1. Введение
В системе водоснабжения постоянный напор подачи воды означает, что выходное давление остается неизменным при изменении расхода воды в водопроводной сети. В этой статье компьютер (ПК), программируемый логический контроллер (ПЛК) и преобразователь частоты используются для составления системы мониторинга подачи воды с постоянным давлением с преобразованием частоты, которая может реализовать подачу воды с постоянным давлением и удовлетворить требования энергосбережения и снижения потребления за счет преобразование частоты и регулирование скорости, а также выгодно реализовать автоматизацию и удаленный мониторинг производства. Изменение водопотребления носит стохастический характер, а напор воды недостаточен при использовании пиковой воды. Система подачи воды с постоянным давлением с преобразованием частоты может автоматически регулировать увеличение и уменьшение мощности насоса, режим работы двигателя насоса и скорость двигателя в соответствии с изменением давления в водопроводной сети общего пользования с помощью ПЛК и преобразователя частоты для обеспечения подачи воды с постоянным давлением, что не только предотвращает потребление энергии, но и позволяет избежать воздействия импульсного тока на оборудование при запуске двигателя.
2. принцип работы
Система водоснабжения постоянного давления с преобразованием частоты использует преобразователь частоты для привода двух мощных двигателей, которые могут работать как с преобразованием частоты, так и с частотой сети; маломощный двигатель, как двигатель вспомогательного насоса.
Режим пуска: Чтобы избежать импульсного тока при пуске, двигатель использует режим пуска с преобразованием частоты с выходной клеммы инвертора для постепенного увеличения частоты и напряжения. Перед запуском инвертор должен быть сброшен.
Регулировка скорости преобразования частоты: в соответствии с потоком водопроводной сети, выходная частота преобразователя автоматического управления изменением давления, чтобы отрегулировать скорость двигателя и насоса, чтобы обеспечить подачу воды с постоянным давлением. Если выходное напряжение и частота оборудования не могут соответствовать требованиям подачи воды, когда выходное напряжение и частота повышаются до частоты сети, ПЛК выдает инструкции № 1, насос автоматически переключается на работу с частотой сети, пока № 1 насос полностью прекращает работу с преобразованием частоты, после сброса инвертора насос № 2 переходит в режим преобразования частоты.
Переключение нескольких насосов: в зависимости от потребности в постоянном напряжении используйте принцип отсутствия первичного и вторичного переключения, то есть доступ и выход «начало первой остановки». В программе ПЛК, установив рабочий номер насоса преобразования частоты и количество насосов промышленной частоты, можно судить об увеличении или уменьшении насоса по тому, достигает ли заданная частота верхнего или нижнего предела частоты. При небольшом расходе воды используется вспомогательный насос.
Чтобы насос не работал в течение длительного времени, любой насос не может работать непрерывно более 3 часов. Когда количество насосов промышленной частоты равно нулю и один насос работает в состоянии преобразования частоты, запустите таймер, когда он достигнет 3 часов, количество насосов преобразования частоты изменится, то есть переключится на другой насос. Когда насос работает на частоте сети или запускается вспомогательный насос, таймер прекращает отсчет и обнуление.
Обработка ошибок: он может сигнализировать о нижнем пределе уровня воды, частотном преобразователе, неисправности ПЛК и так далее. Сбой ПЛК, система автоматически переводится в ручной режим.
3. Цепь управления ПЛК
Система использует S7-200PLC в качестве ведомого компьютера. Аппаратная система ПЛК S7-200 содержит определенное количество точек ввода/вывода (I/O), но также может расширять модуль ввода/вывода и различные функциональные модули, чтобы обеспечить стабильность системы на основе сокращения системы. расходы, мы выбираем модуль расширения UniMAT после процессора. Входной точкой является 6, а сигналами верхнего и нижнего пределов являются I0.0 и I0.1 соответственно. Точка выхода равна 10, а O0.0-O1.0 соответствует выходному терминалу ПЛК. Сброс инвертора осуществляется контактной точкой выхода О1.0 через промежуточное реле КА. В соответствии с точкой ввода-вывода и назначением адреса системы управления, система имеет пять точек ввода количества переключения, девять точек вывода количества переключения, одну точку ввода аналоговой величины и одну точку вывода аналоговой величины. Вы можете выбрать CPU224PLC (14DI/10DO) и расширить аналоговый модуль UniMAT EM235 (4AI/1AO).
4. электронный дизайн программы управления
Проектирование и анализ программного обеспечения насосной станции 4.1
(1) управление количеством рабочей группы, требуемым требованием «постоянного давления».
Чтобы поддерживать постоянное давление воды, выходную частоту преобразователя частоты следует увеличивать при снижении давления воды, а второй насос следует запускать, когда один насос не может удовлетворить требование постоянного давления. Существует критерий для определения необходимости запуска нового насоса, то есть, достигает ли выходная частота преобразователя установленного верхнего предела частоты. Эта функция может быть достигнута путем сравнения инструкций. Чтобы судить об уверенности в том, что частота преобразователя частоты достигает верхнего предела, необходимо отфильтровать верхний предел колебаний частоты, вызванных случайными факторами, и в программе должна быть предусмотрена временная фильтрация.
(2) спецификация управления насосными станциями на насосных станциях
Поскольку инверторная насосная станция надеется, что каждый пуск двигателя будет плавным, существует правило, согласно которому каждый насос должен использоваться поочередно, поэтому для работы многих насосных станций требуется спецификация управления. В этой конструкции требование управления предусматривает, что любой насос не должен работать непрерывно более 3 часов. Поэтому целесообразно использовать новый насос в качестве преобразователя частоты при запуске нового насоса или переключении насоса с преобразователем частоты. В конкретной операции преобразователь удаляется из преобразователя и подключается к источнику питания промышленной частоты для работы, а преобразователь сбрасывается и используется для запуска нового насоса. Кроме того, существует еще одна проблема управления группой насосов — управление рабочим циклом насоса. В этой конструкции использование метода «количество насосов плюс 1» обеспечивает управление циклом преобразователя частоты, т. е. логику «3 плюс 1 в 0». насосы промышленной частоты в сочетании с номером насоса для обеспечения вращения насоса промышленной частоты.
4.2 Структура программы и реализация ее программных функций.
Согласно вышеизложенному, ПЛК выполняет множество функций в системе водоснабжения с постоянным давлением. Поскольку для аналогового блока и настройки ПИД-регулятора необходимо составить программу инициализации и прерывания, эту программу можно разделить на три части: основная программа, подпрограмма и программа прерывания.
(1) Часть инициализации системы выполняется в подпрограмме инициализации, что экономит время сканирования. Используйте время
Программа инициализации
(2) блок-схема основной программы показана на рисунке 2. Она имеет большинство функций, таких как генерация сигнала переключения насоса, синтез логического сигнала управления контактором группы насосов и обработка аварийных сигналов, и т.д. в основной программе. Два постоянных значения жизни и двойное постоянное давление огня программируются напрямую цифровым способом. Система водоснабжения настроена на 70% полной шкалы, а система настроена на 90% полной шкалы противопожарного водопровода. Коэффициенты усиления и постоянные времени системы: коэффициент усиления Kc = 0,25, время дискретизации Ts = 0,2 с, время интегрирования Ti = 30 мин.
Мастер-программа управления
(3) Программа прерывания показана на рисунке 3. Ее функция в основном используется для соответствующего расчета PID. Он работает под управлением нормально замкнутого реле SM0.0 ПЛК.
5. заключительные замечания
В технологии подачи воды с постоянным давлением используется преобразователь частоты для изменения частоты питания двигателя, чтобы отрегулировать скорость насоса для изменения давления на выходе насоса, чем путем регулирования клапана для управления давлением на выходе насоса с эффектом уменьшения трубы. сопротивление значительно уменьшить потери перехвата. Поскольку насос с переменным рабочим объемом работает в режиме преобразования частоты, когда его выходной поток меньше номинального расхода, скорость насоса снижается, уменьшается износ подшипников и тепловыделение, а также продлевается механический срок службы насоса и двигателя. Чтобы реализовать автоматическое управление постоянным давлением, операторам не требуется часто работать, что снижает трудоемкость и экономит рабочую силу.
Двигатель насоса использует режим плавного пуска, ускоряется в соответствии с установленным временем ускорения, избегает воздействия тока при запуске двигателя и вызывает колебания напряжения в сети. В то же время это позволяет избежать перенапряжения насосной системы, вызванного внезапным ускорением двигателя.
Поскольку насос с переменным рабочим объемом работает в режиме преобразования частоты, его скорость определяется внешним водоснабжением во время его работы, поэтому система может значительно экономить электроэнергию в процессе работы, а ее экономическая выгода очень очевидна. Из-за этого система может быстро окупить инвестиции, а долгосрочные выгоды, ее социальные выгоды огромны.
На практике подачей воды с постоянным давлением можно управлять с помощью ПЛК, а программу управления можно легко изменить в любое время, чтобы изменить время работы и условия работы каждого компонента в соответствии с различными требованиями. С реле или оборудованием.
