《2022年PLC的变频调速恒压供水系统毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年PLC的变频调速恒压供水系统毕业设计.docx（30页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、封面作者： PanHongliang仅供个人学习烟台工程职业技术学院机电 系机电一体化专业 2021级毕业设计（论文）姓名张凯学号 2021060196指导老师（签名）二年月 日烟台工程职业技术学院毕业设计（论文诚信承诺书本人谨慎承诺：我所撰写的设计（论文）是在老师的指导下自主完成，没有剽窃或抄袭他人的论文或成果；如有剽窃、抄袭，本人情愿为由此引起的后果承担相应责任；毕业论文（设计）的争论成果归属学校全部；同学签名：张凯20 年 月 日题 目:PLC 的恒压供水系统设计摘要随着人民生活水平的日趋提高，新技术和先进设备的应用，使给供水设计得到了进展的机遇；于是挑选一种符合各方面规范、卫生安全而又
2、经济合理的供水方式，对我们给供水设计带来了新的挑战；本系统采纳PLC进行规律掌握，采纳带PID 功能的变频器进行压力调剂，系统存在工作牢靠，使用便利，压力稳固，无冲击等优越性； 本设计恒压变频供水设备由PLC、变频器、传感器、低压电气掌握柜和水泵等组成；通过 PLC、变频器、继电器、接触器掌握水泵机组运行状态, 实现管网的恒压变流量供水要求；设备运行时, 压力传感器不断将管网水压信号变换成电信号送入PLC,经PLC运算处理后 , 获得正确掌握参数 , 通过变频器和继电器掌握元件自动调整水泵机组高效率地运行；供水系统的监控主要包括水泵的自动启停掌握、供水压力的测量与调节、系统主管道水压的；系统水
3、处理设备运转的监视、掌握；故障及反常状况的报警等；现场监控站内的掌握器按预先编制的软件程序来满意自动掌握的要求，即依据供 水管的高 /低水压位信号来掌握水泵的启 /停及进水掌握阀的开关，并且进行溢水和枯水的预警等；文中具体介绍了所选PLC 机、变频器、传感器的特点、各高级单元的使用及设定情形，给出了系统工作流程图、程序设计流程图及设计程序；关键词：可编程掌握器；变频器；传感器目录1 前言 21.1 供水系统进展过程及现状 21.2 供水系统的概述 21.2.1 变频恒压供水系统主要特点：21.2.3 恒压供水设备的主要应用场合：31.2.4 恒压供水技术实现： 32 系统总体设计方案 42.1
4、 系统设计方案 42.1.1 系统掌握要求 42.1.2 掌握方案 42.1.3 运行特点 52.1.4 系统方案 52.2 可编程掌握器 PLC的特点及选型 72.2.1 PLC特点及应用 72.2.2 可编程掌握器的选型 72.3 变频器选型及特点 182.3.1 ABB 产品信息： 82.3.2 变频节能理论： 82.3.3 变频恒压供水系统及掌握参数挑选：92.3.4 变频恒压供水系统的优点及表达 102.4 远传压力表 112.4.1 主要技术指标 112.4.2 结构原理 122.5 系统掌握流程设计 122.5.1 系统组成及作用 122.5.2 系统运行过程 123 软件设计
5、错误！未定义书签；3.1 系统中检测及掌握开关I/O 安排 143.2 流程图错误！未定义书签；3.4 程序设计： 错误！未定义书签；4. 节能实例运算 185. 结论错误！未定义书签；致谢 46参考文献 471 前言1.1 供水系统进展过程及现状一般规定城市管网的水压只保证6 层以下楼房的用水，其余上部各层均须“提升”水压才能满意用水要求；以前大多采纳传统的水塔、高位水箱，或气 压罐式增压设备，但它们都必需由水泵以高出实际用水高度的压力来“提升” 水量，其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗；自从变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用；变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用；变频
6、调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90 岁月初开始经受了一次飞跃；恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调剂系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满意用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统；在实际应用中得到了很大的进展；随着电力电子技术的飞速进展，变频器的功能也越来越强；充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着特别重要的意义；新型供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比，不论是设备的投资，运行的经济性，仍是系统的稳固性、牢靠性、自动化程度等方面
7、都具有无法比拟的优势，而且具有显著的节能成效；恒压供水调速系统的这些优越性，引起国内几乎全部供水设备厂家的高度重视，并不断投入开发、生产这一高新技术产品；目前该产品正向着高牢靠性、全数字化微机掌握，多品种系列化的方向发展；追求高度智能化，系列标准化是将来供水设备适应城镇建设成片开发智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必定趋势；在短短的几年内，调速恒压供水系统经受了一个逐步完善的进展过程，早期的单泵调速恒压系统逐步为多泵系统所代替；虽然单泵产品系统设计简易牢靠，但由于单泵电机深度调速造成水泵、电机运行效率低，而多泵型产品投资更为节约，运行效率高，被实际证明是最优的系统设计，很快进展成为主导产品
8、；1.2 供水系统的概述1.2.1 变频恒压供水系统主要特点：1、节能，可以实现节电 20%-40%，能实现绿色用电；2、占地面积小，投入少，效率高；3、配置敏捷，自动化程度高，功能齐全，敏捷牢靠；4、运行合理，由于是软起和软停，不但可以排除水锤效应，而且电机轴上的平均扭矩和磨损减小，削减了修理量和修理费用，并且水泵的寿命大大提高；5、由于变频恒压调速直接从水源供水，削减了原有供水方式的二次污染，防止了很多传染疾病的传染源头；6、通过通信掌握，可以实现无人值守，节约了人力物力；1.2.2 传统定压方式的弊病：1、治理不便、因与大气连通易引起的管道腐蚀；2. 由于水箱内微生物、藻类孳生，仍可能对
9、系统造成二次污染，所以每年定压水箱都需定期爱护，并由卫生防疫部门检验；3. 定压水箱需占用较大空间，需要特地的地点来放置；4. 高位定压水箱系统的掌握靠投入泵的台数来调剂，但这种调剂方式不能做到供水量和用水量的正确匹配，水泵长期偏离高效区工作，效率低下；5. 系统频繁的起停泵，对水泵、电机及开关器件都会缩短使用寿命；6. 使用高位水箱供水，在系统流量较大时，管网压力会有较大的变化，造成部分用户资用压头不够，显现诸如流量不足、冷热不均等情形；7. 在供水泵的选型上，设计人员为了提高系统安全系数，电机选型都较大；在用水负荷较小或低区采纳减压阀、节流孔板等来调剂剩余水头时，大量的能量消耗在阀上，都造
10、成电能的铺张；1.2.3 恒压供水设备的主要应用场合：1. 高层建筑，城乡居民小区，企事业等生活用水；2. 各类工业需要恒压掌握的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等；3. 中心空调系统；4. 自来水厂增压系统；5. 农田浇灌，污水处理，人造喷泉；6. 各种流体恒压掌握系统；1.2.4 恒压供水技术实现：通过安装在管网上的压力传感器，把水压转换成4 20mA的模拟信号，通过变频器内置的 PID掌握器，来转变电动水泵转速；当用户用水量增大，管网压力低于设定压力时，变频调速的输出频率将增大，水泵转速提高，供水量加大，当达到设定压力时，电动水泵的转速不再变化，使管网压力恒定在设定压力上；反之亦
11、然；目前沟通电机变频调速技术是一项业已广泛应用的节能技术；由于电子技术的飞速进展，变频器的性能有了极大提高，它可以实现掌握设备软启软停， 不仅可以降低设备故障率，仍可以大幅削减电耗，确保系统安全、稳固、长周期运行；长期以来区域的供水系统都是由市政管网经过二次加压和水塔或天面水池来满意用户对供水压力的要求；在小区供水系统中加压泵通常是用最不利用水点的水压要求来确定相应的扬程设计，然后泵组依据流量变化情形来选配，并确定水泵的运行方式；由于小区用水有着季节和时段的明显变化，日常供水运行掌握就常采纳水泵的运行方式调整加上出口阀开度调剂供水的水量水压，大量能量因消耗在出口阀而铺张，而且存在着水池“二次污
12、染”的问题；变频调速技术在给水泵站上应用，胜利地解决了能耗和污染的两大难题；2 系统总体设计方案2.1 系统设计方案2.1.1 系统掌握要求恒压供水掌握系统的基本掌握要求是：采纳电动机调速装置与可编程掌握器PLC构成掌握系统，进行优化掌握泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环掌握，在管网流量变化时达到稳固供水压力和节约电能的目的；系统的掌握目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU运算处理后，发出掌握指令，掌握泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳固在设定的压力值上；2.1.2 掌握方案在住宅
13、小区水厂的管网系统中，由于管网是封闭的，泵站供水的流量是由用户用水量打算的，泵站供水的压力以满意管网中压力最不利点的压力缺失P 和流量 Q之间存在着如下关系：P=KQ2；式中K一为系数设 PL为压力最不利点所需的最低压力，就泵站出口总管压力P应按下式关系供水，就可满意用户用水的要求压力值，又有正确的节能成效；P=PL+ P=PL+KQ2因此供水系统的设定压力应当依据流量的变化而不断修正设定值，这种恒 压供水技术称为变量恒压供水，即供水系统最不利点的供水压力为恒值而泵站 出口总管压力连续可调；典型的自动恒压供水系统的结构框图如下列图；系统 具有掌握水泵出口总管压力恒定、变流量供水功能，系统通过安
14、装在出水总管 上的压力传感器，实时将压力、流量非电量信号转换为电信号，输入至可编程 掌握器 PLC的输入模块，信号经 CPU运算处理后与设定的信号进行比较运算， 得出正确的运行工况参数，由系统的输出模块输出规律掌握指令和变频器的频 率设定值，掌握泵站投运水泵的台数及变量泵的运行工况，并实现对每台水泵 的调剂掌握；2.1.3 运行特点以4台水泵的恒压供水系统为例，系统在自动运行方式下，可编程掌握器掌握变频器、软启动 1#泵，此时 1#泵进入变频运行状态，其转速逐步上升，当供水量Q1/3Qma时x Qmax为4台水泵全部工频运行时的最大流量 ，可编程掌握器CPU依据供水量的变化自动调剂 1#泵的运
15、行转速，以保证所需的供水压力；当用 水量Q在1 3QmaxQ2 3Qmax之间时， 1#泵已不能满意用户所需的用水量，这 时可编程掌握器发出指令将 1#泵转为工频运行，并软启动 2#泵，使 2#泵进入变频运行工况， 2#泵的运行转速由用户用水量打算，以保证供水系统最不利点所需的供水压力；当外需供水量 Q为2 3QmaxQQm时ax，可编程掌握器发出指令再将2#泵置于工频运行状态，同时软启动3#泵进入变频运行工况，此时 3#泵的运行转速由用户的用水量确定，以保证供水系统最不利点的供水压力恒定；2.1.4 系统方案目前，住宅小区变频恒压供水系统设计方案主要采纳“一台变频器掌握一台水泵” 即“一拖一
16、” 的单泵掌握系统和“一台变频器掌握多台水泵” 即“一拖 N” 的多泵掌握系统；随着经济的进展，现在也有采纳“二拖三”、“二拖四”、“三拖五”的进展趋势；“一拖N”方案虽然节能成效略差，但独有投资节约，运行效率高的优势；具有变频供水系统启动平稳，对电网冲击小，降低水泵平均转速，排除“水锤效应”，延长水泵阀门、管道寿命，节约能源等优点，因此目前仍被普遍采纳；（一） . “一拖 N”多泵系统的一般掌握要求（1） 多泵循环运行程序掌握以“一拖三”为例 : 先由变频器启动 1#水泵运行，如工作频率已达到变频器的上限值 50Hz而压力仍低于规定值时，将 1#水泵切换成工频运行，此时变频器的输出频率快速下
17、降为 0，然后启动 2#水泵，供水系统处于“ 1工1变”的动行状态；如变频器再次达到上限值 50Hz而压力仍低于规定值时，将 2#水泵也切换成工频运行，再由变频器去启动 3#水泵，供水系统处于“ 2工1变”的运行状态；反之，如变频器工作频率已下降至下限值 一般设定为 2535Hz而压力仍高于规定值时，令 1#水泵停机，供水系统又处于“ 1工1变”的运行状态；如变频器工作频率又降至下限值而压力仍高于规定值时，令2#水泵停机，系统回复到 1台水泵变频运行状态；如此循环不已；其他的“一拖N”程序掌握，依此类推；（2） 设置换机间隙时间当水泵电机由变频切换至工频电网运行时，必需延时几秒进行定速运行后接
18、触器才能自动合闸，以防止操作过电压；而当水泵电机由工频切换至变频器供电运行时，也必需延时几秒后接触器再闭合，以防止电动机高速运转产生的感应电动势损坏变频器；延时时间依据水泵电机的功率而定: 功率越大，时间越长，一般取值 23s；（3） 确保触点相互联连锁在电路设计和 PLC可编程掌握器 程序设计中，掌握每台水泵“工频- 变频”切换的两台接触器的帮助触点或者PLC内部“软触点”必需相互联锁，以保证牢靠切换，防止变频器 UVW输出端与工频电源发生短路而损坏；为杜绝切换时 接触器主触点意外熔焊、帮助触点误动作而损坏变频器的事故，最好采纳两台连体、机械和电气双重联锁的接触器，如德力西公司的CJX2-N
19、型联锁接触器等；（4） 水泵轮换启动掌握可以自由设置水泵启动次序 : 可设置成 1#水泵先启动，也可设置 2#、3#或N#水泵先启动；全部水泵平均使用，能有效防止个别水泵可能长期不用时发生的锈死现象；（5） 设置定时换机时间在水泵群中，定时切换运行时间最长的水泵，以保证全部水泵的均衡使用；（6） 变频器或 PLC带有PID调剂器PID 比例- 积分- 微分 调剂器的积分环节 I 即积分时间 调整应合理 : 时间太短，就系统动态响应快，反应灵敏，但易产生振荡，水泵来回切换；时间太长，就当压力发生急剧变化时，系统反应过慢，简洁产生压力过高，导致管道爆裂；（二） . 常用的“一拖 N”多泵系统掌握方
20、式（1）变频器 +PLC这种配置不仅可以敏捷地实现上述掌握，而且可以实现更多复杂的掌握； 缺点是需要专业技术人员编制并现场调试PLC程序，安装调试费工、费时，设备投资也较大；（2）变频器 +专业供水掌握器最近，有的厂家特地为变频恒压供水研制了能实现上述掌握要求的专业供水掌握器，操作简洁，调试便利，功能齐全，产品价格也与“变频器+PLC”接近；2.2 可编程掌握器 PLC 的特点及选型2.2.1 PLC 特点及应用可编程掌握器（ ProgrammableLogicController ）是运算机技术与自动化掌握技术相结合而开发的一种适用工业环境的新型通用自动掌握装置，是作为传统继电器的替换产品而
21、显现的；它采纳一种可编程的储备器，在其内部储备执行规律运算、次序掌握、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来掌握各种类型的机械设备或生产过程；随着微电子技术和运算机技术的迅猛进展，可编程掌握器更多地具有了计算机的功能，不仅能实现规律掌握、定时掌握、计数掌握、次序 步进 掌握， 仍具有了模拟量掌握、闭环过程掌握、数据处理和通信联网等功能；由于可编程掌握器可通过软件来转变掌握过程，并且编程简洁，同时采纳了模块化结构设计，易于扩展和拆装，因而具有体积小，功耗低，牢靠性高， 组装爱护便利，掌握功能完善和抗干扰才能强等特点，已广泛应用于工业掌握的各个领域，成为当今自动化电气掌握
22、的主流；2.2.2 可编程掌握器的选型1. 本设计的主要掌握过程是利用可编程掌握器的A/D,D/A模块和可编程掌握器内置的掌握模块来掌握水泵电机的切换从而调剂供水管中水的压力；整个掌握系统除了用到 PLC规律掌握、定时掌握和计数掌握等基本掌握功能外，关键是要用到 PLC的高级掌握单元，主要包括 A/D、D/A单元等；现代大中型的 PLC一般都配备了特地的 A/D和D/A转换模块，可以将现场需要掌握的模拟量通过 A/D模块转换为数字量，经微处理器运算处理后，再通过D/A 模块转换，变成模拟量去掌握被控对象；但现在考虑到系统的安装以及成本问题，故本系统供水泵的自动掌握采纳的是日本欧姆龙公司的PLC
23、，机器型号为CPM2A-30CDR和-A模拟量掌握模块 CPM1A-MAD；02其特性简介如下： 2.CPM2A为系统供应了众多的功能. 高速计数器能便利地测量高速运动的加工件；. 同步脉冲掌握可便利地调整时间；. 带高速扫描和高速中断的高速处理；. 可便利地与 OMRO的N PT相连接，为机器操作供应一个可视化界面；小机壳内聚集了先进的功能和优异的表现；为食品包装行业，传送设备和紧凑型设备的制造商供应更优越的性能和更高的附加值；. 通过脉冲输出可实现很多基本的位置掌握；. 可进行分散掌握和模拟量掌握；2.3 变频器选型及特点变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我 国
24、供水行业的技术装备水平从90 岁月初开头经受了一次飞跃；恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调剂系统的运行参数，在用 水量的变化自动调剂系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满 足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统；2.3.1 ABB 产品信息：ACS400变频器在 2.2-37KW 的功率范畴内，节约能源，掌握精确 , 安全牢靠 , 铸铝件和塑料件的使用 , 保证了足够的加工精度 ,ACS400 预置了九种应用宏 . 主电源： 230 500V50/60HZ 掌握电源： 115 230V. 在励磁部分中采纳了最新的IGBT 掌握技术，不再需要磁场电压
25、匹配变压器，磁场进线熔断器和电抗器也已集成在 DCS400模块中；由于磁场部分采纳了三相进线供电方式，且直接取自为电枢供电的三相电源，因而DCS400不再需要单独的磁场电源进线； DCS400拥有多种调试工具；在调试向导的引导下进行参数设定，加上全部的自优化调试过程， DCS400的典型调试时间为 15 分钟；2.3.2 变频节能理论：1. 沟通电机变频调速原理：沟通电机转速特性： n=60f1-s/p ，其中 n为电机转速， f 为沟通电频率， s 为转差率， p为极对数；电机选定之后 s、p就为定值，电机转速 n和沟通电频率 f 成正比，使用变频器来转变沟通电频率，即可实现对电机变频无级调
26、速；2. 各类工业需要恒压掌握的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等；流量与转速成正比：转矩与转速的平方成正比： 功率与转速的三次方成正比：而且变频调速自身的能量损耗极低，在各种转速下变频器输入功率几乎等于电机轴功率，由此可知在使用变频调速技术供水时，系统中流量变化与功率的关系：变 3额 3额采纳出口阀掌握流量的方式，电机在工频运行时，系统中流量变化与功率的关系：阀（0.4+0.6 ）额其中，为功率为转速为流量例如设定当前流量为水泵额定流量的，就采纳变频调速时 变 额 0.216 额 ，而采纳阀门掌握时 阀（ 0.4+0.6 ） 额流量节电量10009022.58041.87061.56
27、071.65082.10.76 额，节电（ 阀- 变） 阀* 71.6 ；由此可见从 理论运算 结果可以 看到节能 成效特别显著，而 且在实际运行中小区变频恒压供水技术比传统的加压供水系统仍有自动掌握恒压、无污染等明显优势；而且新型的小区变频恒压供水系统能自动地掌握一至多台主泵和一台休眠泵的运行；在管网用水量削减到单台主泵流量的约1/6-1/8 时，系统自动停止主泵，启动小功率的休眠泵工作，保证系统小流量供水，解决小流量甚至零流量供水时大量电能的铺张问题，从运行掌握上进一步节能；2.3.3 变频恒压供水系统及掌握参数挑选：1. 变频恒压供水系统组成小区变频恒压供水系统通常是由水池、离心泵（主泵
28、+休眠泵）、压力传感器、PID调剂器、变频器（主泵 +休眠泵）、管网组成；工作流程是利用设置在管网上的压力传感器将管网系统内因用水量的变化引起的水压变化，准时将信号（ 4-20mA或 0-10V）反馈 PID调剂器， PID调剂器对比设定掌握压力进行运算后给出相应的变频指令，转变水泵的运行或转速，使得管网的水压与掌握压力一样；2. 变频恒压供水系统的参数选取（ 1）、合理选取压力掌握参数，实现系统低能耗恒压供水；这个目的的实现关键就在于压力掌握参数的选取，通常管网压力掌握点的挑选有两个：一个就是管网最不利点压力恒压掌握，另一个就是泵出口压力恒压掌握；两者如何挑选，我们来简洁分析一下（如变频器掌
29、握原理图示）管网最不利点压力恒定时，管网用水量由 QMA减X 少到 Q1，水泵降低转速，与用水管路特性曲线A（不变）相交于点 C，水泵特性曲线下移，管网最不利点压力H0；而泵出口压力恒压掌握时，就 Ha不变，用水量由 QMA减X 少到 Q1与Ha交于 B点，用水管路特性曲线 A 上移并通过 B点，管网最不利点压力变为 Hb，Hb-H0的扬程差即为能量铺张，所 以挑选管网最不利点的最小水头为压力掌握参数，形成闭环压力自控系统，使得水泵的转速与 PID调剂器设定压力相匹配，可以达到最大节能成效，而且实现了恒压供水的目的；（ 2）、变频器在投入运行后的调试是保证系统达到正确运行状态的必要手段；变频器
30、依据负载的转动惯量的大小，在启动和停止电机时所需的时间不相同，设定时间过短会导致变频器在加速时过电流、在减速时过电压爱护；设定时间过长会导致变频器在调速运行时使系统变得调剂缓慢，反应迟滞，应变才能差，系统易处在短期不稳固状态中；为了变频器不跳闸爱护，现场使用当中的很多变频器加减速时间的设置过长，它所带来的问题很简洁被设备外表的正常而掩盖，但是变频器达不到正确运行状态；所以现场使用时要依据所驱动的负载性质不同，测试出负载的允许最短加减速时间，进行设定；对于水泵电机，加减速时间的挑选在0.2-20 秒之间；2.3.4 变频恒压供水系统的优点及表达1. 高效节能变频恒压供水系统的最显著优点就是节约电
31、能，节能量通常在10-40%；从单台水泵的节能来看，流量越小，节能量越大；2. 恒压供水变频恒压供水系统实现了系统供水压力稳固而流量可在大范畴内连续变化，从而可以保证用户任何时候的用水压力，不会显现在用水高峰期热水器不能正常使用的情形；3. 安全卫生系统实行闭环供水后，用户的水全部由管道直接供应，取消了水塔、天面水池、气压罐等设施，防止了用水的“二次污染”，取消了水池定期清理的工作；4. 自动运行、治理简便新型的小区变频恒压供水系统具备了过流、过压、欠压、欠相、短路爱护、瞬时停电爱护、过载、失速爱护、低液位爱护、主泵定时轮换掌握、密码设定等功能，功能完善，全自动掌握，自动运行，泵房不设岗位，只
32、需派人定期检查、保养；5. 延长设备寿命、爱护电网稳固使用变频器后，机泵的转速不再是长期爱护额定转速运行，削减了机械磨损，降低了机泵故障率，而且主泵定时轮换掌握功能自动定时轮换主泵运行， 保证各泵磨损匀称且不锈死，延长了机泵使用寿命；变频器的无级调速运行， 实现了机泵软启动，防止了电机开停时的大电流对电机线圈和电网的冲击，排除了水泵的水锤效应；6. 占地少、投资回收期短新型的小区变频恒压供水系统采纳水池上直接安装立式泵，掌握间只要安放一到两个掌握柜，体积很小，整个系统占地就特别小，可以节约投资；另外不用水塔或天面水池、掌握间不设专人治理、设备故障率极低等方面都实现了进一步削减投资，运行治理费低
33、的特点，再加上变频供水的节能优点，都打算了小区变频恒压供水系统的投资回收期短，一般约 2 年；2.4 远传压力表本系统采纳 YTT-150 型差动远传压力表，此表适用于测量对钢及铜合金不起腐蚀作用的液体、蒸汽和气体等介质的压力；由于在外表内部设置一滑线电 阻式发送器，故可把被测值以电量值传至远离测量点的二次外表上，以实现集 中检测和远距离掌握；此外， YTT-150 型差动远传压力表既可对所测压力作现场指示又能转换为 0-10mA.DC 或 4-20mA.DC,标准电流信号输出；2.4.1 主要技术指标1. 精确度等级： 1.52. 发送器起始电阻值： 3203. 发送器满度电阻值： 3404
34、004. 发送器接线端外加电压不大于6V5. 滑线电阻式发送器接线图6. 使用环境条件： -40 60，相对湿度不大于85%，且震惊和被测（控） 介质的急剧脉7. 温 度 影响 ： 使 用温 度偏 离 20 5 时 ， 其温 度附 加误 差不 大于0.4%/10 ；2.4.2 结构原理本外表由一个弹簧管压力表和一个滑线电阻式发送器等所组成；外表机械部份的作用原理与一般弹簧管压力表相同；由于电阻发送器系设置在齿轮传动机构上，因此当齿轮传动机构中的扇形齿轮轴产生偏转时，电阻发送器的转臂（电刷）也相应地得以偏转，由于电刷在电阻器上滑行，使得被测压力值的变化变换为电阻值的变化，而传至二次外表上，指示出
35、一相应的读数值；同时，一次外表也指示相应的压力值；2.5 系统掌握流程设计2.5.1 系统组成及作用恒压变频供水设备由变频器、传感器、低压电气掌握柜和水泵等组成；通过变频器和继电器、接触器掌握水泵机组运行状态,实现管网的恒压变流量供水要求；设备运行时 ,压力传感器不断将管网水压信号变换成电信号送入PLC,经PLC运算处理后 ,获得正确掌握参数 ,通过变频器和继电掌握元件自动调整水泵机组高效率地运行；供水系统的监控主要包括水泵的自动启停掌握、水位流量、压力的测量与调剂；使用水量、排水量的测量；污水处理设备运转的监视、掌握；水质检测；节水程序掌握；故障及反常状况的记录等；现场监控站内的控制器按预先
36、编制的软件程序来满意自动掌握的要求，即依据水箱和水池的高/低水位信号来掌握水泵的启 /停及进水掌握阀的开关，并且进行溢水和枯水的预警等；结构如图一：2.5.2 系统运行过程PLC远程压低力压表电监气测控管制网柜供水压力，传其感输器出的模拟量传递变到频器PLC，经过 PLC转换后以模拟量输出的形式传给变频器（压力反馈），变频器依据管网压力的变化调整电机频率；管网压力当前值高于变频器设定时，变频器就会提高其频率；123414 号水泵当前值低于变频器设定时，变频器就会降低其频率；当变频器的运行频率达到50hz时，如此时管网压力仍低，系统将自动启动一台工频泵；当变频器的运行频率降到 10hz时，如此时
37、管网压力仍高，系统将自动摘除一台工频泵；加泵、减泵时均需考虑 30秒的延时，以免电机产生震荡由于变频器采纳的是一拖四的多频掌握系统，四台泵都有可能处于变频的状态；假设 1号泵正处于变频的状态，向 2号泵传递的工作流程如下：1. 先停止变频器的工作；2. 关闭 1号泵的变频接触器3. 接通 2号泵的工频接触器4. 最终在接通变频器变频器掌握原理图在供水系统中， 4台泵的运行状态为一台处于变频而其他泵有可能处于工频；所以，每台泵的供电接触器其上口电源均来自与变频器输出和电网的三相电源；供水管网压力进入PLC，经处理和转换后再由 PLC以模拟量的方式输出，将该输出模拟量信号与变频器的模拟量反馈信号连
38、接，作为变频器对管网压力 的检测；同时，再将变频器输出的频率信号接入PLC，作为频率的检测和掌握缘；变频器中仍有一些开关量的设置，如变频器的启停掌握（由PLC输出的数字点掌握），多台泵运行的连锁掌握（多台泵的手/ 自动转换信号掌握）等；在“变频自动”运行方式下，先利用变频器启动并运行一台泵，同时系统检测供 水管网的实时压力，当供水管网压力低于设定值时（外界用水量增加），系统 完成变频泵频率的上调，当频率到达50Hz时，管网压力仍低就启动第一台工频泵（由 PLC采纳星 / 角启动掌握）；以此类推，次序实现工频泵的加入；当供水管网压力高于设定值时（外界用水量削减），系统完成变频泵频率的下调，当频率
39、到达 10Hz时，管网压力仍高就摘除一台工频泵（由PLC掌握）；以此类推， 次序实现工频泵的摘除；系统采纳定时轮换工作制，其变频的工作次序为1# 2# 3# 4#，当切换时，为了防止工频电源和变频输出短路，必需先将变频器关闭，待外部将其接触器连接好后再开启变频器；工频和变频接触器应有机械上的联锁；4台泵手动掌握系统当需要进行手动掌握时（此时，只可以在工频下运行），由于电动机的功率较大，所以应对其进行降压启动；降压启动的方式采纳的是星/ 角启动掌握；星/ 角启动过程全部由继电规律掌握完成，为了防止主运行接触器与变频掌握接触器一起上电，本方案除了采纳必要的互锁外，仍对主接触器和变频接触器选用了带机
40、械联锁掌握；从根本上杜绝了一起上电的可能性；四台水泵没有严格规定哪一台是特地用于变频，而是采纳了循环换泵运行的特点，所以，其手动掌握也是由四套完全独立的掌握电路组成；4台泵自动掌握系统供水泵的自动掌握系统主要完成供水泵的工频、变频自动运行；其掌握包括1 4号泵的工频、变频接触器、报警灯、报警器、变频器启停掌握等；图三1号、2号泵的手动星 / 角启动电路图四3号、4号泵的手动星 / 角启动电路3 软件设计3.1 系统中检测及掌握开关I/O 安排在掌握系统中，除各单元本身占用的 I/0 外，整个掌握系统外部仍有其他掌握开关及指示输出等，如报警排除、变频器起停指示等；接线情形见下图在模拟量掌握中，模
41、拟量模块是由四路输入和一路输出组成，四路输入分 别连接为 P1小区供水管网压力（002CH中的低八位）、P2市供水管网压力（ 002CH中的高八位）、 F变频器的当前频率（ 003CH中的低八位）；一路输出为 P11（ 12CH中的低八 位， P11=P1）；一 路 输 出 为P11（ 12CH中 的 低 八 位 ， P11=P1）；3.2.1 流程图3.2.2 程序设计 ：K=N第一，对模拟量模块进行参数的设定；在PLC 运行的第一个周期里，将数值#C2F3 送入 13CH；其中，小于水压设Y002CH升频掌握第 n 台泵#C2F3 是对模拟量参数进行规定后的代码；处理定值通道中的数值，利用
42、常 ON指令，将 002CH的内容与数值 #00FF 进行规律与操作，目的是屏蔽高八位，保留低八位；并将结果传送到数据区DM210（ P1大于N频 率 50HZ降频掌握第 n 台泵Y当前值）中；处理 002CH通道中的数值，利用常ON指令，将 002CH的内容与数值#FF00 进行规律与操作，目的是屏蔽低八位，保留高八位；并将结果传送到数据区 DM220（ P2 当前值）中；将 DM220中的高八位传送到 DM230的低八位中，再将 DM230中的二进制数值转换成 BCD吗后传送到 DM240中；处理 003CH 通道中的数值，利用常ON指令，将 003CH 的内容与数值 #00FF 进行规律
43、与操作，目的是屏蔽高八位，保留低八位；并将结果传送到数据区DM310（ F 当前值）中；处理 003CH通道中的数值，利用常 ON指令，将 003CH的内容与数值#FF00 进行规律与操作，目的是屏蔽低八位，保留高八位；并将结果传送到数据区 DM320（备用）中；将 DM320中的高八位传送到 DM330的低八位中，再将 DM330中的二进制数值转换成 BCD吗后传送到 DM340中；将 DM210的内容传送给 12CH通道，即将 P1 的内容传送给 P11，为变频器供应管网压力值 ；手动或电机过载的信号处理程序：KA1RF1ka1gKA2RF2Ka2g00100101101110110111
44、0110当1号泵手动 /自动转换信号在手动位置或 1号泵电机过载时，输出一个手动或故障标志；当 2号泵手动 /自动转换信号在手动位置或2号泵电机过载时，输出一个手动或故障标志；当 3 号泵手动 /自动转换信号在手动位置或 3 号泵电机过载时，输出一个手动或故障标志；当 4 号泵手动 /自动转换信号在手动位置或 4 号泵电机过载时， 输出一个手动或故障标志；KA1RF1ka1gKA2RF2Ka2g001001011011101101110110分别取ka1g ka4g的上升沿操作并放置于中间标志35.01 35.04 中，分别将上升沿信号与变频器掌握信号进行与操作，即在供水泵处于变频工作时，转变频泵换到手动掌握或电机过载，就视为变频泵故障，该信号在后面用来关闭变频器的运行；市供水压力超低（ T80经延时后）、循环倒泵的上升沿（ 35.07 ）、变频泵故障的上升沿（ 35.09 ）、显现任意信号时，将输出一个禁止变频泵工作信号；经过2秒后解锁；设定循环倒泵时间为24小时，到达时间后输出倒泵信号，禁止变频泵运行，对变频运行标志实施左移操作，将变频运行权移交到下一台泵上；PLC第一次运行或变频运行标志超界时，设定第一台泵为变频泵；在变频状态下时，变频泵处于自动运行且无过载