变频恒压供水系统结构及原理图
变频恒压供水系统结构及原理图
系统采用两水泵进行供水,选用FRENIC5000 G11S变频器,PLC选用欧姆龙小型PLC,变频调速控制是恒压供水系统的核心,系统由变频器控制水泵将水直接加压或减压送至管网出口,根据测得的管网出口处的压力,由压力传感器将压力信号送入PID调节器,PID调节器根据压力设定值与压力实际值的偏差,对压力进行PID调节,输出频率给定信号IRF(4~20mA)给变频器,变频器根据频率给定信号IRF控制水泵的转速,并在PID调节器上设定压力的上下限,PID将此信号送入PLC控制器,从而实现两台水泵之间的工频、变频的切换。其系统原理图如图1所示。
3.恒压供水系统设计
3.1 主电路设计
系统采用手动和自动两种控制方式,PLC使主水泵变频启动,压力传感器将母管压力反馈给PLC,与预先设定的给定压力比较,通过PID运算,调节变频器的输出频率,以维持水压恒定。若用水量大到1台水泵全速运行也不能达到给定压力时,PLC将该水泵由变频运行投入到工频运行,将另一台水泵投入到变频运行,增加管网供水量以保证压力稳定。当用水量减少时,PLC将工频运行的泵停掉,减少供水量,整个系统保证变频运行时只有1台泵变频恒压供水。系统采用变频泵循环方式,以“先开先关”顺序关泵,既保证了系统有备用泵,又有效的防止备用泵长期不用出现“绣死”现象。系统主电路图如图2所示。
3.2 控制电路设计
控制电路如下图3所示,SB1控制系统的启动,SB2控制系统的停止,当水泵出现过载时,A5灯亮。当变频器出现故障时,A6灯亮。A1、A2分别为泵1的变频、工频运行指示灯,A3、A4分别为泵2的变频、工频运行指示灯。
其PLC控制器的I/O点数分配如表1所示。
4.PLC控制流程图设计
根据恒压供水操作要求,PLC控制系统要随时监控自来水以及供水口的情况来决定是否要起动水泵,PLC控制程序设计的主要任务是接收各种外部开关量信号的输入,判断当前的供水状态、输出信号去控制继电器、接触器、等的动作,进而调整水泵的运行。PLC和变频器是本系统的核心部分,系统稳定运行的关键取决于PLC程序的合理性和可行性以及变频器参数的设定。本系统采用手动或自动两种工作方式,系统启动后,泵1进人变频运行,当检测到压力上限信号时,变频泵切换为工频,启动另一台泵变频运行,当检测到压力下限信号时,工频泵切除,仅变为变频泵工作,系统设计程序流程图如图4所示。