《变频恒压供气系统的开发》-中国创业网.doc

2009年全国技工教育和职业培训 优秀教研成果评选活动参评论文　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 变频恒压供气系统的开发 、 变频恒压供气系统的开发 摘要：介绍恒压供气基本原理及系统构成的基础，说明了PLC及变频器在恒压供气系统中所担任的角色中，最后给出恒压供气的实例。 关键词：自动控制 恒压供气 PLC 变频器 报警 1 前言 生活离不开气，但如果气源离用气的场所较远，就需要管路的输送。而将气送到较远或较高的地方，管路中是需要有一定的气压的，气压高了，才能将气送到远处或较高的楼层。怎样解决气压随用气量的大小变化的问题呢？通常的办法是：用气量大时，增加气泵数量或提高气泵原转动速度以保持管网中的气压不变，用气量小时又需做出相反的调节。这就是恒压供气的基本思路。这在电动机速度调节技术不发达的年代是不可设想的，但今天办到这一点已变得很容易了，交流变频器的诞生为气泵转速的平滑连续调节提供了方便。2?恒压供气概述 恒压供气的主要目标是保持管网气压恒定，气泵电动机的转速要跟随用气量而变化，这就要用变频器为气泵电动机供气，这种配置方案是数台电动机配一台变频器，变频器与电动机间可以切换。 当用气量低时，由一台泵在变频恒压条件下的供气，当用气量增大，自动启动一台工频泵投入，该工频泵提供的流量是恒定的，当用气量下降?，工频泵的转速下降（变频器频率下降）；当频率下降到恒压控制器设定的最小频率的时候，变频供气控制器自动关闭一台工频泵，以保持在控制器设定的压力。 以下介绍一个以三台泵构成的恒压供气泵的实例。 3用PLC控制变频器实现恒压供气的系统设计 3.1设计思路 (1)某高楼为实现恒压供气，应用压力开关根据管内压力实现对泵的运行速度的控制：当压力增大（用气量小）到上限压力时，减小泵的速度；当压力减小（用气量大）到下限压力时，提高泵的速度，从而实现管内压力的恒定。 (2)采用三台气泵，每次运行两台，一台备用，2h轮换一次，避免某一台泵工作时时间过长。用气量大，一台气泵全速运行，另一台变频高速运行；用气量小，一台气泵变频低速运行。 (3）恒压供气具有时间段控制功能，在上午6：00到晚上11：00为用气高峰期，频率控制在30Hz-50Hz，在晚上12：00到早上5：00为用气高低峰期，频率控制在20Hz-30Hz之间。 (4）有完善的报警功能。 (5)三台气泵分别由电动机M1、M2、M3拖动，全速运行由KM2 ，KM4 ，KM6三个接触器控制，变频调速分别由KM1，KM3，KM5三个接触器控制。 3.2设计过程 1)控制系统的I/O分配及地址分配 根据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。 表1 I/O端口分配表 名称 代码 地址编号 输 入 信 号 停止按钮 SB1 X0 启动按钮 SB2 X10 晚上下限压力 SQ1 X1 晚上上限压力 SQ2 X2 白天下限压力 SQ3 X3 白天上限压力 SQ4 X4 报警电铃压力开关 SQ5 X5 消铃按钮 SB3 X6 输 出 信 号 1#泵变频运行接触器 KM1 Y0 2#泵工频运行接触器 KM2 Y1 2#泵变频运行接触器 KM3 Y2 3#泵工频运行接触器 KM4 Y3 3#泵变频运行接触器 KM5 Y4 1#泵工频运行接触器 KM6 Y5 报警电铃 HA Y6 正转启动（防逆转） STF Y10 高速 RH Y11 中速 RM Y12 低速 RL Y13 2）系统选型 从上面分析可知道，系统有开关量输入点8个，开关量输出点11个；选择用三菱FX2N-64MR一台和通用变频器。 3）电器控制系统主电路 电器控制系统主电路如图1所示。三台电动机分别为M1、M2、M3。接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3工频运行；接触器KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3变频运行；KH1、KH2、KH3分别为三台气泵电机的过载保护用的热继电器；QS为电器控制系统总开关；QS1、QS2、QS3、QS4分别为变频器和三台泵电动机主电路的隔离开关；FU为主电路的熔断器。VVVF为通用变频器。 QS FU L1 L2 L3 QS1 QS2 QS3 QS4