基于LOGO！和變頻器的小區(qū)給水設(shè)備

王耀成++宮政偉

摘要：為了解決住宅小高層恒壓供水問題，滿足低功耗、低成本的要求， 提出了LOGO！和變頻器控制的給水設(shè)備。通過現(xiàn)場(chǎng)壓力傳感器采集的測(cè)量信號(hào)及LOGO！邏輯控制信號(hào)，改變變頻器的頻率和電壓，控制水泵的轉(zhuǎn)速，達(dá)到恒壓供水要求。本文還詳細(xì)介紹了LOGO！的硬件電路及軟件設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明：采用變頻器和LOGO！控制，工作可靠、操作簡(jiǎn)單、便于維護(hù)，很好地滿足了節(jié)能降耗的要求。

關(guān)鍵詞：LOGO??；變頻器；給水設(shè)備

中圖分類號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）11（a）-0000-00

1 引言

隨著城市的持續(xù)發(fā)展，新建住宅小區(qū)不斷增多，小區(qū)中小高層住宅的比例越來越高。由于市政供水管網(wǎng)的壓力較低，滿足不了小高層住宅供水壓力的需求。另一方面小區(qū)用水變化量大；對(duì)水壓的要求比較高；流量基本上由用戶控制。根據(jù)這些特點(diǎn)本文提出了基于變頻器和LOGO！的小區(qū)供水系統(tǒng)。

2 變頻供水的特點(diǎn)

變頻調(diào)速恒壓變量供水作為住宅給水應(yīng)用，它能極大地改善給水管網(wǎng)的供水環(huán)境，根據(jù)管網(wǎng)瞬間壓力變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速和多臺(tái)水泵電機(jī)的投入及退出，使管網(wǎng)主干出口端保持在恒定的設(shè)定壓力值，整個(gè)供水系統(tǒng)始終運(yùn)行在最佳狀態(tài)。另一方面，變頻調(diào)速節(jié)能明顯，根據(jù)水泵的相似定律：流量、揚(yáng)程、功率和轉(zhuǎn)速之間關(guān)系如下： 、 、 。式中P1、H1、Q1分別為轉(zhuǎn)速n1時(shí)的功率、揚(yáng)程、流量；P2、H2、Q2分別為轉(zhuǎn)速n2時(shí)的功率、揚(yáng)程、流量；由此可見，當(dāng)水泵在變負(fù)荷工作情況下，采用變頻器調(diào)節(jié)水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，軸功率隨轉(zhuǎn)速比的3次方關(guān)系進(jìn)行變化，節(jié)電效果明顯。

3 系統(tǒng)的控制原理

該系統(tǒng)由一臺(tái)變頻器，一臺(tái)LOGO！控制器，一個(gè)PI調(diào)節(jié)器和一個(gè)壓力傳感器及若干電控輔助部件構(gòu)成，如圖1所示。系統(tǒng)中各個(gè)部件的主要功能是：安裝于供水管道上的壓力傳感器將管網(wǎng)壓力轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，此信號(hào)輸入PI調(diào)節(jié)器，與PI內(nèi)部設(shè)定值進(jìn)行比較，輸出的電壓和頻率值用于控制變頻器工作。變頻器根據(jù)用戶的實(shí)際用水量調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速以調(diào)節(jié)流量；LOGO！用于邏輯控制。

4 控制功能的實(shí)現(xiàn)

4.1 控制電路的硬件設(shè)計(jì)

控制電路選用富士LOGO！230RC（2），12點(diǎn)輸入，8點(diǎn)輸出，硬件電路如圖2所示。

圖2中QC1，QC2是轉(zhuǎn)換開關(guān)，分別為工頻和變頻的轉(zhuǎn)換和1號(hào)泵和2號(hào)泵的選擇；SB1、SB2、SB3、SB4分別為1號(hào)工頻啟動(dòng)、1號(hào)工頻停止、2號(hào)工頻啟動(dòng)、2號(hào)工頻停止按鈕；KD、KZ分別為低水位、中水位開關(guān)，由投入式液位壓力變送器控制。KM1、KM2、KM3、KM4、KM分別為1號(hào)變頻、2號(hào)變頻、1號(hào)工頻、2號(hào)工頻控制線圈及主電路控制線圈。HD、HZ為低水位、高水位指示燈。HL1是電源接通指示燈，HL2是變故障指示燈。

4.2 控制電路工作原理

通過操作臺(tái)上控制面板完成各種控制操作的選擇。

1） 運(yùn)行方式：通過手動(dòng)方式選擇工頻或變頻。系

統(tǒng)正常工作時(shí)選擇變頻，這是LOGO！輸入點(diǎn)I5=1，輸出Q3=1，線圈KM 工作，它的常開觸點(diǎn)閉合，變頻器帶待工作，見圖1。

2） 水泵的選擇：在變頻狀態(tài)下，通過手動(dòng)方式選

擇1號(hào)泵，LOGO！輸入點(diǎn)I6=1，輸出Q4=1，線圈KM 1工作，它的常開觸點(diǎn)閉合，1號(hào)泵工作，見圖1。

5 控制電路軟件設(shè)計(jì)

軟件編程采用Quick V5.7.1。程序是由基本的與、

或、反相器及RS觸發(fā)器、延時(shí)接通模塊組成。

當(dāng)選擇變頻方式時(shí)，I5=1，經(jīng)過兩個(gè)或門B9、B23使輸出O3=1，KM線圈工作，水泵準(zhǔn)備工作。

選擇1號(hào)泵，此時(shí)，I6=1，使3輸入與門B18的一個(gè)輸入端為“1”；B18的第二輸入端是或門B9的輸出，為“1”； B18的第三個(gè)輸入端受水位輸入端控制，此時(shí)，變頻器要工作，中水位輸入端I10=1，低水位輸入端I9=0，經(jīng)過內(nèi)部邏輯運(yùn)算使RS觸發(fā)器輸出為“1”，即B18的第三個(gè)輸入端為“1”，與門B18輸出為“1”，經(jīng)過20秒的接通延時(shí)后使輸出O4=1，線圈KM1得電，主電路圖1中的常開觸點(diǎn)閉合，水泵可以工作了。輸入和輸出端必須經(jīng)過基本的邏輯門軟件才能工作。仿真無誤后可下載到硬件中，首先經(jīng)過串口將LOGO！與計(jì)算機(jī)連接，選擇通訊配置，選擇串口，將程序下載到LOGO！中。

6 結(jié)論

該系統(tǒng)已運(yùn)行近一年，完全滿足了用戶要求，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量及供水管網(wǎng)的壓力變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求。同時(shí)還具有操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、噪音低、供水高品質(zhì)、不需人員值守等特點(diǎn)。在能源消耗和運(yùn)行成本上，已取得了比較明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳堅(jiān)蘭，陳秀琴，馬嵩源. ACS800變頻器在加載試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣傳動(dòng)， 2009，39（1）： 67-70.

[2] 侍壽永.基于LOGO！的折彎?rùn)C(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電氣傳動(dòng)， 2010， 40（3）： 78-80.