发布时间 : 星期四 文章基于s7-200一拖四恒温系统更新完毕开始阅读
5.2.2总体设计方法
考虑恒温系统主要在高峰期投入使用，宜采用一台变频器控制4台水泵的“一控四”切换方案。以西门子S7-200（CPU224）的PLC和森兰BT12S变频器为控制核心，采用变频率控制的闭环控制系统，通过对用户管网温度进行实时采样，并与设定温度值比较，根据温度偏差来控制变频泵的速度变频器频率由PLC通过模拟量输出端输出0-5 (10) V信号控制及定量PLC通过开关量输出控制泵的起、停，实现恒温变量的供水方式，从而更好地达到节能、节水的效果。
当用户管网温度低于设定温度时，控制器通过温度传感器检测，输出控制信号起动其中一台水泵作变频运行，通过控制变频泵使用户管网温度与设定温度值相等。如用户用水量较大，变频器输出频率为50 Hz，变频泵转速达到最高，用户管网温度低于设定温度，控制器将变频泵切换成工频运行，待变频器输出频率下降至最低值时再接通另一台水泵，由一台工频泵和一台变频泵同时供水。经过变频泵的调节，如管网温度仍低于设定值，控制器以同样的方式将运行频率为50 Hz的变频泵切换成工频运行，而后继续起动另外一台水泵作变频运行，直至满足用户用水要求。
当用户用水量较少，变频泵转速降到一定程度时，控制器自动停止最先运行的定量泵，并根据管网温度调整变频泵转速，使管网温度始终保持恒定。这样每台水泵的起动均经变频器控制，全部机组实现循环软起动，即每台泵的起动频率都从设定的最低频率开始逐渐上升，并遵循“先开的泵先停，先停的泵先开”的原则。当外来管网温度达到设定温度值时，则控制器完全停止各泵工作，由外界管网直接向用户供水。
5.3 硬件设计
本系统的硬件电路如图5.2所示，它由4台45kW离心水泵，一台智能型电控柜（包括森兰变频器、西门子PLC、交流接触器、继电器等），一套温度传感器、缺水保护器、断相相序保护装置以及供电主回路等构成。该系统的核心是S7-200（CPU224）和BT12S。BT12S是水泵专用变频器，扩展功能强．CPU224集成了14点输入/10点输出，共有24点数字量I/0，其模拟量扩展模块具有较大的适应性和灵活性，且安装方便，满足设计需要。
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图5.2系统硬件电路示意图
5.3.1系统主电路
如图5.3所示，该系统有4台巧45kW电动机，分别拖动4台水泵。合上空气开关后，当交流接触器KM1、KM3、KM5、KM7主触点闭合时，水泵为工频运行；当KM2、KM4、KM6、KM8主触点闭合时，水泵为变频运行。4个热继电器KR1～KR4分别对4台电动机进行保护，避免电动机在过载时可能产生的过热损坏。
图5.3系统主回路
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5.3.2系统控制电路
如图5.4所示，Q0.0～Q0.7为PLC输出软继电器触点，其中Q0.0, Q0.2, Q0.4, Q0.6控制变频运行电路；Q0.1、Q0.3、Q0.5、Q0.7控制工频运行电路。SA为转换开关，实现手动、自动控制切换。当SAC切在手动位时，通过SF1～SF4按钮分别起动4台水泵工频运行．当SA在自动位时，由PLC控制水泵进行变频或工频状态的起动、切换、停止运行。KA为缺水保护电路的中间继电器触点，当水池缺水或水位不足时，配合缺水保护装置断开控制电路，切断主电路，实现缺水保护作用。
图5.4 供水系统控制电路
5.3.3 PLC及变频器控制模块电路
PLC及变频器控制模块是本系统的核心，它包括缺水保护电路、断相相序保护电路。 1）缺水保护电路
当水池缺水或水位不足时，若不及时切断电源就会损坏水泵，甚至发生事故。本系统设置了缺水自动保护电路，如图5.5所示。利用液位继电器等装置时刻检测水池里的
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水位，经电路转换及处理后对控制回路电源进行控制。水池水位正常时，控制回路电源接通，系统正常工作。水池缺水或水位不足时，液位继电器1K释放，系统报警、指示灯亮并通过KA切断系统控制电路及主电路，水泵停止。待排除故障，水位正常后，液位继电器1K吸合，重新起动系统
图5.5缺水保护电路
2）断相相序保护电路
水泵工作在三相交流电，电源发生缺相时，电动机中某一相无电流，而另外两相电流会增大，容易烧坏电动机；另外，为了避免电源相序相反，电动机反转水泵抽空的现象，设置了缺相相序保护电路，如图5.6所示。采用缺相相序保护继电器KP接在主电路电源进线空气开关之后，三相正常时，KP得电吸合，控制电路中KP的1-2触点吸合，接通PLC控制电路。反之，缺相或反相时，KP的1-2触点断开，会切断PLC控制电路，系统停止工作，缺相相序保护指示灯亮。
图5.6缺相相序保护电路
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