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1、基于基于 PLC+风光变频器一拖五供水控制系统应用风光变频器一拖五供水控制系统应用山东新风光电子科技发展有限公司 郭培彬 马凤梅 郑培峰摘摘 要：要：本文介绍了风光变频器在某生活小区双恒压供水系统中的应用情况。关键词：关键词：风光变频器 PLC 恒压供水本文是针对某生活小区实际情况，结合用户生活/消防双恒压供水控制的要求，我们进行改造的一些心得。现将其中的改造情况介绍如下。作为风光变频器在供水控制应用中的案例系列篇。2.用户现场情况用户现场情况如图 1 所示，市网自来水用高低水位控制器 EQ 来控制注水阀 YV1，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动向水箱注水。水池的高低水位信号也
2、直接送给 PLC，作为水位报警。为了保持供水的连续性，水位上、下限传感器高低距离较少。生活用水和消防用水共用五台泵，平时电磁阀 YV2 处于失电状态，关闭消防管网，五台泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，维持生活用水低恒压。当有火灾发生时，电磁阀 YV2 得电，关闭生活用水管网，五台泵供消防用水使用，并维持消防用水的高恒压值。火灾结束后，五台泵改为生活供水使用。图 1 生活/消防双恒压供水系统示意图现场设备参数如下:型号 80GDL54-147流量 54m3/h扬程 98m效率 70%转速 2900r/min电机功率 22KW电机数量 5 台3.系统控制要求系统控制要求用户对五台泵生活
3、/消防双恒压供水系统的基本要求是：生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行。五台泵根据恒压的需要，采取先开先停的原则接入和退出。在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过 1 天，则要切换下一台泵，系统具有倒泵功能，避免一台泵工作时间过长。五台泵在启动时都要有软启动功能。要有完善的报警功能。对泵的操作要有手动控制功能；手动只在应急或检修时使用。4.设备选型设备选型（1）风光）风光 JD-BP32-XF 型供水变频器型供水变频器JD-BP32-XF 型是山东新风光电子科技发展有限公司推出的专用供水变频器，使用空间电压矢量控制技术适用于各类自控场合。在恒压供水中可以采用这类变频器。J
4、D-BP32-XF 型变频器除具有变频器的一般特性外，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运行上限、下限频率（可以任意设定），可以方便地进行双压力控制，内置智能 PI 控制，以上功能非常适用于供水控制要求。在本例中选用 JD-BP32-22F（22KW）风光供水变频器拖动用户水泵。（2）PLC 选型选型控制系统的控制系统的 I/O 点及地址分配点及地址分配根据图 1 所示及控制要求,统计控制系统的输入、输出信号的名称，代码及地址编号如下表 1 所示。水位上、下限信号分别为 I0.1、I0.2。输入输出点输入输出点/代码及地址编号表代码及地址编号表 1名 称代 码地址编码手动和自动消防
5、信号SA1I0.0水池下限信号SLLI0.1水池上限信号SLHI0.2变频器报警信号SUI0.3消铃按钮SB7I0.4试灯按钮SB8I0.5水压低信号SY1I0.6输入信号水压高信号SY2I0.71#泵工频运行接触器及指示灯KM1,HL1Q0.01#泵变频运行接触器及指示灯KM2,HL2Q0.12#泵工频运行接触器及指示灯KM3,HL3Q0.22#泵变频运行接触器及指示灯KM4,HL4Q0.33#泵工频运行接触器及指示灯KM5,HL5Q0.43#泵变频运行接触器及指示灯KM6,HL6Q0.54#泵工频运行接触器及指示灯KM7,HL7Q1.04#泵变频运行接触器及指示灯KM8,HL8Q1.15#
6、泵工频运行接触器及指示灯KM9,HL9Q1.25#泵变频运行接触器及指示灯KM10,HL10Q1.3输出信号生活/消防供水转换电磁阀、压力转换YV2,HL11Q1.4火灾报警指示灯KA1, 水池水位下限报警指示灯HL12Q1.5报警电铃HAQ1.6变频器开停机控制KA2Q1.7PLC 系统选型系统选型系统共有开关量输入点 8 个，开关量输出点 14 个,选用西门子主机 CPU222（8 入 6 继电器输出）1 台，加上扩展模块 EM222（8 继电器输出）1 台。即可满足用户供水控制要求（3）压力传感器）压力传感器在供水系统中，压力传感器既可以采用压力变送器，也可以采用远传压力表。在本例中采用
7、远传压力表，压力表相应接线端子接到变频器主控板 3 脚、4 脚、5 脚即可。5.电气控制系统原理图电气控制系统原理图电气控制系统原理图包括主电路图、控制电路图及 PLC 外围接线图三部分。（1）主电路图）主电路图如图 2 所示为电控系统主电路。五台电机分别为 M1、M2、M3、M4、M5。接触器KM1、KM3、KM5、KM7、KM9，分别控制 M1、M2、M3、M4、M5 的工频运行；接触器KM2、KM4、KM6、KM8、KM10，分别控制 M1、M2、M3、M4、M5 的变频运行；FR1、FR2、FR3、FR4、FR5 分别为五台水泵电机过载保护用的热继电器；QS1、QS2、QS3、QS4、
8、QS5、QS6 分别为变频器和五台泵电机主电路的隔离开关；FU1、FU2、FU3、FU4、FU5 为主电路的熔断器；BPQ 为风光供水专用变频器。图 2 主电路图（2）控制电路图）控制电路图如图 3 所示为电控系统电路。图中 SA 为手动/自动转换开关，SA 打在 1 的位置为手动控制状态，打在 2 的状态为自动控制状态。手动运行时，可用按钮 SB1SB12 控制五台泵的起/停和电磁阀YV2 的通/断；自动运行时，系统在 PLC 程序控制下运行。图中的 HL13 为自动运行状态电源指示灯。图 3 电控系统控制电路图（3）PLC 接线图接线图下图 4 所示为 PLC 及扩展模块外围接线图。火灾时
9、，火灾信号 SA1 被触动，I0.0 为 1。图 4 双恒压供水控制系统及扩展模块的外围接线图6.系统程序设计系统程序设计（1）程序中使用的）程序中使用的 PLC 内部器件及功能，如下表内部器件及功能，如下表 2 所示：所示：器件地址功 能 器件地址功 能VB400变频工作泵的泵号 M0.4复位当前变频泵运行脉冲VB401工频运行泵的台数 M0.5当前泵工频运行启动脉冲VD410倒泵时间存储器 M0.6新泵变频启动脉冲T33工/变频转换逻辑控制 M2.0泵工/变频转换逻辑控制T34工/变频转换逻辑控制 M2.1泵工/变频转换逻辑控制T37工频泵增泵判断时间控制 M2.2泵工/变频转换逻辑控制T
10、38工频泵减泵判断时间控制 M3.0故障信号汇总T39工/变频转换逻辑控制 M3.1水位下限故障逻辑M0.0故障结束脉冲信号 M3.2水位下限故障消铃逻辑M0.1泵变频启动脉冲 M3.3变频器故障消铃逻辑M0.2- M3.4火灾消铃逻辑M0.3倒泵变频启动脉冲 生活/消防双恒压的两个恒压值是我公司生产的风光供水专用变频器直接设定的。在本实例中，根据用户要求，生活压力设定为 0.35MPa,消防压力设定为 0.60MPa。压力低、压力高信号分别由变频器内部主控板 14 脚、15 脚给出。供水运行下限频率、供水运行上限频率由变频器程序设定。在本系统中，运行下限频率设为 20Hz, 运行上限频率设为 50Hz。（2）PLC 供水控制系统流程图如下图供水控制系统流程图如下图 5 示示:图 5 流程图（3）该系统）该系统 PLC 控制程序如下：控制程序如下：7.结束语结束语本文作为风光变频器在供水行业应用的系列篇,详细介绍了其设计方案,包括了 PLC 程序实现过程。有兴趣的读者可参照变频器世界2006 年第四期的文章,相信会有一些收获。
