昆明变频恒压供水设备控制系统方案.doc

昆明变频恒压供水设备控制系统方案从变频恒压供水的原理分析可知，该系统主要有压力传感器、压力变送器、变频器、恒压控制单元、水泵机组以及低压电器组成系统主要的设计任务是利用恒压控制单元使变频器控制一台水泵或循环控制多台水泵，实现管网水压的恒定和水泵电机的软启动以及变频水泵与工频水泵的切换，同时还要能对运行数据进行传输根据系统的设计任务要求，有以下几种方案可供选择1）有供水基板的变频器+水泵机组+压力传感器 这种控制系统结构简单，它将Pm调节器和可编程控制器等硬件集成在变频器供水基板上，通过设置指令代码实现PLC 和PID等电控系统的功能它虽然简化了电路结构，降低了设备成本，但在压力设定和压力反馈值的显示方面比较麻烦，无法自动实现不同时段的不同恒压要求，在调试时，PID调节参数寻优困难，调节范围小，动态性能不易保证 （2）通用变频器十单片机(包括变频控制、调节器控制)十人机界面+压力传感器这种方式控制精度高、控制算法灵活、参数调整方便，具有较高的性能价格比，但开发周期长，程序一旦固化，修改较为麻烦，因此现场调试的灵活性差，同时变频器在运行时，将产生干扰，变频器的功率越大，产生的干扰越大，所以必须采取相应的抗干扰措施来保证系统的可靠性。

该系统适用于某一特定领域的小容量的变频恒压供水中 (3)通用变频器+PLC(包括变频控制、调节器控制人机界面+压力传感器 这种控制方式灵活方便具有良好的通信接口，可以方便地与其他的系统进 行数据交换；通用性强，由于PLC产品的系列化和模块化，用户可灵活组成各种规模和要求不同控制系统在硬件设计上，只需确定P比 的硬件配置和拍的外部接线，当控制要求发生改变时，可以方便地通过PC机来改变存贮器中的控制程序，所以现场调试方便同时由于P比的抗干扰能力强、可靠性高，因此系统 的可靠性大大提高因此该系统能适用于各类不同要求的恒压供水场合，并且与供水机组的容量大小无关通过变频恒压供水系统我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、通讯接口以及报警装置等部分组成执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网通常这些水泵包括: (1)调速泵：是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用 水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定2)恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定，它们用以在用水量增大而 调速泵的最大供水能力不足时，对供水量进行定量的补充。

此外，通常一些变频系统还会增设附属小泵，它只运行于启、停两种工作状态，用以在用水量很小的情况下(例如:夜间)对管网用水量进行少量的补充在系统控制过程中，需要检测的信号包括水压信号、液位信号和报警信号: (1)水压信号它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反馈信号此信号是模拟信号，读入PLC时，需进行转换另外为加强系统的可靠性，还需对供水的上限压力和下限压力用电接点压力表进行检测检测结果可以送给PLC，作为数字量输入2)液位信号：它反映水泵的进水水源是否充足信号有效时控制系统要对系统实施保护控制，以防止水泵空抽而损坏电机和水泵此信号来自在安装于水源处的液位传感器3)报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常，该信号为开关量信号供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(P比系统)、变频器和电控设备三个部分: (1)供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心供水控制器直接对系统中的压力、液位、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵成行控制。

2)变频器:它是对水泵进行转速控制的单元.变频器跟踪供水控制器送来 的控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制根据水泵机组中水泵被变频器拖动的情况不同，变频器有如下两种工作方式: 1)变频循环式:变频器拖动某一台水泵作为调速泵，当这台水泵运行在50Hz 时，其供水量仍不能达到用水要求，需要增加水泵机组时，系统先将变频器从该水泵电机中脱出，将该泵切换为工频的同时用变频去拖动另一台水泵电机2)变频固定式：变频器拖动某一台水泵作为调速泵，当这台水泵运行在50Hz 时，其供水量仍不能达到用水要求，需要增加水泵机组时，系统直接启动另一台恒速水泵，变频器不做切换，变频器固定拖动的水泵在系统运行前可以选择变频器的电控设备它是由一组接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成用于在供水控制器的控制下完成对水泵的切换、手/自动切换及就地/集中等工作人机界面是人与机器进行信息交流的场所通过人机界面，使用者可以更改设定压力，修改一些系统设定以满足不同工艺的需求，同时使用者也可以从人机界面上得知系统的一些运行情况及设备的工作状态人机界面还可以对系统的运行过程进行监视，对报警进行显示通讯接口是本系统的一个重要组成部分，通过该接口，系统可以和组态软件 以及其他的工业监控系统进行数据交换;同时通过通讯接口，还可以将现代先进的网络技术应用到本系统中来，例如可以对系统进行远程的诊断和维护等。

作为一个控制系统，报警是必不可少的重要组成部分由于本系统能适用于不同的供水领域，所以为了保证系统安全、可靠、平稳的运行，防止因电机过载、变频器报警、电网过大波动、供水水源中断造成故障，因此系统必须要对各种报警量进行监测，由P比判断报警类别，进行显示和保护动作控制，以免造成不必要的损失。