变频调速在恒压供水系统中的应用

2022-10-07

1 前言

研究变频调速的应用, 需要对变频调速的技术进行了解, 理解了变频调速的工作原理, 才可以考虑将它应用到工业冷却循环水系统中。对于冷却循环水系统的控制, 使用的是一种信号的转变, 因此在控制的时候, 尤其要注意到对信号的采集和控制, 提高设备的精确度与控制的效率, 确保使用变频调速的时候满足用户要求。

2 概述

2.1 控制系统介绍

变频调速的冷却循环水系统, 主要由控制系统和冷却循环水系统组成。在变频恒压供水系统中, 依靠控制柜、变频柜以及操作员站或者工程师站对循环水泵进行控制, 依靠循环水泵对工艺设备进行供水。该系统主要由PLC可编程控制器、变频器、循环水泵、封闭式冷却器、压力传感器、温度传感器以及其他设备构成。工作的流程是通过生产厂房内的循环水管上的压力传感器, 采集循环水管末端的压力信号, 并将压力信号上传到PLC控制器中, PLC控制器将根据当前水压值与设定水压值进行比较, 将比较值通过PID运算后经过变频器进行控制循环水泵的转速, 从而自动调节循环水管的水压, 使其稳定在满足工艺设备要求的给定值。图1为生产车间冷却循环水系统图, 从图中可以看出由市政水管经过软水器进入循环水池, 循环水池中的液位传感器监测水池液位, 当低液位时, 停止循环水泵;正常液位时, 通过循环水泵将循环水池的水打到屋顶上的封闭式冷却器中, 进行冷却, 将冷却之后的冷冻水由循环水管供给工艺设备用水, 降温之后的循环水进入循环水池, 形成一个封闭循环。

2.2控制系统结构

控制系统的结构主要由PLC编程器和变频器组成, 其中PLC控制器选择西门子产品。模块化微型PLC系统, 满足中、小规模的性能要求, 各种性能的模块可以非常好地满足和适应自动化控制任务, 简单实用的分布式结构和多界面网络能力, 使得应用十分灵活, 方便用户和简易的无风扇设计, 当控制任务增加时, 可自由扩展, 大量的集成功能使它功能非常强劲。变频器选择ABB产品, 变频器在控制的时候进行了绝缘的包装, 为的是在控制过程中的安全性, 另外因为信号的转化是在这里完成的, 因此这里的材料都是选用了精细的材料, 准确度和灵敏度都很高。

2.3 控制系统原理

变频器的控制系统是一个比较的复杂的系统, 因此在控制的是时候, 需要按照一定的步骤才可以, 这样才可以保证控制的效率和控制的精确度。控制的时候遵循一定的原理, 控制系统的主要的原理包括两个, 其中PLC编程器为控制中心, 控制的时候会先选择一定压力设定值, 输入到PLC控制器的程序中, 设定值就是在工作的时候对于变频器的控制的值的一种设定。设定值需要与实际反馈循环水管末端压力值进行比较。压力信号和变频的反应信号都是在控制的时候的一种参考, 想要提高控制系统的精确度, 需要对反应信号进行及时的感应, 并对他们进行一种比较, 然后就还可以对供水系统进行压力的调整, 控制有压力的转化, 是压力符合要求的数值。按照情况选择水的泵入泵出, 保证压力的数值的稳定。

3 应用

3.1 压力的传感系统

压力的转化是在控制的时候进行的信号的转变, 想要控制好系统就要提高压力的感知性能, 压力的数值进行准确的测定, 可以提高压力字转化的及时性。压力传感器安装连接工艺设备的循环水管的末端处, 以工艺设备末端压力传感器做反馈信号, 上传到PLC编程器中。正常使用时, 根据实际工艺设备投入的数量, 消耗循环水管的水量增减, 导致压力传感器读数的变化, 对变频器输出的频率直接改变循环水泵的转速, 从而保证循环水管的正常水压。

3.2 封闭式冷却器以及温度传感器

由于工艺设备对冷却循环水温度有特殊的要求, 因此需要封闭式冷却器。封闭式冷却器自带控制箱, 通过喷淋水泵和轴流风机对循环水管进行降温, 其自带温度传感器。封闭式冷却器正常运行时, 由喷淋水泵进行降温, 当温度传感器监测出水管温度高于32摄氏度时, 自动打开轴流风机进行二次降温;当温度传感器监测出水管温度低于32摄氏度时, 封闭式冷却器经过循环水管直接对工艺设备进行供水。因此需要在封闭式冷却器出水管增加两支带远传温度传感器, 通过检测该出水管温度, 从而判定封闭式冷却器是否正常运行。

3.3 控制柜和变频柜

控制柜和变频柜一般都安装在供水泵房里的循环水泵附近, 从而可以及时控制循环水泵。控制柜里安装PLC以及DIDO和AIAO模块、直流电源模块、端子排、隔离配电器等设备;变频柜主要由变频器、空气开关、断相保护器以及谐波保护器等电气元器件组成。控制柜采集的压力、温度信号通过双模光纤上传到控制室的操作员站或工程师站。控制柜可以对实际的情况进行及时的反馈, 在使用时, 会用到很多PLC以及相应的控制模块, 控制模块的选择还要使用一些保护的原件。控制柜和变频柜的质量都要得到保障。

结束语

冷却循环水的变频恒压控制, 是在循环水管末端的压力的精确采集以及循环水泵的变频控制之下, 才可以实现的, 将变频调速系统应用到水管压力的控制中, 是利用了水管压力转化为频率, 在实现了系统和设备的运转, 进而完成信号到动力的转变。变频调速在冷却循环水系统中的应用, 解决了在恒压供水中的很多的问题, 从而提高了供水系统的质量, 对于供水系统的发展有很大的影响。

摘要：在我们的高度集成的工业自动化生产中, 水的使用是不可缺少的一部分。尤其是对一些重要工艺设备来说, 对供水的温度和压力有很高的要求, 供水压力过大对工艺设备造成损害;供水压力过小不满足工艺要求, 因此需要对工艺设备供水的压力较高的控制。本文研究变频调速在工业的冷却循环水恒压供水系统中的应用。

关键词：变频调速,PLC,循环水泵,恒压供水系统