PLC变频器在消防和生活供水系统应用.docVIP

闽西职业技术学院 毕业论文 PLC、变频器在消防和生活供水系统的应用 ** 系别：年级：专业：指导老师：答辩日期： 第1章 绪论 1.1 恒压供水概况 1.1.1 恒压供水系统的产生背景 水是人类最宝贵的资源，是人类生存的基本条件，又是国民经济的生命线一般规定城市管网的水压只保证6层以下楼房的用水，其余上部各层均须提升水压才能满足用水要求。水塔、高位水箱，或气压罐式增压设备，它们都必须由水泵以高出实际用水高度的压力来提升水量，其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。使用这些传统的供水方式，容易造成水的二次污染生活用水与人们息息相关，随着城市规划的完善，越来越多的居民小区供水采用恒压自动控制。另一方面，随着变频技术的推广，泵类专用变频器在恒压供水系统已有了广泛应用自从通用变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供水设备，降低成本，保证产品质量等方面有着非常重要的意义。、压力变送器、液位传感器、组成。用户通过面板上的指示灯和按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。 图2.1 系统组成框图 图2.1.1 电控柜面板图 2.1.2 系统的特点 ⑴节能，可以实现节电20%-30%，能实现绿色用电。 ⑵占地面积小，投入少，效率高。 ⑶配置灵活，自动化程度高，功能齐全，灵活可靠。 ⑷运行合理，由于是变频调速，不但可以消除水锤效应，而且电机轴上的平均扭矩和磨损减小，减少了维修量和维修费用，并且水泵的寿命大大提高。 ⑸由于变频恒压供水直接从水源供水，减少了原有供水方式的二次污染，防止了很多传染疾病的传染源头。 ⑹通过通信控制，可以实现无人值守，节约了人力物力。 ⑺可以实现生活/消防双恒压供水。 2.1.3 系统的工作原理 该系统有手动和自动两种运行方式手动方式时，按下按钮启动和停止水泵，可根据需要分别控制1#3#泵的启停，该方式主要供设备调试、自动有故障和检修时使用。自动运行时，首先由1#水泵变频运行，变频器输出频率从0HZ上升，同时PID调节器把接收的信号与给定压力比较运算后送给变频器控制。如压力不够，则频率上升到50HZ，变频器输出一个上限频率到达信号给PLC，PLC接收到信号后经延时，1＃泵变频迅速切换为工频，2＃泵变频启动，若压力仍达不到设定压力，则2＃泵由变频切换成工频，3＃泵变频启动；如用水量减少，PLC控制从先起的泵开始切除，同时根据PID调节参数使系统平稳运行，始终保持管网压力。若有电源瞬时停电的情况，则系统停机，待电源恢复正常后，系统自动恢复到初始状态开始运行。变频自动功能是该系统最基本的功能，系统自动完成对多台泵的启动、停止、循环变频的全部操作过程。通过安装在出水管网上的压力变送器，把出口压力信号变成4～20mA标准信号送入变频器内置的PID调节器，经PID运算与给定压力参数进行比较，得到4～20mA参数，4～20mA信号送至变频器。控制系统由变频器控制水泵的转速以调节供水量，根据用水量的不同，变频器调节水泵的转速不同、工作频率也就不同，在变频器设置中设定一个上限频率和下限频率检测，当用水量大时，变频器迅速上升到上限频率，此时，变频器输出一个开关信号给PLC；当用水处于低峰时，变频器输出达到下限频率，变频器也输出一个开关信号给PLC；两个信号不会同时产生。当产生任何一个信号时，信号即反馈给PLC，PLC通过设定的内部程序驱动I/O端口开关量的输出来实现切换交流接触器组，以此协调投入工作的水泵电机台数，并完成电机的启停、变频与工频的切换。通过调整投入工作的电机台数和控制电机组中一台电机的变频转速，使系统管网的工作压力始终稳定，进而达到恒压供水的目的。开始工作时，1#泵变频启动，泵的转速随变频器输出频率的上升而逐渐升高，如变频器的频率达到50HZ而此时水压还未达到设定值，变频器检测到上限频率并输出一个开关信号给PLC，延时一段时间后， 1＃泵解除变频器运行信号，频率降为0HZ迅速切换至工频运行，然后2＃泵变频启动，若压力仍未达到，则2＃泵切换至工频，3＃泵变频启动，在运行中始终保持一台泵变频运行，当压力达到设定值时变频输出将为0HZ，同时变频器输出一个下限频率信号至PLC，由PLC决定切除1＃工频泵，此时由一台工频泵和一台变频泵运行，如果此时压力达到设定值，变频器的输出为0HZ，同时输出下限信号