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艾默生EC20系列PLC在變頻穩(wěn)壓供水設(shè)備中的應(yīng)用

    隨著我國(guó)城市化水平的提高，城市人口急劇增加，居民小區(qū)不斷建設(shè)且樓房層數(shù)越來(lái)越高，使原來(lái)自來(lái)水管網(wǎng)壓力出現(xiàn)不足，很多城市普遍存在著用水高峰期高層樓房上不去水的現(xiàn)象，導(dǎo)致高層居民用水難。目前，一般的解決辦法是修建水池或水箱，通過(guò)水泵二次加壓供水。

    為解決此類問(wèn)題，當(dāng)前均采用先進(jìn)的全自動(dòng)變頻穩(wěn)壓供水設(shè)備，此供水設(shè)備可直接與自來(lái)水管網(wǎng)串接，通過(guò)負(fù)壓消除器和穩(wěn)壓平衡器保護(hù)自來(lái)水管網(wǎng)不形成負(fù)壓，避免了修建混凝土蓄水池或設(shè)水箱的麻煩。此設(shè)備充分利用了自來(lái)水管網(wǎng)的原有壓力，在原有壓力的基礎(chǔ)上疊加一部分壓力，差多少，補(bǔ)多少，使二次加壓設(shè)備的選型減小，節(jié)省投資，同時(shí)在使用過(guò)程中也可大大節(jié)能，是目前較好的二次供水方式。

    變頻穩(wěn)壓供水設(shè)備主要由變頻控制柜、穩(wěn)流調(diào)節(jié)器、負(fù)壓抑制器、水泵機(jī)組、儀表、閥門(mén)及管路等組成。2、EC20控制器通過(guò)COM0端口與人機(jī)界面通訊，人機(jī)界面作為主站，通過(guò)EMERSONPROTOCOL協(xié)議與可編程通訊，控制器為從站，通過(guò)MODBUS協(xié)議通訊。通過(guò)COM1端口與變頻器通訊，可編程控制器此時(shí)作為主站，變頻器為從站，采用的是自由口通訊協(xié)議。

    3、變頻穩(wěn)壓供水設(shè)備通過(guò)此種組網(wǎng)方式，用戶對(duì)于壓力設(shè)定、輸出頻率、輔泵頻率、PID數(shù)值、切換時(shí)間、延，時(shí)時(shí)間、超壓設(shè)定、壓力反饋等數(shù)十種參數(shù)可在觸摸屏上顯示、設(shè)置、修改，方便操作。對(duì)水泵工作狀態(tài)、變頻器工作狀態(tài)和系統(tǒng)水位等多個(gè)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了即時(shí)跟蹤。滿足遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)、監(jiān)控及控制功能。

    同時(shí)，還可方便監(jiān)測(cè)設(shè)備故障，方便維修。具有故障實(shí)時(shí)記憶功能。四、控制部分：

    1、本設(shè)備具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。

    2、在自動(dòng)運(yùn)行中無(wú)水停機(jī)、有水自動(dòng)開(kāi)機(jī)，兩臺(tái)泵循環(huán)運(yùn)行，先啟先停，定期切換。

    3、PID調(diào)節(jié)：PID閉環(huán)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)水泵恒壓運(yùn)行。采用EC20的PID指令，由于本設(shè)備直接連于自來(lái)水管網(wǎng)，當(dāng)自來(lái)水壓力低于用戶所需要的設(shè)定壓力時(shí)，微機(jī)控制水泵啟動(dòng)運(yùn)行，直到管路的實(shí)際壓力等于設(shè)定壓力，此時(shí)變頻器控制的水泵以一恒定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，保持管網(wǎng)壓力為設(shè)定值。自來(lái)水壓力越高，變頻器轉(zhuǎn)速越低，自來(lái)水壓力越低，變頻器轉(zhuǎn)速越高。當(dāng)自來(lái)水壓力達(dá)到設(shè)定值時(shí)，設(shè)備停止運(yùn)行。充分利用自來(lái)水管網(wǎng)壓力，又確保用戶所需的恒定壓力。

    4、零流量停機(jī)控制功能：不論是在一臺(tái)還是兩臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)，自來(lái)水滿足要求壓力時(shí)，設(shè)備就停止工作，由自來(lái)水直供，變頻器處于休眠狀態(tài)。自來(lái)水壓力不足時(shí)，設(shè)備工作，此方式充分利用自來(lái)水管道原有的壓力差多少，補(bǔ)多少，節(jié)能效果極其顯著，可達(dá)20％-70％以上。

    五、PLC程序要點(diǎn)

    1、壓力調(diào)節(jié)：通過(guò)CONTROLSTAR編程軟件中PID指令向?qū)В詣?dòng)生成PID_SET和PID_EXE2個(gè)子程序，其中PID_SET是參數(shù)設(shè)置程序，PID_EXE是PID調(diào)用，見(jiàn)下圖：

    2、變頻器控制

    CONTROLSTAR編程軟件有專門(mén)的變頻器指令，可實(shí)現(xiàn)EC20和艾默生變頻器的無(wú)縫連接。

  2.1通過(guò)系統(tǒng)塊界面設(shè)置EC20的通訊端口1的自由口協(xié)議參數(shù)，

    包括波特率、奇偶校驗(yàn)、數(shù)據(jù)位、停止位、幀間超時(shí)時(shí)間等。用戶不需要復(fù)雜的編程。

    2.2通過(guò)“變頻器連接表”可方便列出掛在端口1網(wǎng)絡(luò)上的變頻器設(shè)備。包括站號(hào)、型號(hào)、協(xié)議等。2.3通過(guò)集成在CONTROLSTAR編程軟件中的專用變頻器指令,包括FRQ(給定頻率)、FWD(正轉(zhuǎn))、GET(讀變頻器頻率、電流、轉(zhuǎn)速)、REV(反轉(zhuǎn))、STP(停止)，可以方便實(shí)現(xiàn)變頻器的啟停、讀寫(xiě)頻率六、總結(jié)：

    在本案例中，我們采用艾默生高性能變頻器以及先進(jìn)的可編程控制器，滿足了用戶在無(wú)負(fù)壓供水中的應(yīng)用。

    1、智能化程度高微機(jī)控制全自動(dòng)運(yùn)行，性能穩(wěn)定可靠，泵房可實(shí)現(xiàn)無(wú)人職守。

    2、恒壓：PLC的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，恒壓精度高，將水泵的運(yùn)行嚴(yán)格遵照高效曲線執(zhí)行，從而使得系統(tǒng)在接近理想狀態(tài)下工作，壓力輸出值精度有效保證在±0.01兆帕范圍內(nèi)。在水壓波動(dòng)下，具有過(guò)載、短路、過(guò)流等各種自動(dòng)、保護(hù)功能。

    3、節(jié)能變頻器的零流量停機(jī)功能，使設(shè)備在管網(wǎng)壓力達(dá)到設(shè)定值后，停機(jī)，處于休眠狀態(tài)，待壓力不足時(shí)，重新啟動(dòng)。真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能功能。

    4、良好的通訊方式，方便用戶遠(yuǎn)距離監(jiān)控、監(jiān)測(cè)及控制設(shè)備和變頻器等。同時(shí)利用通訊功能，不需再使用模擬量模塊，安裝維護(hù)方便，進(jìn)一步節(jié)約成本。