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触摸屏、PLC与变频器在变频自动供水设备中的结合应用
时间:2020-02-07 15:31 来源:中赢供水 作者:中赢供水厂家 点击:
触摸屏、PLC与变频器在变频自动供水设备中的结合应用


      智慧水务系统下的二次加压泵房,具有更加清洁,节能,智能的变频自动供水设备。依托高效的水务物联网,在调度中心便可用精细化,动态化的可视方式实时查看二次加压泵房的水质、水压、流量、水箱液位等供水信息,也可对二次加压泵房中补水系统、供水系统、排污系统、安防系统等所有设备运行状态实时监测调控。在变频自动供水设备系统运行过程中,一旦出现故障便会触发智能报警系统,实时反馈给调度中心工作人员,通过智慧水务平台便可智能分析系统故障信息。智慧水务二次加压泵房还具有智能配水系统,依托强大的水务大数据,智能分析小区用水量曲线,从而以高效合理的方式智能补水,不但为整个市政管网补水能力减轻压力,也大大降低了能耗,给用户带来更加优质的用水服务。
 
      在变频自动供水设备控制领域,可编程控制器(PLC)一直起着重要的作用。随着国家在变频自动供水设备行业的投资力度加大,水厂运行自动化水平不断提高,PLC在变频自动供水设备行业应用逐步增多。触摸屏与PLC配套使用,使得PLC的应用更加灵活,同时可以设置参数、显示数据、以动画等形势描绘自动化过程,使得PLC的应用可视化。
 
      变频自动供水成为供水行业的一个主流,是保证供水管网在恒压状态的重要手段。现代变频器完善的网络通信功能,为电机的同步运行,远距离集中控制和在线监控等提供了必要的支持。通过与PLC连接的触摸屏,可以使控制更加形象、直观,操作更加简单、方便。
 
      变频自动供水设备组合应用PLC、触摸屏及变频器,采用通信方式对变频器进行控制来实现变频恒压供水。
 
2、变频自动供水设备系统结构
 
      变频自动供水设备系统主要由PLC、变频器、触摸屏、压力变送器、动力及控制线路以及泵组组成。用户可以通过触摸屏了解和控制系统的运行,也可以通过控制柜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。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或0~10V标准信号送入PLC内置的PID调节器,经PID运算与给定压力参数进行比较,输出运行频率到变频器。变频自动供水设备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,PLC频率输出给定变频器的运行频率,从而调节水泵的转速,达到恒压供水。PLC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。
 
3、变频自动供水设备工作原理
 
      变频自动供水设备系统有手动和自动两种运行方式。手动方式时,通过触摸屏或控制柜上的启动和停止按钮控制水泵运行,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,由PLC设定的程序驱动I/O端口开关量的输出来实现切换交流接触器组,使得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,人工启动,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。
 
4、变频自动供水设备参数的设置
 
      在进行通信之前必须对PLC、触摸屏和变频器的通讯参数进行正确设置。本系统定义为Modbus协议,波特率为9600,数据位为8,无校验,停止位为1。变频器除设置通信参数外,还需启用“自由停车”以保护电机。
 
5、变频自动供水设备的PLC控制系统
 
      该系统采用智能PLC,继电器输出,PLC编程采用三菱PLC的专用编程软件,软件提供完整的编程环境,可进行离线编程、在线连接和调试。为了提高整个系统的性价比,该系统采用可编程控制器的开关量输入输出来控制电机的起停、自动投入、定期切换,供水泵的变频及故障的报警等,而且通过PLC内置的PID给定电机的转速、设定压力、频率、电流、电压等模拟信号量。
 
      以往的变频恒压供水系统在水压高时,通常采用停变频泵,再将变频器以工频运行方式切换到正在以工频运行的泵上进行调节。这种切换的方式理论上要比直接切换工频的方式先进,但其容易引起泵组的频繁起停,从而减少设备的使用寿命。而在能系统中采用直接停工频泵的运行方式,同时由变频器迅速调节,只要参数设置合适,即可实现泵组的无冲击切换,使水压过渡平稳,有效的防止了水压的大范围波动及水压太低时的短时间缺水的现象,提高了供水品质。
 
      变频自动供水设备采用PLC和变频器结合,系统运行平稳可靠,实现了真正意义上的无人职守的全自动循环切泵、变频运行,保证了各台水泵运行效率的最优和设备的稳定运转启动平稳,消除了启动大电流冲击,由于泵的平均转速降低了,从而可延长泵的使用寿命,可以消除启动和停机时的水锤效应。通过触摸屏上的组态画面就可进行供水压力的设定,监视设备运行状况同时可以查询设备故障信息,大大提高变频自动供水设备的自动化水平及对现场设备的监控能力。
 
 
 


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