變頻器與PLC在恒壓供水中的應用
發布時間：2019-08-02 10:17:50來源：
變頻器與PLC在恒壓供水中的應用
摘要：本文介紹基于變頻器與PLC的恒壓供水系統的構成及工作原理。系統采用變頻調速方式，自動調節水泵電機轉速，保持供水壓力的恒定，PLC控制投入工作水泵的臺數，在用水量的高峰及低谷都能滿足系統的需要。系統具有節能、工作可靠、自動化程度高等優點，提高了供水質量。
1. 引言
隨著變頻調速技術和可編程控制器的飛速發展，以及其應用面廣、功能強大、使用方便，已經成為當代工業自動化的主要裝置之一，在工業生產領域得到廣泛使用，在其它領域（如民用和家庭自動化）的應用也得到了迅速的發展。
由于變頻調速技術和可編程程序控制器的應用靈活方便，在恒壓供水系統中亦得到廣泛的應用。采用PLC作為中心控制單元，利用變頻器與PID結合，根據系統狀態可快速調整供水系統的工作壓力，達到恒壓供水的目的，提高了系統的工作穩定性，得到了良好的控制效果以及明顯的節能效果。(歡迎來電咨詢 鄭州變頻器 網址：www.xtze.cn 電話：0371- 56700815 手機：15515598858 )
2、系統結構
變頻恒壓供水系統原理如圖一；它主要有PLC、變頻器、壓力變送器、液位傳感器、動力及控制線路以及泵組組成。用戶通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉換開關來了解和控制系統的運行。通過安裝在出水管網上的壓力變送器，把出口壓力信號變成4～20mA標準信號送入變頻器內置的PID調節器，經PID運算與給定壓力參數進行比較，得到4～20mA參數，4～20mA信號送至變頻器。控制系統由變頻器控制水泵的轉速以調節供水量，根據用水量的不同，變頻器調節水泵的轉速不同、工作頻率也就不同，在變頻器設置中設定一個上限頻率和下限頻率檢測，當用水量大時，變頻器迅速上升到上限頻率，此時，變頻器輸出一個開關信號給PLC；當用水處于低峰時，變頻器輸出達到下限頻率，變頻器也輸出一個開關信號給PLC；兩個信號不會同時產生。當產生任何一個信號時，信號即反饋給PLC，PLC通過設定的內部程序驅動I/O端口開關量的輸出來實現切換交流接觸器組，以此協調投入工作的水泵電機臺數，并完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。通過調整投入工作的電機臺數和控制電機組中一臺電機的變頻轉速，使系統管網的工作壓力始終穩定，進而達到恒壓供水的目的。
1. 引言
隨著變頻調速技術和可編程控制器的飛速發展，以及其應用面廣、功能強大、使用方便，已經成為當代工業自動化的主要裝置之一，在工業生產領域得到廣泛使用，在其它領域（如民用和家庭自動化）的應用也得到了迅速的發展。
由于變頻調速技術和可編程程序控制器的應用靈活方便，在恒壓供水系統中亦得到廣泛的應用。采用PLC作為中心控制單元，利用變頻器與PID結合，根據系統狀態可快速調整供水系統的工作壓力，達到恒壓供水的目的，提高了系統的工作穩定性，得到了良好的控制效果以及明顯的節能效果。(歡迎來電咨詢 鄭州變頻器 網址：www.xtze.cn 電話：0371- 56700815 手機：15515598858 )
2、系統結構
變頻恒壓供水系統原理如圖一；它主要有PLC、變頻器、壓力變送器、液位傳感器、動力及控制線路以及泵組組成。用戶通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉換開關來了解和控制系統的運行。通過安裝在出水管網上的壓力變送器，把出口壓力信號變成4～20mA標準信號送入變頻器內置的PID調節器，經PID運算與給定壓力參數進行比較，得到4～20mA參數，4～20mA信號送至變頻器。控制系統由變頻器控制水泵的轉速以調節供水量，根據用水量的不同，變頻器調節水泵的轉速不同、工作頻率也就不同，在變頻器設置中設定一個上限頻率和下限頻率檢測，當用水量大時，變頻器迅速上升到上限頻率，此時，變頻器輸出一個開關信號給PLC；當用水處于低峰時，變頻器輸出達到下限頻率，變頻器也輸出一個開關信號給PLC；兩個信號不會同時產生。當產生任何一個信號時，信號即反饋給PLC，PLC通過設定的內部程序驅動I/O端口開關量的輸出來實現切換交流接觸器組，以此協調投入工作的水泵電機臺數，并完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。通過調整投入工作的電機臺數和控制電機組中一臺電機的變頻轉速，使系統管網的工作壓力始終穩定，進而達到恒壓供水的目的。
3、工作原理
該系統有手動和自動兩種運行方式。手動方式時，按下按鈕啟動和停止水泵，可根據需要分別控制1#~3#泵的啟停，該方式主要供設備調試、自動有故障和檢修時使用。自動運行時，首先由1#水泵變頻運行，變頻器輸出頻率從0HZ上升，同時PID調節器把接收的信號與給定壓力比較運算后送給變頻器控制。如壓力不夠，則頻率上升到50HZ，變頻器輸出一個上限頻率到達信號給PLC，PLC接收到信號后經延時，1＃泵變頻迅速切換為工頻，2＃泵變頻啟動，若壓力仍達不到設定壓力，則2＃泵由變頻切換成工頻，3＃泵變頻啟動；如用水量減少，PLC控制從先起的泵開始切除，同時根據PID調節參數使系統平穩運行，始終保持管網壓力。
若有電源瞬時停電的情況，則系統停機，待電源恢復正常后，系統自動恢復到初始狀態開始運行。變頻自動功能是該系統比較基本的功能，系統自動完成對多臺泵的啟動、停止、循環變頻的全部操作過程。
4、變頻器
變頻器采用艾默生電氣公司生產的EV2000系列變頻器。EV2000采用獨特的控制方式，實現了高轉矩、高精度、寬調速驅動，滿足通用變頻器高性能化的要求，具有超出同類產品的防跳閘功能和適應惡劣電網溫度、濕度和粉塵能力，極大提高產品可靠性。
EV2000具有實用的PI(圖二)、簡易PLC、靈活的輸入輸出端子、脈沖頻率給定、停電和停機參數存儲選擇。頻率給定通道與運行命令通道捆綁，零頻回差控制等，為設備提供集成度一體化解決方案，對降低系統成本，提高系統可靠性具有極大價值。PI參數的設定將直接反饋變頻器控制中的響應速度和精度，零頻運行閾值和零頻回差的設定可以避免變頻器在低頻率輸出水泵低速運行（水泵在變頻器輸出15HZ以下時的效率很低），使變頻器低于某一頻率時自動停止輸出，即不影響恒壓供水的要求，又把效率提至比較高。
該系統有手動和自動兩種運行方式。手動方式時，按下按鈕啟動和停止水泵，可根據需要分別控制1#~3#泵的啟停，該方式主要供設備調試、自動有故障和檢修時使用。自動運行時，首先由1#水泵變頻運行，變頻器輸出頻率從0HZ上升，同時PID調節器把接收的信號與給定壓力比較運算后送給變頻器控制。如壓力不夠，則頻率上升到50HZ，變頻器輸出一個上限頻率到達信號給PLC，PLC接收到信號后經延時，1＃泵變頻迅速切換為工頻，2＃泵變頻啟動，若壓力仍達不到設定壓力，則2＃泵由變頻切換成工頻，3＃泵變頻啟動；如用水量減少，PLC控制從先起的泵開始切除，同時根據PID調節參數使系統平穩運行，始終保持管網壓力。
若有電源瞬時停電的情況，則系統停機，待電源恢復正常后，系統自動恢復到初始狀態開始運行。變頻自動功能是該系統比較基本的功能，系統自動完成對多臺泵的啟動、停止、循環變頻的全部操作過程。
4、變頻器
變頻器采用艾默生電氣公司生產的EV2000系列變頻器。EV2000采用獨特的控制方式，實現了高轉矩、高精度、寬調速驅動，滿足通用變頻器高性能化的要求，具有超出同類產品的防跳閘功能和適應惡劣電網溫度、濕度和粉塵能力，極大提高產品可靠性。
EV2000具有實用的PI(圖二)、簡易PLC、靈活的輸入輸出端子、脈沖頻率給定、停電和停機參數存儲選擇。頻率給定通道與運行命令通道捆綁，零頻回差控制等，為設備提供集成度一體化解決方案，對降低系統成本，提高系統可靠性具有極大價值。PI參數的設定將直接反饋變頻器控制中的響應速度和精度，零頻運行閾值和零頻回差的設定可以避免變頻器在低頻率輸出水泵低速運行（水泵在變頻器輸出15HZ以下時的效率很低），使變頻器低于某一頻率時自動停止輸出，即不影響恒壓供水的要求，又把效率提至比較高。
5、PLC控制系統
該系統采用三菱FX-1s30MR，I/O點數為30點，繼電器輸出，PLC編程采用FX
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