基于PLC 及变频器的一拖五供水控制系统应用

0 引言

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，进行变频技术改造的一些心得。现将其中的改造情况介绍如下，供读者参考。

1 用户现场情况

现场供水情况如图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近。生活用水和消防用水共用5 台泵，平时电磁阀YV2 处于失电状态，关闭消防管网，5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，5 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，5 台泵改为生活供水使用。

水泵现场设备参数如下。

型号80GDL54-14*7

流量54 m3/h

扬程98 m

效率70 %

转速2 900 r/min

电机功率22 kW

电机数量5台

2 系统控制要求

用户对5 台泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是：

1)生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行;

2)5 台泵根据恒压的需要，采取先开先停的原则接入和退出;

3)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;

4)5 台泵在启动时都要有软启动功能;

5)要有完善的报警功能;

6)对泵的操作还要具有手动控制功能，手动只在应急或检修时使用。

3 设备选型

3.1 风光JD-BP32-XF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。JD-BP32-XF 型变频器除具有变频器的一般特性外，驱动水泵时，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。所以在本例中选用JD-BP32-22F(22 kW)风光供水变频器拖动用户水泵。

3.2 PLC选型

1)控制系统的I/O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，如表1所列。水位上、下限信号分别为I0.1、I0.2。

2)PLC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。

3.3 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。在本例中采用远传压力表，压力表相应接线端子接到变频器主控板的脚3、脚4、脚5即可。

4 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。

4.1 主电路图

电控系统主电路如图2 所示。5 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5 台水泵电机过载保护用的热继电器;

QS1、QS2、QS3、QS4、QS5、QS6 分别为变频器和5 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。

4.2 控制电路图

电控系统电路如图3 所示。图中SA 为手动/自动转换开关，SA 打在位置1 为手动控制状态，打在状态2 为自动控制状态。手动运行时，可用按钮SB1~SB12 控制5 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。

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