变频器恒压供水系统方案

PLC风光变频器一拖五供水控制系统

1.用户现场情况

如图1所示，市网自来水用高低水位控制器EQ来控制注水阀YV1，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动向水箱注水。水池的高低水位信号也直接送给PLC，作为水位报警。为了保持供水的连续性，水位上、下限传感器高低距离较少。生活用水和消防用水共用五台泵，平时电磁阀YV2处于失电状态，关闭消防管网，五台泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，维持生活用水低恒压。当有火灾发生时，电磁阀YV2得电，关闭生活用水管网，五台泵供消防用水使用，并维持消防用水的高恒压值。火灾结束后，五台泵改为生活供水使用。

图1 生活/消防双恒压供水系统示意图

现场设备参数如下:

型号80GDL54-14×7

流量54m3/h

扬程98m

效率70%

转速2900r/min

电机功率22KW

电机数量5台

3.系统控制要求

用户对五台泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是：

⑴生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行。

⑵五台泵根据恒压的需要，采取先开先停的原则接入和退出。

⑶在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过1天，则要切换下一台泵，系统具有倒泵功能，避免一台泵工作时间过长。

⑷五台泵在启动时都要有软启动功能。

⑸要有完善的报警功能。

⑹对泵的操作要有手动控制功能；手动只在应急或检修时使用。

4.设备选型

（1）风光JD-BP32-XF型供水变频器

JD-BP32-XF型是山东新风光电子科技发展有限公司推出的专用供水变频器，使用空间电压矢量控制技术适用于各类自控场合。在恒压供水中可以采用这类变频器。JD-BP32-XF型变频器除具有变频器的一般特性外，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运行上限、下限频率（可以任意设定），可以方便地进行双压力控制，内置智能PI控制，以上功能非常适用于供水控制要求。在本例中选用JD-BP32-22F（22KW）风光供水变频器拖动用户水泵。

（2）PLC选型

①控制系统的I/O点及地址分配

根据图1所示及控制要求,统计控制系统的输入、输出信号的名称，代码及地址编号如下表1所示。水位上、下限信号分别为I0.1、I0.2。

②PLC系统选型

系统共有开关量输入点8个，开关量输出点14个,选用西门子主机CPU222（8入6继电器输出）1台，加上扩展模块EM222（8继电器输出）1台。即可满足用户供水控制要求

（3）压力传感器

在供水系统中，压力传感器既可以采用压力变送器，也可以采用远传压力表。在本例中采用远传压力表，压力表相应接线端子接到变频器主控板3脚、4脚、5脚即可。

5.电气控制系统原理图

电气控制系统原理图包括主电路图、控制电路图及PLC外围接线图三部分。

（1）主电路图

如图2所示为电控系统主电路。五台电机分别为M1、M2、M3、M4、M5。接触器KM1、KM3、KM5、KM7、KM9，分别控制M1、M2、M3、M4、M5的工频运行；接触器KM2、KM4、KM6、K M8、KM10，分别控制M1、M2、M3、M4、M5的变频运行；FR1、FR2、FR3、FR4、FR5分别为五台水泵电机过载保护用的热继电器；QS1、QS2、QS3、QS4、QS5、QS6分别为变频器和五台泵电机主电路的隔离开关；FU1、FU2、FU3、FU4、FU5为主电路的熔断器；BPQ为风光供水专用变频器。

图2主电路图

（2）控制电路图

如图3所示为电控系统电路。图中SA为手动/自动转换开关，SA打在1的位置为手动控制状态，打在2的状态为自动控制状态。手动运行时，可用按钮SB1~SB12控制五台泵的起/停和电磁阀YV2的通/断；自动运行时，系统在PLC程序控制下运行。

图中的HL13为自动运行状态电源指示灯。

图3电控系统控制电路图

（3）PLC接线图

下图4所示为PLC及扩展模块外围接线图。火灾时，火灾信号SA1被触动，I0.0为1。

图4双恒压供水控制系统及扩展模块的外围接线图

6.系统程序设计

器件地址功能器件地址功能

VB400 变频工作泵的泵号M0.4 复位当前变频泵运行脉冲

VB401 工频运行泵的台数M0.5 当前泵工频运行启动脉冲

VD410 倒泵时间存储器M0.6 新泵变频启动脉冲

T33 工/变频转换逻辑控制M2.0 泵工/变频转换逻辑控制

T34 工/变频转换逻辑控制M2.1 泵工/变频转换逻辑控制

T37 工频泵增泵判断时间控制M2.2 泵工/变频转换逻辑控制

T38 工频泵减泵判断时间控制M3.0 故障信号汇总

T39 工/变频转换逻辑控制M3.1 水位下限故障逻辑

M0.0 故障结束脉冲信号M3.2 水位下限故障消铃逻辑

M0.1 泵变频启动脉冲M3.3 变频器故障消铃逻辑

M0.2 - M3.4 火灾消铃逻辑

M0.3 倒泵变频启动脉冲

生活/消防双恒压的两个恒压值是风光供水专用变频器直接设定的。在本系统中，根据用户要求，生活压力设定为0.35MPa,消防压力设定为0.60MPa。

压力低、压力高信号分别由变频器内部主控板14脚、15脚给出。供水运行下限频率、供水运行上限频率由变频器程序设定。在本系统中，运行下限频率设为20Hz, 运行上限频率设为50Hz。（2）PLC供水控制系统流程图如下图5示:

图5流程图（3）该系统PLC控制程序如下：