PLC+ 风光变频器的小区恒压供水控制应用实例.docx

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1、PLC+ 风光变频器的小区恒压供水控制应用实例1 引言 本文是针对某生活小区实际情况，结合用户生活 / 消防双恒压供水控制的要求，我们进行改造的一些心得。现将其中的改造情况介绍如下。 众所周知，恒压供水系统对于生活小区是非常重要的，例如在生活小区供水过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响居民生活。又如当发生火警时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大损失和人员伤亡。所以，生活小区采用生活 / 消防双恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。 基于上述情况，我公司对某生活小区供水系统进行改造，采用西门子 PLC 作为主控单元。利用风光供水变频器，根据系统状态可快速调整

2、供水系统的工作压力，达到恒压供水的目的。改造提高了系统的工作稳定性，得到了良好的控制效果。 2 用户现场情况 如图 1 所示，市网自来水用高低水位控制器 EQ 来控制注水阀 YV1 ，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动向水箱注水。水池的高低水位信号也直接送给 PLC ，作为水位报警。为了保持供水的连续性，水位上、下限传感器高低距离较少。生活用水和消防用水共用二台泵，平时电磁阀 YV2 处于失电状态，关闭消防管网，二台泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，维持生活用水低恒压。当有火灾发生时，电磁阀 YV2 得电，关闭生活用水管网，二台泵供消防用水使用，并维持消防用水的高恒压值

3、。火灾结束后，二台泵改为生活供水使用。 图 1 生活 / 消防双恒压供水系统示意图 现场设备参数如下 : 型号 65-315（I）A 流量 56m 3 /h 扬程 110m 效率 56% 转速 2900r/min 电机功率 37KW 3 系统控制要求 用户对二泵生活 / 消防双恒压供水系统的基本要求是： 生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行。 二台泵根据恒压的需要，采取先开先停的原则接入和退出。 在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过 1 天，则要切换下一台泵，系统具有倒泵功能，避免一台泵工作时间过长。 二台泵在启动时都要有软启动功能。 要有完善的报警功能。 对泵的操作要

4、有手动控制功能；手动只在应急或检修时使用。 4 设备选型 （ 1 ）风光 JD-BP32-XF 型供水变频器 JD-BP32-XF 型是山东新风光电子公司推出的专用于供水变频器，使用空间电压矢量控制技术适用于各类自控场合。在恒压供水中可以采用这类变频器。 JD-BP32-XF 型变频器除具有变频器的一般特性外，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运行上限、下限频率（可以任意设定），可以方便地进行双压力控制，内置智能 PI 控制，以上功能非常适用于供水控制要求。在本例中选用 JD-BP32-37F （ 37KW ）风光供水变频器拖动用户水泵。 （ 2 ） PLC 选型 控制系统的 IO

5、 点及地址分配 根据图 1 所示及控制要求 , 统计控制系统的输入、输出信号的名称 ， 代码及地址编号如下表 1 所示。水位上 、 下限信号分别为 I0.1 、 I0.2。 PLC 系统选型 系统共有开关量输入点 8 个，开关量输出点 10 个 , 选用西门子主机 CPU222 （ 8 入继电器出） 1 台，加上扩展模块 EM222 （ 8 继电器输出） 1 台。即可满足用户供水控制要求 （ 3 ）压力传感器 在供水系统中，压力传感器既可以采用压力变送器，也可以采用远传压力表。在本例中采用远传压力表，压力表相应接线端子接到变频器主控板 3 脚、 4 脚、 5 脚即可。 5 电气控制系统原理图

6、电气控制系统原理图包括主电路图、控制电路图及 PLC 外围接线图三部分。 （ 1 ）主电路图 如图 2 所示为电控系统主电路。二台电机分别为 M1 、 M2 。接触器 KM1 、 KM3 ，分别控制 M1 、 M2 的工频运行；接触器 KM2 、 KM4 ，分别控制 M1 、 M2 的变频运行； FR1 、 FR2 分别为二台水泵电机过载保护用的热继电器； QS1 、 QS2 和 QS3 分别为变频器和二台泵电机主电路的隔离开关； FU1 、 FU2 为主电路的熔断器； BPQ 为风光供水专用变频器。 图 2 主电路图 （ 2 ）控制电路图 如图 3 所 示为电控系统电路。图中 SA 为手动

7、/ 自动转换开关， SA 打在 1 的位置为手动控制状态，打在 2 的状态为自动控制状态。手动运行时，可用按钮 SB1SB6 控制二台泵的起 / 停和电磁阀 YV2 的通 / 断；自动运行时，系统在 PLC 程序控制下运行。 图中的 HL8 为自动运行状态电源指示灯。 图 3 电控系统控制电路图 （ 3 ） PLC 接线图 下图 4 所示为 PLC 及扩展模块外围接线图。火灾时，火灾信号 SA1 被触动， I0.0 为 1 。 图 4 双恒压供水控制系统及扩展模块的外围接线图 6 系统程序设计 （ 1 ）程序中使用的 PLC 内部器件及功能，如下表 2 所示： 生活 / 消防双恒压的两个恒压值

8、是我公司生产的风光供水专用变频器直接设定的。在本实例中，根据用户要求，生活压力设定为 0.35MPa, 消防压力设定为 0.60MPa 。 压力低、压力高信号分别由变频器内部主控板 14 脚、 15 脚给出。 供水运行下限频率、供水运行上限频率由变频器程序设定。在本系统中，运行下限频率设为 20Hz, 运行上限频率设为 50Hz 。 （ 2 ）系统 PLC 控制程序如下： 7 结束语 随着变频调速技术的飞速发展，变频调速恒压供水技术在小区已普遍使用。用变频器来实现恒压供水，与其它供水方式相比较而言，其优点是非常明显的。节能效果十分显著，启动平稳，启动电流小，避免了电机启动时对电网的冲击，延长了泵和阀门等的使用寿命，消除了启动和停机时的水锤效应。供水控制系统提高了小区的供水质量。各项控制指标达到了用户的要求。风光变频器在小区恒压供水改造效果是明显的，改造是成功的。 参考文献 1 山东新风光电子用户使用手册 山东新风光电子科技发展有限公司。