基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)流體力學(xué)的有關(guān)原理知道,當(dāng)采用變頻調(diào)速控制方式時(shí),流量q、揚(yáng)程h、軸功率p、轉(zhuǎn)速n存在如下關(guān)系:
通過(guò)這一組關(guān)系式我們可以進(jìn)一步知道,由于軸功率的比值與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比值的3次方成正比,所以當(dāng)流量的減小而使得電機(jī)轉(zhuǎn)速減小時(shí),節(jié)能的效果是很明顯的。在理想情況下,當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速降為額定轉(zhuǎn)速的80%時(shí),水泵功率會(huì)下降到額定值的51.2%,即節(jié)約48.8%的電能。因此,變頻調(diào)速控制方式在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用對(duì)節(jié)能的意義重大。
3 自動(dòng)化方案實(shí)現(xiàn)
變頻恒壓供水控制系統(tǒng),主要是由西門(mén)子公司生產(chǎn)s7-200plc、變頻器、壓力傳感器、液位傳感器、動(dòng)力控制線路以及4臺(tái)水泵等組成。用戶通過(guò)控制柜面板上的按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和指示燈來(lái)控制系統(tǒng)的運(yùn)行。系統(tǒng)方框圖如圖4所示。
通過(guò)安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器,把出口壓力信號(hào)變成標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號(hào)經(jīng)em235送入s7-200plc,經(jīng)與給定壓力參數(shù)比較進(jìn)行pid運(yùn)算后,發(fā)出控制信號(hào)送給變頻器,由變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)系統(tǒng)供水量,使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定壓力上。當(dāng)用水量超過(guò)一臺(tái)泵的供水量時(shí),通過(guò)plc控制增加水泵。根據(jù)用水量的大小由plc控制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對(duì)水泵的調(diào)速,實(shí)現(xiàn)恒壓供水同時(shí)系統(tǒng)通過(guò)軟件設(shè)計(jì)具有定時(shí)換泵和系統(tǒng)聲、光報(bào)警及多種保護(hù)功能。
4 西門(mén)子pid指令應(yīng)用
4.1 控制系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)
plc主程序主要由系統(tǒng)初始化程序、水泵電機(jī)起動(dòng)程序、水泵電機(jī)變頻/工頻切換程序、水泵電機(jī)換機(jī)程序、模擬量比較計(jì)算程序(pid)、停機(jī)程序和報(bào)警程序等構(gòu)成。
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