应用PLC与变频器实现恒压供水
PLC 变频器在恒压供水上的应用
PLC 变频器在恒压供水上的应用摘要建设节约型社会,合理开发、节约利用和有效保护水资源是一项艰巨任务。
根据高校用水时间集中,用水量变化较大的特点,分析了供水系统存在成本高,可靠性低,水资源浪费,管网系统待完善的问题。
提出以利用自来水水压供水与水泵提水相结合的方式,并配以变频器、软启动器、PLC、微泄露补偿器、压力传感器、液位传感器等不同功能等传感器,根据管网的压力,通过变频器控制水泵的转速,使水管中的压力始终保持在合适的范围。
从而可以解决因楼层太高导致压力不足及小流量时能耗大的问题。
另外水泵耗电功率与电机转速的三次方成正比关系,所以水泵调速运行的节能效果非常明显,平均耗电量较通常供水方式节省近四成。
结合使用可编程控制器,可实现主泵变频,副泵软启动,具有短路保护、过流保护功能,工作稳定可靠,大大延长了电机的使用寿命。
关键词:变频调速,PLC,恒压供水,自动控制PLC FREQUENCY CONVERTER IN THEAPPLICATION OFCONSTANT PRESSURE ON THE WATERABSTRACTBuilding the conservation-oriented society, the reasonable development, saves and the effective protecting water resources is an arduous task. Be centralized according to the university water used time, the water consumption change major characteristic, analyzed the campus original water supply system existence cost to be high, the reliability was low, the water resources waste, the pipe network system treated the consummation the question. Proposed that draws water the way which using the running water hydraulic pressure water supply and the water pump unifies, and matches by the inverter, the soft starter, PLC, Micro reveals the compensator, the pressure transmitter, the fluid position sensor and so on. according to the network management pressure, controls water pump's rotational speed through the inverter, causes in water pipe's pressure maintains at throughout the appropriate scope, thus may solve the problem which the floor high pressure is too insufficient when small current capacity the energy consumption is big.Moreover the water pump consumes the electric power and the electrical machinery rotational speed is proportional three cubed the relations, therefore the water pump velocity modulation movement's energy conservation effect is obvious, the average power consumption usual water supply way saves 40%.The union uses the programmable controller, may realize the main pump frequency conversion, the auxiliary pump soft start, has the short circuit protection, the overflow protection function stably, the work reliable, lengthened electrical machinery's service life greatly.目录摘要ABSTRACT目录第一章绪论1.1变频恒压供水产生的背景和意义1.2变频恒压供水系统的国内研究现状第二章变频恒压供水系统结构及工艺流程2.1 恒压供水系统原理2.2 工艺流程第三章硬件设计方案3.1主要器件选型3.1.1 PLC简介3.1.2 PLC的选型3.1.3 变频器简介3.1.4 变频器的选型3.2供水系统电气设计3.3变频器、PLC接线图及参数设置3.4 PLC I/O分配表第四章软件设计方案4.1 梯形图的基本绘制规则4.2 程序流程图4.3 程序清单总结致谢参考文献第一章绪论1.1变频恒压供水产生的背景和意义水已经成为中国21世纪的热点问题,水有其自然属性,它既是一种特殊的、不可替换的资源,又是一种可重复使用、可再生的资源;水又有其经济和社会属性,不仅工业、农业的发展要靠水,水更是城市发展、人民生活的生命线。
基于PLC的变频恒压供水系统的设计
基于PLC的变频恒压供水系统的设计一、本文概述随着工业技术的不断发展和城市化进程的加速,供水系统的稳定性和效率成为现代社会不可或缺的一部分。
传统的供水系统往往存在压力不稳定、能耗高等问题,难以满足现代社会的需求。
因此,基于PLC (可编程逻辑控制器)的变频恒压供水系统应运而生,成为解决这些问题的有效手段。
本文旨在探讨基于PLC的变频恒压供水系统的设计原理、系统构成、控制策略以及实际应用,以期为提高供水系统的稳定性和效率提供理论和技术支持。
本文将介绍基于PLC的变频恒压供水系统的基本设计原理,包括PLC 的工作原理、变频器的控制原理以及恒压供水的实现原理。
文章将详细阐述该系统的构成部分,包括硬件组成和软件设计,以便读者能够全面了解系统的整体架构。
在此基础上,本文将深入探讨系统的控制策略,包括PLC的编程实现、变频器的调速控制以及恒压供水的控制算法等,以展示系统如何实现精准的压力控制和节能运行。
本文还将通过实际案例分析,展示基于PLC的变频恒压供水系统在实际应用中的表现,包括系统的稳定性、节能效果以及运行效率等方面的评估。
文章将总结该系统的设计经验和教训,并提出改进和优化的建议,以期为推动供水系统的技术进步和可持续发展做出贡献。
本文旨在全面介绍基于PLC的变频恒压供水系统的设计原理、系统构成、控制策略以及实际应用,以期为供水系统的稳定性和效率提升提供理论和技术支持。
二、PLC与变频技术基础PLC,即可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),是一种专为工业环境设计的数字运算操作电子系统。
它采用可编程的存储器,用于在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。
随着微电子技术的发展,PLC的性能得到了不断提升,其应用领域也越来越广泛。
PLC变频供水系统的设计与实现
PLC变频供水系统的设计与实现摘要:本文设计了一种基于PLC和变频器的变频恒压供水系统,由PLC进行逻辑控制及PID运算,实现变频与工频的切换,同时控制变频器的输出频率;通过传感器反馈供水管网的压力信号,实现闭环自动控制恒压供水;该系统操作方便、运行可靠、节约电能效果显著,具有极好的经济和社会效益。
关键词:PLC 变频器传感器恒压供水0引言在城乡供水系统中,随着高层建筑的广泛建设以及居民小区的规模化发展,原有的高位水塔供水系统已经不能满足恒压供水的要求,采用变频恒压控制是现代供水控制系统的新型方式,变频恒压供水系统可有效地降低“水锤”对泵体冲击、节约电能、维持管网水压恒定,具有较大的经济和社会意义。
本文设计了一种基于PLC 的变频恒压供水系统,该供水控制系统选用西门子S7-200系列的PLC和MM430系列风机、水泵专用变频器;S7-200PLC 控制方便可靠,配有模拟量模块,能够很好的实现系统各种逻辑控制以及模拟量控制功能,大大简化了硬件电路,同时利用其强大的通信功能可以根据需要调整运行参数和供水压力等。
MM430变频器功能强大、稳定性好,利用其直接拖动三台水泵电机,保证了系统的可靠性。
1 系统介绍变频恒压供水就是变频调速技术在供水系统中的应用,其采用PID 调节技术,使供水压力维持在一个设定范围,其管网的水压波动小,节能效果明显。
它的工作原理是当变频泵运行到工频50Hz 时,此时管网的实际水压若还没有达到设定水压,不是直接启动另外一台水泵,而是将当前以变频运行的水泵直接切换到工频方式运行,而以变频方式启动另外一台水泵,以达到维持系统压力的目的。
变频恒压供水系统的原理图如图1 所示。
本系统使用一台变频器控制三台水泵,根据用水需求量的变化采取一台或多台运行方式。
三台水泵可分别工作在变频、工频、备用三种工作模式中的任意一种,并且每台水泵通过两个接触器互锁保证其安全性和可靠性。
水泵电动机全部采用软启动方式,以先启先停为原则;通过PLC 控制水泵的运行台数,在大范围上控制供水的流量;通过PID调节算法控制变频器的输出频率,从而控制水泵电机的速度,在小范围上控制供水的流量。
基于PLC的变频恒压供水系统
基于PLC的变频恒压供水系统随着社会的进步和城市化的发展,供水系统的稳定性和可靠性越来越受到人们的。
为了满足人们对高品质生活的需求,许多供水系统采用了变频恒压供水技术。
这种技术具有稳定水质、节约能源、优化精度等优势,在PLC(可编程逻辑控制器)技术的支持下,其性能得到了更进一步的提升。
变频恒压供水系统是通过调节水泵电机的转速,实现恒定的水压输出。
在PLC技术的帮助下,这种系统能够实时监测供水压力和水量,根据实际需求自动调整水泵电机的转速,确保供水压力的稳定。
PLC技术还可以实现系统的智能化控制,提高整个供水系统的可靠性。
PLC在变频恒压供水系统中的应用主要体现在以下几个方面。
PLC可以实时监测供水管网的水压和水量,并将数据传输到上位机。
上位机根据实时的数据反馈,调整变频器的输出频率,进而调节水泵电机的转速,以保证供水压力的稳定。
PLC可以在供水系统中实现故障自诊断功能。
当系统出现故障时,PLC 能够立即检测到并采取相应的措施,如停机维修或切换备用设备,确保供水不会受到影响。
同时,PLC还可以将故障信息上传至管理中心,方便工作人员进行后续的维护和检修。
PLC可以通过编程实现多种控制逻辑,如串级控制、PID控制等。
这些控制逻辑可以根据实际的供水需求进行灵活调整,从而提高供水系统的适应性和性能。
在实际应用中,基于PLC的变频恒压供水系统已经取得了显著的效果。
某城市在供水系统中采用了这种技术后,供水压力稳定,水质得到了明显的改善。
同时,该系统的节能效果也非常显著,相比传统的供水方式,节能达到了30%以上。
该系统的维护成本也大大降低,减少了工作人员的劳动强度。
基于PLC的变频恒压供水系统是一种理想的供水方式,既可以稳定水质、节约能源,又可以提高系统的精度和可靠性。
随着科技的不断发展,相信这种技术将在未来的供水系统中得到更广泛的应用。
[随着城市化进程的加快,人们对供水系统的稳定性、安全性和节能性提出了更高的要求。
浅谈PLC控制的变频器恒压供水系统
浅谈PLC控制的变频器恒压供水系统摘要:随着PLC以及变频器技术的发展,使用PLC以及变频器等等较为先进的技术,进行变频器恒定水压供水控制,同时也是恒压供水技术革新的必然发展趋势,基于此,本文探讨了PLC控制的变频器恒压供水系统。
关键词:PLC;变频器;恒压供水引言随着人们生活水平的不断提高,对于用水的需求量和要求也越来越高。
随着计算机技术和向工业和民用领域的不断渗透,几乎所有领域都在使用计算机技术,在计算机技术中加入自动控制系统能够使控制更加灵活多变,直观性强,控制精度高,不需要浪费大量的劳动力,因此计算机自动控制系统在国民生产和生活的各个领域中得到了广泛的应用。
1、系统的控制要求恒压供水是指在供水网中用水量发生变化时,需要保持出水口压力不变的供水方式。
供水网系出口压力值是根据用户需求确定的。
传统的恒压供水方式是采用水塔、高位水箱、气压罐等设施实现的。
随着计算机控制技术、变频调速技术和PLC技术的日益成熟和广泛的应用,利用先进的控制算法和智能的控制设备有机结合组成的自动供水系统以其良好的性能和操作性受到了越来越多用户的青睐。
2、恒压供水系统的构成PLC变频恒压供水系统的恒压变流量供水功能,是通过变频器、PLC、接触器和继电器对水泵的运行状态进行有效控制而实现的,其中系统的核心是PLC 和变频器。
在运行设备时,水泵的出水管处设置一个压力传感器,实现对管网的压力进行实时监控,并将监控信号传输至PLC,再由PLC将这一反馈信号与压力设定值进行比较、PID运算等处理后,输出标准的控制信号至变频控制器的模拟信号输入端,控制变频器的输出频率,进而对水泵电动机的转速进行控制,并确保其转速与管网内所需流量的一致性,以此实现恒压变量供水的最终目的。
图一变频器恒压供水系统3、控制器件的选择3.1、PLC可编程控制器水泵M1、M2、M3、M4可变频运行也可工频运行,通过8个交流接触器实现4台泵的工频和变频运行切换。
运用PLC与变频器控制实现恒压自动供水
变频 器工作 在 5 H . 网压力 仍 然低 于系统 设定 的 0 Z管 下 限时 .软 起 动器便 自动起动 一 台电机 投人 到工频 运行 , 当压 力达 到高 限时 。 自动 停掉 工频 运行 电机 。 系统为 每 台电机 配备 电机保 护器 , 以便在过 载 、 欠压 、 压 、 流 、 过 过 相序 不 平衡 、 缺相 、 电机 空 转 等情 况 下确 保 电机稳定 运 行 .也能 达到延 长 电机使 用 寿
3 丁桓 如 :工 业 用水 处理 工 程 》 . 《 ,清华 大 学 出
版 社 .0 51 2 0 .2
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51—
泵 控 制 系统 需 考 虑 以下条 件 : 1 若 高 位 水 池 水 ()
位 低 和 主 管有 水 .则 打 开进 水 电动 蝶 阀 和 起 动 加
状态 . 即一 台 泵具 有 变 频 自动 恒 压 控 制功 能 . 用 当 水 量不 够 时 .可手 动 投 入 另外 一 台或 几 台工 频 泵
量, 又能显 示 瞬时 流量 。 可进 行 出水 量 的统计 和 每台 泵 的出水 流量监 控
22 加 压 泵 系统 .
排 放 ” 节水 又节 电 。 , 环保 又卫 生 。 通过 近 几 年 来 的
管 网系统 不断 改造 , 活 区供 水质 量不 断 提高 , 源 生 源 不断 的清 水流进 了千家万 户 。 整 个供 水控 制 系统 .从技 术 可靠 和经 济实 用 的
较 远 距离 区域 的供 水 为 此配 备 了 多 台 5 W 水 5k
的节俭 还 有很 多方法 : 制 照明灯 具 的数量 : 制照 控 控
的节 俭就 是水 到渠 成 的事情 了。
参考 文献 :
明灯具 开启 的 时间 :改进 高耗 能设 备 等等 。只要 所 有 企业 都能 够积 极探 索 . 极 改善 . 积 一定 都会 取得 好
变频器与PLC技术在恒压供水系统中应用
毕业设计(论文)任务书系部:电气工程系专业:自动化技术姓名:学号:题目:变频器及PLC技术在恒压供水系统中的应用起迄日期:设计(论文)地点:指导教师:专业负责人:发任务书日期: 年10月10日毕业设计(论文)任务书5.本毕业设计(论文)课题工作进度计划:起迄日期工作内容查阅资料、理论设计、设计结构框架软硬件设计程序调试、完善设计报告撰写、修改、成文毕业答辩所在专业教研室审查意见:负责人:年月日系部意见:系部领导:年月日摘要该毕业设计对环保、节能、自动补压型给水设备作了介绍。
以PLC电路控制方式,介绍了智能水压控制系统的工作原理及PLC控制系统。
在分析水压控制的工作流程的基础上,给出了PLC控制系统的硬件和软件设计.智能水压控制系统的基本控制策略是:采用电动机调速装置及可编程控制器(PLC)构成控制系统,进行优化控制,完成供水压力的恒定控制,在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。
系统的控制目标是泵站总管的出水压力,系统设定的给水压力值及反馈的总管压力实际值进行比较,其差值输入变频器运算处理后,发出控制指令,控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速,从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。
关键词:PLC、压力传感器、变频器PID运算、PLC控制、恒压供水、软启动.AbstractBe gra duation practice’s turn to have filled up pressure type water supply equipment work to environmental protection , energy conservation , automation introduce that。
Introduced the intelligent hydraulic pressure control system principle of work and the PLC control system. In in the analysis hydraulic pressure control work flow foundation,has produced the PLC control system hardware and the software design。
基于PLC的变频调速恒压供水系统设计与实现
基于PLC的变频调速恒压供水系统设计与实现一、本文概述随着工业自动化的发展,变频调速技术在供水系统中的应用越来越广泛。
基于PLC(可编程逻辑控制器)的变频调速恒压供水系统,以其高效、稳定、节能的特点,成为当前供水系统设计的重要趋势。
本文旨在探讨基于PLC的变频调速恒压供水系统的设计与实现方法,以期为相关领域的工程应用提供有益的参考。
文章首先介绍了供水系统的基本构成和功能需求,包括恒压供水的重要性以及变频调速技术在供水系统中的应用优势。
随后,详细阐述了基于PLC的变频调速恒压供水系统的总体设计方案,包括硬件选型、软件编程、系统控制策略等方面。
在此基础上,文章重点探讨了系统实现过程中的关键技术问题,如PLC编程实现、变频器的选择与配置、压力传感器信号的采集与处理等。
通过本文的研究,期望能够为供水系统的设计与实现提供一种有效、可靠的解决方案,同时推动变频调速技术在供水领域的应用和发展。
二、系统需求分析和设计目标随着现代工业技术的快速发展,供水系统的稳定性和效率成为了评价一个城市或企业基础设施水平的重要指标。
传统的供水系统往往存在能耗高、调节性差、压力不稳定等问题,无法满足现代供水系统的要求。
为了解决这些问题,本文提出了一种基于PLC的变频调速恒压供水系统设计方案。
稳定性需求:供水系统需要保持长时间的稳定运行,确保供水压力的稳定性,避免因压力波动对供水质量造成影响。
节能性需求:传统的供水系统往往存在能耗高的问题,新的供水系统需要采用先进的控制技术,降低能耗,提高能源利用效率。
调节性需求:供水系统需要能够根据实际需求,自动调节供水流量和压力,以满足不同时段、不同区域的供水需求。
实现供水系统的恒压供水:通过PLC控制系统,实时监测供水压力,根据压力变化自动调节变频器的输出频率,从而控制水泵的转速,实现恒压供水。
提高供水系统的稳定性:采用先进的控制算法,确保供水系统在各种工况下都能保持稳定的运行状态,避免因压力波动对供水质量造成影响。
西门子PLC和WinCCSCADA在变频恒压供水系统中的应用
第九卷7CAMETA0 引 言随着社会经济的飞速发展,人们对城市供水的数量、质量、稳定性提出了越来越高的要求。
在居民小区生活用水、工业用水、各类自来水厂等供水系统中,原来均是采用水塔、高位水箱等设备,这些设备不但占地广、投资大,能耗高、而且越来越不能满足现代化的供水要求。
变频调速技术是一种新型的交流电机无级调速驱动技术,它以其独特优良的控制性被广泛应用在速度控制领域。
数据采集监控系统SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)具有丰富的设置项目,使用方式灵活,功能强大,具有操作方便简单、界面友好、编程易掌握、与PLC通讯良好等优点。
我们采用德国西门子公司的西门子S7-200 PLC与SCADA软件WinCC相结合,设计出变频恒压供水系统,可以取得较好的恒压供水效果。
1 控制系统硬件构成与恒压控制原理1.1 控制系统硬件构成设计 控制对象是某校区供水系统,根据校区的实际用水情况,白天用水量大,需开动一台大泵和一台小泵,就能满足生产需要。
晚上用水低峰时,只需开动一台大机就能满足供水需要。
因此采用一大一小两台水泵,用二台变频器控制水泵电机。
控制器硬件电路图如图1所示。
中心控制器采用德国西门子公司的S7-226 P L C (24I /16O ),可满足系统对数字开关量的要求。
系统采用两只量程为0~1.0Mpa由两台FT-1压力传感器分别检测两台水泵后的输水管道的压力,压力变送器将检测到的压力信号转换为4~20mA的电流信号,送到PLC的模拟量输入模板EM231,通过PLC的PID运算,由模拟量输出模块EM232板输出4~20mA的电流到变频器频率给定接口,通过改变水泵电机运行频率从而调整管网压力。
考虑到电机性能上的差异及机械负载的不相同,变频器容量应是电机容量的1~2倍。
另外,也可根据生产机械所需的实际转矩与稳定运行时的转速,求其乘积,得到所需电机的轴上功率,据此确定变频器容量。
PLC控制变频器实现自动恒压供水
PLC控制变频器实现自动恒压供水张 雪(广东省茂名市第二高级技工学校 广东 茂名 525011)摘 要: PLC自动控制供水设备是在继电器控制供水设备的基础上,利用PLC取代通用继电器、定时器控制的最新技术。
而变频调速器目前也因其比传统的高位水箱、水塔等供水方式,有诸多优势。
而成为恒压供水设备的主体。
茂名市自来水公司河东水厂利用PLC控制变频器实现自动恒压供水安全运行六年,效果良好。
关键词: 可编程序控制器;变频器;经济效益中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1110033-02茂名市自来水公司河东水厂供水泵房95年投入生产,日处另外,可以通过中控室计算机对泵房的工作情况进行监理水量20万t/d,现阶段,采用的控制系统就是可编程控制器控,把配套恒压供水设备的压力信号、水厂供水的流量信号和(简称PLC)控制变频调速技术,投入生产以来运行状况良水泵工作的电流、电压、功率信号,通过数据转换传送到计算好,收到良好的经济效益。
机内,PLC之间采用光缆通讯,在计算机上可画出各种参数的控制曲线和数据统计报表,并将当前数据存储起来,留作打印1 设备的构成及基本工作原理或以后查询之用,从而也提高了水厂的自动化管理水平。
1.1 设备的构成2 PLC控制变频恒压自动供水设备节电效果分析河东水厂供水泵房采用一台变频器(660V 500KW),控制的变频电机是(10KV 450KW),一台可编程控制器及一些辅助在供水行业中,电能是在企业成本管理中最有挖掘潜力的电气控制元件,和现场的六台(10KV 450KW)水泵机组、出厂一项,茂名市河东水厂多年来始终把节能降耗工作放在首位,压力传感器一起组成一个完整的闭环自动控制系统。
变频器采并把耗电大户供水泵房作为重点来抓,根据我厂的工艺流程,用ABB公司生产的ACS600型变频器,带有DTC直接转矩控制,静工程技术人员不段的采用新技术进行积极的探索。
基于PLC和变频调速技术恒压供水系统
基于PLC和变频调速技术的恒压供水系统摘要:根据恒压供水的要求,采用了触摸屏、plc与变频调速技术对供水泵进行控制。
介绍了工作流程、控制系统简介、plc与触摸屏通信等。
长时间不间断运行证明了系统具有极好的稳定性和安全性。
关键词:恒压供水、变频器、触摸屏、plc、水泵1.引言随着中国经济发展,特别是市场经济进一步扩大,许多企业为了提高竞争力,对自动化的需求越来越大,给自动化设备制造商提供了越来越大的市场空间。
plc应用非常广泛,几乎覆盖了所有过程控制领域,如汽车、化工、电子、电能、机械、冶金/矿业、纺织、食品等。
某水厂的恒压供水控制系统由plc、变频器和触摸屏的组合应用。
plc与触摸屏通过rs232接口通信,且触摸屏读写plc程序来执行频器的运行频率、输出频率、增减泵、3台泵123、231、312运行模式的切换等命令。
水厂有三台功率为132kw的水泵电机,分别由变频器控制。
变频器采用端子指令通道转速追踪再启动运行。
本系统设置了七个时间段压力,plc通过在每个不同的时间段设定的压力值与压力传感器传送过来的实际压力值进行比较,给定变频器频率输出值来控制水泵电机的转速,以达到管网压力恒定,实现恒压供水。
通过触摸屏操作大大减少了工人的劳动强度和故障率,提高了工作效率。
2.工作原理每天设置的七个时间段压力与压力传感器将压力转化为4-20ma 的电流信号提供给plc的实际压力进行比较,利用pid进行自动调节,改变频率输出值。
通过调节变频器的输出频率将0-50hz的频率信号供给水泵电机,调整其转速,以保证管网的压力恒定。
并且plc根据不同时间给定的压力值与从压力传感器获得的反馈电流信号,当运行泵需增减泵来达到恒压要求时,plc会执行增减泵程序。
其工作原理图如图1。
工作流程能在上位机触摸屏上动态显示,所有的控制均能在上位机实现参数设定。
3.系统构成3.1硬件系统系统硬件由压力传感器、plc、触摸屏、变频器、水泵电机组成。
基于PLC的恒压供水系统的设计
基于PLC的恒压供水系统的设计一、系统概述恒压供水系统是一种保持供水压力恒定的供水系统,并且可以根据水压的变化自动调整水泵的转速以维持恒定的水压。
本文设计的系统采用了PLC控制系统作为控制核心,通过检测压力传感器反馈的水压信号,然后根据设定的压力值来控制水泵的转速。
本系统的优点是具有压力恒定、节能、便于维护、易于操作等特点。
二、系统硬件设计本系统硬件设计包括水泵、压力传感器、PLC控制器、电源和电线等。
1、水泵:采用变频水泵,可以根据PLC发送的调节水泵转速的信号来控制水泵的转速,保持水压恒定。
2、压力传感器:传感器采用,具有高精度、高可靠性、长使用寿命等特点,通过监测水管中的水压,并将反馈的水压信号发送到PLC控制器。
3、PLC控制器:本系统采用网口式PLC,具有高性能、可靠性高、扩展功能强等特点,定时读取压力传感器反馈的水压信息,并与事先设定的压力值对比,然后根据变频器的功率输出,输出控制信号来实现对水泵的转速的调节。
4、电源:恒压供水系统的电源使用交流电源,电源频率为50Hz,可供给水泵、PLC控制器和压力传感器等设备使用。
三、系统流程控制PLC控制系统根据实际情况,设计了以下控制流程:1、水泵启动时间控制:与恒压供水系统反应快慢的一个重要原因,是水泵的启动时间,如果水泵启动时间过长,则水压下降会比较明显,影响水的正常使用。
系统中启动时间的控制使用定时器软件实现。
2、水泵流量控制:PLC根据监测到的水压信号和设定的压力值,来计算出流量,根据流量来控制水泵的转速,以保持压力稳定。
3、故障报警:当系统出现故障时,PLC控制器会自动停机,并发出故障报警信号,提示用户需要检查系统是否存在故障。
四、系统总结恒压供水系统基于PLC的设计,具有结构简单、自动化控制、操作方便等优点,能够自动控制恒压供水系统的水压,达到节能、节约水资源的目的。
由于PLC控制器具有高性能、可靠性高、控制精度高等优点,可以实现对系统的全面监控和排错,使系统稳定性和可靠性提高。
恒压供水系统的应用与原理
恒压供水系统的应用与原理本设计的内容是PLC控制的恒压供水系统,主要用到了PLC和变频器,系统采用变频调速方式自动调节水泵电机的速度,改变了以往先启后停的方式,系统能够自动和手动完成各个泵的启动、停止和无冲击切换,以及故障报警,使水压平稳过渡。
在恒压供水控制系统设计中,对变频器控制也进行了必要的讲解。
包括变频原理,变频器的分类以及参数的设定。
其硬件由PLC、变频器、电机、继电器等组成。
详细的论述了PLC 的原理、变频器的原理、硬件设计、软件设计;操作、参数设定、控制系统图的设计。
在设计中利用PLC控制变频器,采用PID控制器,形成以压力为闭环的控制系统,从而实现供水压力的恒定,而泵的启动和停止可以自动和手动来实现的。
该系统运行可靠,抗干扰性强,且具有经济性。
随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水品质的不断提高,变频恒压供水系统以逐渐取代原有的水塔供水系统,广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。
然而,由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备,所以,此技术用在对原有系统的改造过程中,既可以体现变频控制恒压供水的优势,又可以尽量保留原有的设备,有效的节省了大量的资金,并且可以保证系统的可靠的运行。
1.1、变频调速恒压供水设计方案通过安装在出水管网上的压力传感器,把出口压力信号变成4-20mA的标准信号送入PID调节器,经运算与给定的压力进行比较,得出一比较参数,送给变频器,由变频器控制电机的转速,调节系统的供水量,使供水管网上的压力保持在给定的压力上,当用水量超过一台泵的供水量时,通过PLC控制切换器进行加泵。
根据用水量的大小由PLC控制工作泵的数量增减及变频器对水泵的调速,实现恒压供水。
当供水负载变化时,输入电机的电压和频率也随之变化,这样就构成了以设定压力为基准的闭环控制系统。
此外,系统还设有多种保护功能,充分保证了水泵的及时维修和系统的正常供水。
图3-1为变频恒压供水系统。
其中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源,实现电机的无极调速,从而使管网水压连续变化。
PLC与变频器控制自动恒压供水系统
PLC与变频器控制地自动恒压供水系统2004-10-22《PLC&FA》文章介绍了PLC与变频器控制地自动恒压供水系统地实施过程以及实施效果.1 系统简介为改善生产环境,沱牌公司投资清洁水技改项目并建成一座日产水2.5万顿地供水系统,分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池.根据公司用水需求特点,从抽水泵系统过来地水一部分直接供给生产用水部门,一部分则需通过加压泵输送到高位水池,而供给生产用水部门地水压与供给高位水池地水压相差较大.同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里,高位水池地液位高低和加压泵系统地设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决地.鉴于以上特点,从技术可靠和经济实用角度综合考虑,我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合地自动恒压控制供水系统,同时通过主水管线压力传递较经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”地控制目地.2 系统方案系统主要由三菱公司地PLC控制器、ABB公司地变频器、施耐德公司地软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成<见图1).2.1 抽水泵系统整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台,90KW深井泵电机两台,采用变频器循环工作方式,六台电机均可设置在变频方式下工作.采用一台150KW和一台90KW地软起动150KW和90KW地电机.当变频器工作在50HZ,管网压力仍然低于系统设定地下限时,软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行,当压力达到高限时,自动停掉工频运行电机.一次主电路接线示意图见图2所示.系统为每台电机配备电机保护器,是因为电机功率较大,在过载、欠压、过压、过流、相序不平衡、缺相、电机空转等情况下为确保电机地良好使用条件,达到延长电机地使用寿命地目地.系统配备水位显示仪表,可进行高低位报警,同时通过PLC可确保取水在合理水位地水质监控,同时也保护电机制正常运转工况.系统配备流量计,既能显示一段时间地累积流量,又能显示瞬时流量,可进行出水量地统计和每台泵地出水流量监控.2.2 公司内不同压力供水需求地解决为稳定可靠地满足公司内部分区域供水太力<0.4~0.45Mpa)低于主管网水压力<0.8~0.9Mpa)地要求,配备稳压减压阀来调节,可调范围为0.1~0.8Mpa.2.3 加压泵系统因为抽水泵房距离高位水池较远,直接供水到高位水池抽水泵地扬程不足,为此在距离高位水池落差为36M处设计有一加压泵房,配备立式离心泵两台<一用一备)电机功率为75KW,扬程36M.该加压泵地控制系统需考虑以下条件:<1)若高位水池水位低和主管有水,则打开进水电动蝶阀和起动加压泵向高位水池供水;<2)若高位水池水位满且主管有水,则给出报警信号并关闭加压泵和进水电动蝶阀;<3)若主管无水表明用水量增大或抽水泵房停止供水,必须开启出水电动蝶阀由高位水池向主管补充不.像抽水泵一样,我们为加压泵配备了软起动器和电机保护器,确保加压泵长期可靠地运转,同时配备了高位水池地水位传感器和数显仪和缺水传感器.为保证整个主水管网地恒压供不,当高位水池满且主水管有水时,加压泵停止,此时主管压力将“憋压”,最终导致主管压力上升,并将此压力传递到抽水泵房,抽水泵地控制系统检测到此压力进行恒压变频控制,进而达到整个主管网地恒压供水,这是整个控制系统设计地关键.3 系统实现功能 3.1 全自动平稳切换,恒压控制主水管网压力传感器地压力信号4~20mA送给数字PID控制器,控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算,并给出信号直接控制变频器地转速以使管网地压力稳定.当用水量不是很大时,一台泵在变频器地控制下稳定运行;当用水量大到变频器全速运行也不能保证管网地压和稳定时,控制器地压力下限信号与变频器地高速信号同时被 PLC检测到,PLC自动将原工作在变频状态下泵投入到工频运行,以保持压力地连续性,同时将一台备用地泵用变频器起动后投入运行,以加大管网地供水量保证压力稳定.若两台泵运转仍,则依次将变频工作状态下地泵投入到工频运行,而将另一台备用泵投入变频运行.当用水量减少时,首先表现为变频器已工作在最低速信号有效,这时压力上限信号如仍出现,PLC首先将工频运行地泵停掉,以减少供水量.当上述两个信号仍存在时,PLC再停掉一台工频运行地电机,直到最后一台泵用主频器恒压供水.另外,控制系统设计六台泵为两组,每台泵地电机累计运行时间可显示,24小时轮换一次,既保证供水系统有备用泵,又保证系统地泵有相同地运行时间,确保了泵地可靠寿命.控制系统图见图3.3.2 半自动运行当PLC系统出现问题时,自动控制系统失灵,这时候系统工作处于半自动状态,即一台泵具有变频自动恒压控制功能,当用水量不够时,可手动投入另外一台或几台工频泵运行.3.3 手动当压力传感器故障或变频器故障时,为确保用水,六台泵可分别以手动工频方式运行.4 实施效果实际运行证明本控制系统构成了多台深井泵地自动控制地最经济结构,在软件设计中充分考虎变频与工频在切换时地瞬间压力与电流冲击,每台泵均采用软起动是解决该问题关键.变频器工作地上下限频率及数字PID控制地上下限控制点地设定对系统地误差范围也有不可忽视地作用.①采用变频恒压供水,消除了主管网压力波动,保证了供水质量,而且节能效果明显,并延长了主管网及其阀门地使用寿命.②用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力地问题.③拓宽运用变频恒压控制原理,较好地解决了加压泵房与抽水泵房地远程通讯总是并达到异地连锁控制地目地.④在抽水泵房设置连续液位显示,并将信号传与PLC,防止泵缺水烧坏电机,设定地取水位置,确保水地质量.⑤电机既有电机保护器,又有软起动器,克服了起动时地大电流冲击,相对延长了电机制使用寿命.⑥因为采用PLC控制地压力自动控制,可以实现无人远程操作,系统地PLC预留有RS485接口,可与公司总调度室计算机网络进行连接.⑦因为系统采用闭环恒压控制,电机在满足主水很容易网地压力地前提下,节能效果显著,年节电61万度,折合为人民币36万元.⑧通过采用变频器控制,可在不同季节、节假日、日夜及上下班等全面调控水量,按日节水100吨计,则年可节水36500吨.。
【大学本科毕业设计】PLC变频调速恒压供水系统
摘要本论文根据中国城市小区的供水要求,设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统,并利用组态软件开发良好的运行管理界面。
变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。
系统由变频器、PLC和两台水泵构成。
利用了变频器控制电路的PID 等相关功能,和PLC配合实施变频一拖二自动恒压力供水。
具有自动/手动切换功能。
变频故障时,可切换到手动控制水泵运行。
控制过程:水路管网压力低时,变频器启动1#泵,至全速运行一段时间后,由远传压力表来的压力信号仍未到达设定值时,PLC控制1#泵由变频切换到工运行,然后变频启动2#泵运行,据管网压力情况随机调整2#泵的转速,来达到恒压供水的目的。
当用水量变小,管网压力变高时,2#泵降为零速时,管网压力仍高,则PLC控制停掉1#工频泵,由2#泵实施恒压供水。
至管网压力又低时,将2#泵由变频切为工频运行,变频器启动1#泵,调整1#泵的转速,维修恒压供水。
如此循环不已。
关键词:变频调速,恒压供水,PLC,组态软,电机1 绪论1.1 课题的提出水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质,在节水节能已成为时代特征的现实条件下,我们这个水资源和电能源短缺的国家,长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后,自动化程度较低,而随着我国社会经济的发展,人们生活水平的不断提高,以及住房制度改革的不断深入,城市中各类小区建设发展十分迅速,同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。
小区供水系统的建设是其中的一个重要方面,供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活,也直接体现了小区物业管理水平的高低。
传统的小区供水方式有:恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式,其优、缺点如下[1]:(1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应,水泵的增减都依赖人工进行手工操作,自动化程度低,而且为保证供水,机组常处于满负荷运行,不但效率低、耗电量大,而且在用水量较少时,管网长期处于超压运行状态,爆损现象严重,电机硬起动易产生水锤效应,破坏性大,目前较少采用。
基于PLC的变频恒压供水系统的设计
基于PLC的变频恒压供水系统的设计
随着人们生活质量的提高,以及对高效节能和设备使用寿命的要求的提高,这些方式都将逐渐被淘汰.因此,开发全自动的变频调速恒压供水系统越来
越受到人们的重视和青睐。
针对高层楼宇供水问题,提出了采用PLC作为中
心控制单元,与变频器、水泵电机及控制电路相结合来构成闭环压力调节系统,根据系统状态快速调整供水量,使系统具有节能、工作可靠、自动控制
程度高、经济易配置等优点,可在生产、生活中得到广泛应用.
1、变频恒压供水系统的理论分析与方案设计
1.1、变频恒压供水系统的理论分析
目前,水泵电机通常由三相交流异步电动机来驱动,对水泵的调速通过对其电机转速的调节来实现.而电机转速的调节主要通过变频调速装置同时改
变电压和频率来实现.
变频调速系统通常是使用变频器拖动电机来实现电动机的软启动和无级调速,从而使鼠笼式异步电动机获得更高性能.在分析水泵的负载特性时,常
采用下列的一组公式:。
基于组态、变频器和PLC控制的恒压供水系统的开题报告
基于组态、变频器和PLC控制的恒压供水系统的开题报告一、研究背景及研究目的恒压供水系统在现代化城市建设中得到广泛应用,其基本原理是通过控制供水管网中的压力,保证用户在不同时间、不同流量下得到稳定的水压,进而满足各种用水需求。
在恒压供水系统中,组态、变频器和PLC控制是核心技术,通过这些技术的实现,可实现对供水系统的自动化控制,提高供水系统的稳定性、可靠性和经济性。
因此,对基于组态、变频器和PLC控制的恒压供水系统研究具有重要意义。
本研究的目的是:通过研究恒压供水系统的组态、变频器和PLC控制技术,建立一套完整的恒压供水系统控制方案,并通过实验验证其稳定性、可靠性和经济性。
二、研究内容1. 恒压供水系统的组态设计。
设计恒压供水系统的结构图、接线图和元器件选型,建立系统模型,确定系统的工作参数。
2. 恒压供水系统的变频器控制。
通过变频器实现水泵的调速控制,控制水泵的运行状态,实现恒压供水系统的自动化控制。
3. 恒压供水系统的PLC控制。
通过PLC实现恒压供水系统的自动控制,包括水泵的开关控制、变频器的频率控制、压力传感器的反馈控制等。
4. 恒压供水系统的实验验证。
通过实验验证恒压供水系统的稳定性、可靠性和经济性,分析系统的性能指标和优缺点,并提出改进措施。
三、研究方法1. 文献资料调研法。
收集和归纳相关的文献资料,了解恒压供水系统的组态、变频器和PLC控制技术。
2. 系统仿真法。
利用仿真软件建立恒压供水系统的模型,并验证其控制算法和控制效果。
3. 实验研究法。
利用实验平台搭建恒压供水系统,进行实验研究,验证系统的工作性能。
四、研究意义1. 提高供水系统的稳定性和可靠性。
通过恒压供水系统的自动控制,可以有效解决供水管网中出现的压力波动问题,提高供水系统的稳定性和可靠性。
2. 提高供水系统的经济性。
通过恒压供水系统的调节功能,可以减少水泵的能耗,降低供水系统的运行成本,提高经济效益。
3. 推广恒压供水技术。