一.恒压供水系统
供水系统又称为供水设备,是国民经济中生产生活不可缺少的重要组成。传统供水设备存在占地面积大,水质易污染,基础建设投资大,而且最为主要的缺点是水压在大多情况不能保持恒定,容易出现水压不足,导致部分设备不能正常工作,甚至出现无水断水现象,严重影响人民的日常生产生活。
恒压供水系统正是为解决压力不足,无法到达用户用水的高度或流量,而专门研发设计的新型环保节能的专业系统设备。其原理是将管网中的实际压力通过专业压力传感器采集后反馈到控制系统中与系统中给定压力进行比较,当管网压力不足时,变频器增大输出频率,水泵转速加快,供水量增加,迫使管网压力上升。反之,如果水网压力较大时,变频器减小输出功率,水泵转速减慢,供水量减小,管网压力下降,保持恒压供水。供水系统一般由水泵机组,变频控制柜,人机界面与PLC控制柜,隔膜压力罐,压力传感器和一些辅件构成。其中台达变频调速技术是一种新型成熟的交流电机无极调速技术,它以其独特优良的控制性能被广泛应用于速度控制领域,特别是供水行业中。由于安全生产和供水质量的特殊需要,对恒压供水压力有着严格的要求,因而其变频调速技术得到了更加深入的应用。恒压供水方式由于采用全套台达自动化技术中的PLC与人机界面,所以其具有技术水平先进、水压实现恒定、操作方式简单、工作运行可靠、节约电力能源、自动化程度高, 在泵站供水中可完成以下功能:
(1)保持水管压力恒定,保证供水流量;
(2)控制方式可实现手动控制/自动控制之间的自由切换;方便正常运行与检修处理;
(3)多台水泵之间能够实现定时自动顺序切换,保证水泵的使用频率,以防水泵用长时间使用或长时间不不使用出现损害;
(4)系统睡眠与唤醒,系统能够通过对水压的实时监控与人机界面的设置进入睡眠与唤醒,当外界停止用水时,系统处于睡眠状态,直至有用水需求时自动唤醒;
(5)通过操作界面的给定与调整修改PID参数,满足实际使用要求;
(6)泵组及主回路及线路保护检测报警,信号显示等;
二.系统配置:
本系统主要选用:
台达PLC DVP32ES00 R2
台达人机界面 DOP-BO5S100 65536 Colors
变频器 VFD系列三相380VAC
(一)PLC DVP32ES00 R2
台达DVP-ES系列PLC
台达PLC以高速、稳健、高可靠度而著称,广泛应用于各种工业自动化机械;
本系列是顺序控制主机的代表,提供小型PLC最具经济效益的解决方案。
台达DVP-ES系列PLC型号特性:
1. 主机点数:14 / 24 / 32 / 40 / 60 (本系统选用24点)
2. 最大I/O点数:256点 (本系统选用24点)
3. 程序容量:4K Steps
4. 通讯端口:内置RS-232与RS-485,兼容MODBUS ASCII / RTU通讯协议。 (其中RS232用来与PC以及人机界面通讯,RS485用来与变频器通讯)
5. 高速脉冲输出:支持2点(Y0, Y1)独立高速脉冲输出功能,最高可达10kHz。
6. 内置四点高速计数器:
台达DVP-ES系列PLC最佳应用:
指单一计数器最高计数范围 圆织机、电梯控制、包装机、送料机、电容剪脚机(步进电机控制)、食品加工机、景观喷水池
本系统I/O对照表
I/0对照表
名称 功能 地址
输
入
信
号 变频器故障 X0
变频器频率达到 X1
1KM 1#变频器转 X2
3KM 2#变频器转 X3
5KM 3#变频器转 X4
7KM 4#变频器转 X5
1FR 1#水泵故障 X6
2FR 2#水泵故障 X7
3FR 3#水泵故障 X10
4FR 4#水泵故障 X11
无水信号 X12
自动 X13
手动 X14
X15
输
出
信
号 2KA 变频运行 Y0
1KM 1#泵变频 Y1
2KM 1#泵工频 Y2
3KM 2#泵变频 Y3
4KM 2#泵工频 Y4
5KM 3#泵变频 Y5
6KM 3#泵工频 Y6
7KM 4#泵变频 Y7
8KM 4#泵工频 Y10
1KA 手动控制 Y11
Y12
Y13
Y14
Y15
Y16
Y17
(二)人机界面 DOP-BO5S100 65536 Colors
本系统通过人机界面与PLC的连接对整个系统实现实时监控与操作;
DOP-BO5S100 65536 Colors具有价格便宜,使用方便,编程界面简单,功能较强等特点;
主要操作界面如下:
保护画面:平时作为系统启动主画面和实现屏保功能;
主控画面:进入各个监视与控制画面;
运行控制画面一:实现控制系统的手动与自动切换,对各泵单独进行手控启动与停止,进行自动控制的手动与停止;
运行控制画面二:水泵选择,人为的禁止某台水泵的启停,起到保护水泵的作用;
参数设置画面:对主要参数进行控制设定
运行状态画面:选择进入各状态画面;
运行数据画面:系统运行的主要参数显示;
系统示意图显示画面:显示水压情况,各个水泵的实际情况;
故障记录画面:记录设备运行时间内的故障记录,为诊断与分析系统提供条件;
故障解锁画面:对故障自锁进行解除确认复位;
压力设定画面:根据实际情况对水压进行设定;
定时换泵画面:显示各泵运行时间,启动与设定换泵时间;
(三)变频器
变频器采用VFD系列三相380VAC产品;与PLC采用RS485通讯,进行具体数据通讯,另外模拟量输入口直接采集压力传感器信号,数字量口进行运行控制与反馈;
变频器在本系统的主要作用主要是两个方面:首先,实现对各水泵电机的软启动与软停止,因为每台电机的投入都是从0HZ一致平稳递加到最大使用频率直到超过50HZ变速投入工频运行,而当水压过大时,也是将电机频率由当前频率缓慢下降,直到0HZ,退出运行;其次,实时变速控制,其本在实际适用条件下,任何时候都有一台水泵电机是运行在变速情况下的,即能够在水压上实现其平稳性。