基于OMRON PLC控制的变频恒压供水系统设计.doc

绪论 恒压供水是指在供水网中用水量发生变化时,出口压力保持恒定的供水方式，供水网出口压力根据用户需求设定。传统供水方式采用水塔、高位水箱、气压罐等设施实现，随着变频技术的发展，为实现恒压供水提供了可靠的技术保障。利用变频器与可编程控制器及PID调节器相结合而构成的控制系统，可以调节水泵输出量，取代水塔，水箱、气压罐等，实现恒压供水。 变频恒压供水是一项成熟的技术，并取得了极其可观的经济及社会效益。 1.1变频调速系统节能原理 1.1.1变频供水变频调速系统原理 说明：图中水泵是输出环节，转速由变频器控制，实现变流量恒压控制。变频器接受PID调节器的电流信号对水泵进行速度控制，综合给定信号与反馈信号后，经PID调节，向变频器输出运转频率指令。压力传感器监测管网出水压力，并将其转换为控制器可接受的模拟信号，系统接受信号后自动进行调节。 1.2 系统经济效益分析及系统优点 1.2.1 经济效益分析　　　　1.2.2系统优点　　恒压供水技术因采用变频器改变电机的电源频率而达到调节水泵转速从而改变水泵出口压力，这种方式比靠调节阀门控制水泵出口压力的方式具有节能效果显著、降低管道阻力、大大减少截留损失的优点。　　由于变量泵工作在变频运行状态，当其出口流量小于额定流量时，泵的运行转速小于额定转速，这样就减少了轴承的磨损和发热，延长了泵和电机的机械使用寿命，大大减少了设备的维护工作量和费用。　　系统由于实现了全自动恒压控制，无需专门的操作人员操作，大大降低了操作人员的劳动强度，节省了人力资源，同时大大提升了系统自动化控制和管理的水平。　　每一台水泵的启动方式为软启动方式，按照变频器设定的加减速时间进行升降速避免了电机工频启动时的电流冲击而造成的对电网的冲击，同时也避免了电机突然加速致使泵产生“喘振”现象。　　由于变量泵工作在变频控制状态，其运行转速是由供水量所决定的，故系统在运行过程中可节约相当可观的电能，其经济效益是非常明显的。由于全自动恒压变流量供水控制系统节能效果显著，因此系统投资回收期短（一般在18个月以下），而系统的长期收益和其带来的社会效益也是非常可观的。  PLC简介 PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：　　PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC　　PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。　　国际电工委员会(IEC)在其标准中将PLC定义为:　　「可程式逻辑控制器是一种数位运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。　　它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等　　面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可程式逻辑控制器及　　其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 2.1 PLC的特点 2.1.1可靠性高，抗干扰能力强　　高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2.1