发布时间 : 星期一 文章高层建筑PLC控制的恒压供水系统的设计更新完毕开始阅读c9183335eefdc8d376ee3238
量，减少投资。
处于供水低谷小流量或夜间小流量时，为进一步减少功耗，采用一台小流量泵来维持正常的泄漏和水压。
多泵变频循环工作方式的可靠切换，是实现多泵分级调节的关键，可选用编程灵活、可靠性高、抗干扰能力强、调试方便、维护工作量小的PLC通过编程来实现。
供水系统的恒压通过压力变送器、PID调节器和变频器组成的闭环调节系统控制。根据水压的变化，由变频器调节电机转速来实现恒压。
综合以上分析，确定以可靠性高、使用简单、维护方便的变频器和PLC作为主要控制设备来设计变频调速恒压供水系统，其总体结构如图3-1。
压力上下限信号电网水位下限信号电流PID变频器PLCFX2N32MRYV1 压力变送器SLhM13~SLl储水池用户M23~M33~M43~图3-1 系统构成方案图
3.2 控制系统的硬件设计 3.2.1系统主要配置的选型
1．水泵机组的选型
根据系统要求的总流量范围、扬程大小，确定供水系统设计流量和设计供水压力(水泵扬程)，考虑到用水量类型为连续型低流量变化型，确定采用3台主水泵机组和1台辅助泵机组，型号及参数见表3-1。
表3-1 水泵型号及参数
用水量/（m3/h） 扬程/m 100 100 水泵型号 65LG50-20?5 50LG24-20?5 电动机功率/kw 22 11 配用变频器/kw 22 11 36?3 24?1 2．变频器的选型
根据控制功能不同，通用变频器分为三种类型。普通功能型u/f控制变频器，具有转矩控制功的高功能型u/f控制变频器，矢量控制高功能型变频器。供水系统属泵类负载，低速运行时的转矩小，可选用价格相对便宜的u/f控制变频器。
综合以上因素，系统选用专为风机、泵用负载设计的普通功能型u/f控制方式的森兰变频器，型号BT12S22KWI,变频器内置PID控制模块，可用于闭环控制系统，实现恒压供水。
其主要参数及性能介绍如下：
额定容量：30KVA；额定电压：380V；额定电流：45A；额定过载电流：额定电流的120%1分钟。
配用制动电阻：30?。
3．PLC的选型
依据控制任务，从PLC的输入1输出点数、存储器容量、输入l输出接口模块类型等方面等来选择PLC型号。在供水系统的设计中，我们选择三菱FX2N-32MR，其I/O端子分配在3.2.4节给出。
FX2N-32MR主要参数及特点：
I/O点数：16/16；用户程序步数：4K；基本指令：27条；功能指令：298条；基本指令执行
时间：0.08微秒；通信功能：强；输出形式：继电型；输出能力：2A/点。
4．压力变送器及数显仪的选型
选用普通压力表Y-100和XMT-1270数显仪实现压力的检测、显示和变送。压力表测量范围0-1MPa，精度1.5；数显仪输出一路4-20mA电流信号，送给变频器作为PID调节的反馈电信号，可设定压力上下、限，通过两路继电器控制输出压力超限信号。
5．其余器件型号
表3-2器件型号表
元件 自动开关 接触器 熔断器 按钮开关 指示灯 中间继电器 高低水位控制器 主令控制器 热继电器 型号 DW10-200/3 DZ4-50/320 DZ4-25/320 CJ10-60 RM10-100/80 RM10-200/125 RM10-600/500 LA19-11 XD6 DZ-53/220 EQ SA JR16-60/3D 参数 脱扣器150A 脱扣器50A 脱扣器25A 规格：５００Ｖ 24V,1.2W 24V,2.5-5W 热元件32A，45A 备注 3个 1个 1个 7个 1个 4个 1个 14个 4红，8绿 14个 1个 1个 1个32A，3个45A 3.2.2 主电路方案设计
三台大容量的主水泵(1#,2 #,3 #)根据供水状态的不同，具有变频、工频两种运行方式，因此每台主水泵均要求通过两个接触器分别与工频电源和变频电源输出相联；辅助泵只运行在工频状态，通过一个接触器接入工频。连线时一定要注意，保证水泵旋向正确，接触器的选择依据电动机制容量来确定。QF1,QF2,QF3,QF4,QF5,QF6分别为主电路、变频器和各水泵的工频运行空气开关，FR1, FR2, FR3, FR4为工频运行时的电机过载保护用热继电器，变频运行时由变频器来实现电机过
载保护。
NFUQF1VVVFR S TUVWQF2KM2QF3KM4QF4KM6QF5KM7KM1KM3KM5FR1M13~FR2M23~FR3M33~FR4M43~ 图3-2 主电路图
变频器的主电路输出端子(U,V,W)经接触器接至三相电动机上，当旋转方向与工频时电机转向不一致时，需要调换输出端子(U,V,W)的相序，否则无法工作。变频器和电动机之间的配线长度应控制在100m以内。在变频器起动、运行和停止操作中，必须用触摸面板的运行和停止键或者是外控端子FWD(REV)来操作，不得以主电路空气开关QF2的通断来进行。为了改善变频器的功率因素，还应在变频器的(Pl, P+)端子之间需接入相应的DC电抗器。变频器接地端子必须可靠接地，以保证安全，减少噪声。图3-2给出了供水系统电气控制主回路的主要联线关系。
3.2.3 控制电路设计
在控制电路的设计中，必须要考虑弱电和强电之间的隔离的问题。为了保护PLC设备，PLC输出端口并不是直接和交流接触器连接，而是在PLC输出端口和交流接触器之间引入中间继电器，通过中间继电器控制接触器线圈的得电/失电，进而控制电机或者阀门的动作。通过隔离，可延长系统的使用寿命，增强系统工作的可靠性。
控制电路之中还要考虑电路之间互锁的关系，这对于变频器安全运行十分重要。变频器的输