变频供水设备

1、系统介绍
    变频恒压供水控制系统由PLC控制器、显示器（包括电压、电流、压力、温度）、变频调速器、软启动器、压力传感器(远传压力表或压力变送器)、液位传感器、交流接触器等电控设备以及3台水泵构成。在供水系统总出水管上安装压力传感器检测出水压力，在水池中安装液位传感器检测水位，将检测到的压力信号与设定的压力值经过PID运算后，通过控制变频器的输出频率来调整水泵电动机的转速，保持供水压力的恒定，这样就构成了以设定压力值为基准的压力闭环控制系统；自动检测水池水位信号，输出水位低报警信号，若水位低至设定的停机水位时，系统直接停机,并发出停机报警信号。显示器可以显示变频器输出频率、实际供水压力、设定供水压力、各泵的工作状态以及各泵的温度等信息；控制器可以在线修改设定供水压力和控制水泵的运行。该系统具有就地操作台控制、低压配电柜控制及根据需要加装上位机控制，并设有多种保护功能，尤其是强电逻辑硬件互锁功能，从而保证正常供水，且可以做到无人值守。                     
2.1、手动运行方式  
    选择此方式时，按泵的启动或停止按钮,就可以控制泵起动或停止，可根据需要而分别启停各水泵,启动方式为软启动器。这种方式仅供检修或控制系统出现故障时使用。
2.2、自动运行方式
    在自动运行方式下开始启动运行时，首先检测水池水位，若水位符合设定水位要求，1#泵变频交流接触器吸合，电机与变频器连通，变频器输出频率从0Hz开始上升，此时压力传感器检测压力信号反馈至PLC，由PLC经PID运算后控制变频器的频率输出；如压力不够，则频率上升直至50Hz，延时一定时间后，将1#泵切换为工频，2#泵变频交流接触器吸合，变频启动2#水泵，频率逐渐上升，如压力仍不够，则频率依然上升至50Hz，延时一定时间后，将2#泵切换为工频，3#泵变频交流接触器吸合，变频启动3#水泵，频率逐渐上升，直至出水压力达到设定压力。为防止一台泵变频时长时间工作，设有定时换泵功能。
3、水泵切换程序
   如用水量减小，出水压力超过设定压力，则PLC控制变频器降低输出频率，减少出水量来稳定出水压力。若变频器输出频率低于某一设定值（水泵出水频率，一般为25Hz），而出水压力仍高于设定压力值时，PLC开始计时，若在一定时间内，出水压力降低到设定压力，PLC放弃计时，继续变频调速运行；若在一定时间内出水压力仍高于设定压力，根据先起先停的原则，PLC将停止正在运行的水泵中运行时间最长的工频泵，直至出水压力达到设定值。若系统只有一台水泵变频运行且连续一段时间频率低于设定出水频率，则切除变频运行主泵，变频器进入睡眠状态，节约能源。当出水压力低于设定唤醒压力值,则系统自动唤醒。
3、水池水位检测
    在自动供水的过程中，PLC实时检测水池水位，若水位低于设定的报警水位时，蜂鸣器发出缺水报警信号；若水位低于设定的停机水位时，停止全部水泵工作，防止水泵干抽，并发出停机报警信号。
4、自动启动
    有时电源会突然断电，若无人值班，恢复供电后若系统无法启动会造成断水，为此本系统设置了通电后自动变频启动方式。在电源恢复后，PLC会发出指令，蜂鸣器发出警告，然后按自动运行方式变频启动水泵，直到稳定地运行在给定水压值。
5、 故障处理
    变频故障从设计原则考虑，在变频器发生故障时也要不间断供水。当变频器突然发生故障，蜂鸣器报警，PLC发指令使全部水泵停机，然后1#泵工频运行，经一定延时后根据压力变化情况再使2#泵工频运行。此时，PLC切换泵则根据实际水压的变化在工频泵间切换。当出现水池无水停机、电动机欠压、过压、缺相、电机故障等情况时，均能由蜂鸣器发出警报声。条件许可时可以升级添加MODEM模块，在变频器、电动机发生故障时能通过远程通信口拨叫值班人员电话，通知有关人员前来维修。所有故障解决、恢复正常后，自启动前也要发出报警信号。
6、控制电路设计
    在控制电路设计中，充分考虑到系统自动/手动转换、每台水泵的变频接触器和工频接触器、各水泵的变频接触器在电气上的连锁，防止系统中出现一台水泵工频和变频电源同时接通或多台水泵同时接通变频电源的现象。
    在主程序中，PLC上电初使化，检测系统各部分状态信息，若有报警信息则首先发出警告，若无报警信息，则开始从1#泵（1#泵被切除出系统，则从泵号最小的在线泵）变频启动，实时检测出水压力并进行PID运算，控制变频器的输出频率，保持供水压力恒定；若变频器频率达到50Hz经延时一定时间后，出水压力仍低于设定压力，则将1#泵切换为工频，变频启动2#泵以保持压力恒定并依此类推。若出水压力超过设定压力，则变频器降低输出频率来稳定出水压力。若变频器输出频率低于设定水泵出水频率而出水压力仍高于设定压力值时，延时一段时间后,根据先起先停的原则，停止正在运行水泵中运行时间最长的工频泵，直至出水压力达到设定值。若系统只有一台水泵变频运行且连续一段时间频率低于设定出水频率，则切除变频运行主泵，电动机进入睡眠状态，节约能源。当出水压力低于设定唤醒压力值,则系统自动唤醒。