变频恒压供水系统智能化改造.doc

变频恒压供水系统智能化改造 　　摘 要：文章着重阐述一种变频恒压供水控制系统的故障判断、报警和故障处理功能的实现过程。与以往的变频恒压控制系统相比，具有较为智能控制的功能。能根据故障情况判断报警处理，具有广泛的应用范围和行业前景。 　　关键词：故障智能处理；变频器；PLC；软启动器；触摸屏；压力传感器 　　中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0020-02 　　1 前 言 　　随着变频技术的发展及其广泛的应用，变频恒压供水系统以其节能、供水质量好等优点，已得到广泛的使用。以往的变频恒压供水系统没有故障报警和处理能力，当系统发生故障时，系统就停止运行，等待工作人员来处理，如处理不及时就会引起供水中断，甚至带来较大的经济损失。针对这一问题是否能在原来的系统基础上加装更为智能化的控制，经过现场勘察，决定了在原来的系统的程序上多加一个故障智能控制程序和一个A/D、D/A混合模块就能实现处理故障智能化，在运行上更为可靠，大大降低了因为系统故障停机而引造成的经济损失。笔者就这一问题设计了一套故障处理智能恒压供水系统，与以往的相比增加了故障自诊定，自动处理的能力，提高了系统的可靠性，达到了全自动控制和无人值班的要求，该程序也适用于以往的变频恒压供水系统的改造，有较强的实用和适用性。下面是笔者为客户原来的恒压供水系统增加了智能故障报警处理能力为例，浅谈实现变频恒压供水系统故障处理智能化的办法。 　　2 原恒压供水的控制系统 　　2.1 系统装置 　　①4台45 kW的水泵及一台5.5 kW的辅助泵； 　　②变频器SPF-45 K-A； 　　③触摸屏MT510T； 　　④可编程控制器K7M-DR60S； 　　⑤软启动器ATS4-46D88N。 　　2.2 控制方式 　　系统控制分为手动控制、自动恒压控制、应急控制三种控制方式。 　　2.2.1 手动控制 　　每台水泵电机均有手动控制功能，可由操作人员对水泵电机启动和停止进行操作。为了减小手动启动水泵时的启动电流对电网的冲击，所以采用了软启动方式启动水泵电机。 　　2.2.2 自动恒压控制 　　自动恒压控制是采用变频器自带的PID调节器进行控制的。根据压力传感器（4-20 mA）的电流输入变频器的电流输入控制端，以压力传感器的压力反馈信号反馈到变频，在变频内部的PID调节器进行运算控制调节水泵的频率。采用定时切换泵启动功能使不会总是运行一台电机，使电机寿命加长。 　　2.2.3 应急控制 　　当变频器发生故障时，系统则不能进行恒压控制，而选择手动控制，则需要专人值班，极为不方便。就针对这一问题是否能在原来的系统基础上加装更为智能化的控制，经过现场勘察，我们决定了在原来的系统的程序上多加一个故障智能控制程序和一个A/D、D/A混合模块就能实现处理故障智能化。加入改造后的程序之后，经过现场模拟故障调试比原来的系统在运行上更为可靠，大大降低了因为系统故障停机而引造成的经济损失。以下就这一问题进行了分析和解决。 　　3 新恒压供水系统介绍 　　在原系统中加入了A/D、D/A混合模块，见表1，让压力变送器反馈的压力信号为4～20 mA的电流模拟信号输入模块中转换为数字信号能让PLC读取的同时又能将压力信号从模块的输出通道以4～20 mA的模拟电流信号反馈到变频器里。系统运行时，变频器通过反馈的压力进行压力比较，并通过自带的PID运算调节器进行PID运算，自动对水泵进行调速控制。而PLC能通过通讯的方式读取变频器的输出频率，用以判别加、减泵的需要。在变频器发生故障时，选择应急状态运行后，PLC将对供水系统进行上、下限压控制（既水压低于下限压力时，先由软启动器启动一台水泵，全压运行一段时间后，如果水压还达不到下限压力，则PLC将已启动的电机切换到工频，再由软启动启动另一台水泵。以此类推，直到压力到达下限或全部水泵电机启动运行为止。当水压到达或超过上限压力时，PLC将停止一台水泵运行，过一定的时间后如果水压还是大于上限压力，则再停一台水泵运行，以此类推）。以下具体分析当变频器发生故障时，如何通过PLC进行故障判断分析、报警和智能处理的过程。 　　本控制系统具有一定的故障自动处理能力，由于变频器、软启动器运行状态、通讯故障及接触器、热继电器和传感器的工作状态和故障状态均有输入到PLC中，故能根据不同的故障进行相应的处理。以下将对这些故障逐一分析。 　　3.1 接触器故障及热继电器报警 　　接触器故障判断，在PLC控制接触器的输出点闭合后，对应的接触器应会闭合。这时引进该接触器的常开触点对接触器的故障进行判断。如果接触器未闭合则过一定的时间后报警，触摸屏中显示故障情况。KM1为1号电机工频运行的接触器的常开触点当接触器动