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變頻器PLC控制柜在無負(fù)壓供水設(shè)備中的應(yīng)用實(shí)例

變頻器PLC控制柜的誕生

    變頻器PLC控制柜在系統(tǒng)可靠性方面有良好的效果，提高生產(chǎn)效率，并且節(jié)能效益明顯。變頻器PLC控制柜由于采用了可編程控制器,因而實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)在多種工況下的全程控制。系統(tǒng)配置合理,性能可靠,操作方便,人機(jī)界面友好,顯示、制表和繪圖功能齊全,實(shí)用性強(qiáng)。該系統(tǒng)的投入使用,對(duì)提高企業(yè)、單位的產(chǎn)品質(zhì)量和管理水平起到了推動(dòng)作用。
    
    在貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的現(xiàn)在，變頻器PLC控制柜中的應(yīng)用具有特殊的意義。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)必然被基于計(jì)算機(jī)技術(shù)而產(chǎn)生的PLC控制技術(shù)所取代。而PLC本身優(yōu)異的性能使基于PLC控制的系統(tǒng)變的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定且維護(hù)方便。
通過PLC實(shí)現(xiàn)了無負(fù)壓供水設(shè)備的各種控制調(diào)節(jié)功能是供水行業(yè)發(fā)展的大勢(shì)所趨。

    變頻器PLC控制柜主要裝置包括：可編程控制器（PLC）、ABB變頻器、壓力傳感器、PID控制器、動(dòng)力控制線路以及相關(guān)軟件控制單元。用戶通過控制柜面板上的只是燈和按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)來了解和控制系統(tǒng)的運(yùn)行。通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器，把出口壓力信號(hào)變成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)行比較，得出一調(diào)節(jié)參數(shù)，送給變頻器，由變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)系統(tǒng)供水量，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定壓力上；當(dāng)用水量超過一臺(tái)泵的供水量時(shí)，通過PLC控制器加泵。根據(jù)用水量的大小由PLC控制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對(duì)水泵的調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí)，輸入電機(jī)的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
    同時(shí)系統(tǒng)配備的時(shí)間控制器和PID控制器，使其具有定時(shí)換泵運(yùn)行功能（即鐘控功能，由時(shí)間控制器實(shí)現(xiàn)）和雙工作壓力設(shè)定功能（PID控制器和時(shí)間控制器實(shí)現(xiàn)）。此外，系統(tǒng)還設(shè)有多種保護(hù)功能，尤其是硬件/軟件備用水泵功能，充分保證了水泵的及時(shí)維修和系統(tǒng)的正常供水。

變頻器PLC控制柜接線圖

無負(fù)壓供水設(shè)備變頻器PLC控制柜調(diào)試參數(shù)圖

變頻器PLC控制柜特點(diǎn)分析
1、節(jié)約能源
    變頻器PLC控制電機(jī)與傳統(tǒng)控制的電機(jī)比較，能源節(jié)約是有實(shí)際意義的，根據(jù)注水量、輸油量需求來供給的電機(jī)工況是經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行狀，即可節(jié)電60%
2、運(yùn)行成本降低
    傳統(tǒng)電機(jī)的運(yùn)行成本由三項(xiàng)組成：初始采購(gòu)成本、維護(hù)成本和能源成本。其中能源成本大約占電機(jī)運(yùn)行成本的77%。通過能源成本降低44.3%，再加上變頻起動(dòng)后對(duì)設(shè)備的沖擊減少，維護(hù)和維修量也跟隨降低，所以運(yùn)行成本將大大降低。
3、提高壓力控制精度
    變頻器PLC控制柜具有準(zhǔn)確的壓力控制能力。使電機(jī)的壓力輸出與系統(tǒng)所需的注水量相匹配。變頻控制電機(jī)的輸出量隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變。由于變頻控制電機(jī)速度的精度提高，所以它可以使管網(wǎng)的系統(tǒng)壓力變化保持在3pisg變化范圍，也就是0.2bar范圍內(nèi)，有效地提高了工況的質(zhì)量。
4、延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命
    變頻器從0HZ起動(dòng)電機(jī)，它的起動(dòng)加速時(shí)間可以調(diào)整，從而減少起動(dòng)時(shí)對(duì)電機(jī)的電器部件和機(jī)械部件所造成的沖擊，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，使電機(jī)的使用壽命延長(zhǎng)。此外，變頻控制能夠減少機(jī)組起動(dòng)時(shí)電流波動(dòng)，這一波動(dòng)電流會(huì)影響電網(wǎng)和其它設(shè)備的用電，變頻器能夠有效的將起動(dòng)電流的峰值減少到醉低程度。
5、低了電機(jī)的噪音
    根據(jù)電機(jī)的工況要求，安裝變頻調(diào)速后，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度明顯減慢，因此有效地降了電機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音。

變頻器PLC控制柜功能介紹
1、電源切換與保護(hù)功能
    變頻器PLC控制柜通常設(shè)計(jì)有斷路器元件，它連接著進(jìn)線電源，可以幫助變頻控制柜完成電路的通斷操作，并能夠在電路和變頻器出現(xiàn)短路或過載時(shí)提供保護(hù)。此外變頻柜還可以在電機(jī)維護(hù)時(shí)切斷電源保證操作人員。
2、變頻調(diào)速功能
    變頻器PLC控制柜的控制面板上設(shè)置有變頻調(diào)速用的電位器，可以根據(jù)操作人員的輸出頻率，向電機(jī)輸送指令信號(hào)，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻控制柜中的部分產(chǎn)品設(shè)置有工頻切換功能，以保證在變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，通過自動(dòng)控制回路將電動(dòng)機(jī)切換回工頻電源。
3、直觀控制功能
    變頻器PLC控制柜的柜體上設(shè)計(jì)有顯示設(shè)備與操作面板，它與變頻控制柜內(nèi)部的電器元件相連，可以直觀顯示變頻控制柜的運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)方便操作人員控制變頻裝置的運(yùn)行，及對(duì)電機(jī)等被控制設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。
    變頻器PLC控制柜的柜體上，還安裝有各種儀器儀表及指示燈，例如電壓表、電流表、頻率表，及電源指示燈、報(bào)警指示燈、運(yùn)行指示燈、工頻指示燈等。變頻控制柜的運(yùn)行及操作狀態(tài)，可以直接反應(yīng)在各項(xiàng)儀表及指示燈上，實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器工作狀態(tài)的時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
4、防護(hù)功能
    變頻器PLC控制柜將各種包括變頻器在內(nèi)的各種電氣元件都集中在柜體內(nèi)，這樣可以減少外部環(huán)境對(duì)電氣元件的影響程度，降低電氣元件受環(huán)境污染的程度，也降低變頻控制柜操作人員的觸電危險(xiǎn)，因此具有較好的防護(hù)效果。