PLC及變頻技術在自來水廠的二級泵房的控制應用
發布時間:2019-07-12 11:32:03來源:
的自動控制,根據變頻調速的性能特點,介紹了其在控制水泵轉速方面的一些優點,并且敘述了有關軟啟動器的一些特點和應用。整個控制系統實現了廠方的要求,運行穩定可靠,取得了令人。
滿意的效果。
金溪自來水廠原來的二級泵房存在著自動化程度低,運行成本高的問題。由于供水管網的壓力得不到控制容易造成管網破裂,帶來損失,給城市人民用水帶來不便,不利于現代企業的發展我們應廠方的要求,開發了一套PLC,變頻器與軟啟動器集成的控制系統。它的實施為泵房的安全運行提供了可靠的保證。
1系統任務:二級泵房的總裝機容量為290kW,其中1泵和2泵為75kW,3栗和4泵為55kW,5栗為30kW正常情況下聯絡刀閘斷開,變頻器對1和2泵中的一臺變頻,壓力變化時PLC發出指令,軟啟動3,4和5泵或減泵系統可以實現手動和自動控制。當軟啟動器發生故障時,通過聯絡刀閘,變頻器對3,4,5栗實現變頻啟動。當變頻器發生故障時,通過聯絡刀閘,軟啟動器對丨,2栗實現軟啟動。該系統能通過PLC給定各時段壓力設定值,定時自動控制。當實際壓力偏離設定壓力值15min時,可自動發出聲光報警信號,并自動執行增減相應的泵,所設定的時段和壓力段可根據需要更改調整。
2控制系統的硬件結構:結構,系統的構成和擴展都十分方便,性能價格比好。其主要控制對象為電動機,軟啟動器,接觸器,信號燈等。處理器周期性地執行掃描程序:首先它讀入所有輸入端上的狀態,并將其存入過程輸入映象區(P),然后在內部計數器,位存儲器和定時器的控制下逐行掃描用頻器~戶程序,并執行有關的運算和操作,得到當時應有的控制信號,將處理結果通過輸出映象區(PIQ)輸出到輸出端。如此周而復始對現場泵及泵后閥實現一步化順序自動開啟或關閉控制。
控制系統的硬件結構2.2變頻器我們選用ABB公司ACS604-100-3型變頻器。它是采用直接轉矩控制(DTC)技術,結合諸多先進生產制造工藝推出的高性能變頻器,具有很寬的功率范圍。優良的速度控制和轉矩控制特性,完整的保護功能以及靈活的編程能力。DTC技術是這個變頻器的核心,是比較優的電機控制方法。所謂(DTC)直接轉矩控制技術是交流傳動領域電機控制方式的一次革命,它從零速開始不使用電機軸上的脈沖碼盤反饋就可以實現電機速度和轉矩的精確控制。而且它有多種應用宏可供選擇,不同的應用宏對輸入輸出口和信號處理都作了默認配置:FACTORUSETTING(出廠設定),HAND/AUTOCONTROL(手動/動控制),P1DCONTROL(PID控制),TORQUECONTROL(轉矩控制),SEQUENTIALCONTROL(順序控制),USERMACRO12(用戶宏1和2)等變頻器自帶一塊鍵板(KEYPAD),二者通過一個插接口由扁平電纜通訊。鍵板上有LED顯示及八個軟鍵,顯示出電機轉速,頻率,轉矩等參數。
這里我們所做的是420mA輸入,因為它自帶PID功能,只需將采集的信號接入,在變頻器上進行PID參數設定,則可控制電機。關鍵是按照廠方要求的壓力給定值在變頻器上設定多少。信號是由壓力傳感器采集送到PLC經過處理再到變頻器。因此要找到壓力計顯示的值和PLC上的值之間的關系。經過多次數據采集,推導。我們找到二者在一定范圍內近似滿足關系:盧60狄+1640,"為PLC所設的壓力給定值,義為要求的壓力設定值,1 640為壓力為0kg時采到的值,609為1640以后滿足的一個近似的線性關系的斜率。
這樣,變頻器就可獲得各個時段的壓力值,經過PID調節,調節泵的轉速,達到調節管網的壓力的目的。現場運行后,誤差在1%以內,滿足了要求。我們采用變頻器對泵的轉速調節。主要考慮它具有以下幾個有利的因素:丨)它有很好的電機速度及轉矩控制。2)電機辯識運行(IDRUN)及速度自我微調功能。3)內置PID控制器,降低了投資成本。4)節能效果好,平均節能41%.5)采用變頻器控制水泵是一項成熟的技術,并且安裝方便,易于操作等等。
2.3軟啟動器選用的是Allen-Bradley的150-A135NBDB帶泵控制的智能馬達控制器。它的額定電流為135A,電機額定功率75 50HZ具有三種軟啟動方式:限流啟動,全壓啟動,突跳啟動。帶有節能器,輔助觸點,可以數字式調節,還有指示及診斷發光二極管。
它還可選以下一些功能:泵停止,軟停止,預置低速,準確停車等等。軟啟動器接受來自PLC的指令對相應的泵啟動,實現平滑的無級調速。運行時無延時等待,安全可靠。
3系統軟件:系統軟件主要是PLC的用戶程序(包含協調變頻器和軟啟動器的動作)。在PLC程序編制中,我們利用了STEP7Micro/WINV2.0的SimaticS7-200系列PLC的編程軟件包。該軟件運行在Window95環境下,允許用戶用語句表或梯形圖開發程序,計算機可用命令與PLC聯機或脫機。在脫機的情況下,可使PLC改變工作方式,在運行監控和編程之間切換。計算機通過PC/PPI編程電纜與PLC互傳信號。PLC處于運行方式時,計算機可從PLC讀入數據。PLC處于編程方式時,也可從計算機向PLC下載程序和數據。在監控時,可以用命令強制改變PLC的數據和在線修改程序。該系統程序主要由以下幾個程序組成:a)主程序,b)初始化程序,c)手動程序,d)分區自動程序,e)軟啟動自動程序,f)變頻方式自動程序,g)取當前時段的給定壓力值,并判斷壓力篼低程序,h)分區,軟啟動方式低壓處理,(i)分區,軟啟動方式篼壓處理,)手動一自動初始化工作等幾個程序。
在這里我們充分利用系統內置時時段時間壓力值/kgnT1間,計數功能,實時讀取時間,保證I6:00:303.2了時間準確性。由于PLC讀取實時時28:30:002.4鐘時。它所讀取的時間是一個BCD311:00霓:303.2碼,非常不利于程序的閱讀和后面鐘413:30:002.4點標志的定義。因此將其轉換成十進517:00:003.2制數,這樣只需定義小時,分鐘,即620:00:002.0可實現每一分鐘都只有一條路是通的,輸出唯一的壓力給定值,同時增強了程序的可讀性。部分程序如下:因篇幅有限,我們只對其中的分段時間程序進行說明,考慮到節能的要求,用水有高低峰的不同時段,廠方提出管網壓力應根據時段的不同而不同,具體要求如下://讀取當前時間值。
//把BCD碼轉換成實數。
//判斷當前時間的范圍。
//取