香蕉视频在线观看www_亚洲精品成人av观看_九九九九九热_日韩精品一区二区三区中文无码_a视频在线免费观看_久久成人影院精品777_中文字幕7_乱人伦视频中文字幕_自拍偷拍国产视频_日本黄色录像_日韩高清网站_人人澡人人射

1 概述
中鋁青海分公司供水加壓泵站由一、二期泵站構成，共計有加壓泵10 臺套，一、二期各5 臺套，每年供水600多萬t。正常情況下，兩個獨立控制的泵站的水泵均為三用兩備運行狀態。
1.1 設備現狀
一期泵站1986年投產，已連續運行20年。5臺水泵型號為150S78A，流量為144 m3/h，揚程為62 m，配用電機型號為JO2-82-2，功率為40 kW；二期泵站1990年8 月投產，已連續運行16 年。5 臺水泵型號為6SH-6A，流為量180 m3/h，揚程為55 m，配用電機型號為JO2-82-2，功率為45 kW。
1.2 存在問題
1）水泵運行年限較長，設備嚴重老化，故障率高。由于沒有相應的備品備件供應，所以維修困難。已影響平穩供水，對分公司安全生產構成威脅。
2）JO2 系列電機是非節能產品，是屬國家明令淘汰的電機產品。
3）由于用水量不穩定，水壓忽高忽低，水壓高時易使供水管網破裂，水壓低時不能滿足生產生活需要。所以必須及時調整水泵水壓，但由于水泵控制分散在兩個控制室，造成水泵水壓調整不便。
4）由于是兩個泵站，所以必須有兩組人員看守、操作泵站，存在人力浪費現象。
2 改造方案
在基本保持原有加壓泵站的功能和出力大小的情況下，將原有的10臺套水泵對應更換為ISO系列，流量為150耀180 m3/h，揚程為62 m的新水泵，安裝位置與舊水泵對應。配用電機型號為Y系列2 極，功率為45 kW。廢棄原有水泵的控制系統，對10 臺新水泵實施集中控制。對其中7 臺水泵實施工頻控制；對剩余的3 臺水泵實施“一拖三”的變頻控制，實現水壓的自動控制調節。正常情況下，要求以工頻控制的水泵運行4 臺，備用3臺；如果廠區用水量有大幅度的變化，可多開或少開工頻控制的水泵，但不管那種情況，都同時投運已實施“一拖三”的變頻控制水泵系統，并盡可能使3臺變頻控制的水泵保持在一工頻運行、一變頻運行、一備用的狀態，以達到自動調節管網的水壓，實現恒壓供水的目的。
本文針對改造方案中提出的“一拖三”的變頻控制方案，從電氣設計的角度進行了較為全面的論證，說明了該方案的可行性。
3 恒壓供水系統工作原理
恒壓供水控制系統將主要由PLC、PID、變頻器、切換繼電器、壓力傳感器等部分組成。為了維持供水管網的壓力不變，必須在系統的管道上安裝壓力變送器作為反饋組件來為控制系統提供反饋信號。由于供水系統管道長、管徑大，管網的充壓比較慢，故系統是一個大滯后系統，不宜直接采用PID 調節器進行控制，而應采用PLC 參與控制的方式來實現對控制系統的調節。變頻器選擇FRN45P11S-4CX 或FRN55P11S-4CX，可編程控制器選擇日本松下FP1-C40 型。
控制核心單元PLC根據手動設定壓力信號與現場壓力傳感器的反饋信號，得到壓力偏差和壓力偏差的變化率，經過PID 運算后，PLC 將0~5V的模擬信號輸出到變頻器，用以調節電機的轉速以及進行電機的軟啟動；PLC 通過比較模擬量輸出與壓力偏差的值，驅動切換繼電器組，以此來協調投入工作的水泵電機臺數，在大范圍上控制供水的流量，同時完成電機的啟停、變頻與工頻的切換。PID 調節器控制變頻器對變頻泵進行速度調節，在小范圍上控制供水的流量。這樣，從投入電機臺數和控制電機中某一臺電機的轉速而達到恒壓供水的目的。
4 電氣設計
4.1 系統程序設計
系統程序包括啟動子程序和運行子程序，分別如圖1，圖2所示。
4.2 主電路設計
該系統主電路如圖3 所示。當變頻泵達到水泵額定轉速后，如水壓在所設定的判斷時間內還不能滿足恒壓值時，系統自動將當前變頻泵狀態切換為工頻狀態，并指定下一臺泵為變頻泵；同樣的道理，當水壓在所設定的時間內保持恒定，且變頻器的輸出頻率低于30 Hz時，則退出一臺工頻運行的給水泵。

4.3 控制電路設計
控制電路包括繼電器控制電路及PLC 控制電路，PLC 控制電路原理如圖4所示。
圖中SA7 為手動/自動控制轉換開關，SA8 為自動起/停控制轉換開關，P1、P2 為管網壓力信號（PID輸出信號），SA1為1#水泵手動起動開關，SA2為1# 水泵手動停止開關，SA3 為2# 水泵手動起動開關，SA4 為2# 水泵手動停止開關，SA5 為3# 水泵手動起動開關，SA6為3#水泵手動停止開關，KA0耀KA6為中間繼電器，分別控制KM0耀KM6工作。
4.4 系統工作過程
可編程控制器在工作過程中的輸入、輸出信號的符號及功能如表1 所列。
4.4.1 系統的啟動
加上啟動信號（X4）后，此信號被保持，當條件滿足（即X2 亮）時，開始啟動程序，由PLC控制1#電機變頻運行（Y1、Y0、Y7 亮），同時定時器T0 開始計時（10 s），若計時完畢X2 仍亮，則關閉Y1、Y0（Y7 仍亮），T1 延時1 s，延時是為了:一是使開關充分熄弧，防止電網倒送電給變頻器，燒毀變頻器；二是讓變頻器減速為0，以重新啟動另一臺電機。延時完畢，1#電機投入工頻運行，2#電機投入變頻運行，此時Y2、Y3、Y0、Y7亮，同時定時器T2開始計時(10 s)，若計時完畢X2 仍未滅，則關閉Y3、Y0（Y2、Y7仍亮），T3 延時1 s，延時完畢，將2#機投入工頻運行，3# 電機投入變頻運行（此時Y2、Y4、Y5、Y0、Y7 亮），再次等待Y7 滅掉后，則整個啟動程序執行完畢，轉入正常運行調節程序，此后啟動程序不再發生作用，直到下一次重新啟動。在啟動過程中，無論幾臺電機處于運行狀態，X2 一旦滅掉，則應視為啟動結束（Y7 滅掉），轉入相應程序。綜合整個啟動過程，要完成3 臺電機的啟動最多需要22 s。

4.4.2 模擬調節
運行過程中，若模擬調節期間上、下限值均未達到（即X1、X2 滅），則變頻器處于模擬調節狀態（此時相應電機運行信號和Y0 亮）。
若達到模擬調節上限值（X1 亮），則定時器T4馬上開始定時（3 s），定時過程中監控X1，若X1又滅，則關閉定時器，繼續摸擬調節；若T4 定時完畢，X1 仍亮，則啟動輸出低速（Y8 亮），進行多段速調節，同時定時器T5 開始定時（3 s）。定時完畢，若X1仍亮，則關閉此多段速，啟動輸出更低速（Y9），同時定時器T6 定時（如10 s），定時完畢，若X1仍亮，則關掉Y9，此后X0 很快會通，轉入切換動作程序。在此兩級多段速調節過程中，無論何時，若X0 亮，則會關閉相應多段速和定時器，同時進行切換動作，即轉入切換程序，同樣，若無論何時，X1 滅掉，則關閉運行多段速和定時器，轉入模擬調節。
若達到模擬調節下限值（X2 亮），則定時器T7馬上開始定時（3 s），定時過程中監控X2，若X2又滅，則關閉定時器，繼續摸擬調節，若T7 定時完畢，X2仍亮，則啟動輸出高速（Y9），進行多段速調節，同時定時器T8 開始定時（3 s），定時完畢。若X2仍亮，則關閉此多段速，啟動輸出更高速（Y8），同時定時器T9 定時（如10 s），定時完畢。若X2仍亮，則關掉Y9，此后X3 很快會通，轉入加電機動作程序。在此兩級多段速調節過程中，無論何時，若X3 亮，則會關閉相應多段速和定時器，同時進行加電機動作，即轉入加電機程序。同樣，若無論何時X2 滅掉，則關閉運行多段速和定時器，轉入模擬調節。
4.4.3 電機切換
電機切換程序分為電機切除程序和加電機程序兩部分。電機切除程序動作的條件是：啟動結束后無論何時X0 亮，一旦條件滿足，即由PLC 根據電動機的運行狀態來決定切換相應電機，切換時只能切換工頻運行電機。
若工作狀態是一臺變頻一臺工頻，則立即切除工頻電機，然后計數值減1，即完成此過程，再由調節程序運行，調節至滿足要求為止。
若3 臺電機同時工作，則應由PLC來決定切除相應的工頻運行電機。切除依據是3臺電機對應計數器的大小，誰大切誰，切除掉一臺后，要由定時器定時（如5 s）等待，以便變頻器調節一段時間，防止連續切除動作。這主要是考慮到本系統的非線性和大小慣性因素而采取的措施。
加電機程序，其動作程序是：啟動結束后無論何時X2亮，一旦條件滿足（X3亮），立即關掉變頻運行電機和變頻器，延時一段時間后（原因同上），將原變頻運行電機投入工頻運行，同時打開變頻器和將要啟動電機的變頻開關，完成加電機過程。
同樣，若原有2 臺電機工頻工作，則X3 一亮，立即開始加另一臺電機（無延時），加電機依據是判斷計數值，誰小加誰。但加電機完成以后，定時器要開始定時（如5 s）等待，讓變頻器調節一段時間，防止連續加電機動作。
5 系統主要性能與特點
1）由于供水管網系統較大，致使管網末端水壓嚴重滯后出口壓力，所以系統的一個顯著特點是管網末端水壓變化較大，不利于實現恒壓精確控制。
2）變頻器對電機進行軟啟動，減少了設備損耗，延長了電機壽命。
3）具有自動、手動及異地操作功能。
4）智能化控制，可任意修改參數指令(如壓力設定值、控制順序、控制電機數量、壓力上下限、PID值、加減速時間等)。
5）具有完善的電氣安全保護措施，對過流、過壓、欠壓、過載、斷電等故障均能自行診斷并報警。
6 結語
水泵變頻改造前，一、二期平均每天各運行2臺水泵，年耗電150 萬kW·h，改造實施后，年耗電85 萬kW·h，每年僅節約電費達26 萬元，所以此次設備投入費用在短期內可回收成本。

作者簡介：

    李永剛，男，2005 年中南工業大學畢業，工程師。

參考文獻：

    [1] 張燕賓. 變頻器應用教程[M].北京：機械工業出版社，2007.