PLC與變頻技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2013-10-31 09:56:44瀏覽次數(shù):1904
變頻器:PLC與變頻技術(shù)的節(jié)能應(yīng)用研究
本文的內(nèi)容是結(jié)合PLC和變頻器的功能,實(shí)現(xiàn)對(duì)送水泵房的恒壓供水系統(tǒng)控制;系統(tǒng)采用變頻調(diào)速方式自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的速度,利用PLC的PID的自動(dòng)調(diào)節(jié)功能控制變頻器,形成以壓力為閉環(huán)的控制系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)恒壓供水,而水組泵的啟動(dòng)和停止可以通過自動(dòng)和手動(dòng)來實(shí)現(xiàn),該系統(tǒng)運(yùn)行可靠,抗干擾性強(qiáng),且具有較強(qiáng)的節(jié)能性。但在自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)過程中,系統(tǒng)還存在很多技術(shù)問題,結(jié)合一些實(shí)際配置過程與大家一起探討。
2 系統(tǒng)組成
PLC-變頻器和軟啟動(dòng)器控制系統(tǒng)由1個(gè)PLC控制站、2臺(tái)變頻器、3臺(tái)軟啟動(dòng)器、壓力變送器、綜合保護(hù)器、液位計(jì)及5臺(tái)水泵等組成。5 臺(tái)水泵的流量是12000m3/h,電機(jī)為132kW,兩臺(tái)變頻器控制兩個(gè)水泵,三臺(tái)軟啟動(dòng)器控制另外三臺(tái)水泵。在出水總管上安裝有壓力變送器探測(cè)管網(wǎng)的壓力,在清水蓄水池裝有液位計(jì),檢測(cè)水池的液位并將信號(hào)送至PLC。每臺(tái)水泵都配有1臺(tái)的綜合保護(hù)器(安裝在變頻器或軟啟動(dòng)機(jī)柜內(nèi))。變頻器采用西門子公司的MICROMASTER(MM440),PLC采用西門子公司的GE的可編程序控制器,出水總管上配備E+H公司的FT-1壓力傳感器和清水蓄水池FT-1E液位傳感器。
3 系統(tǒng)控制原理
通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器,把出口壓力信號(hào)變成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入PLC,經(jīng)PLC運(yùn)算與給定的壓力進(jìn)行比較,得出一比較參數(shù),送給變頻器,由變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供水量,使供水管網(wǎng)上的壓力保持在給定的壓力上,當(dāng)用水量超過一臺(tái)泵的供水量時(shí),通過PLC控制切換器進(jìn)行加泵。根據(jù)用水量的大小由PLC控制工作泵的數(shù)量增減及變頻器對(duì)水泵的調(diào)速,實(shí)現(xiàn)恒壓供水。當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí),輸入電機(jī)的電壓和頻率也隨之變化,這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。此外,系統(tǒng)還設(shè)有多種保護(hù)功能,充分保證了水泵的及時(shí)維修和系統(tǒng)的正常供水。變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無極調(diào)速,從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。壓力傳感器的任務(wù)是檢測(cè)管網(wǎng)水壓,壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足用戶需求的水壓期望值。壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)輸入可編程控制器后,經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算,輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。當(dāng)供水設(shè)備啟動(dòng)時(shí),先啟動(dòng)變頻泵,管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值時(shí),變頻器的輸出頻率則穩(wěn)定在這一數(shù)值上。而當(dāng)用水量增加,水壓降低時(shí),傳感器將這一信號(hào)送入可編程控制器,可編程控制器送出一個(gè)用水量增大的模擬信號(hào),使變頻器的輸出頻率上升,水泵的轉(zhuǎn)速提高,水壓上升。如果用水量增加很多,使變頻器的輸出頻率達(dá)到最大值,仍不能使管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值,可編程序控制器就發(fā)出控制信號(hào),啟動(dòng)一臺(tái)工頻泵,其他泵依次類推。反之,當(dāng)用水量減少,變頻器的輸出頻率低于某一值(一般為30Hz左右)時(shí),管網(wǎng)的壓力仍高于給定的壓力,PLC也自動(dòng)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器,在一定的時(shí)間段內(nèi),如果壓力仍高于給定值,PLC就自動(dòng)停止一臺(tái)工頻泵的,直至壓力降低為止,其他泵依次類推。
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