S7-200在变频调速恒压供水系统中的应用

转速 ， 在保持恒压状况下 ， 达到控 制流量和节约电能的 目的。运行结果表明 ， 该系统具有压力稳定 ， 结构简
单， 工作可靠等特点。
关键词 ：Ｌ Ｐ Ｃ变频器 恒压供水系统
Ａ ｎ ｔ ｎ ｅ ｓ ｅＷ ａ ｅ ｐｐｌ ｓｅ ｉ ｇ￥ － ０ａ ｄ ＶＶＶＦ Ｃｏ ｓ ａ ｔ Ｐｒ ｓ ｕｒ ｔ ｒＳｕ ｙＳｙ ｔ ｍ Ｕｓｎ ７ ２０ ｎ
Ａ Ｑ． ｏｏ
ＴＯＮ Ｔ３ ＋１ ０ ７． ５
Ｌ Ｄ Ｔ３ ７ ＥＵ
系统初 始化 。
Ｒ
Ｑ ．． ００ ８
Ｉ 、 ０Ｎ Ｔ３ ＋ ００ ３． ２
按下启动按钮 ， ０ 为启动标志。 Ｍ． ０
ＩＤ １ ０ ０．
Ｒ Ｑ ．， ｏ １ ｏ Ｒ Ｑ ．， ｏ １ ７
６ ７
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２ 秒时间到 ，将 １ 号水泵 电机切换到工频 ， 号 ２ 水泵 电机变 频运 行 。
Ｌ Ｄ Ｔ３ ３
ＬＤ
’ ｌ ｌ ４ 【
ＥＵ ＴＯＮ Ｔ３ ， ０ ５ ＋２ ０
Ｓ Ｑ ．， Ｏ１２ Ｓ Ｑ ．， Ｏ７ １
２ 工作原 理
图 １ 控 制 系统 框 图
系统工作原理如图 １ 所示 ， 由 Ｐ Ｃ控制启动 首先 Ｌ ｌ 号泵 ， 此时安装在管网上的压力传感器检测管网出 水压力并将其转 变为变频器 可接收 的模拟 电信号 （—２ｍ 反馈给变频器 ， ４ ０ Ａ） 与变频器面板设定的值进
限频率。Ｐ Ｃ将 １ Ｌ 号泵 由变频切换到工频下工作 ， 并 关断变频器 ， 再将变频器切换到 ２ 号泵 ， 实现一 台工 频一台变频双泵供水。如果两 台水泵供水仍不能满 足供水要求 ， 则系统将 ２号泵切换到工频进行 ， ３ 将 号泵投入变频运行 。随着频率 的升高 ， 供水量增大 。 如果用水量减少 ， 变频器的输出频率会下降 ， 当下降 至下限值时 ， 而压力仍能达到压力设定值时 ， Ｃ将 Ｐ Ｌ 最先停止工频运行 的 １ 号泵 ，如果频率下限值依 旧 持续 出现 ， 那么 Ｐ Ｃ再停止工频运行的 ２ Ｌ 号泵。 系统
３ 系统硬 件设 计
输入
表 １ Ｌ Ｏ 地 址 分 配表 Ｐ Ｃ Ｉ ／
功能
１． ００ １． ０１
启动信号 停止信号
变频 恒压 供水 系统构 主要 是 由 Ｐ Ｃ Ｌ 、变 频器 、 压 力 传 感 器 、 位 传感 器 、 流 接 触 器 ， 电装 置 以及 液 交 配
水 泵 电机 ， 切换 到 １ 号水泵 电机变频 运行 。
Ｌ Ｄ １ ． ０２
Ｒ Ｑ．１ ｏ２ ， Ｒ Ｑ ．， ｏ７ １ ２ 秒时ＩＮ ，将 ２ ￣ － ］ 号水泵电机切换到工频 ， 号 ３
Ａ Ｑ． ｏ６
ＴＯＮ Ｔ ， ５ ４２ ＋１ ０
Ｌ Ｄ Ｔ４ ２
ｃｎ ｔｎ ｔｒ ｒｓｕｅ ｓ ｌ ｔ ｃｕ ｅａ ｄｂ ￣ ｒ ｅｉｂｌ ． ｏ ｓ ｔ ｅ ｅ ｓｒ， ｉ ｅｓｒ ｔｒ ｎ ｅ ｅ ｌ ｉｔ ａ ｗａ ｐ ｍｐ ｕ ｒ ａ ｉ ｙ
Ｋｅ ｒ ｓ Ｐ Ｃ， ｎ ｅ ｅ ， ｏ ｓ ｎ ｒ ｓ ｕ ａｅ ｕ ｐｙ ｓ ｓｅ ｙ ｗｏ ｄ ： Ｌ Ｉ ｖ ｒ ｒ Ｃ ｎ ｔ ｔ ｅ ｓ ｒ ｗ ｔｒ ｐ ｌ ｙ ｔｍ ｔ ａ ｐ ｅ ｓ ’
１． ０ ２ １－ ０ ３
输 出 Ｑ． Ｏ０ Ｑ． Ｏ１ Ｑ． ｏ２ Ｑ． ｏ３ Ｑ． ｏ４ Ｑ． ｏ５ Ｑ． ｏ６
变频器高频信 号 变频器低频信号
功 能 １ 号水 泵电机接变频器 １ 号水 泵电机接工频电源 ２号水泵 电机接变频器 ２号水泵 电机接工频电源 ３号水泵 电机接变频 器 ３号水泵 电机接工频电源 ４号水泵 电机接变频器
ｐ ｍｐ ａ ｄ ｓ ｅ ｄ ｏ Ｃ ｍｏｏ ， ｏ ｔ ｌ ｔｒｆ ｘ ａ ｄ ｓ ｖ ｌｃｒ ｎ ｒｙ Ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｉ ｒ ｃｉ ｅｐ ｏ ｅ ａ ｅ ｕ ｐ ｅ ｆＡ． ｔｒ ｃ ｎ ｒ ｅ ｕ ａ ｅ ｅｅ ｔｉ ｅ ｅｇ ． ｎ ｏ ｗａ ｌ ｎ ｃ ｈ ｙ ｔ ｍ ｐ ａ ｔ ｒ ｖ ｓｔ ｈ ｖ ｎ ｃ ｏ
变频 器 外部 接线 如 图 ２所 示 ，其 中上 限频 率一
Ｑ． ｏ７
ＡＮ １ １ ０． ＥＵ Ｓ Ｒ Ｍ０ ０ ． ．１ Ｍ０ １ ． ．１
变频器启动 ／停止控制信号
般设置为 ４ －５ Ｈ ， ９ ０ Ｚ 为防止水泵 转速较低 ， 限频 下 率一般设置为 ２ －２ Ｈ 。变频 器的运行 和停 止 由 ０ ５Ｚ Ｐ Ｃ的 Ｏ ．控制一个联动开关来实现。 Ｌ ０ ７
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｉ ｄ ｓ ｅ ａｉｎ ｉ ｔ ｄ ｃ ｓ ｏ ｓ ｎ ｒ ｓ ｕ ｅｗａｅ ｕ ｐ ｙｓ ｓ ｍ． ｉｈ ｕ ｅ ７ ２ ０ ｔ ｒｃ ｓ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ｉｓ ｒ ｔ ｒ ｕ ｅ ｃ ｎ ｔ ｔ ｅ ｓ ｒ ｔ ｒ ｐ ｌ ｙ ｔ ｔ ｏ ｎ ｏ ａ ａ ｐ ｓ ｅ ｗｈｃ ｓ ｄ Ｓ — ０ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ
ＬＤ Ｔ３ ５ ＥＵ
Ａ Ｑ． ｏ１
ＴＯＮ Ｔ３ ， ５ ８ ＋１ ０ Ｌ Ｄ Ｔ３ ８ ＥＵ ＴＯＮ Ｔ３ ＋ ００ ４， ２
Ｓ Ｑ ．， ｏ６ ２
当变频器出现频率上限时 ，即 ４ 号小水泵的供 水不能满足要求 的时候 ，４ 计时 ｌ 秒后关 闭 ４ Ｔ２ ５ 号
４Ｑ ．， Ｏ７ １ 变频器 出现频率上限 ，启动定时器 Ｔ ７ ３ 开始计 时， 时 １ 计 ５秒后 关 闭 １号 水 泵 电机 和变 频 器 ， 时 同
Ｓ
Ｐ Ｃ编程 采 用 Ｓ Ｅ ７ ＭｉｏＷＩ Ｌ Ｔ Ｐ 一 ｃ ／ Ｎ它是 ＳＭ ＴＣ ｒ Ｉ Ａ Ｉ
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Ｓ —０ ７ ２ ０在变频调速恒压供水 系统 中的应用
卢光 源 杨黎 ２
（． １ 秦皇岛港务集团有 限公 司， 皇岛 ０ ６ ０ ；． 秦 ６０ ２２西南交通大学电气工程学院 ， 成都 ６ ０ ３ ） １０ １ 摘 要 ： 绍了用 ｓ — ０ 介 ７ ２０进行逻辑 控制 ， 变频 器进行压力调节 ， 用 自动控制水 泵投入 的台数 和电机
行 比较 ，通过变频器 内部 ＰＤ运算来调节变频器 的 Ｉ
输 出频 率 。
当用水量较少时， 号泵在变频器控制下变频运 １
行。如果水量需要加大 ， 而压力传感器在管网端测得 的水压偏小 ， 则变频器输 出频率升高， 直到变频器上
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按先起动的水泵先停止的顺序逐台切换泵 ，同时根 据 ＰＤ调节器给的调节参数使系统平稳运行 。 Ｉ
ｌ ｉ ｃｎｒｌ ｎ ｍ ｌ ｅ ｎｅ ｅ ｄｕｔ ａ ｒ ｒｓｕｅ Ｉｃｕｄａｔ ｔ ａｙｃｎ ｏ ｔｅｎ ｍ ｅ ｆ ａｅ ｏ ｃ ｏｔ ｄｅ ｐｏ ｄ ｉ ｒ ｒ ｏａｊｓ ｗ ｔ ｅｓｒ．ｔ ｏｌ ｕ ｍａｃｌ ｏｔ ｌ ｕ ｂ ｒ ｔ ｇ ｏａ ｙ ｖｔ ｔ ｅｐ ｏ ｉ ｌ ｒ ｈ ｏｗ ｒ
频率上限
ＭＭ ３ ４ ０频率下限
变
按下停止按钮后 ， 关闭变频器和 ４台水泵 ， ０ Ｍ． １
为停止 标志 。
ＬＤ １ ０～ ＥＵ ． Ｍ０．．１ １
频
器
运 行
Ｓ
ＬＤ Ｍ０ １ ．
停止
取反
Ｒ
Ｍ０． １ ０，
Ｒ
图 ２ 变 频 器 外 部接 线 图
参考 文 献 ：
１ 概 述
随着 Ｐ Ｃ和电力电子技术的发展 ，变频调速恒 Ｌ 压供水系统已逐步取代原有的水塔供水系统 。系统 可根据供水管网的用水情况 ，按照管 网瞬间压力变 化， 通过智能控制器 ， 实时 自动调节水泵电机 的转速 和多台水泵 电机的投入及退出，使管网主干 出口端 压力保持在恒定的压力设定值 ， 从而提高用水质量 ， 节约能源 ， 减轻供水 系统和管网的机械磨损 ， 延长供 水系统和管网的使用寿命。
分钟， 计时完毕后关闭 １ 号水泵电机。
Ｌ Ｄ １ ３ ０－
Ａ Ｑ． ｏ１
Ｔ ＯＮ Ｔ ９ ＋ ８ ０ ３ ， １０
Ｌ Ｄ ＥＵ ｒ９ ３
该 系统 为恒 压 供水 系 统 ，通 过 变频 器 实现 闭 环
控制 ， 自动保持供水 系统压力恒定 ， 动态性能达到最
佳。系统采用 Ｐ Ｃ控制 ， Ｌ 设计周期短 ， 可靠性和抗干 扰能力大大提高。该系统采用变频器调节水泵转速 ， 使系统实现了高效节能， 节能效率可达 ４ ％ ０ 左右。 采 用变 频 器对 电机实 行 软起 动 ， 减少 了设 备 损 耗 ， 延长 了水泵 、 电机设备 的使用寿命 。
Ｑ ．， ００ ８
将 １ 号水泵 电机 变频 运行 。
ＬＤ Ｍ０ ０ ． ＥＵ
３２ Ｐ Ｃ控制 电路接 线 图 ． Ｌ
该系统采用的是西门子可编程序控制器 ｓ — ０ ７ ２０ 系列 ，系统 所需 的输 入 ４ 个点 ，输 出 ８个点 ， Ｃ Ｕ ２ 共有 １ 个输入点，０ Ｐ ２４ ４ １ 个输出点 ， 能够满足系 统 的控 制要求 。
Ｌ ａ ｇｕ ｎ， Ｕ Ｇｕ ｎ ｙ ａ ＹＡＮＧ Ｌ ｉ
（．ｉｈ ａｇ ａ ｏｔ ｒｕ ｏｐｒｔｎ Ｑｎ ｕ ｎｄｏ０ ６ ０ ； １ ｎ ｕｎｄｏ ｒＧｏ ｐＣ ｒｏａｏ ， ｉｈ ａｇａ ６ ０ ２ Ｑ Ｐ ｉ
２Ｉｓｉ ｔ ｆ ｌｃｒ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｓ ｕｈ ｓ Ｊａｔｎ ｉｅｓｔ， ｈ ｎ ｄ ０ ） ． ｔｕｅ ｅｔ ｃＥ ｇｎ ｅｉ ， ｏ ｔｗｅｔ ｉｏｏ ｇＵｎｖ ｒｉ Ｃ ｅ ｇ ｕ ６ ０ ３ ｎ ｔ ｏＥ ｉ ｎ ｙ １ １
水泵电机变频运行。
ＬＤ Ｔ３ ４ ＥＵ
ＥＵ ＴＯＮ Ｔ３ ＋ ０ ６， ２０
Ｒ Ｑ ．， ｏ６ ２
ＬＤ Ｔ３ ６ ＥＵ
Ｓ Ｑ －２ Ｏ３ ， ｓ Ｑ ．， Ｏ７ １
变 频器 出现 频率 下 限 ，启 动定 时 器 Ｔ ９计 时 ３ ３