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恒压供水系统

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日期:2006-3-9 1:01:59     来源:   作者: 点击:
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变频恒压供水方案
产品概述
   该控制系统是台达系列变频器、台达PLC、台达人机界面等产品的系统整合。可实现供水管路压力、变频器输出频率、变频器输出电流等的实时监控。可以实现轮泵时间、基准压力的直接设定,本系统以台达可编程控制器作为核心控制器,可以实现定时轮泵、全变频启动、手动/自动切换等功能,由于本系统全部采用RS-232和RS-485通讯方式,减少了系统间配线的工作量,同时也大大提高了系统可靠性、抗干扰性。
一、系统主要性能及特点
1、自动化程度高、具手动/自动两种控制方式,该系统可设计成一台主泵及两台辅助泵(也可以开发成三台辅助泵),在自动状态下,可全变频启动(软启动)、定时轮泵、具补泵功能。
2、压力恒定,压力控制精度可达±1%
3、运行可靠,维护方便。
   ◆设备具有自动/手动操作功能
   ◆压力控制采用智能调节。系统的响应速度快,精度高、稳定性好;PID参数免调试(特殊环境可设计成在人机界面上分别调整设定),大大简化了现场调试,并能长期保持稳定。
◆故障自诊断和自处理功能,对过流、欠压、过压等变频器故障均能自行诊断,并发出报警信号。
二、系统构成及工作原理
1、 系统介绍
系统构成原理如图1所示。系统实时跟踪管网出口的压力与设定值偏差的变化情况。经PLC与变频器内部的PID运算,自动控制电机投入台数及对应的变频器输出频率,进而控制水泵的转速,在保持恒压下达到控制流量的目的。
2、 原理说明
当变频器控制的电机满足不了流量要求,此时变频器输出频率逐渐上升,直到工作在设定的上限频率,如压力仍达不到设定值,由可编程控制器,变频器的PID板发出控制指令,变频器就按事先设置的程序确认,启动下一台辅助电机。
液位开关                  蓄水池
     RS-232                  压力传感器                用户管网
     工频
         RS-485    变频
         DELTA系列       Y1    Y0      Y3     Y2    Y5     Y4
        VFD-B变频器
                           M1      M2           M3 
                 
图1  系统构成原理图
三、 操作方法
目前已开发的系统有两个:人机界面TP04G-AS1(外接薄模按键机型),或人机界面DOP-A57DSTD(触摸屏)作为控制终端,下面将分别介绍。
(一):TP04G-AS1系统
1)、开机画面说明:系统上电后,在人机界面上显示如图2所示画面:
按画面提示,触按F1键进入主菜单:
        
图2                       图3                       
2)、主菜单画面说明:在开机画面中按F1键显示如图3所示画面:
在图3中可以选择运行方式(自动/手动),无论选择何种方式并运行设备,只要在设备运行,那幺在该画面上都能看到手动方式或自动方式的字样在不停的闪烁,它表示系统在相应的方式下运行,而且该两种方式具互锁性,一旦自动运行在闪烁,那末无论如何也进不到手动方式的下一级菜单,反之亦然,从而保证了系统的安全性。          
3)、自动运行方式说明:在图3画面中如选择F1键,则进入图4所示的自动方式,在图4画面中有F1~F4各按键,下面分别说明其功能:                                      
F1:按F1键进入参数设定画面,见图5。在设备运行前需进入参数设定画面进行参数设定,如标准压力、轮泵时间的设定及            压力表量程选择等。上述参数设定完后返回图4画面,进入运行画面,启动设备。以上参数只是在设备运行初期,才需进行调试,一旦调试正常后,以后每次开机则不需进入参数设定画面做调试,系统已经记忆了上次调试后的参数,因此,可按上次设定的参数自动运转。
             
图5                        图6                        图7
  F4:按F4进入初始设定画面,见图6,该画面的作用也是属于调试画面。设备首次运行前,在显示该画面的情况下,按压F1键,就完成了水泵的轮泵顺序从泵1——泵2——泵3——泵1的循环设定。该设定仅在第一次运行前进行,之后,系统自动记忆,无需再做设定。系统还可自动计算每台泵的变频工作时间,从而自动进行切换。
  F2:按F2进入运行画面,见图7。
F3:按F3返回上一级画面,即图3。 
图4画面的右边竖排显示“自动运行中”字样,并闪烁,表明设备已经工作在自动运行状态;如果系统运行在手动状态或为启动设备,则该处无任何字样显现。
4)、参数设定画面说明,见图5。可在自动方式画面(图4)中按F1进入该画面。在该画面中按数字键即可直接设定标准压力,按 F1键弹出数字键盘,即可设定轮泵时间;按F2键弹出数字键盘,选择压力表量程,此一参数要根据实际压力表的量程进行设定。
此参数设定后,要相应地改变变频器的相关参数,具体如下:                               
A、压力表量程为0.6Mpa时,变频器参数:
01-00设60       01-01设60        01-07设83
B、压力表量程为1.0Mpa时,变频器参数:
01-00设100      01-01设100       01-07设50
5)、运行画面说明,见图7。在自动方式画面(如图4)中按F2进入该画面。当参数设定以及初始设定完毕后,就完成了系统的全部初始设定,进入运行画面,启动系统,设备投入运行。
下面是各按键的功能说明:
F1:启动键,按F1,启动设备,如变频器运行,则画面中“启动”字样将转变成“运行中”并不停的闪烁。   
F2:停止键,如设备在运行中,按F2,变频器停止运行。同时字样“运行中”的指示灯停止闪烁而变成“启动”字样。                          
F3:返回键,按F3返回上一级画面,即自动运行画面,见图4。
F4:监控键,按F4进入监控画面(如图8),监控系统运行的各参数:如设定压力、实际压力、实际输出频率、实际输出电流等。
运行画面(图7)中,在“变频”和“工频”字样的下面各有三盏灯并有泵1~3字样与其对应。它表明各泵的所处的位置。
说明:系统上电后进入到运行画面(图7),如并未启动系统(即“运行中”指示灯未闪烁),也可看到某个变频泵的指示灯在闪烁,此时并不表示该泵已经启动,而仅表示在轮泵的过程中该泵应该作为变频泵投入运行。
                   
图8                                 图9
6)、手动画面说明(见图9)                                              
在画面3中按F2即进入该手动画面,根据指示按F1~ F6键即可实现泵1~泵3的手动起停 。 
(二):DOPA-57DSTD系统
具体操作同TP04G-AS1系统。
   
        
            图12                                      图13
       
图14                                         图15
       
          图16                              图17
       
          图18                                        图19
       
图20                                       图21
       
图22                                        图23
                                           
四:配线图
                            地线  。 24GS/S  X4 X5  X6  X7 C0  Y2  C2  Y5 
      RS-232                              L    N    。 +24V X0 X1  X2  X3 Y0  Y1  Y3 Y4
                                                     RA     RB
               232口                                                 485口
A0V+A0V-  A1V+A1V-  A2V+A2V-  A3V+A3V-  D0V+D0V-  D1V+ D1V-  
                    A0I+A0I-  A1I+A1I-  A2I+A2I-  A3I+A3I-  D0I+D0I-  D1I+D1I-  
                                                           RS-485
F1  F2  F3

                      R                                  U               M 3~
                                             485口
                      S                      VFD-B       V                     
                      T                                  W
               接A0V+                    +10V           RA      X0
                                          AVI            RB      X1
               接A0V-  5KΩ                         RC
ACM
                   接24G
注: 5KΩ滑动电阻相当于远传压力表。接线如上图。
五、总结
上述系统均采用人机界面控制,因此设备档次有了较大的提高,但设备成本也有所增加,所以该系统主要应用在设备档次要求比较高、智能化比较高的小区、公寓、消防等供水场合,目前我们所掌握的几个应用实例基本涵盖了上述几个方面。

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