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《全自動變頻調(diào)速恒壓供水及其遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計_全自動變頻調(diào)速恒壓供水及其遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2006年6月韶關(guān)學(xué)院學(xué)報#自然科學(xué)Jun.2006第27卷第6期JournalofShaoguanUniversity#NaturalScienceVol.27No.6全自動變頻調(diào)速恒壓供水及其遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計龍迎春,余波年(韶關(guān)學(xué)院信息工程學(xué)院,廣東韶關(guān)512005)摘要:闡述了基于PLC和變頻器控制的恒壓供水系統(tǒng)的組成、功能及各功能模塊的設(shè)計方法.開發(fā)的計算機(jī)監(jiān)控軟件,通過PLC的通信功能,實現(xiàn)了供水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控,提高了供水系統(tǒng)的自動化程度與管理水平.關(guān)鍵詞:供水;PLC;變頻器;通信;遠(yuǎn)程監(jiān)控中圖分類號:TP29;TU9
2、91.35文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1007-5348(2006)06-0058-04傳統(tǒng)的小區(qū)供水方式如恒速泵加壓供水、水塔高位水箱供水等普遍存在效率低、能耗大、自動化程度低、可靠性差、系統(tǒng)維護(hù)工作量大等缺點.筆者根據(jù)某學(xué)校用水需求,設(shè)計了一套全自動變頻恒壓供水系統(tǒng),能有效地解決上述問題,并利用PLC的通信功能,結(jié)合開發(fā)的上位機(jī)監(jiān)控軟件,可較好地實現(xiàn)供水狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控.1恒壓供水系統(tǒng)硬件設(shè)計某學(xué)校用水呈現(xiàn)連續(xù)低流量變化型的特點,設(shè)計采取多臺水泵并聯(lián)供水方式.該方式由多臺水泵機(jī)組和單臺變頻器構(gòu)成,根據(jù)用水量大小調(diào)節(jié)運行水泵臺數(shù),并在全
3、流量范圍內(nèi)利用變頻泵的連續(xù)調(diào)節(jié)和工頻泵的分級調(diào)節(jié)相結(jié)合來維持水壓.具有節(jié)能、可靠、維護(hù)方便等特點.系統(tǒng)還配備一臺小流量輔助泵來維持供水低谷或夜間小流量時正常的泄漏和水壓.水泵循環(huán)工作方式的可靠切換通過三菱FX2N-32MRPLC來控制,供水系統(tǒng)的恒壓控制通過壓力變送器、PID調(diào)節(jié)器和變頻器組成的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn).結(jié)合水位檢測、電機(jī)故障檢測等信號,確定的供水系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示.為確保系統(tǒng)的可靠運行,控制電路設(shè)計有完善的保護(hù)措施.首先,對各主泵電機(jī)的工頻P變頻運行接觸器實行互鎖,嚴(yán)禁變頻器的輸出端接到工頻電源上;其次,變頻器是按單臺
4、電機(jī)容量配置,為此對各電機(jī)的變頻運行方式也實行互鎖;再次,在PLC輸出端子和交流接觸器線圈之間通過中間繼電器實現(xiàn)強(qiáng)、弱電之間的隔離,在主電路中設(shè)置熱繼電器和空氣開關(guān)等用于電機(jī)保護(hù).2PLC控制程序的設(shè)計2.1全自動變頻恒壓供水狀態(tài)及其轉(zhuǎn)換分析供水狀態(tài)是指系統(tǒng)運行時的水泵臺數(shù)及運行狀況(工頻或變頻).按/先起先停0原則進(jìn)行供水狀態(tài)的切換,保證在一圖1供水系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖定的時間周期內(nèi),各水泵均衡運行.收稿日期:2006-02-21作者簡介:龍迎春(1970-),男,湖南邵陽人,韶關(guān)學(xué)院信息工程學(xué)院講師,碩士.主要從事電氣工程與計算機(jī)控制
5、方面的研究.第6期龍迎春,等:全自動變頻調(diào)速恒壓供水及其遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計#59#2若有N臺水泵參與變頻調(diào)速,則滿足/先起先停0原則的最大有效狀態(tài)數(shù)為N+1.本系統(tǒng)采用了三臺主水泵和一臺輔助穩(wěn)壓泵供水,其中只有主泵參與變頻運行,共有10種有效的穩(wěn)定供水狀態(tài),其狀態(tài)符號和轉(zhuǎn)[1]換關(guān)系見圖2.狀態(tài)轉(zhuǎn)換依據(jù)變頻器輸出頻率及水壓大小.設(shè)變頻器輸出頻率達(dá)到上、下限頻率時的信號分別為X1和X2,水壓達(dá)到設(shè)定壓力上、下限值時的超壓、欠壓信號分別為X4和X3.對應(yīng)的各種狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件如下:(1)從輔助泵狀態(tài)切換到主泵運行條件:滿足X3;(2)從主泵
6、運行切換到輔助泵狀態(tài)條件:同時滿足X2、X4;(3)增加主泵條件:同時滿足X1、X3;(4)減少主泵條件:同時滿足X2、X4;(5)為避免狀態(tài)之間的頻繁切換,在滿足上述條件的基礎(chǔ)上再適當(dāng)增加一個延時條件.2.2供水系統(tǒng)控制程序設(shè)計供水系統(tǒng)具有全自動變頻恒壓運行、自動工頻運行、遠(yuǎn)程手動控制和現(xiàn)場手動控制等主要功能.全自動變頻恒壓運行是系統(tǒng)的正常工作方式;變頻器故障時系統(tǒng)轉(zhuǎn)入自動工頻運行,是一種恒速圖2供水狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖泵供水方式,作為系統(tǒng)故障時的一種應(yīng)急供水方案;現(xiàn)場手動控制主要用于檢修、調(diào)試及PLC故障時的運行;遠(yuǎn)程手動控制是通過計算機(jī)
7、和PLC的通信實現(xiàn)對水泵運行的遠(yuǎn)程控制.實現(xiàn)上述功能的PLC控制程序主流程如圖3所示.圖3PLC控制程序流程2.2.1系統(tǒng)初始化模塊:通過M8002產(chǎn)生的初始化脈沖,完成和通信有關(guān)的數(shù)據(jù)寄存器D8120、D8121、D8129的參數(shù)設(shè)置,并將輔助繼電器M0置1,保證輔助泵運行狀態(tài)S0首次轉(zhuǎn)入主泵運行狀態(tài)S20.2.2.2輔助泵P主泵運行轉(zhuǎn)換模塊:主泵轉(zhuǎn)輔助泵運行,即由狀態(tài)S20(或S21、S22)轉(zhuǎn)S0的過程.在滿足轉(zhuǎn)換條件時,關(guān)閉變頻器運行,啟動輔助泵.輔助泵轉(zhuǎn)主泵運行,即由狀態(tài)S0轉(zhuǎn)S20(或S21、S22)的過程.在滿足#60
8、#韶關(guān)學(xué)院學(xué)報#自然科學(xué)2006年轉(zhuǎn)換條件時,關(guān)閉輔助泵,變頻啟動一臺主泵運行,其轉(zhuǎn)換也滿足有效狀態(tài)循環(huán)法的原則.即上一次由狀態(tài)S0轉(zhuǎn)移到S20時,則下次再由輔助泵供水狀態(tài)S0轉(zhuǎn)移到主泵供水狀態(tài)時,應(yīng)轉(zhuǎn)移到狀態(tài)S21,依次循環(huán),實現(xiàn)各
