PLC在提升泵变频调速系统中的应用
0 前言
目前清洁水源，已成为人类生活和生存大问题，解决水质污染，提高污水，提高污水处理能力，节约占，提高工作效率，已成为当务之急。以扬子石化水处理厂为例，提升泵房共有三台水泵，二热一备（120B/130B），由这二台泵将积水池污水抽到厌氧池。积水池容积小，水位既不能太高又不能过低，入水承受季节变化及生产情况变化，时大时小，液位随之波动，采用变频调速，既节能降耗，又能很好满足工艺要求。
1 工艺对电气控制系统要求
提升泵作为水处理过程污水进入厌氧环节关键设备必须具有高可靠性和先进性，以确保生产连续稳定运行。电控系统应具备以下功能：
(1) 120B/130B可随意变频和工频状态切换，以及时满足生产需求。
(2) 120B/130B能够及时启动或停止，准确控制积水池水位。
(3) 变频情况下，既可按液位自动闭环工作，亦可由值班人员值班室手动分段变频工作。
(4) 操作及联锁均PLC完成，为日后联网控制及状态信息采集打下基础。
(5) 安全检修方式，检修过程中设备处于安全状态。
(6) 准确显示水泵变频/工频工作状态以及电压、电流、转速、频率电气数据。
(7) 低液位保护，当水池处于低液位时，120B/139B自动停车。
2 系统构成
本系统操作及连锁PLC以日本三菱公司FR30MR主机和模拟量扩展单元构成，变频器是以富士公司P9S－4JE系列变频器为主构成变频调速控制系统。
2.1 工频方式
120B和130B既可以工频工作又可变频工作，这二台一工频一变频，其工频或变工作由值班员选择。
(1) 120B工频方式
＊闭合QAI开关，120B停机留机指示灯亮。
＊选择120B至工频工作状态。
＊启动120B，这时120B工频启动；120B停机指示灯熄灭，工频指示灯亮。
＊按下120B停机按钮，120B立即停车；120B工频指示灯熄灭，停车指示灯亮。
(2) 130B工频方式
＊闭合QA2开关，130B停机指示灯亮。
＊选择130B至工频工作状态。
＊启动20B，这时120B工频启动；120B停车指示灯熄灭，工频指示灯亮。
＊按下130B停机按钮，130B立即停机；130B工频指示灯熄来，停车指示灯亮。
2.2 变频工作
(1) 120B变频工作
＊选择120B至变频工作方式，同时选择130B至工频方式或检修方式。
＊操作K3开关，选择120B手动或自动变频方式。
＊操作120B启动按钮，KM0、KA1、KA3吸合。当120B手动变频工作时，120B先启动至800rpm，同时120B变频指示灯亮。
＊操作调频按钮，则变频器输出频率改变，每按一次按钮其频率输出按固定顺序改变：
800rpm－1000rpm－1200rpm－1500rpm－800rpm，如此循环变换。
＊若变频器处于自动变频工作方式，则按液位闭环控制，由PLC完成PI调节。
＊120B/130B电机转速显示，以数显为主，其显示范围0－1480rpm生产运行过程
中，应随时注意观察工作电流和频率。
(2) 130B变频工作
① 选择130B至变频工作方式，同时选择120B至工频或检修方式。
②-⑥与120B相同，但继电器和接触器动作顺序相反。
2.3 PLC I/O分配
控制系统中，我们以按钮，开关，传感器等作为输入信号，而以被控对象或状态指示灯作为输出。本系统I/O分配如表：
输入
功能
输出
功能
X400
120B工频
Y430
FWD接通
X401
变频工作
Y431
X1编码
X402
变频器故障
Y432
X2编码
X403
120B工频工作
Y433
X3编码
X404
备用
Y434
KA3编码
X405
分段选择
Y435
备用
X406
分段操作
Y436
备用
X407
手动/自动
Y437
备用
AD013
液位
DA00
转速显示
3 系统功能及说明
系统PLC控制，方式灵活，PLC昝切换控制使120B/130B以安全切换，避免因拉弧而损坏变频器。循环编码变频使值班人员能及时应对各种情况，液位计故障情况下采取手动选频工作，完全避免能源浪费及液位波动，为连续稳定生产运行提供可靠保证。
3.1 系统程序框图
生产工艺对电气系统要求，系统所完成功能以及各种保护措施，制定出系统程序框图，见图。
系统程序框图
3.2 程序清单
结合程序框图及现场实际情况，编制完整PLC应用程序。篇幅有限，文中不可能将完整程序清单一一列出，本文只将简单实用循环编码变频部分程序给出，以供参考。见变频编码程序清单。
变频编码程序清单
LD
401
ANI
460
ANI
407
OR
461
LD
400
ANI
462
ANI
403
OR
464
ORB
OUT
433 X3接通
AND
405
RST
460 C460复位
LDI
401
LD
406
ANI
400
OUT
460
ORB
K
001
OUT
104分段调速
LD
463
LD
401
OR
071
ANI
407
RST
461 C461复位
LD
400
LD
406
ANI
403
OUT
461
ORB
K
002
ANI
405
LD
463
ANI
104
OR
071
OR
460
RST
462 C462复位
OR
461
LD
406
OR
462
OUT
462
OUT
431 X1接通
K
003
LD
401
LD
106
ANI
407
OR
071
ANI
405
OR
407
ANI
104
OR
405
OR
460
RST
463 C463复位
ANI
461
LD
406
ANI
462
OUT
463
LD
400
K
004
ANI
403
LD
463
ORB
OR
071
OUT
432 X2接通
RST
464 C464复位
LD
401
LD
406
ANI
407
OUT
464
LD
400
LD
463
ANI
403
OUT
106
ORB
END
ANI
405
ANI
104
4 结束语
水处理行业中。存量类似设备，如风机及其它泵类。使用变频调速装置并PLC来控制，可以提高控制精度，使系统更加可靠，控制程序可随工艺流程改变，便于与计算机接口实现分散网络监控，大大提高水处理过程自动化水平。目前可编程控制器已到广泛应用，具有一定电气 知识人员简短培训，即可胜任操作和维护工作。该系统自96年投入运行以
来，运行良好，安全可靠，既节能降耗而又减少维护量。
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