恒压变频PLC控制系统操作使用说明书.docx

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恒压变频PLC控制系统操作使用说明书

生活自动变频控制柜

（配套无负压设备时，将水箱换成稳流罐）

使

用

说

明

书

一、概述

ZHK系列变频恒压供水自动控制设备系运用当今最先进的交流变频调速和微电脑控制技术，将变频调速器与电机水泵组合而成的新一代机电一体化高科技节能供水设备。

一般给水管网中的水压（自来水厂的一次供水压力）已很难满足用户的用水需求，除建筑低层可由市政管网直接供水外，其余高层用户均须“增”压供水。

无论是水塔、高位水箱，还是气压罐，都必须由水泵以高出用户实际所需水压的压力进行“提升”，从而造成能源的浪费。

水箱式供水的用户管网水压较稳定，具有一定的贮水能力。

但水箱（或水塔）的存在，增加了建筑物结构的承重和建筑造价，同时造成了水质的二次污染，且最高层不利水点水压不能满足用户需要。

气压式供水其实是把高位水箱移到了地面。

它虽可减少污染，并一定程度上消除“水锤”现象和管网中的噪音，但气压罐的有效容积有限，水泵电机启停十分频繁，管网压力波动较大；气压罐为钢制压力容器，还需使用胶囊隔膜或补气装置，运营费用高，潜在费用较高。

变频调速恒压供水设备以管网水压（或用户用水流量）为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节（PID）,使供水系统自动恒稳于设定的压力值：

即用水量增加时，频率提高，水泵转速加快，水泵供水量相应增大；用水量减少时，频率降低，水泵转速减慢，水泵供水量亦相应减小。

这样就保证了整个管网满足了用户对水压（与用户设定的压力一致）和水量（随用水量变化而变化）的要求，同时达到了提高供水品质和高效节能的目的“用多少水，供多少水”；采用该设备不需建造高位水箱、水塔，无水质的二次污染，是一种理想的现代化建筑供水设备。

新型的变频恒压供水与传统的水箱式和气压罐式供水方式相比，不论是设备的投资额，运行的经济性，还是系统的稳定性、可靠性、节能效果、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势。

这些优越性引起了几乎所有供水设备厂家的高度重视，争相开发、生产这一新技术产品。

最近几年，随着交流变频调速技术的成熟、普及和应用，变频恒压供水系统以其技术先进，得到了飞快的发展。

目前该产品正向着高可靠性、全数字化、多品种系列化的方向发展。

追求高度智能化、系列标准化是未来供水设备适应城镇建设成片开发、网络供水调试和整体规划要求的必然趋势。

二、设备特点、适用范围

1、功能与优点　

作为高新科技产品，变频恒压供水系统具有以下主要特点：

1．核心控制部件采用具有国际领先水平的微处理机和大功率晶体管，数字PID调节，功能强大，使用寿命长。

2．采用7寸高分辨率彩屏，配有运行状态监控，全中文设定界面，设置方便，操作简单，可实行无人值守的全自动运行。

3．使用工业可编程序控制器进行编程控制。

性能优越，控制方式灵活，抗干扰能力强，工作稳定可靠。

4．无损耗水泵电机转速调节，实现供水量从零至最大之间的无级调节，可根据用水量需求自动加泵或减泵，使系统始终工作在最佳节能状态，“用多少水，供多少水”。

5．水泵电机均可由变频器实现循环软启动，对电网和管网无冲击，大大延长水泵、电机、管网及其它控制设备的使用寿命。

6．本系统可自由设定各泵的工作轮换时间，并且在每次得电重新启动系统后，工作时间最短的泵会优先启动，均衡了各台泵的平均工作时间，避免了水泵锈死。

7．系统运行噪音小，压力稳定，控制精度高。

8．设备综合保护功能齐全（过流、过压、过载、缺相，堵转、电源相不平衡、水源缺水、水源欠压保护等）并有故障巡检功能及故障自记录功能。

9．手动、自动控制功能设置，可保证设备的安全连续运行。

10.备体积小，节省空间，安装便捷。

2、适用范围　

各类自来水厂及其二次转压泵站的恒压供水；

城乡居民小区的生活、消防供水；

高层建筑生活、消防分区或集中供水；

工矿企业、机关、学校的生产、生活及消防供水；

宾馆冷热水供应、采暖稳压；

空调循环冷却水恒温恒压，工业锅炉恒温恒压供水；

农业、园林自动喷灌；

音乐喷泉的自动控制等。

三、设备主要技术指标及使用条件

1、主要技术指标　

供水流量范围:

0～5000m3/h；

供水扬程范围:

0～300m

供水压力范围:

0～3MPa；

压力调节精度:

≤±0.01MPa；

控制电机功率:

0.37～315kW。

2、设备使用条件　

电源电压波动：

≤±10%

周围环境温度:

-10℃--+40℃

空气相对湿度:

20%--90%

绝对海拨高度：

≤1000m

无导电尘埃及能腐蚀金属和破坏绝缘的气体的场所

无爆炸危险的场所

无剧烈震动和倾斜度≤5度的场所

有防雨防震设备和无水蒸汽的场所

四、设备构成及工作原理

变频恒压自动供水成套设备主要由：

供水主泵组、稳压泵组（可选件）、稳压气压罐（可选件）、变频恒压供水控制柜、压力传感器、蓄水池缺水保护水位控制器、管阀配件等组成。

ZHK系列变频控制柜采用原装进口变频器作为核心控制部件，控制技术先进（PID闭环调节、模糊控制、高可靠工业控制微机），自动化程度高，质量可靠，使用寿命长，节能效果好，维护简便。

变频恒压供水自动控制系统工作原理如下：

系统正常运行时，压力传感器对管网水压进行采样，并将压力信号转换为电信号，然后将信号送至PID调节器，与用户设置的压力值进行运算和比较，将结果转换为频率调节信号和水泵启动信号分别送至变频器和可编程控制器（PLC）；变频器根据频率调节信号调整水泵电机的电源频率，从而调整水泵的转速；可编程控制器根椐水泵启动台数信号控制水泵工况。

通过对水泵的启动和停止的台数和其中变频泵的转速的调节，使供水泵组“提升”的水量与管网不停变化的用水量保持一致，使管网水压恒稳于用户预置值。

达到“变量恒压供水”的目的。

控制系统主要由变频器、可编程控制器、PID调节器、外围保护及操作执行电路、管网压力传感器、地面蓄水池液位控制器等构成。

五、变频恒压供水设备的安装接线

1、控制柜外型

2、控制柜规格

通常用户如果没有特殊要求，将按我公司标准规格进行生产。

有特殊要求时请注明柜壳尺寸、颜色、IP等级等相关要求。

注：

※为了便于设备散热、维护、检修的方便，控制柜周围应预留一定空间，参考下列尺寸，如下图左所示。

※控制柜均应安装于槽钢底座或混凝土基础上，基础应预留电缆沟，便于敷设电缆；应备有专用接地装置。

如下图右所示。

3、禁止事项

1、严禁拆开已通电的变频器。

必须切断电源，待充电指示灯熄灭后，才能接触变频器内部，否则会严重伤害人身。

2、不要试图将任何电容器连接于变频器的输出端。

因电容器将产生过大的高次谐波电流，变频器会过热而受损。

3、变频柜的接地，不要使用外壳或侧板上的螺栓，要连接于专用的接地端子。

4、不能在变频器端子之间或对控制电路端子用兆欧表进行测试，此项测试须由专业技术人员进行。

不正确的耐压实验可能会损毁变频器。

4、控制柜端子接线图

说明：

1.液位开关固定在水池内部合适的位置，安装尺寸参考下图。

周围不能有其它物体，以免影响液位开关动作，造成控制失灵。

加在液位开关上的是24V以下安全电压信号。

2.压力传感器接线端子上的“2”接远传压力表满量程对应的变阻器低阻值端，“3”接远传压力表内变阻器的动端，“1”接远传压力表变阻器零压力值对应的变阻器低阻值端。

3.接线端子上的“10”为直流24V正极，“11”为直流24V负极。

4.接线端子上的“8”为反馈电流4-20mA输入端，“9”为接地端。

5、控制设备电气安装接线要求

1.安装前应检查控制柜负载能力与水泵电机功率是否相符。

严禁超载

使用控制柜！

2.压力传感器（远传压力表）必须安装在供水主管上，必须在干管和压力表之间加装缓冲弯管和控制阀，压力表应安装在机械震动小、及水压波动平稳处；

3.控制柜在安装接线之前，必须检查并加固各线路连接端子螺栓；

4.控制柜的接线应由熟练技术人员完成；

5.控制柜内接线端子有强、弱电之分，接线时应对照使用手册操作；

6.对于电网与控制柜间及控制柜和电机间的电缆，都必须严格按照低压电气设备安装规程连接。

电力线和信号线（如压力传感器的屏蔽线）必须分开布线，若穿钢管敷设，钢管必须接地；

7.控制柜的电源为三相四线制：

三相线，一零线；

8.液位传感信号线宜选用三芯橡皮电缆线，以保证其绝缘性能；压力传感信号线必须采用三芯屏蔽线，以防止外部干扰；

9.控制柜必须接地良好（第三种接地：

10Ω以下，Φ1.6mm以上）；

10.控制柜引入的电源线及输出到水泵电机的导线，其截面积和穿管管径必须符合下表。

11.水泵的安装请参照相应水泵安装说明书。

六、设备的调试与使用

1、设备的调试

水泵、控制柜和所有管阀配件都安装完毕后，请对照相关安装说明书仔细检查。

待核实后，即可对控制柜进行调试。

A．详细参阅本手册及相关样本、使用说明；

B．认真检查接线是否正确，特别是变频器的输入输出线。

C．将蓄水池和水泵注满水，检查水泵及管路有无泄漏。

对照水泵电机的额定电流调整好控制柜内热继电器的整定电流。

D．先将控制柜主令功能开关旋到“手动”，然后接通控制柜电源，手动启动各台水泵，检查各台水泵的转向和运转状况。

E．一切正常后，将主令功能开关旋到“自动”，使控制柜处于自动运行状态。

F．在触屏的参数设置界面直接设定需要的压力值和其他运行参数。

2、控制柜操作说明

（1）手动操作：

转换开关1SAC置于“手动”状态，此时水泵只可手动工频工作。

合上电源，则控制柜电源指示灯亮，按1#泵“起动”按钮，1#水泵电机开始运行，“1#泵工频”指示灯亮。

按1#泵“停止”按钮，1#水泵电机停止工作，“1#泵工频”指示灯灭。

当控制柜面板的转换开关置于“手动”位置时，供水设备的电机启停只能通过控制柜面板上的“启动/停止”按钮进行手动控制。

同时，指示灯显示只有“工频指示灯”有效。

2#~……#水泵工作情况类同。

此时控制柜不能进行自动操作控制。

（2）自动操作（由PLC控制）：

转换开关1SAC置于“自动”状态，1#、2#、3#……#水泵的自动允许旋钮开关旋到“开”的位置。

只有当1#水泵的自动允许旋钮开关处于“开”状态，1#水泵才可参与工作（变频或工频）。

其它水泵工作情况类同。

在通常情况下,只要保证水泵进口有水，系统将根据远传压力表反馈的压力情况由水泵变频或工频工作，自动稳定在设定压力，维持管网压力。

A、自动加/减泵功能

合上电源，则控制柜电源指示灯亮，在水池不缺水的情况下，经过几秒钟延时，1#水泵电机自动变频起动运行。

在1#水泵（稳压泵）供水满足不了外界用水的情况下，系统自动加泵，自动把1#水泵转化为工频运行，延时自动变频起动2#水泵。

当有不止一台在运行（即：

有多台水泵运行）时，且水泵的供水量大于用户用水量时，系统自动减泵，且减泵的原则是“先起先停”，即：

先工作的水泵应先被停泵。

经过这样持续地动态调节，直到系统供水压力达到一定平衡。

B、故障切换功能

当1#水泵变频运行信号灯点亮时，延时1秒检测1#泵反馈信号，如果没有信号，则切断1#水泵变频运行信号的输出，自动切换到下一台处于停止状态的水泵，同时发出报警信号，故障灯点亮。

故障排除后，按控制柜面板上的“故障复位”按钮（一个脉冲信号）即可解除记忆的故障信号，故障灯熄灭。

2#~……n#水泵变频工作情况类同。

C、旋钮切换功能

当1#水泵变频运行信号接通时，将1#水泵的自动允许旋钮开关旋到“关”的位置，此时关断1#水泵变频运行信号，自动切换到下一台处于停止状态的水泵。

2#~……#水泵变频工作情况类同。

D、定时自动轮换功能

当1#水泵变频运行信号接通、而另外几台水泵均处于停止状态时，经过在在参数里设置的切换时间后会自动切换到下一台水泵2#，使其变频运行，此时必须两台以上水泵的自动允许旋钮开关处于“开”状态。

2#~……n#水泵变频工作情况类同。

E、缺水保护功能

水池水源的充足与否，将直接影响到系统水泵的起、停。

当水池缺水时，缺水中间继电器断开，系统将自动停止水泵的运行（工频和变频）。

保护解除后，系统自动恢复运行。

F、故障指示功能

当各水泵发生故障（如过载等）时，系统自动停止PLC中相应水泵的输出,切断该电机的电源，终止电机运行，并对故障作出相应的指示。

G、人机对话功能

采用人机界面或上位机把相应的控制、监测等相关功能通过通讯和操作软件，以人机对话的方式方便快捷直观形象的表现出来。

3、使用与维护

A．本设备为全自动控制，日常工作不需专人操作，但应对设备进行定期检查。

B．定期校正远传压力表；

C．定期检测水泵电机的电流，定期对水泵和电机进行维护保养；

D．定期检查管路和阀门是否泄漏和损坏；

E．定期检查控制柜内接线螺栓是否松动，电器是否损伤；

各类参数在设备调试时均已设置，用户除必要时改变设备工作压力值外，不得随意更改变频器和恒压控制器的参数。

若需修改，须在我方技术人员的指导下进行。

七、一般故障原因及对策

故障

原因

对策

水泵不工作

1、未通电或电控柜故障。

2、蓄水池水位降至低水位或压力信号故障

检查相应故障并修复

水泵不上水，压力表指针剧烈摆动。

压力值不上升。

1、水泵内聚集有空气。

2、水管或仪表漏气。

3、吸水管闸阀没有打开。

排净泵内空气。

拧紧水管防止漏气。

打开工作水泵吸水管上的闸阀

水泵启动后系统压力上升缓慢

1、水泵进出水管堵塞或阀门未全开。

2、电压不足，未达到额定转速。

3、长期使用，密封环及叶轮磨损水泵性能下降，流量减少。

4、管网泄露。

检修管路。

检修更换水泵另件

停泵后泵反转

止回阀失灵

检修或更换止回阀

水泵机组振动，轴承过热

电机轴与水泵轴不同心间隙过大缺油

校正电机与水泵轴同心度，更换轴承或加油

水泵和电机发热严重

1、输入三相电压不均衡。

2、水泵故障

检修电源

检修水泵

设备运行正常，而楼上缺水或无水

1、管网有杂物尚未完全堵塞。

2、压力控制器压力值设置过低。

3、外部管网设计不合理。

检修管网，调高压力值、增加出水管阻力，以降低流量增加扬程。

注意：

若自动失灵原因无法查明，请速与我公司售后服务部联系，不要试图对变频器和变频恒压供水控制器进行拆卸维修，以免造成不可弥补的损失。