变频调速恒压供水控制系统 摘要:本论文设计了利用PLC控制变频器来带动水泵运行的变频调速恒压供水控制系统,该系统主要由PLC,变频器,传感器,水泵组成。实现了对水压、水位、流量、电机保护的功能,保证了随时供水系统维持在最佳运行状况。
关键词:恒压供水;PLC;变频器
引言
传统的生活及生产供水的方法是通过建造水塔维持水压。但是,建造水塔需要花费财力,水塔还会造成水的二次污染。那么,可不可以不借助水塔来实现恒压供水呢?当然可以,但是要解决水压随用水量的大小变化的问题,通常的办法是:用水量大时,增加水泵数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变,用水量小时又需做出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路。交流变频器的诞生和PLC的运用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。
以往的变频恒压供水系统在水压高时,通常是采用停变频泵,再将变频器以工频运行方式切换到正在以工频运行的泵上进行调节。这种切换的方式理论上要比直接切工频的方式先进,但其容易引起泵组的频繁启停,从而减少设备的使用寿命。而在该系统中,直接停工频泵,同时由变频器迅速调节,只要参数设置合适,即可实现泵组的无冲击切换,使水压过渡平稳,有效的防止了水压的大范围波动及水压太低时的短时缺水现象,提高了供水品质。
恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率,而达到调节水泵转速改变水泵出口压力,比靠调节阀门的控制水泵出口压力的方式,具有降低管道阻力大大减少截流损失的效能。由于变量泵工作在变频工况,在其出口流量小于额定流量时,泵转速降低,减少了轴承的磨损和发热,延长泵和电动机的机械使用寿命。实现恒压自动控制,不需要操作人员频繁操作,降低了人员的劳动强度,节省了人力。
水泵电动机采用软启动方式,按设定的加速时间加速,避免电动机启动时的电流冲击,对电网电压造成波动的影响,同时也避免了电动机突然加速造成泵系统的喘振。
由于变量泵工作在变频工作状态,在其运行过程中其转速是由外供水量决定的,故系统在运行过程中可节约可观的电能,其经济效益是十分明显的。正因为此,系统具有收回投资快,而长期受益,其产生的社会效益也是非常巨大。
在实际应用中,采用PLC控制恒压供水,还能容易地随时修改控制程序,以改变各元件的工作时间和工作状况,满足不同情况要求。与继电器或硬件逻辑电路控制系统相比,PLC控制系统具有更大的灵活性和通用性。
毕业设计说明书目录
1 引言 13
2 方案设计 14
2.1系统设计 14
2.2系统控制功能实现 14
2.3系统操作说明 16
3 系统硬件设计 21
3.1 水泵的工作原理 21
3.2 主控电路设计 21
4. 系统软件设计 23
4.1程序流程图 23
4.2程序 24
5 元件介绍 28
5.1 PLC基本结构 28
5.2 变频器 29
6.系统调试 31
6.1 安装调试 31
6.2 故障处理 31
故障处理
6.2.1 故障报警
当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压、差压等情况时,系统皆能发出声响报警信号;特别是当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压时,系统还会自动停机,并发出声响报警信号,通知维修人员前来维修。此外,变频器故障时,系统自动停机,此时可切换至手动方式保证系统不间断供水。
6.2.2水泵检修
为维护和检修水泵,要求在系统正常供水状态下,在一段时间间隔内使某一台水泵停运,系统设有水泵强制备用功能(硬件备用),可随意备用某一台水泵,同时不影响系统正常运行;为了使水泵进行轮休,系统还设有软件备用功能(钟控功能,由时间控制器实现),工作泵与备用N泵具有周期定时切换功能,周期间隔由时间控制器设定为1小时每次~96小时每次连续可调。