西門子SITOP電源模塊6EP1334-1LB00

西門子SITOP電源模塊6EP1334-1LB00

專用變頻器在恒壓供水中的應用

 一 ，回顧
    　　一般規(guī)定城市管網的水壓只保證6層以下樓房的用水，其余上部各層均須 “提升"水壓才能滿足用水要求。以前大多采用傳統(tǒng)的水塔、高位水箱，或氣壓罐式增壓設備，但它們都必須由水泵以高出實際用水高度的壓力來“提升"水量，其結果增大了水泵的軸功率和能量損耗。
    　　自從通用變頻器問世以來，變頻調速技術在各個領域得到了廣泛的應用。變頻調速技術在各個領域得到了廣泛的應用。變頻調速恒壓供水設備以其節(jié)能、安全、高品質的供水質量等優(yōu)點，使我國供水行業(yè)的技術裝備水平從90年代初開始經歷了一次飛躍。恒壓供水調速系統(tǒng)實現(xiàn)水泵電機無級調速，依據用水量的變化自動調節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量的變化自動調節(jié)系統(tǒng)的運行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時保持水壓恒定以滿足用水要求，是當今*、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。在實際應用中得到了很大的發(fā)展。隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，變頻器的功能也越來越強。充分利用變頻器內置的各種功能，對合理設計變頻調速恒壓供水設備，降低成本，保證產品質量等方面有著非常重要的意義。
    　　新型供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設備的投資，運行的經濟性，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動化程度等方面都具有沒法比擬的優(yōu)勢，而且具有顯著的節(jié)能效果。恒壓供水調速系統(tǒng)的這些*性，引起國內幾乎所有供水設備廠家的高度重視，并不斷投入開發(fā)、生產這一技術產品。
    　　目前該產品正向著高可靠性、全數(shù)字化微機控制，多品種系列化的方向發(fā)展。追求高度智能化，系列標準化是未來供水設備適應城鎮(zhèn)建設成片開發(fā)`智能樓宇、網絡供水調度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢。
    　　在短短的幾年內，調速恒壓供水系統(tǒng)經歷了一個逐步完善的發(fā)展過程，早期的單泵調速恒壓系統(tǒng)逐漸為多泵系統(tǒng)所代替。雖然單泵產品系統(tǒng)設計簡易可靠，但由于單泵電機深度調速造成水泵、電機運行效率低，而多泵型產品投資更為節(jié)省，運行效率高，被實際證明是優(yōu)的系統(tǒng)設計，很快發(fā)展成為主導產品。
    二、變頻控制恒壓供水控制方式
    　　大家都知道，水泵消耗功率與轉速的三次方成正比。即N=KN3 N：為水泵消耗功率；n：為水泵運行時的轉速；K為比例系數(shù)。而水泵設計是按工頻運行時設計的，但供水時除高峰外，大部分時間流量較小，由于命名用了變頻技術及微機技術有微機控制，因此可以使水泵運行的轉速隨流量的變化而變化，最終達到節(jié)能的目的。實踐證明，使用變頻設備可使水泵運行平均轉速比工頻轉速降低20%，從而大大降低能耗，節(jié)能率可達20%-40%。
    目前國內各廠家生產的供水設備電控柜，除采用落后繼電接觸器控制方式外，大致有以下四類：
    邏輯電子電路控制方式：
    　　這類控制電路難以實現(xiàn)水泵機組全部軟啟動、全流量變頻調節(jié)。往往采用一臺泵固定于變頻狀態(tài)，其余泵均為工頻狀態(tài)的方式。因此控制精度較低、水泵切換時水壓波動大、調試較麻煩、工頻泵起動有沖擊、抗干擾力較弱。但成本較低。
    單片微機電路控制方式：
    　　這類控制電路優(yōu)于邏輯電路，但在應付不同管網、不同供水情況時調試較麻煩，追加功能時往往要對電路進行修改，不靈活也不方便。電路的可靠性和抗干擾力都不是很高。
    　　帶PID回路調節(jié)器和/或可編程序控制器（PLC）的控制方式：
    該方式變頻器的作有是為電機提供可變頻率的電源，實現(xiàn)電機的無級調速，從而使管網水壓連續(xù)變化。傳感器的任務是檢測管網水壓。壓力設定單元為系統(tǒng)提供滿足用戶需要的水壓期望值。壓力設定信號和壓力反饋信號在輸入可編程控制器后，經可編程控制器內部PID控制程序的計算，輸出給變頻器一個轉速控制信號。還有一種辦法是將壓力設定信號和壓力反饋信號送入PID回路調節(jié)器，由PID回路調節(jié)器在調節(jié)器內部進行運算后，輸入給變頻器一個轉速調節(jié)信號。
    　　由于變頻器的轉速控制信號是由可編程控制器或PID回路調節(jié)器給出的，所以對可編程控制器來計時，既要有模擬量輸入接口，又要有模擬量輸出接口。由于帶模擬量輸入/輸出接口的可編程控制器價格很高，這無形中就增加了供水設備的成本。若采用帶有模擬量輸入/數(shù)字量輸出的可編程控制器，則要在可編程控制器的數(shù)字量輸出口另接一塊PWM調制板，將可編程控制器輸出的數(shù)字量信號轉變?yōu)榭刂破鞯某杀緵]有降低，還增加了連線和附加設備，降低了整套設備的可靠性。如果采用一個開關量輸入/輸出的可編程控制器和一個PID回路調節(jié)器，其成本也和帶模擬量輸入/輸出的可編程控制器差不多。所以，在變頻調速恒壓給水控制設備中，PID控制信號的產生和輸出就成為降低給水設備成本的一個關鍵環(huán)節(jié)。
    　　新型變頻調速供水設備：
    針對傳統(tǒng)的變頻調供水設備的不足之處，國內外不少生產廠家近年來紛紛推出了一系列新型產品，如華為的TD2100；施耐德公司的Altivar58泵切換卡；SANKEN的SAMCO-I系列；ABB公司的ACS600、ACS400系列產品；富士公司的G11S/P11S系列產品；等等

西門子SITOP電源模塊6EP1334-1LB00

PLC編程的基本原則

 PLC編程的基本原則
    PLC編程應該遵循以下基本原則。
    1) 外部輸入、輸出繼電器、內部繼電器、定時器、計數(shù)器等器件的接點可多次重復使用，無需用復雜的程序結構來減少接點的使用次數(shù)。
    2) 梯形圖每一行都是從左母線開始，線圈接在最右邊，接點不能放在線圈的右邊參看圖4-20。
   
    圖4-20 規(guī)則2）的說明
    a）不正確電路 b）正確電路
    3) 線圈不能直接與左母線相連。如果需要，可以通過一個沒有使用的內部繼電器的常閉接點或者特殊內部繼電器R9010（常0N）的常開接點來連接，參看圖4-21。
   
   
    圖4-21 規(guī)則3）的說明
    a)不正確的電路 b）正確的電路
    4) 同一編號的線圈在一個程序中使用兩次稱為雙線圈輸出。雙線圈輸出容易引起誤操作，應盡量避免線圈重復使用。
    5) 梯形圖程序必須符合順序執(zhí)行的原則，即從左到右，從上到下地執(zhí)行，如不符合順序執(zhí)行的電路不能直接編程，例如圖4-22所示的橋式電路就不能直接編程。
   
    圖4-22橋式電路
    6) 在梯形圖中串聯(lián)接點、并聯(lián)接點的使用次數(shù)沒有限制，可無限次使用，圖4-23所示。
    7) 兩個或兩個以上的線圈可以并聯(lián)輸出，如圖4-24所示。
    　
    編寫PLC梯形圖程序時應掌握如下的編程技巧。
    1) 串聯(lián)觸點較多的電路編在梯形圖上方，如圖4-25所示。
   
   
    a）電路安排不當 b）電路安排得當
    圖4-25 梯形圖程序
    2) 并聯(lián)觸點多的電路應放在左邊，如圖4-26所示。圖4-26 b）比a）省去了0RS和ANS指令。若有幾個并聯(lián)電路相串聯(lián)時，應將觸點最多的并聯(lián)電路放在最左邊。
   
    a）電路安排不當 b）電路安排得當
    圖4-26 梯形圖程序
   
    3) 對復雜電路的處理
    (1) 橋式電路的編程 圖4-22所示的梯形圖是一個橋式電路，不能直接對它編程，必須重畫為圖4-27所示的電路才可進行編程。
   
    圖4-27 梯形圖程序
    (2) 如果梯形圖構成的電路結構比較復雜，用ANS、0RS等指令難以解決，可重復使用一些觸點畫出它的等效電路，然后再進行編程就比較容易了，如圖4-28所示。如果使用編程軟件也可直接編程。
   
    a）復雜電路 b）重新排列電路
    圖4-28 梯形圖程序
    PLC編程的基本技巧
    PLC編程技巧是在實踐中不斷總結、不斷提高、長期編程經驗的各積累。較好地掌握編程技巧，可提高編程的質量。下面以3個簡單的例子來說明基本的編程技巧。
    1、用梯形圖變換簡化程序
    圖1為兩個邏輯功能相同的梯形圖，但它們對應的助記符語言程序卻不相賦，掃描時間也不同。如將圖1（a）中串聯(lián)的兩部分“電路"左、右對換；并聯(lián)的兩條支路上、下對換，則變換后的梯形圖即圖1（b），原有的邏輯關系保持不變，但程序簡化了。
   
    （a）梯形圖助記符： （b）梯形圖助記符
    LD 00000 LD 00002
    LD 00001 AND 00003
    LD 00002 OR 00001
    LD 00003 AND 00000
    OR LD OUT 20000
    AND LD 　
    OUT 20000 　
    經驗證明，梯形圖變換可遵循“左沉右輕"、“上沉下輕"、的基本原則。
    2、使梯形圖邏輯關系清晰
    在編程時應使梯形圖的邏輯關系和結構層次清晰，便于閱讀和檢查程序。如圖2所示，圖2（a）梯形圖的邏輯關系不太清楚，適當改變程序結構后（見圖2（b）），盡管助記符語言程序顯得較長，但梯形圖的邏輯關系清晰，可讀性提高了，便于對程序進行閱讀、檢查和修改。
   
   
   
   
   
   
    （a）梯形圖助記符： （b）梯形圖助記符
    LD 00000 LD 00000
    LD NOT 00001 AND 00003
    AND 00002 AND NOT 00004
    LD 00003 AND 00006
    AND NOT 00004 AND NOT 00007
    LD 00005 LD 00000
    LD 00006 AND 00003
    AND NOT 00007 AND NOT 00004
    OR LD AND 00005
    AND LD LD 00000
    OR LD AND NOT 00001
    AND LD AND 00002
    OUT 20001 OR LD
    　 OR LD
    　 OUT 20001
    3、避免出現(xiàn)無法編程的梯形圖
    圖3（a）所示的橋式梯形圖是無法用助記符語言來編程的，改畫成圖3（b）形式的梯形圖就能實現(xiàn)編程