓低信號

SY1

I0.6

水壓高信號

SY2

I0.7

 

 

 

輸出信號

1#泵工頻運行接觸器及指示燈

KM1,HL1

Q0.0

1#泵變頻運行接觸器及指示燈

KM2,HL2

Q0.1

2#泵工頻運行接觸器及指示燈

KM3,HL3

Q0.2

2#泵變頻運行接觸器及指示燈

KM4,HL4

Q0.3

變頻器開停機控制

KA2

Q0.5

生活/消防供水轉(zhuǎn)換電磁閥、壓力轉(zhuǎn)換

YV2

KA1

Q1.0

水池水位下限報警指示燈

HL5

Q1.1

變頻器報警指示燈

HL6

Q1.2

火災(zāi)報警指示燈

HL7

Q1.3

報警電鈴

HA

Q1.4

 

②PLC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入繼電器出)1臺,加上擴展模塊EM222(8繼電器輸出)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,也可以采用遠傳壓力表。在本例中采用遠傳壓力表,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。二臺電機分別為M1、M2。接觸器KM1、KM3,分別控制M1、M2的工頻運行;接觸器KM2、KM4,分別控制M1、M2的變頻運行;FR1、FR2分別為二臺水泵電機過載保護用的熱繼電器;QS1、QS2和QS3分別為變頻器和二臺泵電機主電路的隔離開關(guān);FU1、FU2為主電路的熔斷器;BPQ為風(fēng)光供水專用變頻器。

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SB1~SB6控制二臺泵的起/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HL8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:

表2

器件地址

功   能

 

器件地址

功   能

VB400

變頻工作泵的泵號

 

M0.4

復(fù)位當(dāng)前變頻泵運行脈沖

VB401

工頻運行泵的臺數(shù)

 

M0.5

當(dāng)前泵工頻運行啟動脈沖

VD410

倒泵時間存儲器

 

M0.6

新泵變頻啟動脈沖

T33

工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制

 

M2.0

泵工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制

T34

工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制

 

M2.1

泵工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制

T37

工頻泵增泵判斷時間控制

 

M2.2

泵工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制

T38

工頻泵減泵判斷時間控制

 

M3.0

故障信號匯總

T39

工/變頻轉(zhuǎn)換邏輯控制

 

M3.1

水位下限故障邏輯

M0.0

故障結(jié)束脈沖信號

 

M3.2

水位下限故障消鈴邏輯

M0.1

泵變頻啟動脈沖

 

M3.3

變頻器故障消鈴邏輯

M0.2

-

 

M3.4

火災(zāi)消鈴邏輯

M0.3

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)的風(fēng)光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20Hz, 運行上限頻率設(shè)為50Hz。

(2)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,延長了泵和閥門等的使用壽命,消除了啟動和停機時的水錘效應(yīng)。供水控制系統(tǒng)提高了小區(qū)的供水質(zhì)量。各項控制指標(biāo)達到了用戶的要求。風(fēng)光變頻器在小區(qū)恒壓供水改造效果是明顯的,改造是成功的。

參考文獻

[1]山東新風(fēng)光電子用戶使用手冊  山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司。

 

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