基于PLC 及變頻器的一拖五供水控制系統應用

0 引言

本文是針對某生活小區實(shí)際情況，結合用戶(hù)生活/消防雙恒壓供水控制的要求，進(jìn)行變頻技術(shù)改造的一些心得?，F將其中的改造情況介紹如下，供讀者參考。

1 用戶(hù)現場(chǎng)情況

現場(chǎng)供水情況如圖1 所示，市網(wǎng)自來(lái)水用高低水位控制器EQ來(lái)控制注水閥YV1，自動(dòng)把水注滿(mǎn)儲水水池，只要水位低于高水位，則自動(dòng)向水箱注水。水池的高低水位信號也直接送給PLC，作為水位報警。為了保持供水的連續性，水位上、下限傳感器高低距離較近。生活用水和消防用水共用5 臺泵，平時(shí)電磁閥YV2 處于失電狀態(tài)，關(guān)閉消防管網(wǎng)，5臺泵根據生活用水的多少，按一定的控制邏輯運行，維持生活用水低恒壓。當有火災發(fā)生時(shí)，電磁閥YV2 得電，關(guān)閉生活用水管網(wǎng)，5 臺泵供消防用水使用，并維持消防用水的高恒壓值?；馂慕Y束后，5 臺泵改為生活供水使用。

水泵現場(chǎng)設備參數如下。

型號80GDL54-14*7

流量54 m3/h

揚程98 m

效率70 %

轉速2 900 r/min

電機功率22 kW

電機數量5臺

2 系統控制要求

用戶(hù)對5 臺泵生活/消防雙恒壓供水系統的基本要求是：

1)生活供水時(shí)，系統低恒壓運行，消防供水時(shí)高恒壓值運行;

2)5 臺泵根據恒壓的需要，采取先開(kāi)先停的原則接入和退出;

3)在用水量小的情況下，如果一臺泵連續運行時(shí)間超過(guò)1 天，則要切換下一臺泵，系統具有倒泵功能，避免一臺泵工作時(shí)間過(guò)長(cháng);

4)5 臺泵在啟動(dòng)時(shí)都要有軟啟動(dòng)功能;

5)要有完善的報警功能;

6)對泵的操作還要具有手動(dòng)控制功能，手動(dòng)只在應急或檢修時(shí)使用。

3 設備選型

3.1 風(fēng)光JD-BP32-XF型供水變頻器

JD-BP32-XF 型是山東新風(fēng)光電子科技發(fā)展有限公司推出的專(zhuān)用供水變頻器，使用空間電壓矢量控制技術(shù)，適用于各類(lèi)自控場(chǎng)合，在恒壓供水中可以采用這類(lèi)變頻器。JD-BP32-XF 型變頻器除具有變頻器的一般特性外，驅動(dòng)水泵時(shí)，還具有以下特性：水壓高、水壓低輸出接口，變頻器運行上限、下限頻率(可以任意設定)，可以方便地進(jìn)行雙壓力控制，內置智能PI 控制，以上功能非常適用于供水控制要求。所以在本例中選用JD-BP32-22F(22 kW)風(fēng)光供水變頻器拖動(dòng)用戶(hù)水泵。

3.2 PLC選型

1)控制系統的I/O點(diǎn)及地址分配根據圖1 所示及控制要求，統計控制系統的輸入、輸出信號的名稱(chēng)、代碼及地址編號，如表1所列。水位上、下限信號分別為I0.1、I0.2。

2)PLC系統選型系統共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)8 個(gè)，開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)14 個(gè)，選用西門(mén)子主機CPU222(8 入6 繼電器輸出)1 臺，加上擴展模塊EM222(8 繼電器輸出)1臺，即可滿(mǎn)足用戶(hù)供水控制要求。

3.3 壓力傳感器

在供水系統中，壓力傳感器既可以采用壓力變送器，也可以采用遠傳壓力表。在本例中采用遠傳壓力表，壓力表相應接線(xiàn)端子接到變頻器主控板的腳3、腳4、腳5即可。

4 電氣控制系統原理圖

電氣控制系統原理圖包括主電路圖、控制電路圖及PLC外圍接線(xiàn)圖三部分。

4.1 主電路圖

電控系統主電路如圖2 所示。5 臺電機分別為M1、M2、M3、M4、M5。接觸器KM1、KM3、KM5、KM7、KM9，分別控制M1、M2、M3、M4、M5的工頻運行;接觸器KM2、KM4、KM6、KM8、KM10，分別控制M1、M2、M3、M4、M5 的變頻運行;FR1、FR2、FR3、FR4、FR5分別為5 臺水泵電機過(guò)載保護用的熱繼電器;

QS1、QS2、QS3、QS4、QS5、QS6 分別為變頻器和5 臺泵電機主電路的隔離開(kāi)關(guān);FU1、FU2、FU3、FU4、FU5為主電路的熔斷器;BPQ為風(fēng)光供水專(zhuān)用變頻器。

4.2 控制電路圖

電控系統電路如圖3 所示。圖中SA 為手動(dòng)/自動(dòng)轉換開(kāi)關(guān)，SA 打在位置1 為手動(dòng)控制狀態(tài)，打在狀態(tài)2 為自動(dòng)控制狀態(tài)。手動(dòng)運行時(shí)，可用按鈕SB1~SB12 控制5 臺泵的起/停和電磁閥YV2 的通/斷;自動(dòng)運行時(shí)，系統在PLC 程序控制下運行。

圖中的HL13為自動(dòng)運行狀態(tài)電源指示燈。

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