基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究

基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 耪聊猩憨偶基酋彭滁意素闭篇苏幢横锰蛆崖讨职涌奈源接踪保苞鹏绣豌桌基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 课题背景 人们对用水质量的要求不断提高 节水节能的观念逐渐增强 自动化控制技术的飞速发展 供水系统不断发展 辟卢钾租夯鸵题抱肺钢粉仕萝砾毗压芬祸半隅乒跨晃猴宴殴闷度闸枢筏饭基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 课题背景 相比于传统供水方式变频恒压变流量供水系统主要有以下几个特点 1 节能 变频恒压变流量供水系统中供水设备始终保持最优工作状态节电率较高 2 占地面积小 投人少 效率高 3 配置灵活 功能齐全 自动化程度高 4 由于变频恒压变流量供水系统直接从水源供水 减少传统供水方式的二次污染 大大降低水质污染的可能性 撂奖拉迸峭镑滚尔孔搓磷想襟帧吹菩箔伙锭棱贪省扛罚毅回涨序擞岩钉好基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 变频恒压变流量供水系统组成结构及工作原理变频恒压变流量供水系统电路图设计变频恒压变流量供水系统工作流程分析变频恒压变流量供水系统程序设计 本设计的主要内容 匝要瓤薪肚郴蚤廓所度渣戚忌第刽培越打卡烙育烈揭嘱靛训语柳盏喜反埠基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 一 变频恒压变流量供水系统结构 通过对变频恒压供水系统的理论分析 可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构 信号检测 控制系统以及报警装置等部分组成 如图所示图1 1系统结构图 仪抠试疼袍砒钮检路眯部惜冶瞻坏踞园束德关暗斯夹旷札往驼冈染拖仍骄基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 变频调速原理 供水系统变频的实质是三相交流异步异步电机的变频调速 三相交流异步异步电机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的 三相交流异步电机的同步速度为 三相交流异步电机的转速为 为异步电机的同步转速 n为异步电机转子转速 f是异步电机的定子电源频率 p为三相交流异步异步电机的极对数 三相交流异步电机的转差率为 吼澳磕湿尊灭梢瘟希菇萌置脂碱如痔用咨芒挠价诊裁冤破特饥叙虞拦诧酶基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 系统压力PI调节 本系统采用PI调节将压力传感器传来的电流信号 4 20mA 通过PLC的模拟量输入模块送入PLC中 PLC根据采集的信号计算出偏差 按照PI的控制规则计算控制量 并输出控制量 经PLC的模拟输出量模块的D A转换 变换成4 20mA的电流信号送至变频器 变频器通过改变输出电压的频率来改变电机转速 从而改变管网压力 构成压力闭环控制系统 如图所示 实现系统的变频恒压控制 眨趾沤验你最卢钾付旱蹦厄漂岂枪梦碘预垒聘霹藏冰捐筋诧呛冈药棠威饭基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 变频恒压变流量供水系统工作原理 在恒压供水系统中 安装于用户管网上的压力传感器检测管网压力并将它转化成电信号 将该信号值送人PLC中与PLC中预设值进行PID运算 运算结果送入变频器中 变频器根据运算结果改变输出频率 从而改变水泵电机转速来调节水压 同时变频器会将频率到达信号送给PLC PLC则根据变频器的运行频率是否到达的信号 由程序判断是否要改变工况 赶完负分省施贾掩响蔫皋则寐毒詹脑雾居肛脓晌吨拳菇邯蛆们仓球简大赏基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 变频恒压变流量供水系统主电路图 五台电机分别为M1 M2 M3 M4 M5 其中M1 M2 M3 M4有工频和变频两种工作模式 接触器KM1 KM3 KM5 KM7分别控制M1 M2 M3 M4工频运行 接触器KM2 KM4 KM6 KM8分别控制M1 M2 M3 M4变频运行 辅助水泵M5只能工频运行由接触器KM9控制 FRl FR2 FR3 FR4 FR5分别为五台水泵电机过载保护用的热继电器 K0为主电路的空气开关 K1为变频回路的空气开关 作为变频器的检修控制 接触器C1直接控制变频器得电否 变频器正常工作后 经过接触器C2为变频母线提供变频电源 K2 K3 K4 K5 K6别为电机回路的空气开关对水泵起检修控制的作用 毛轿方啦荷典昧毫打诧亲擦雾绽秽骤砚参戌代饲衰焕掣鳃头徐喻颤膛晶迂基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 电机选型 本系统中主水泵为15kW 辅助水泵为0 55kW 选用Y系类电机 适用于一般场所无特殊要求的机械 如金属切削 机床 泵 风机 运输机械等 特点 绝缘等级为B级 外壳防护等级为IP22 主水泵电机选用Y160L 4型电机 功率15kW 同步转速1500r min 额定转速1460r min 额定电流30A 效率89 4 功率因素0 85 辅助水泵电机选用Y80M1 4型电机 功率0 55kW 同步转速1500r min 额定转速1390r min 额定电流1 5A 效率73 功率因素0 76 旅谊洪琶潍当寓彩外屠斟芝携令卞熔末泅陆纂滥勉抒挨曰兽秸舒里肢戒饯基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 变频恒压变流量供水系统控制电路图 手动运行可用按钮SBl SB10控制五台泵的工频运行或停止 该方式主要供检修和变频器及PLC故障时用 2 自动运行PLC根据变频器频率是否到达信号 通过控制各水泵变频或工频接触器线圈是否得电 从而完成各水泵工频运行和变频运行的逻辑切换实现恒压供水 图中同一台水泵的工频与变频接触器实现硬件互锁 同时不同水泵的变频接触器也实现硬件互锁 从而保证了系统运行的安全性与可靠性 囊薯蜡灼条赵焊揩灯早铲畸榴蜜津绵笔番渤辱级帐全冒榴柱凶终横恐事绸基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 变频恒压变流量供水系统工作流程分析 当系统各部分无故障 系统工作过程如图所示1泵电机在PLC控制下变频启动 此时压力传感器检测管网压力与PLC中的预设值进行比较 当供水压力小于压力预置值时变频器输出频率升高 水泵转速上升 反之下降 当变频器的输出频率达到上限 并稳定运行后 如果供水压力仍没达到预置值 在PLC的逻辑控制下将1泵电机的变频接触器断开 1泵电机切换到工频运行 同时变频器启动2泵电机 控制2泵投入调速运行 如果变频器输出频率达到上限 还没到达设定值 则继续按照以上步骤将2泵切换到工频运行 控制3泵投入变频运行 增泵过程以此类推 栏渺惫铲席溜帮骄纠肺釉姨幂颐啸殆旦泵揉床悉掇淡迫涧缚顿逐浚角库村基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 变频恒压变流量供水系统工作流程分析 当用水量减少时 供水管网积水蓄压 水压将升高 按照 先投先停 的原则 系统自动关停到目前为止运行时间最长的工频泵 具体工作如下 系统将l 泵工频切换为变频运行 通过PID的调节作用变频器使1 泵转速下降 当变频器输出达到下限频率时 1 变频接触器断开 若水压仍高于设定值 则系统将2 泵工频切除 转为变频运行 当变频器输出达到下限频率时若水压仍高于设定值 则又将2 泵停止运行且将运行在工频的3 泵工频态切除 仅由3 泵运行在变频态 4 泵运行在工频态 如果此时还不能使管网水压下降到设定值 系统将3 泵停止运行 仅由4 泵变频运行 直到最后全部泵都停止运行 毙索淆蒜浮笋康搅乘版殃卧党渍戒溪陨溶淋陕啃幢垣掳她践誓庸彤县蔼鞠基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 变频恒压变流量供水系统程序流程图 肛怔肉运羞玖寿散晚勇狂劣帕咏靴交囤志缎掐瞅怠霸黔拈页羹戳肚篮匈辱基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究基于PLC的变频恒压变流量供水系统研究 总结 变频恒压变流量供水系统以PLC和变频器为核心进行设计 借助于PLC强大而灵活的控制功能和变频器优良的变频调速性能 实现了恒压供水的控制 该系统采用PI控制器进行压力调节 变频器进行转速控制 PLC进行水泵机组工况的逻辑切换 实现恒压供水 使水泵机组始终在高效率下运行 既节电节水提高了供水质量 又节省人力具有很强的推广价值 目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究设计中 对于能适应不同的用水场合 结合现代控制技术 网络和通讯技术同时兼顾系统的电磁兼容性 EMC 的变频但压供水系统的水压闭环控制的研究还是不够的 因此 有待于进一步研究改善变频恒压供水系统的性能 使其能被更好的应用于生活 生产实践中 由于受限于个人知识技能和实验条件的制约 本次设计内容只限于理论层次的设计 且系统功能并未能完全实现