基于PLC控制的變頻器恒壓供水系統(tǒng)

1、年第期（總第期）（CumulativetyNO.139）基于PLC控制的變頻器恒壓供水系統(tǒng)李燕（濱州市技術學院，山東濱州256603）摘要：文章闡述了采用變頻器和PLC聯(lián)合控制自來水廠自動供水的控制系統(tǒng)，重點介紹了該系統(tǒng)的控制思路、系統(tǒng)功能、系統(tǒng)硬、軟件等內(nèi)容。采用變頻調(diào)速及PLC控制技術后，使系統(tǒng)具有節(jié)能、工作可靠、自動控制程度高、經(jīng)濟易配置等優(yōu)穩(wěn)定性和經(jīng)濟效益。點，大幅提高了供水的可靠性、關鍵詞：變頻供水；PLC；自動控制；系統(tǒng)功能中圖分類號：TU991文獻標識碼：A文章編號：1009-2374（2010）04-0024-02某自來水廠供水系統(tǒng)由一級和二級泵站構(gòu)成。一級泵站由兩臺水泵機組構(gòu)

2、成，二級泵站由兩臺水泵機組構(gòu)接著沉淀、消毒，然后流入成。一級泵站從河中抽水至沉淀池，清水池。二級泵站是從清水池抽水送至遠端水塔及用戶家中。由于某自來水廠一、二級泵站一直采用手動操作模式，其勞動強度較大，且容易出現(xiàn)溢水、缺水事故，影響供水質(zhì)量。為使某水廠的供水實現(xiàn)自動化，于是設計了一種新型的自來水廠變頻器和聯(lián)合控制的供水自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)在某水廠進行了實際應用，實現(xiàn)了該廠兩級泵站水泵起動運行的自動化，大幅度提高了該廠供水的可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟效益。達低限位時，自動起動水泵工頻運行。三、硬件系統(tǒng)該系統(tǒng)的硬件主要包括主電路和控制電路。（一）主電路圖為一級泵站主電路框圖。圖中采用了一臺日本變頻器作為

3、核心部件。采用了日本斷路器及日本交流接觸器作為主要電氣元件。一、控制思路該系統(tǒng)采用變頻器和進行聯(lián)合控制。變頻器采用恒定控制，它采集外部信號作為反饋信號。對水泵的運行機組的選擇及機組的起動停止等進行控制。以上控制信模式、號都為的輸入信號。一級泵站水泵的起動停止信號取自清水池內(nèi)所裝的液位傳感器，當水位達低限位時，液位傳感器給液位傳感器給出停止出起動水泵的信號。當水位達高限位時，水泵運行的信號。二級泵站的反饋信號取自出水管處遠傳壓力變頻器變頻，水泵電機減速。當壓力表。當壓力高于設定值時，低于設定值時，變頻器變頻，水泵電機加速。在二級泵站水泵的運行中，它將受一級泵站清水池的缺水信號的控制，以此來防止清

4、水池幾乎缺水時水泵空轉(zhuǎn)。缺水液位開關設置在低水位下方的米處。二、系統(tǒng)功能該系統(tǒng)由于是變頻器和聯(lián)合控制，因此它主要具有如下幾方面的功能：一級泵站設定為恒水位控制模式。即以清水池的水位為參照點控制水泵運行，使清水池水位經(jīng)常保持一個即以出水管水壓為恒定值。二級泵站設定為恒水壓控制模式，參照點控制水泵運行，出水管水壓經(jīng)常保持一個恒定值；兩級泵站水泵的運行模式為變頻自動、工頻自動兩種；變頻自動模式下，若變頻器出故障，則自動進行聲、光報警，水泵停機，然后人工轉(zhuǎn)換為工頻自動模式；當水位達低限位時，自動起動水泵工頻運行。當水位達高限位時，水泵自動停機；二級泵站工頻自動模式下，出水管水壓在一定范圍內(nèi)保持恒定。當

5、出水管水壓圖1一級泵站主電路框圖二級泵站的主電路框圖與圖一基本相同，所不同的是水泵與變頻器的功率不同，一級泵站的水泵機組和變頻器的功率都為，而二級泵站的水泵機組和變頻器的功率都為。（二）控制電路該系統(tǒng)的控制電路采用日本三菱公司生產(chǎn)的作為控制核心，它主要包括一級泵站水泵機組控制電路和二級泵站水泵機組控制電路。一級泵站水泵機組控制電路。一級泵站所用的為，其外部端子接線圖如圖所示。圖中，“水泵選擇”開關的兩個端子分別接輸入端子、。水泵與水泵的起動開關分別連接、。變頻器故障信號通過輸入，光其故障通過和的輸出驅(qū)動電鈴和指示燈進行聲、報警。、連接的、分別為水泵與水泵主電路中交流接觸器的線圈，取、，取、。-

6、24-圖2一級泵站水泵PLC外部端子接線圖二級泵站水泵機組控制電路。二級泵站水泵機組控制電路外部端子接線圖如圖三所示?？刂坪诵臑橐慌_日本三菱公司生產(chǎn)的系列基本單元。圖中、為變頻器故障的聲、光報警器。、為清水池缺水聲、光報警器。輸入端子、分別接出水管處遠傳壓力表。、分別為主電路中控制水泵與水泵工作的交流接觸器線圈。為控制排除管道內(nèi)空氣的電動閥門工作的交流接觸器線圈。圖3二級泵站水泵PLC外部端子接線圖四、軟件部分（一）變頻器參數(shù)該系統(tǒng)采用的日本變頻器是一種高功能靜音式變頻器。一級泵站所用的變頻器型號為。二級泵站所用的變頻器型號為。該系統(tǒng)所用變頻器參數(shù)是根據(jù)系統(tǒng)的控制參數(shù)來設定的。系統(tǒng)的控制參數(shù)：

7、一級泵站清水池的低水位設為米，控制水位的高度設為米，高水位設為米。二級泵站揚水管的低水壓值設為，恒定水壓值設為，高水壓值設為。一級泵站變頻器的上限頻率為，下限頻率為，速頻率為，偏置頻率為，增益頻率為。二級泵站變頻器的上限頻率為，下限頻率為，速頻率為，偏置頻率為，增益頻率為。（二）PLC控制程序一級泵站工頻自動運行仍選擇泵工作為例。當起動泵時，接通，且當清水池處于低限水位時，接通，泵進入工頻自動模式。當系統(tǒng)檢測清水池水位為高限位時，水泵自動停機，并等待清水池低限水位的再次到來，從而重新起動水泵運行。當清水池的水位處于低限水位時，水泵繼續(xù)工作，一直工作到清水池水位達高限水位時方才停機。二級泵站自動

8、控制程序包括變頻自動運行和工頻自動運行兩部分，二級泵站工頻自動運行程序不要考慮變頻器的工作情況，因此它的程序比變頻自動運行程序框圖簡單得多，在此不作介紹。五、結(jié)語該系統(tǒng)經(jīng)過實際運行，其工作穩(wěn)定、可靠。某市自來水廠應用該系統(tǒng)后，取得了以下幾方面的效益：一是由于應用了變頻技術，因此水泵電機功率因素從提高到，減少了無功功率；二是水泵電機起動電流大幅度減小，減少了維修費用；三是由于出水管道水壓可任意調(diào)節(jié)，因此可將水泵揚程調(diào)節(jié)到較為理想的值，以最大限度地節(jié)約能源；從而提高了供水質(zhì)量，同時達到了節(jié)水的目的。參考文獻1鐘肇新，彭侃可編程控制器原理及應用M華南理工大學出版社，20002錢平交直流傳動控制系統(tǒng)M高等教育出版社，20043王兵工廠電氣控制技術M勞動社會保障