的案例.变频水泵恒压供水装置.docVIP

案例5.4__变频水泵恒压供水装置 概况： 近年来由于城市建设飞速发展，高层楼宇大量涌现，居民用水矛盾日益突出。如采用水箱供水存在水压不稳、二次污染和耗能等问题。随着PLC控制和变频技术的发展，变频恒压供水逐步为大家认可。 变频恒压供水目前国家尚无标准。因此变频恒压供水系统的构成各不相同，一般按用户要求进行生产。通常控制采用PLC, 调速采用变频器, 用压力变送器作为管网压力采样和反馈信号与压力设定信号进行比较，经过PID调节器运算，它的输出作为变频器频率给定，从而调节电动机的转速，使管网压力维持恒定。一台变频器可以控制二台或多台水泵。 在本实例中，因考虑到本系统的使用环境是居民大楼，用水量需根据季节变换和气温变化经常要进行调整。而控制室为无人值守，操作者是一般物业人员，要求系统工作可靠，操作简单。因此对系统的总体设计中采用PLC来对水泵的开、关和切换进行控制及对故障进行处理；使用PID调节器来实现闭环控制，而水泵的驱动则采用变频器，变频器工作在开环运行状态，由PID调节器的输出（4～20mA电流）作为变频器的频率给定信号。供水管网中的压力则通过压力变送器转换为4～20mA的电流信号反馈到PID调节器。压力给定信号在调节器面板中以键盘设置。系统的控制方框图如图4-1所示。 水泵房的现场照片和控制柜外形照片分别见图4-2和图4-3， 图4-2 水泵房现场照片 图4-3 恒压供水系统电气控制柜外形图 本系统在正常工作时只须二台泵，另一台作为备用泵。考虑到三台泵应均衡使用，故不设备用泵，而改为三台泵轮流工作制。如大楼居民用水流流当用水流量时，供水能力QG于用水流量Qu，则压力，F↓→偏差信号(Pg—PF)↑→变频器输出频率f→电动机转速n→供水能力QG→直至压力大小回复到目标值供水能力与用水流量重平衡(QG=Qu)时为止。供水能力流用水流量，使QGQu时，则F↑→(Pg-PF) ↓→f↓→n↓→QG↓→QG=Qu，又达到新的平衡。流 电气原理图中所用元器件清单见表4-1 表4-1 元器件清单 序号 元件代号 元件名称 型号规格 1 PLC 可编程控制器 三菱FX2N-48MR 2 FR-F540 三菱变频器 三菱FR-540-11K 3 A1 数字式压力控制表 FUJI PXR5 4 PB-DA-2Y 压力变送器 HSA PB-DA-2YA输出4-20mA 5 DC 稳压器 AC220V/DC24V 6 SB1 启动按钮 7 SB2 停止按钮 8 S02 手动/自动选择开关 9 QF1～QF3，QF10 断路器 10 KM1～KM3,KM10～KM13 接触器 11 KA1 变频器起停继电器 12 FR1,FR2,FR3 热继电器 13 FU1～FU4 熔断器 14 HL1,HL2,HL3 HL11,HL12,HL13 HL17 HL18 泵1～泵3变频指示灯 泵1～泵3工频指示灯 变频故障指示灯 电机故障指示灯 15 HA 变频故障蜂鸣器 16 SA1、SA2、SA3 检修选择按钮 17 S01 检修开关 18 DY1,DY2,DY3 水泵电动机 Y132M-4B,7.5kW/15.4A/380v/1440rpm 19 离心清水泵 65DL4 扬程46m/流量30m3/h 2. 变频器 采用三菱公司风机、水泵专用型FR-F540系列变频器，容量11kW。由于采用外围PID调节器，因此对变频器性能要求不高，采用其它型号变频器均可。端子接线图如图所示HSA变频专用压力变送器PB-DA-2Y系列产品是一种新型压力变送器，广泛应用于冶金、电力、自来水、化工和石油等工业现场，实现远程监控和控制。PB-DA-2Y系列产品采用德国 AMG 公司传感器及专用变送器用集成电路传感器部件光刻箔式电阻应变计。它设计新颖独特，工艺先进，信号输出稳定，信号输出精度1.0级表面指针精度1.6级环境温度20℃～45℃，相对湿度不大于80%。仪表接线三线制黑色电源正红色-输出正色-公共负接头螺纹ZG1/2，与管道直接相接。该压力变送器外形如图4-8所示。本例中，压力变送器安装在水泵出水口的管道上，如图4-9所示。 图4-8 压力变送器外形图 图4-9 压力变送器安装图 该调节器的参数分为三组，可以根据不同要求分别设置，这3组参数的分类及各参数的定义分别如表4-3、表4-4、表4-5所示。在需要设置其中的有关参数时，按住SEL键保持1秒（或2秒、3秒），就可分别进入第一组（或第二组、第三组）参数的设定状态，使用∧或∨键可以在本组参数中选择需要设置的参数并进行修改。当该组参数设置完成后，按SEL键2秒钟，就可返