基于plc的恒压供水系统的设计(编辑修改稿)

基于plc的恒压供水系统的设计(编辑修改稿)内容摘要：

主电路接线图 基于 PLC 的变频恒压供水系统主电路图如图 所示 ：三台电机分别为 MM M3，它们分别带动水泵 3。 接触器 KM KM KM5 分别控制M M M3 的工频运行；接触器 KM KM KM6 分别控制 M M M3的变频运行； FR FR FR3 分别为三台水泵电机过载保护用的热继电器； QSQS QS QS4 分别为 变频器和三台水泵电机主电路的隔离开关； FU 为主电路的熔断器。 本系统 采用 三泵循环变频运行方式 ，即 3 台水泵中只有 1 台水泵在变频器控制下作变速运行，其余水泵 在工频下 做恒速运行 ， 在用水量小的情况下，如果变频泵连续运行时间超过 3h，则要切换下一台水泵，即系统具有“倒泵功能”，避免某一台水泵工作时间过长。 因此 在同一时间内只能有一台水泵工作在变频下，但不同时间段内三台水泵都可轮流做变频泵。 8 8 NL 1L 2L 3F U变 频 器Q S 1RSTU VWQ S 2K M 2F R 1K M 1M 13 ~K M 3M 23 ~K M 5M 33 ~K M 4F R 2Q S 3 Q S 4K M 6F R 3K M 2K M 4K M 6KM1KM3KM5 图 恒压供水系统主电路图 三相电源经低压 熔 断器、 隔离开关 接至变频器的 R、 S、 T 端，变频器的输出端 U、 V、 W 通过接触器的触点接至电机。 当电机工频运行时，连接至变频器的 隔离开关及变频器输出端的接触器断开，接通工频运行的接触器和隔离开关。 主电路中的低压 熔 断器除接通电源外，同时实现短路保护，每台电动机的过载保护由相应的热继电器 FR 实现。 变频和工频两个回路不允许同时接通。 而且变频器的输出端绝对不允许直接接电源，故必须经过接触器的触点，当电动机接通工频回路时，变频回路接触器的触点必须先行断开。 同样从工频转为变频时，也必须 先将工频接触器断开，才允许接通变频器输出端接触 器，所以 KM1 和 KMKM3 和 KM KM5 和 KM6 绝对不能同时动作，相互之间必须设计可靠的互锁。 为监控电机负载运行情况，主回路的电流大小可以通过电流互感器和变送器将4~20mA 电流信号送至上位机来显示。 同时可以通过通过转换开关接电压表显示线电压。 并通过转换开关利用同一个电压表显示不同相之间的线电压。 初始运行时，必须观察电动机的转向，使之符合要求。 如果转向相反，则可以改变电源的相序来获得正确的转向。 系统启动、运行和停止的操作不能直接断开主电路 (如直接使 熔 断 器或隔离开关 断开 )，而必须通过变频器实现软启动和软 停。 为提高9 9 变频器的功率因数，必须接电抗器。 当采用手动控制时，必须采用自 耦 变压器降压启动或软启动的方式以降低电流，本系统采用软启动器。 系统控制电路图 恒压供水系统中要有摸拟量的输入输出 ， 所以要选模拟量扩展模块，根据要求选择；三菱 FX0N3A 型号的 PLC， 它体积小，执行速度快，抗干扰能力强，性能优越。 PLC 主要是用于实现变频恒压供水系统的自动控制，要完成以下功能：自动控制三台水泵的投入运行；能在三台水泵之间实现变频泵的切换； 三台水泵在启动时要有软启动功能；对水泵的操作要有手动 /自动控制功能， 手动只在应急或检修时临时使用；系统要有完善的报警功能并能显示运行状况。 如图 为电控系统控制电路图。 图中 SA 为手动 /自动转换开关， SA 打在 1的位置为手动控制状态；打在 2 的状态为自动控制状态。 手动运行时，可用按钮SB1~SB6 控制三台水泵的启 /停；自动运行时，系统在 PLC 程序控制下运行。 图中的 HL10 为自动运行状态电源指示灯。 对变频器频率进行复位是只提供一个干触发点信号，本系统通过一个中间继电器 KA 的触点对变频器进行复频控制。 图中的 Y0Y5 及 Y11Y15 为 PLC 的输出继电器触点。 10 10 S B 1K M 1S B 2Y 1K M 2K M 1K M 1K M 2H L 1H L 2F R 1S B 5K M 5S B 6Y 4Y 5K M 6K M 5K M 5K M 6H L 5H L 6F R 3S B 3K M 3S B 4Y 2Y 3K M 4K M 3K M 3K M 4H L 3H L 4F R 2P L CNL 1F U 2S A12Y 1 1H L 7Y 1 3H L 9Y 1 2H L 8H L 1 0Y 1 4Y 1 5K AH AN 14681 01 21 41 61 82 02 22 4 图 系统控制电路图 11 11 第 4 章 相关器件的选型及接线 PLC 的选型 三菱 FX0N3A 型 PLC 的特点 归纳可编程控制器主要有以下几方面的优点： 1）编程方法简单易学 2）功能强，性能价格比高 3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 4）无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强 5）系统的设计、安装、调试工作量少 6）维修工作量小，维修方便 7）体积小，能耗低。 ． 2 PLC I/O 端口说明与接线 (1) 由于白天和 夜间小区用水量明显不同，本设计采用白天供水和夜间供水两种模式，两种模式下设定的给定水压值不同。 白天，小区的用水量大，系统高恒压值运行；夜间，小区用水量小，系统低恒压值运行。 (2) 在用水量小的情况下，如果一台水泵连续运行时间超过 3h，则要切换下一台水泵，即系统具有“倒泵功能”，避免某一台水泵工作时间过长。 倒泵只用于系统只有一台变频泵长时间工作的情况下。 (3) 考虑节能和水泵寿命的因素，各水泵切换遵循先启先停、先停先启原则。 (4) 三台水泵在启动时要有软启动功能，对水泵的操作要有手动 /自动控制功能，手动 只在应急或检修时临时使用。 (5) 系统要有完善的报警功能。 根据以上控制要求统计控制系统 中的 三菱 FX0N3A型号的 PLC的输入输出信号的名称、 功能 及地址编号如表 所示。 12 12 表 输入输出点代码及地址编号 名 称 功能 地址编号 输入信号 SB10 启动按钮 X0。