對于多臺水泵的供水系統(tǒng),除了上述的控制過程外,還有一個增減泵的控制,一般情況下需要增加一個plc(或類似的控制裝置)。
其控制過程為:當(dāng)管網(wǎng)壓力PV低于設(shè)定壓力SV時,PID輸出增加,變頻器頻率增加,電動轉(zhuǎn)速增加,隨著水泵的加速,PV增加,PID的輸出一直增大到最大(20mA)時,變頻器的輸出頻率達到最高頻率(50Hz),水泵轉(zhuǎn)速達到額定轉(zhuǎn)速;如果PV仍低于SV,則PID輸出壓力低的報警(開關(guān)量)信號,PLC接到該壓力低報警信號,延時一定的時間(一般為30s~15min);如果PV一直小于SV,則說明一臺水泵已經(jīng)不夠用了,應(yīng)使PLC控制第二臺水泵投入運行,一直到開泵臺數(shù)滿足要求為止,PV值基本穩(wěn)定在SV值附近。 當(dāng)管網(wǎng)壓力PV大于設(shè)定值SV時,如果PID的輸出已經(jīng)最小(4mA),調(diào)速水泵停止運行,如果此時PV仍大于SV,則PID輸出壓力高的報警信號,PLC接收到此輸入信號,延時一定的時間(30s~15min),PLC控制關(guān)掉一臺水泵,知道關(guān)泵臺數(shù)滿足要求為止,PV值基本穩(wěn)定在SV值附近。 案例分享 以3臺泵為例,3臺泵的恒壓變頻控制系統(tǒng)電氣控制圖如下圖所示。目前,很多變頻器本身自帶PID和PLC,這樣造價也低,所以在選型時可以選擇這樣的變頻器,如富士公司的FRENIC5000-P11變頻器、西門子公司的M430變頻器和愛默生公司的TD2100變頻器等。
在圖中,萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2在右邊“手動”位置時,①和②接通,③和④接通,⑤和⑥斷開,按下起動按鈕SB2,交流接觸器KM1吸合,電動機M1工頻起動; 按下停止按鈕SB1,交流接觸器KM1釋放,電動機M1停止運行; 按下起動按鈕SB4,交流接觸器KM2吸合,電動機M2工頻起動; 按下停止按鈕SB3,交流接觸器KM2釋放,電動機M2停止運行。 在圖中,萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2在左邊“自動”位置時,①和②斷開,③和④斷開,⑤和⑥接通,KA3吸合,PLC控制變頻器的起動,PID的壓力高報警信號和壓力低報警信號接在PLC的輸入端,PLC測量到壓力高報警信號或壓力低報警信號,如果一直存在該信號,延時一定時間,則PLC控制電動機M1和電動機M2起動或停止。 PLC輸出控制繼電器KA1吸合時,交流接觸器KM1吸合,電動機M1工頻起動; PLC輸出控制繼電器KA1斷開時,交流接觸器KM1失電釋放,電動機M1停止運行; PLC控制繼電器KA2吸合時,交流接觸器KM2吸合,電動機M2工頻起動; PLC控制繼電器KA2斷開時,交流接觸器KM2失電釋放,電動機M2停止運行。 壓力傳感器P測量管道中水的壓力,根據(jù)壓力的大小輸出3~340Ω的模擬信號到PID控制器,PID根據(jù)誤差e(=SV-PV),運算后輸出4~20mA的調(diào)節(jié)信號到變頻器的速度控制輸入端,改變水泵電動機的轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)壓力的恒定控制。 注意:萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)SA2的②和④觸頭不能合并為一個觸頭,否則“自動”時,繼電器KA1和KA2線圈吸合會造成手動按鈕也能起動水泵電動機。 利用PLC實現(xiàn)恒壓控制 在第三張圖中,如果不用PID和閥門定位器,而是利用PLC對閥門電動機直接進行開閥、關(guān)閥和停止3個動作的控制也可以實現(xiàn)恒壓控制。利用PLC實現(xiàn)恒壓控制如下圖所示。
管網(wǎng)壓力PV低于SV時,PLC輸出打開閥門控制信號,隨著閥門打開角度增加管網(wǎng)壓力PV升高,當(dāng)PLC判別到PV=SV時,PLC輸出停止閥門運行信號,閥門停在使PV=SV的位置上。當(dāng)PV大于SV時,PLC控制閥門關(guān),閥門打開角度減小,當(dāng)PV=SV時,PLC輸出閥門停止運行信號。 3臺泵恒壓變頻控制系統(tǒng)元件清單見下表。
初學(xué)者請注意:斷路器有電動機型和線路型之分,由于電動機的起動電流大,所以,電動機型的斷路器,在較大的電動機起動沖擊電流下不出現(xiàn)跳閘,如果選成線路型的,則可能出現(xiàn)斷路器在電動機起動時跳閘的問題。 目前,變頻恒壓供水設(shè)備在工業(yè)用水、市政輸水、建筑用水及民用小區(qū)供水等領(lǐng)域大量應(yīng)用,它避免了用閥門調(diào)節(jié)壓力時造成的節(jié)流損失,使用也十分方便。兩者的控制系統(tǒng)基本一樣,只是用變頻器調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速代替了控制閥門開度的調(diào)節(jié)方法。
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