PLC变频恒压供水系统怎么做?原理、选型、接线一次讲清

PLC变频恒压供水系统这个方案, 它是用PLC当控制器, 同时把变频器当作执行器来组成一个闭环的供水模式, 它的那个核心目标, 就是要保证管网的压力是保持恒定不变的, 并且让水泵消耗的能源达到最少的状态, 关于这一块的内容, 我接下来会从系统的组成情况、具体的工作原理是怎样的、关键设备该怎么选型, 以及出现故障的时候如何处理这四个方面来进行完整的详细说明。

系统组成

PLC控制器, 比如说是西门子S7-1200, 或者是三菱FX5U, 它的作用是采集压力信号, 执行PID运算, 输出频率指令, 还有泵组切换逻辑。

变频器, 像ABB ACS580这个型号, 还有三菱VFD-M这款产品。它们都会接收来自PLC的模拟量信号。同时, PLC也会通过通信方式下达指令。接着, 这些变频器会据此调节水泵电机的运转速度。

压力传感器, 它的量程范围是从零到一点零兆帕, 输出信号是四到二十毫安, 把它安装在出水总管这个地方, 用来实时反馈管网的压力情况。

水泵组, 这里面通常会有2到3台水泵在进行设置, 它们的工作模式一般是一用一备, 或者是采用多泵轮换的方式来运行。

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HMI触摸屏, 它用来显示当前的压力数值, 还有设定的压力数值, 以及设备正在运行的频率信息, 与此同时, 屏幕上也会显示出故障代码的信息。

工作原理

1. 压力传感器先把管网里面的压力变成4到20毫安的电流信号, 然后把这个信号送进PLC的模拟量输入模块里面去。

2. PLC内部进行PID运算, 也就是将所谓的“实际压力”与所谓的“设定压力”之间的偏差作为输入信号, 然后这个操作会输出一个范围在0到10V之间的模拟量信号。

3. 把该信号接入变频器的模拟量频率给定端, 变频器据此改变输出频率, 其中50Hz对应额定转速。

4. 管网的压力升高的话,偏差就会减小基于plc的变频恒压供水系统, 频率就会降低, 然后水泵的速度就会放慢, 接着压力也就回落了, 这样就形成了一个闭环稳压的过程。

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5. 当其中的一台泵已经达到了它所能输出的最高频率, 但是仍然没有办法满足大家的需求时候, 那个PLC就会自动地把第二台设备的状态给投入进去, 要是发现压力这个指标在很长一段时间里面都偏高, 那么它就会把某一台设备进行切除,从而来实现那种能够节省能源的运行方式。

关键选型与参数

变频器的功率设置要求是不小于水泵额定功率的一点二倍基于plc的变频恒压供水系统, 这种做法是为了在里面保留一定的裕量。

压力传感器的量程需要能够覆盖该系统所存在的最大工作压力情况, 其精度指标绝对不能低于0.5级这个标准, 在选型方面必须选用具备隔爆功能的传感器, 这样才能够完美适应现场所处的具体环境。

PLC模拟量模块需要同时支持两件事情, 其中一件是支持4到20毫安的输入, 用来采集压力数据, 另一件是支持0到10伏或者0到20毫安的输出, 用来控制频率。

通信的方式这一点上, PLC还有变频器是优先采用了RS485/Modbus-RTU这样的协议来进行工作的, 这样的做法比起单纯地依靠模拟量接线的话, 在抵抗干扰的能力方面是要更强一些的。

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关于PID的初始参数, 分别是比例系数Kp等于1.0, 积分时间Ti等于2秒, 以及微分时间Td等于0.2秒。随后, 在现场操作时需要根据压力的超调量情况来逐步进行微调。

常见故障与处理

压力这个状况还在不停地上下晃动, 你需要去增大那个叫做Ti的积分时间, 同时还需要把Kp这个比例系数给减小掉。

压力值一直没有办法到达预先设定的指标,这个时候需要进行检查, 看一查看变频器的最大频率是否被程序方面的因素所限制, 再来看一下水泵是否存在着发生气蚀的情况。

当出现泵的频繁启动和停止这种状况时, 应当对参数进行合理设置。需要把泵的最小运行时间设置为不低于60秒。同时, 要把泵的切换死区设定为正负0.02兆帕。这样做的主要目的就是为了避免出现因为参数处于临界状态而产生的震荡现象。


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