基于PLC 及變頻器的一拖五供水控制系統(tǒng)應(yīng)用

0 引言

本文是針對某生活小區(qū)實(shí)際情況，結(jié)合用戶生活/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?，F(xiàn)將其中的改造情況介紹如下，供讀者參考。

1 用戶現(xiàn)場情況

現(xiàn)場供水情況如圖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(dòng)把水注滿儲水水池，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較近。生活用水和消防用水共用5 臺泵，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 臺泵供消防用水使用，并維持消防用水的高恒壓值?；馂?zāi)結(jié)束后，5 臺泵改為生活供水使用。

水泵現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)如下。

型號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

2 系統(tǒng)控制要求

用戶對5 臺泵生活/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 臺泵根據(jù)恒壓的需要，采取先開先停的原則接入和退出;

3)在用水量小的情況下，如果一臺泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)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(shí)間過長;

4)5 臺泵在啟動(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用供水變頻器，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，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、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、輸出信號的名稱、代碼及地址編號，如表1所列。水位上、下限信號分別為I0.1、I0.2。

2)PLC系統(tǒng)選型系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)8 個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)14 個(gè)，選用西門子主機(jī)CPU222(8 入6 繼電器輸出)1 臺，加上擴(kuò)展模塊EM222(8 繼電器輸出)1臺，即可滿足用戶供水控制要求。

3.3 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(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 臺水泵電機(jī)過載保護(hù)用的熱繼電器;

QS1、QS2、QS3、QS4、QS5、QS6 分別為變頻器和5 臺泵電機(jī)主電路的隔離開關(guān);FU1、FU2、FU3、FU4、FU5為主電路的熔斷器;BPQ為風(fēng)光供水專用變頻器。

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SB1~SB12 控制5 臺泵的起/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。

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