TAGS標簽： |
|
1、引 言 在工業(yè)現(xiàn)場控制領(lǐng)域，可編程控制器（PLC）一直起著重要的作用。供水設(shè)備是為解決由于壓力不足，無法到達用戶用水的高度或流，而專門研發(fā)設(shè)計的新型環(huán)保節(jié)能的專業(yè)設(shè)備。隨著國家在供水行業(yè)的投資力度加大，水廠運行自動化水平不斷提高，PLC在供水行業(yè)應(yīng)用逐步增多。觸摸屏與PL C、PID配套使用，使得PLC的應(yīng)用更加靈活，同時可以設(shè)置參數(shù)(parameter)、顯示數(shù)據(jù)、以動畫等形勢描繪自動化過程(guò chéng)，使得PLC的應(yīng)用可視化。恒壓供水設(shè)備設(shè)備由氣壓罐、水泵及電控系統(tǒng)三部分組成，其突出優(yōu)點是，不需建造水塔，投資小、占地少，布置靈活，建成投產(chǎn)快。采用水氣自動調(diào)節(jié)、自動運轉(zhuǎn)、節(jié)能與自來水自動并網(wǎng)，停電后仍可供水，調(diào)試后不需看管。 ZYH變頻恒壓供水設(shè)備成為供水行業(yè)的一個主流，是保證供水管網(wǎng)在恒壓狀態(tài)的重要手段�，F(xiàn)代變頻器完善的網(wǎng)絡(luò)通信功能，為電機的同步運行，遠距離集中控制和在線監(jiān)控等提供了必要的支持。通過(tōng guò)與PLC連接的觸摸屏，可以使控制更加形象、直觀，操作更加簡單、方便。組合應(yīng)用PL C、觸控屏及變頻器（Variable-frequency Drive)PID，采用通信方式對變頻器進行控制來實現(xiàn)變頻恒壓供水。 2、變頻恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由PL C、變頻器（Variable-frequency Drive)、觸控屏、壓力表、動力及控制線路以及泵組組成。用戶可以通過(tōng guò)觸摸屏了解(Find out)和控制系統(tǒng)(system)的運行控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，也可以通過控制柜裝飾面板上的指示燈和按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)來了解和控制系統(tǒng)的運行。通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力變送器，把出口壓力信號變成4～20 mA或0～10 V標準信號送入PLC內(nèi)置的PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)PID運算與給定壓力參數(shù)進行比較，輸出運行頻率到變頻器�？刂葡到y(tǒng)由變頻器控制水泵（water pump）的轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)供水量，根據(jù)用水量的不同，PLC頻率輸出給定變頻器的運行頻率，從而調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，達到恒壓供水。PLC設(shè)定的內(nèi)部程序驅(qū)動I/O端口開關(guān)量的輸出來實現(xiàn)切換交流接觸器組，以此協(xié)調(diào)投入工作的水泵電機臺數(shù)，并完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。通過調(diào)整投入工作的電機臺數(shù)和控制電機組中一臺電機的變頻轉(zhuǎn)速，使系統(tǒng)管網(wǎng)的工作壓力始終穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒有變動)，進而達到恒壓供水的目的。 3、變頻恒壓供水設(shè)備(shèbèi)工作原理 變頻恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)有手動和自動兩種運行方式。手動方式時，通過觸摸屏或控制柜上的啟動和停止按鈕控制水泵（water pump）運行，可根據(jù)需要分別控制1�！�3＃泵的啟停，該方式主要供設(shè)備調(diào)試、自動有故障和檢修時使用。自動運行時，首先由1＃水泵變頻運行控制，變頻器（Variable-frequency Drive)輸出頻率從0 HZ上升，同時PID調(diào)節(jié)器把接收的信號與給定壓力比較運算后送給變頻器控制。如壓力不夠，則頻率上升到50 HZ，由PLC設(shè)定的程序驅(qū)動I/O端口開關(guān)量的輸出來實現(xiàn)切換交流接觸器組，使得1＃泵變頻迅速切換為工頻，2＃泵變頻啟動，若壓力仍達不到設(shè)定壓力，則2＃泵由變頻切換成工頻，3＃泵變頻啟動；如用水量減少，PLC控制從先起的泵開始切除，同時根據(jù)PID調(diào)節(jié)參數(shù)使系統(tǒng)平穩(wěn)運行，始終保持管網(wǎng)壓力。 若有電源瞬時停電的情況(Condition)，則系統(tǒng)停機，待電源恢復(fù)正常后，人工啟動，系統(tǒng)自動恢復(fù)到初始狀態(tài)開始運行。變頻自動功能是該系統(tǒng)最基本的功能，系統(tǒng)自動完成對多臺泵的啟動、停止、循環(huán)變頻的全部操作過程。 4、變頻恒壓供水設(shè)備(shèbèi)參數(shù)的設(shè)置 在進行通信之前必須對PL C、觸摸屏和變頻（frequency conversion)器的通訊參數(shù)進行正確設(shè)置。本系統(tǒng)定義為Modbus協(xié)議，波特率為9600，數(shù)據(jù)（data)位為8，無校驗，停止位為1。變頻器除設(shè)置通信參數(shù)外，還需啟用“自由停車”以保護電機。 5、變頻恒壓供水設(shè)備控制系統(tǒng) 該變頻恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)采用ABB510變頻器，繼電器輸出，PLC編程采用PLC的專用編程軟件，軟件提供完整的編程環(huán)境，可進行離線編程、在線連接和調(diào)試。供水設(shè)備是為解決由于壓力不足，無法到達用戶用水的高度或流，而專門研發(fā)設(shè)計的新型環(huán)保節(jié)能的專業(yè)設(shè)備。為了提高整個系統(tǒng)的性價比，該系統(tǒng)采用可編程控制器的開關(guān)量輸入輸出來控制電機的起停、自動投入、定期切換，供水泵（water pump）的變頻及故障的報警等，而且通過(tōng guò)PLC內(nèi)置的PID給定電機的轉(zhuǎn)速、設(shè)定壓力、頻率(frequency)、電流(Electron flow)、電壓等模擬信號量。 以往的變頻恒壓供水系統(tǒng)在水壓高時，通常采用停變頻泵，再將變頻器以工頻運行方式方法切換到正在以工頻運行的泵上進行調(diào)節(jié)。這種切換的方式理論上要比直接切換工頻的方式先進，但其容易引起泵組的頻繁起停，從而減少設(shè)備的使用壽命。而在該系統(tǒng)中采用直接停工頻泵的運行方式，同時由變頻器迅速調(diào)節(jié)，只要參數(shù)(parameter)設(shè)置合適，即可實現(xiàn)泵組的無沖擊切換，使水壓過渡平穩(wěn)，有效的防止了水壓的大范圍波動及水壓太低時的短時間缺水的現(xiàn)象控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，提高了供水品質(zhì)。 6、觸摸屏界面設(shè)計和運行操作 第一步：確認接通觸摸屏電源，進入觸摸屏歡迎界面，如圖1。 在歡迎界面中用一個手指輕壓“進入系統(tǒng)”，進入“參數(shù)(parameter)設(shè)置主畫面”，如圖 2。 7、結(jié)束語 該變頻恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)采用PLC和變頻器結(jié)合，系統(tǒng)運行平穩(wěn)可靠，實現(xiàn)了真正意義上的無人職守的全自動循環(huán)切泵、變頻運行，保證了各臺水泵運行效率的最優(yōu)和設(shè)備的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)啟動平穩(wěn)，消除了啟動大電流沖擊，由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可增加泵的使用壽命，可以消除啟動和停機時的水錘效應(yīng)。通過觸摸屏上的組態(tài)畫面就可進行供水壓力的設(shè)定，監(jiān)視設(shè)備運行狀況同時可以查詢設(shè)備故障信息，大大提高恒壓供水系統(tǒng)的自動化水平及對現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控能力。 |
