按钮SB的选择:PLC各输入点的回路的额定电压直流24V,各输入点的回路的额定电流均小于40mA,按钮均只需具有1对常开触点,按钮均选用LAY3-11型,其主要技术参数为:UN=24VDC,IN=,含1对常开和1对常闭触点。
元件 可编程控制器 变频器 接触器 水泵 符号 PLC 型号 FXos-30MR-D FR-A540系列型 个数 1 1 7 2 1 1 2 1 2 1 10 KM M1,M2 M3 SC-E03-C 40-160(I)A 40-160(I) HD11-100/18 RT18 6A RT18 8A TK-E02T-C K-E02U-C LAY3—11 闸刀开关 熔断器 QS FU1,FU2 FU3 热继电器 FR1 FR2 FR3 按钮 SB 表4-1元件表总图
水泵 符号 型号 流量(m3/h) 扬程 (m) 转速 (r/min) 电机功率 (kw) M1,M2 40-160(I)A M3 40-160(I) 11 28 2900 32 2900 表4-2水泵的参数
变频器 适用电机容量(KW) 输出额定容量(KVA) 输出额定电流(A) 过载能力 电源额定冷却输入交流方式 电压/频率 FR-A540系列型(三菱) 12 150`s ,200% (反时限特性) 3相,380V至480V 50Hz/60Hz 强制风冷 表4-3 变频器的参数
PLC控制及编程 1 PLC控制
PLC在系统中的作用是控制交流接触器组进行工频—变频的切换和水泵工作数量的调整。工作流程如图5-1所示。
图5-1 PLC程序流程图
系统起动之后,检测是自动运行模式还是手动运行模式。如果是手动运行模式则进行手动操作,人们根据自己的需要操作相应的按钮,系统根据按钮执行相应操作。如果是自动运行模式,则系统根据程序及相关的输入信号执行相应的操作。
手动模式主要是解决系统出错或器件出问题
在自动运行模式中,如果PLC接到频率上限信号,则执行增泵程序,增加水泵的工作数量。如果PLC接到频率下限信号,则执行减泵程序,减少水泵的工作数量。没接到信号就保持现有的运行状态。 2 系统运行模式
手动运行
当按下SB7按钮,用手动方式。按下SB10手动启动变频器。当系统压力不够需要增加泵时,按下SBn(n=1,3,5)按钮,此时切断电机变频,同时启动电机工频运行,再起动下一台电机。为了变频向工频切换时保护变频器免于受到工频电压的反向冲击,在切换时,用时间继电器作了时间延迟,当压力过大时,可以手动按下SBn(n=2,4,6)按钮,切断工频运行的电机,同时启动电机变频运行。可根据需要,停按不同电机对应的启停按钮,可以依次实现手动启动和手动停止三台水泵.该方式仅供自动故障时使用.
自动运行
由PLC分别控制某台电机工频和变频继电器,在条件成立时,进行增泵升压和减泵降压控制.
升压控制:系统工作时,每台水泵处于三种状态之一,即工频电网拖动状态、变频器拖动调速状态和停止状态.系统开始工作时,供水管道内水压力为零,在控制系统作用下,变频器开始运行,第一台水泵M1,启动且转速逐渐升高,当输出压力达到设定值,其供水量与用水量相平衡时,转速才稳定到某一定值,这期间M1处在调速运行状态.当用水量增加水压减小时,通过压力闭环调节水泵按设定速率加速到另一个稳定转速;反之用水量减少水压增加时,水泵按设
定的速率减速到新的稳定转速.当用水量继续增加,变频器输出频率增加至工频时,水压仍低于设定值,由PLC控制切换至工频电网后恒速运行;同时,使第二台水泵M2投入变频器并变速运行,系统恢复对水压的闭环调节,直到水压达到设定值为止。如果用水量继续增加,每当加速运行的变频器输出频率达到工频时,将继续发生如上转换,并有新的水泵投人并联运行.当最后一台水泵M3投人运行,变频器输出频率达到工频,压力仍未达到设定值时,控制系统就会发出故障报警.
降压控制:当用水量下降水压升高,变频器输出频率降至起动频率时,水压仍高于设定值,系统将工频运行时间最长的一台水泵关掉,恢复对水压的闭环调节,使压力重新达到设定值.当用水量继续下降,每当减速运行的变频器输出频率降至起动频率时,将继续发生如上转换,直到剩下最后一台变频泵运行为止。 3编程及介绍
总程序的顺序功能图
系统分为自动运行和手动运行两部分
图5-2 总程序的顺序功能图
自动运行顺序功能图
按下SB8按钮,系统进入自动运行模式,顺序功能图如所示。
图5-3 自动运行顺序功能图
Y0接KM0控制M1的变频运行,Y1接KM1控制M1的工频运行;Y2接KM2控制M2的变频运行,Y3接KM3控制M2的工频运行;Y4接KM4控制M3的变频运行,Y5接KM5控制M3的工频运行
系统起动时,KM1闭合,#1泵以变频方式运行。 当变频器的运行频率超出一个上限信号后,PLC通过这个上限信号后将1#水泵有变频运行转为工频运行,KM1断开KM0吸合,同时KM3吸合变频起动第2#水泵。
如果再次接收到变频器上限信号,则KM3断开KM2吸合,第2#水泵由变频转为工频运行,3#水泵变频起动。
如果变频器频率偏低,即压力过高,输出的下限信号使PLC关闭KM5、KM2,开启KM3,2#水泵变频起动。
再次接到下限信号就关闭KM3、KM0,吸合KM1,只剩1#水泵变频运行。 为了防止出现某台电动机既接工频电又接变频电设计了电气互锁。在同是控制M1电动机的两个接触器KM1、KM0线圈中分别串入了对方的常闭触头形成电气互锁。
手动模式顺序功能图
当按下SB9按钮,系统进入手动运行模式。系统的每步动作都必须有相应的操作。顺序功能图如图5-4所示。
图5-4 自动运行顺序功能图
按下按钮SB9之后,启动了变频器,系统进入手动运行模式。当用户按下SBn(n=1,3,5)三台电机分别处于工频运行,当用户按下SBn(n=2,4,6)三台电机分别处于变频运行。可以多台电机于不同的频率工作,但一台电机只能以一种频率下工作。(如#1电机,如果控制它工作的SB1,SB2按钮被同时按下则发出警报且电机无法起动。)
程序说明
(1)自动运行部分。