2026/5/19 4:42:56
网站建设
项目流程
太古楼角原网站建设,做纱窗修水管的一个网站,用vs2012做网站案例,设计公司装修哪家好第二章 系统组成及控制要求 2.1系统简介 为改善生产环境#xff0c;某公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统#xff0c;分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点#xff0c;从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门某公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门一部分则需通过加压泵输送到高位水池而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。鉴于以上特点从技术可靠和经济实用角度综合考虑我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统同时通过主水管线压力传递较经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的2.2系统组成系统主要由电动机变频器PLC控制器软起动器电机保护器数据采集及其辅助设备组成。2.3控制要求及技术指标1供水压力要求恒定波动一定要小尤其在换泵时。2三台泵根据压力的设定采用“先开先停”的原则。3为了防止一台泵长时间运行需设定运行时间。当时间到时自动切换到下一抬泵以防止泵长时间不用而锈死。4要有完善的保护和报警功能。5为了检修和应急要设有手动功能。6需要有水池防抽空功能。技术指标●供水扬程 4—120 m●供水流量 2—2000 m3/h●水泵功率 0.55—75 KW●平均节电率 30—60%●压力调节精度0.01Mpa●预定压力设定数第1、2压力。其中第2压力设定值为消防用水压力。●水泵数量及功率可根据用户实际情况来选定。2.4变频器的技术参数ABB ACS400是具有多种功能的变频器在本例中由于已选PID调节器因此就不用变频器的内部PID调节而只用变频器的工厂宏FACTORY0就可以了。压力传感器将压力信号传给PID调节器PID调节器根据压力设定输出4~20MA给变频器以调节电机的速度变频器的运行要根据可编程序控制器输出Q1.0DCOM1-DI2是否闭合来确定变频器的停止要根据 编程序控制器输出Q0.7DCOM1-DI1是否闭合来确定。将变频器内部可编程继电器RO1RO2设定成频率到达。相关参数设定如下代码 功能 设定值 代码 功能 设定值9902 APPLIC MACRO 0 2102 STOP FUNCTION 11001 EXICOMMANDS 3 3201 SUPERV1 PARAM 01031003 DIRECTION 1 3202 SUPERV1 LIMLO 15HZ1102 EXT1/EXT2 6 3203 SUPERV1 LIMHI 50HZ1103 EXT REF1 SEL 0 3204 SUPERV1V2PARAM0103第三章 控制系统设计3.1确定控制方案1工频手动方式系统设计了手动工频的操作方式将转换开关打到“工频”档位操作人员可以根据需要自己决定起动或停止任意一台泵的运行。由于在该操作方式下PLC、PID、变频器等均不参加控制因此从技术角度上来说该方式无法保障出水管网压力值的恒定所以必须有人监守。该方式主要供PLC、变频器、PID仪表、压力变送器等设备故障检修时使用。2变频自动方式将转换开关打到“变频”档位按下变频起动按钮系统将自动判断并选择起始变频运行泵入口进入自动运行。3 工作原理(1) 当某台电机故障或需要检修某台电机水泵时控制系统将退减到3泵循环方式自动工作;(2) 当变频器出现故障时控制系统将采用工频驱动方式控制泵的运行与停止来保证供水的压力在一定的范围内但系统无法达到压力值的恒定同时发出报警蜂鸣声响通知操作人员进行处理;(3) 当无水接点信号来临时PLC将关断所有变频和工频输出直到无水接点信号消失PLC将自动恢复控制输出;(4) 当消防信号到来时PLC控制将转入子程序段执行关断生活用水打开消防供水阀实现对消防管道补充供水目的系统将根据在PLC程序中设置的消防供水压力设定值自动地完成恒定稳压消防供水。当消防信号解除后系统自动恢复到变频恒压供水工作状态;(5) 仅单台泵变频运行且处于最低输出频率状态和较长时间无压力上下限出现时(可以认为此时的系统供水需求量接近为零)控制系统将以变频50Hz运行30s或使管网压力达到设定值的1.2倍左右后立即停止运行进入休眠状态直到管网实际压力为压力设定值的80%左右控制系统重新自动恢复变频运行即休眠唤醒。当然管网中若有气压罐系统应以气压罐的压力控制器的上下限接点作为休眠与唤醒的条件进行控制3.1.1抽水泵系统整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台90KW深井泵电机两台采用变频器循环工作方式六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。当变频器工作50HZ管网压力仍然低于系统设定的下限时软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行当压力达到高限时自动停掉工频运行电机。系统为每台电机配备电机保护器是因为电机功率较大在变频器的控制下稳定运行当用水量大到变频器全速运行也在变频器的控制下稳定运行当用水量大到变频器全速运行也不能保证管网的压和稳定时控制器的压力下限信号与变频器的高速信号同时被 PLC检测到PLC自动将原工作在变频状态下泵投入到工频运行以保持压力的连续性同时将一台备用的泵用变频器起动后投入运行以加大管网的供水量保证压力稳定。若两台泵运转仍则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行而将另一台备用泵投入变频运行。当用水量减少时首先表现为变频器已工作在最低速信号有效这时压力上限信号如仍出现PLC首先将工频运行的泵停掉以减少供水量。当上述两个信号仍存在时PLC再停掉一台工频运行的电机直到最后一台泵用主频器恒压供水。另外控制系统设计六台泵为两组每台泵的电机累计运行时间可显示24小时轮换一次既保证供水系统有备用泵又保证系统的泵有相同的运行时间确保了泵的可靠寿命。3.1.2半自动运行当PLC系统出现问题时自动控制系统失灵这时候系统工作处于半自动状态即一台泵具有变频自动恒压控制功能当用水量不够时可手动投入另外一台或几台工频泵运行。3.1.3手动当压力传感器故障或变频器故障时为确保用水六台泵可分别以手动工频方式运行。实施效果实际运行证明本控制系统构成了多台深井泵的自动控制的最经济结构在软件设计中充分考虎变频与工频在切换时的瞬间压力与电流冲击每台泵均采用软起动是解决该问题关键。变频器工作的上下限频率及数字PID控制的上下限控制点的设定对系统的误差范围也有不可忽视的作用。采用变频恒压供水消除了主管网压力波动保证了供水质量而且节能效果明显并延长了主管网及其阀门的使用寿命。另外◆采用变频恒压供水消除了主管网压力波动保证了供水质量而且节能效果明显并延长了主管网及其阀门的使用寿命。◆用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力的问题。第四章 PLC选型分析4.1硬件设计系统选用了西门子公司的S7-200PLC辅以输入/输出扩展模块组成主要检测元件有光电开关、压力检测开关共计12个输入信号。执行部件有电机、变频挑速器、声光报警器共3个输出点。PLC主要完成现场的数据采集、转换、存储、报警、控制变频器直接驱动进行恒压控制变频器的起动、停止分为手动和PLC控制。控制面板上设有一个手动/自动转换开关PLC对该开关的状态实时检测当选择手动功能时。PLC只进行检测报警由人工通过面板上的按狃和开关进行水泵的起、停和切换。当选择自动功能时所有控制、报警均由PLC完成。4.2系统软件为方便调试的编程系统控制器采用模块化编程主要由手动运行模块、自动运行模块和故障诊断与报警模块组成。1手动运行模块当系统处于手动运行时PLC只接收个电路保护信号和各传感器信号并由此判断各工作水泵的运行状态在出现故障的情况下输出报警信号。水泵的起、停和切换由人工通过面板上的按狃和开关来实现。2自动运行模块自动运行模块包括系统的初始话、开关命令的检测、数据采集子程序、控制量运算子程序、置初值子程序、电机控制子程序等。电机控制子程序完成对3台水泵的运行和停止控制。由于变频器的输出频率与水泵的运转速度直接相关用水量大时变频器输出频率升高水泵的运水速度大用水量小时频率降低水泵的运水速度小。因此程序根据变频器的输出频率的大小就可以判断和控制水泵的工作状态。当频率上升到50HZ即水泵全速运转时仍不能满足供水需要时则PLC自动将第一台泵切换到工频运行第2台由变频器供电投入运行如果第二台泵电机达到满转速时仍不能满足供水要求则PLC自动将第二台泵切换到工频运行第3台泵由变频器供电投入运行依次规律逐个投入运行当2台泵都处于工频全速运行方式第3台泵处于变频运行工作方式时如果此时用水量减小变频器输出频率下降当频率到达一定的下限Fmin时供水量仍大于用水量则系统自动将第二台泵停止运行依次类推。4.3PLC的I/O分配4.5 PID应用及介绍变频器的运转频率是如何确定的呢首先通过安装在出水管网上的压力变送器将压力信号转换成标准的DC420mA的模拟量信号送入PID调节器;然后经PID仪表将压力设定值与压力反馈值进行比较计算后PID仪表输出一个执行值作为变频器的频率给定值由变频器控制电机水泵的转速调节管网出口处供水压力达到恒压供水目的。若是通过HMI设定压力值那么实际管网压力反馈的模拟量信号就要进入PLC模拟量输入端口通过用户PLC程序来完成设定值与实际值的比较计算根据差值大小来决定每次执行值调节的频度与幅度(解决好调节频度与调节幅度的问题是保障管网压力稳定的关键所在也是避免系统振荡的关键技术所在)从而达到改变变频器的给定频率实现实时调速的目的。PID闭环控制原理和控制接线图如图1所示。图1a表示了多泵循环变频恒压供水系统压力闭环PID控制原理图1a表示了具体的PID闭环控制实现方法:线路连接图。当压力设定值大于压力实际值时PID仪表将通过增加模拟量输出值来加速水泵电机的运行;当压力设定值小于实际压力值时PID仪表将通过减小模拟量输出值来降低水泵电机的运行;PID仪表将不断地通过改变模拟量输出值的大小来调节水泵电机的转速从而达到供水管网压力恒定的目的。4.6 PID计算PID运算电路如图2所示。4.7PLC系统状态分析对于多泵循环变频恒压供水系统来说其在正常条件下的状态数满足以下公式:式中Sn为正常状态总数n为多泵循环系统的泵的台数。式(1)表达了正常状态与泵的台数的关系以及各个状态之间相互迁移的条件它是一个典型的多入口多出口状态迁移图控制逻辑较为复杂。其他诸如指定某台电机处于检修状态所增加的(n-1)2个状态还必须在应用程序设计中加以体现。因此可以肯定地说多泵循环控制系统的程序规模至少随着泵的台数的增加而成平方级增长。考虑到各种其他外部条件的因素实际上程序规模可能会达到: