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                        三菱PLC和AB變頻器在恒壓供水系統中的應用

                        2019-6-27 11:20| 發布者: admin| 查看: 2729| 評論: 0|來自: 電氣技術

                        摘要: 在水資源嚴峻的形勢下,節約用水迫在眉睫。工廠用水更應如此,數據顯示,如果采用循環水系統,即一水多用,則工廠的用水可節約40%至90%左右。本文介紹的變頻控制恒壓供水系統,既體現了變頻控制恒壓供水的技術優勢, ...
                        在水資源嚴峻的形勢下,節約用水迫在眉睫。工廠用水更應如此,數據顯示,如果采用循環水系統,即一水多用,則工廠的用水可節約40%至90%左右。本文介紹的變頻控制恒壓供水系統,既體現了變頻控制恒壓供水的技術優勢,同時也全面介紹了三菱plc、AB變頻調速恒壓供水系統的運行模式及運行中的注意事項。
                        系統介紹
                        變頻恒壓供水系統原理如圖1所示,它主要是由PLC、觸摸屏變頻器、壓力傳感器、動力控制線路以及3臺水泵等組成。操作人員可通過控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉換開關來了解和控制系統的運行。


                        圖1 變頻恒壓供水系統原理圖
                        通過安裝在出水管網上的壓力傳感器,把出口壓力信號變成4~20mA的標準信號送入PLC,經運算與給定壓力參數進行比較,得出一調節參數,送給變頻器,由變頻器控制水泵的轉速,調節系統供水量,使供水系統管網中的壓力保持在給定壓力上。
                        當用水量超過一臺泵的供水量時,通過PLC控制加泵,根據用水量的大小由PLC控制工作泵數量的增減及變頻器對水泵的調速,實現恒壓供水。當供水負載變化時,輸入電機的電壓和頻率也隨之變化,這樣就構成了以設定壓力為基準的閉環控制系統。
                        系統運行模式及功能
                        本系統具備手動、自動兩種運行模式。在自動模式下通過啟動/停止按鈕控制水泵電機的運行與停止;變頻器根據設定壓力自動調整電機轉速,使管網壓力保持在設定壓力。手動模式下通過啟動/停止按鈕控制水泵電機;通過修改變頻器參數A145進行運行頻率設定(即預設頻率2)。
                        該系統具備低壓自動啟動水泵、故障自動切換備泵及故障鎖定等功能。如當前使用泵發生故障,系統將鎖定故障泵,只有通過觸摸屏解鎖后,該泵才能再次啟動。
                        該系統中,如三臺控制柜均選擇“自動”模式,則系統為兩用一備模式。任意啟動其中兩臺,第三臺自動選擇為備用;如三臺控制柜任意兩臺選擇“自動”模式,一臺選擇“手動”模式,則兩臺選為自動模式的控制柜構成一用一備模式。任意啟動其中一臺,另一臺自動選擇為備用。
                        系統運行方式分析
                        該系統有手動和自動兩種運行方式,系統啟動前進行下述操作:
                        ①打開觸摸屏的“PID設置”畫面,進行壓力設定;
                        ②打開觸摸屏的“功能設置”畫面,選擇“故障自動切換”為“是”或“否”。當選擇“是”時,啟動水泵后系統自動選擇備用泵,當運行泵發生故障時,系統自動啟動備用泵。
                        ③打開“功能設置”畫面,選擇“低壓自動切換”為“是”或“否”。當選擇“是”時,當管網壓力低于“低壓力設定值”設定時,會依次啟動1#、2#、3#水泵,啟動過程中如管網壓力超過“低壓力設定值”時,不會再啟動后續泵。


                        圖2 1#水泵自動運行控制程序
                        1.手動運行
                        將水泵控制方式選擇旋鈕旋至“手動”位置,按下控制柜面板上的“啟動”按鈕,變頻器會以A145設定的頻率運行。
                        2.自動運行
                        ①兩用一備模式(三臺水泵均正常,均可以自動使用)
                        將三臺水泵的“手動/自動”旋鈕旋到自動位置;按下任意兩臺水泵的“啟動”按鈕,水泵啟動,并通過變頻器自動調速運行。需要停車時,按下“停止” 按鈕,水泵停止運行。圖2為1#水泵自動運行的控制程序。
                        在操作中值得注意的是,三臺水泵均選擇“自動”時,任意啟動其中兩臺,第三臺自動被選擇為備用泵。如僅啟動一臺,則不會自動選擇備用泵。故障自動切換選擇為“是”后,如運行泵任意一臺泵發生故障,則自動啟動備用泵;如選擇“否”,處于自動狀態的水泵則需要通過柜面按鈕啟動。
                        ②一用一備模式(兩臺水泵均正常,均可以自動使用)
                        將任意兩臺水泵“手動/自動”旋鈕旋到自動位置,組成一用一備系統。第三臺水泵“手動/自動”旋鈕旋到手動位置;按下自動兩臺水泵任意一臺“啟動”按鈕,水泵啟動,并自動調速運行;需要停車時,按下“停止”按鈕,水泵停止運行。
                        關于“故障”
                        1.當變頻器自身故障時,故障蜂鳴器發出聲光報警,同時觸摸屏上顯示“故障”;
                        2.當水泵“手動/自動”旋鈕旋到自動位置時,按下“啟動”按鈕,如PLC未收到變頻器的運行信號,視為變頻器故障,同時觸摸屏上顯示“故障”;
                        3.當水泵“手動/自動”旋鈕旋到自動位置時,因“低水壓自動啟動”或“故障自動切換”而自動啟動水泵,如PLC未收到變頻器的運行信號,視為變頻器故障,同時觸摸屏上顯示“故障”;
                        4.當水泵“手動/自動”旋鈕旋到自動位置時,如果觸摸屏上顯示“故障”時,該水泵不能夠自動啟動,按下柜面“啟動”按鈕也無效。
                        當水泵“手動/自動”旋鈕旋到手動位置時,如變頻器未故障,則按下柜面“啟動”按鈕能夠啟動水泵。但在實際操作過程中,在未查明故障原因之前不要嘗試手動啟動水泵。
                        5.如觸摸屏顯示“故障”,只有按下“解除”后,變頻器才能再次自動啟動。
                        關于“低壓力自啟動”
                        1.“手動/自動”旋鈕旋到自動位置時,才可以自啟動。
                        2.如“低壓力自啟動”選擇了“是”,當管網壓力低于“低壓力設定值”設定時,會首先啟動1#水泵,經過15秒延時后啟動2#水泵,再經過15秒延時后啟動3#水泵。啟動過程中如管網壓力超過“低壓力設定值”時,便不會再啟動后續泵。
                        3.如停電再來電,“低壓力自啟動”會自動保持停電之前的狀態。
                        4.“低壓力自啟動”的應用:在系統以兩用一備或一用一備模式運行時,如果管網用水量增大超出變頻器調節范圍后,管網壓力會下降。當管網壓力低于“低壓力設定值”后,會自動啟動備用水泵。停電再來電時,能夠自動啟動水泵。圖3為低壓力自啟動控制部分程序。


                        圖3 低壓力自啟動控制部分程序
                        AB變頻器主要參數設置
                        本系統采用羅克韋爾公司AB變頻器,型號為22P-D208-110KW。參數設置的前提是變頻器參數為默認值,就是出廠設置。而且要參看電氣原理圖,確認變頻器控制端子接線正確及變頻器型號。P為基本編程代號,T為端子代號,A為高級編程代號。本系統中變頻器的主要參數設置如下:


                        表1 變頻器的主要參數設置
                        其他注意事項
                        1.水泵檢修時必須切斷變頻器主電源
                        2.三臺變頻器的A145參數設置要一致,從而避免多臺水泵同時手動運行時出水相互影響;自動啟動水泵時加、減速時間取決于P39、P40的設定值;手動啟動水泵時加、減速時間取決于A147、A148的設定值;
                        3.變頻器顯示面板上紅色按鍵按下后變頻器會停止工作;變頻器故障時能夠清除故障,務必謹慎操作;
                        4.天氣炎熱時,必須打開柜內散熱風扇,避免變頻器熱故障停機。
                        結束語
                        在供水系統中采用變頻調速運行方式,系統可根據實際設定水壓自動調節水泵電機的轉速或加減泵,使供水系統管網中的壓力保持在給定值,以求最大限度的節能、節水、節地、節資,并使系統處于可靠運行的狀態,實現恒壓供水。
                        該系統采用壓力閉環控制,系統用水量任何變化均能使供水管網的壓力保持給定,大大提高了供水品質。目前該系統在我公司投入使用,效果明顯。

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