基于PLC及变频器的一拖五供水控制系统应用

基于PLC及变频器的一拖五供水限制系统应用

摘要

介绍了某生活小区供水系统中应用变频器及PL实现双恒压供水管的设计选型，及电路原理和程序流程图。

关键字

变频器；PLC；恒压供水

Abstract

Keywords

0引言

本文是针对某生活小区实际状况，结合用户生活/消防双恒压供水限制的要求，进行变频技术改造的一些心得。现将其中的改造状况介绍如下，供读者参考。

1用户现场状况

现场供水状况如图1所示，市网自来水用凹凸水位限制器EQ来限制注水阀YV1，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动向水箱注水。水池的凹凸水位信号也干脆送给PLC，作为水位报警。为了保持供水的连续性，水位上、下限传感器凹凸距离较近。生活用水和消防用水共用5台泵，平常电磁阀YV2处于失电状态，关闭消防管网，5台泵依据生活用水的多少，按肯定的限制逻辑运行，维持生活用水低恒压。当有火灾发生时，电磁阀YV2得电，关闭生活用水管网，5台泵供消防用水运用，并维持消防用水的高恒压值。火灾结束后，5台泵改为生活供水运用。

水泵现场设备参数如下。

型号80GDL54-14*7

流量54m3/h

扬程98m

效率70%

转速2900r/min

电机功率22kW

电机数量5台2系统限制要求

用户对5台泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是：

1）生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行；

2）5台泵依据恒压的须要，实行先开先停的原则接入和退出；

3）在用水量小的状况下，假如一台泵连续运行时间超过1天，则要切换下一台泵，系统具有倒泵功能，避开一台泵工作时间过长；

4）5台泵在启动时都要有软启动功能；

5）要有完善的报警功能；

6）对泵的操作还要具有手动限制功能，手动只在应急或检修时运用。

3设备选型

3.1风光JD-BP32-XF型供水变频器

JD-BP32-XF型是山东新风光电子科技发展有限公司推出的专用供水变频器，运用空间电压矢量限制技术，适用于各类自控场合，在恒压供水中可以采纳这类变频器。JD-BP32-XF型变频器除具有变频器的一般特性外，驱动水泵时，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运行上限、下限频率（可以随意设定），可以便利地进行双压力限制，内置智能PI限制，以上功能特别适用于供水限制要求。所以在本例中选用JD-BP32-22F（22kW）风光供水变频器拖动用户水泵。

3.2PLC选型

1）限制系统的I/O点及地址安排依据图1所示及限制要求，统计限制系统的输入、输出信号的名称、代码及地址编号，如表1所列。水位上、下限信号分别为I0.1、I0.2。

2）PLC系统选型系统共有开关量输入点8个，开关量输出点14个，选用西门子主机CPU222（8入6继电器输出）1台，加上扩展模块EM222（8继电器输出）1台，即可满意用户供水限制要求。

3.3压力传感器

在供水系统中，压力传感器既可以采纳压力变送器，也可以采纳远传压力表。在本例中采纳远传压力表，压力表相应接线端子接到变频器主控板的脚3、脚4、脚5即可。

4电气限制系统原理图

电气限制系统原理图包括主电路图、限制电路图及PLC外围接线图三部分。

4.1主电路图

电控系统主电路如图2所示。5台电机分别为M1、M2、M3、M4、M5。接触器KM1、KM3、KM5、KM7、KM9，分别限制M1、M2、M3、M4、M5的工频运行；接触器KM2、KM4、KM6、KM8、KM10，分别限制M1、M2、M3、M4、M5的变频运行；FR1、FR2、FR3、FR4、FR5分别为5台水泵电机过载爱护用的热继电器；

QS1、QS2、QS3、QS4、QS5、QS6分别为变频器和5台泵电机主电路的隔离开关；FU1、FU2、FU3、FU4、FU5为主电路的熔断器；BPQ为风光供水专用变频器。

4.2限制电路图

电控系统电路如图3所示。图中SA为手动/自动转换开关，SA打在位置1为手动限制状态，打在状态2为自动限制状态。手动运行时，可用按钮SB1~SB12限制5台泵的起/停和电磁阀YV2的通/断；自动运行时，系统在PLC程序限制下运行。

图中的HL13为自动运行状态电源指示灯。4.3PLC接线图

PLC及扩展模块外围接线如图4所示。火灾时，火灾信号SA1被触动，I0.0为1。

5系统程序设计

5.1程序中运用的PLC内部器件及功能

程序中运用的PLC内部器件及功能，如表2所列。

生活/消防双恒压的两个恒压值是我公司生产的风光供水专用变频器干脆设定的。在本实例中，依据用户要求，生活压力设定为0.35MPa，消防压力设定为0.60MPa。

压力低、压力高信号分别由变频器内部主控板的脚14、脚15给出。供水运行下限频率、供水运行上限频率由变频器程序设定。在本系统中，运行下限频率设为20Hz，运行上限频率设为50Hz。

5.2PLC供水限制系统流程图本设计中