簡要描述:YUY-LY41樓宇PLC變頻恒壓供水實訓裝置適合普通大學、高等職業(yè)學校的機電設備安裝與維修、機電技術(shù)應用、電氣運行與控制、電氣技術(shù)應用、電子電器應用與維修、機械和機電一體化等專業(yè)的必修課程模塊《自動控制技術(shù)》和非機電類專業(yè)的選修課程《工業(yè)自動化》模塊的教學和實訓。
詳細介紹
品牌 | 育仰科教 | 應用領域 | 文體,電子,電氣,綜合 |
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PLC變頻恒壓供水實訓裝置特點:
(一)標準配置
品目 | 序號 | 分項名稱 | 分項說明 | 數(shù)量 |
1 | 水 機 械 部 分 | 水泵(主泵) | Q=4M3/h,H=20m,P=0.55KW | 2臺 |
水泵(副泵) | Q=2.4M3/h,H=20m,P=0.37KW | 1臺 | ||
鋼絲口閘閥 | 上海 | 7只 | ||
止回閥 | 上海 | 3只 | ||
普通壓力表 | 上海 | 3只 | ||
遠傳壓力表 | 上海 | 1只 | ||
球閥軟接頭 | 上海 | 3只 | ||
不銹鋼水箱 | 上海育仰 | 2只 | ||
壓力罐 | 國標 | 1個 | ||
引水軟管 | 上海育仰 | 1根 | ||
鐵制底架 | 上海育仰 | 1套 | ||
管網(wǎng) | 上海育仰 | 1套 | ||
浮球開關(guān) | 上海 | 1只 | ||
2 | 控 制 部 分 | 組態(tài)軟件 | 力控(開發(fā)版) | 1套 |
空氣開關(guān) | 正泰 | 1只 | ||
斷路器 | 正泰 | 3只 | ||
熱繼電器 | 正泰 | 3只 | ||
交流接觸器 | 正泰 | 6只 | ||
穩(wěn)壓電源(DC24V) | 上海育仰 | 2路 | ||
穩(wěn)壓電源(DC5V) | 上海育仰 | 2路 | ||
可調(diào)直流電源(0-5V) | 上海育仰 | 2路 | ||
按鈕 | 正泰 | 6只 | ||
PLC模塊 | 西門子PLC | 1套 | ||
模擬量模塊 | 西門子模塊 | 1只 | ||
液位變送器 | JYB-KO-Y1VG,輸出信號1-5V,量程0-1m | 1只 | ||
變頻器模塊 | MM420 | 1臺 | ||
實驗臺 | 1套 | |||
實驗桌、學生凳 | 鋼制結(jié)構(gòu),底部安裝有萬向輪 | 1套 | ||
PLC編程電纜 | 1條 | |||
安全實驗導線 | 1套 | |||
儀表顯示模塊 | 1套 | |||
1臺 | ||||
3 | 其他 | 觸摸屏模塊 | 256色 | 1套 |
(二)技術(shù)說明
(1)樓宇智能化恒壓供水的基本原理及應用領域
智能化變頻恒壓供水的基本思路是采用變頻調(diào)速技術(shù),通過壓力傳感器和壓力控制系統(tǒng),把管網(wǎng)的實際壓力的變化情況轉(zhuǎn)換成標準的電信號,再把這個電信號輸入到智能儀表,與智能儀表的設定值進行PID計算后,輸出標準的電信號作為變頻器的調(diào)節(jié)信號。也可以把壓力傳感器輸出的電信號作為PLC的模擬量輸入信號,進入PLC后進行與設定值進行一定的運算后,輸出開關(guān)量模擬量信號,用于控制變頻器的輸出頻率,進行變頻調(diào)速和對泵進行切換,達到恒壓供水的目的。由于電壓或電流與頻率成線性關(guān)系,即f=KU或f=KI,通過智能儀表PLC的輸出信號的變化來改變變頻器的頻率zui終使壓力達到恒定。
隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和人們對生活飲用水品質(zhì)要求的不斷提高,智能化變頻恒壓供水系統(tǒng)已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)的水塔供水系統(tǒng),廣泛應用于多層生活小區(qū)的生活和消防用水,是樓宇自動化中重要的一個方面,它應用在以下場合:
高層建筑、生活小區(qū)、賓館及大型公共建筑的生活供水、消防用水以及噴淋系統(tǒng)等;
各種企業(yè)的生產(chǎn)、生活用水;
農(nóng)村的噴灌系統(tǒng);
園林噴灑系統(tǒng),噴泉系統(tǒng);
自來水廠各級加壓系統(tǒng);
排污系統(tǒng)和排污站的改造等。
隨著智能變頻恒壓供水技術(shù)的推廣和各個場合的具體應用不盡相同,要求技術(shù)人員能靈活的運用。較復雜的場合有綜合性的應用,如加入人機界面、組態(tài)監(jiān)控、遠程通訊等技術(shù)。根據(jù)這一現(xiàn)實要求,我公司開發(fā)了一系列的恒壓供水實驗裝置,用于大中專院校的教學需要。
(2)YUY-LY41樓宇智能化恒壓供水實驗裝置設計要求與可實現(xiàn)的目標
YUY-LY41智能化恒壓供水系統(tǒng)實驗裝置是我公司根據(jù)教育部開設的“樓宇自動化控制”課程的要求,并結(jié)合勞動部、勞動廳及省職業(yè)技能培訓考核大綱內(nèi)容,研制開發(fā)的一套綜合性的具有開放式的恒壓供水系統(tǒng)實驗培訓考核裝置,該套裝置符合“應用型職業(yè)技能”大專人才培訓目標,包含微機控制技術(shù)、智能化儀表應用技術(shù)、自動控制理論、傳感器技術(shù)(控制的變量有壓力、液位等)、變頻技術(shù)應用、PLC控制應用技術(shù)、PID調(diào)節(jié)技術(shù)、模擬量處理技術(shù)、液體機械技術(shù)、流體力學、工業(yè)遠程控制與通信技術(shù)等實驗考核項目,可做多門課程的相關(guān)實驗,適應開放性實驗室的要求。并且在設備上面設置有故障點、故障開關(guān),可用于進行智能考核。主要適用于大學、高職高專、職業(yè)技術(shù)學院、技師學院和高級技校的工業(yè)電氣自動化、自動控制、工業(yè)企業(yè)自動化等專業(yè)的實驗室教學。特別適合工科本科或者研究生的教學需要,可以作為學期末的課程設計、也可以作為畢業(yè)前的畢業(yè)設計。顯著特點如下:
開放式結(jié)構(gòu):學生可以靈活的編制PLC控制程序和進行組態(tài)控制,可以進行控制回路的電路連接。
多種控制方式:具有手動、自動、遠程控制、智能儀表控制、報警等功能。
分時工作:工頻/變頻切換功能、主泵和備用泵輪換工作功能。
保護功能:過載保護、欠壓保護、過壓過流保護、相序不平衡保護、缺相保護、連鎖等。
計算機實時監(jiān)控:組態(tài)軟件制作人機界面,監(jiān)控畫面清晰、形象。可以實時監(jiān)控出壓力等參數(shù)的變化狀況,系統(tǒng)的工作狀態(tài)、控制方式和工作界面通過計算機“力控組態(tài)軟件”顯示和監(jiān)控,管網(wǎng)水流變化和顯示界面清晰、形象與實際相似。
*擴展性能:系統(tǒng)可靈活的組成網(wǎng)絡系統(tǒng)進行遠程控制和智能化控制,多臺聯(lián)機組成局域網(wǎng)、工控網(wǎng)等。
(3)YUY-LY41樓宇智能化恒壓供水實驗裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成
恒壓供水系統(tǒng)實訓系統(tǒng),能真實的模擬樓宇智能供水的工作原理和流程,使學員能掌握管路結(jié)構(gòu)、控制方式、編程實訓、傳感器應用、PLC應用、變頻器應用、觸摸屏應用、組態(tài)軟件應用等,并可以進行二次開發(fā)。需要有必要的外部管路連接,連線靈活方便。在停機時能維持管網(wǎng)壓力恒定一定的時間。要求能實現(xiàn)兩種PID調(diào)節(jié)方式來控制。易于實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
恒壓供水實驗系統(tǒng),采用實驗對象、控制儀表、控制臺、PLC實驗模塊、計算機分離的方式。對象采用上、下水箱雙回路方式,壓力傳感器、液位傳感器、雙水箱系統(tǒng)、各種調(diào)節(jié)閥、手動切換閥、立式多級離心泵、氣壓罐、系統(tǒng)支架、不銹鋼管路、壓力表等。可單獨通過PLC、組態(tài)軟件、變頻恒壓控制,也可采用傳統(tǒng)的繼電器控制??刂茖嶒炁_部分主要包括:實驗臺、實驗桌、儀表、變頻器、交流電源輸出、直流電源輸出、RS232-485通訊接口、組態(tài)軟件、實驗導線、PLC模塊等。設備描述:采用實驗對象、控制儀表、控制臺、PLC實驗模塊、計算機分離的方式,對象采用下水箱雙回路方式,系統(tǒng)對控制信號的控制準確、靈敏、可靠性高,堅固耐用。該裝置具有壓力、液位傳感等參數(shù)的顯示。檢測與控制,可單獨通過PLC、變頻恒壓控制;組態(tài)軟件恒壓控制,通過軟件與儀表進行單獨控制。
(4)YUY-LY41樓宇智能化恒壓供水實驗裝置的系統(tǒng)工作流程
預先關(guān)閉蓄水箱和出水箱之間的閘閥,用軟管把水引入蓄水箱中,液面高度到達溢流口處為止。
確認工作方式開關(guān)處于“手動”狀態(tài),開啟總電源開關(guān),通過電位器設定管網(wǎng)中希望的壓力(Mpa),本系統(tǒng)按照zui大值0.3 Mpa設計。
*打開出水管上用來模擬用水量的控制閘閥。保證3臺水泵進水出水管道上的閘閥處于*打開狀態(tài)。
把工作方式轉(zhuǎn)到“自動”狀態(tài)下,PLC主機進入運行狀態(tài),開始采樣:設定的預期壓力(實際上是一個0-10V的電壓信號)經(jīng)過A/D模塊的一個通道CH1進入PLC,進行A/D轉(zhuǎn)換后,把相應的數(shù)字量存儲在PLC的數(shù)據(jù)寄存器中。同時實際壓力值信號也被PLC(從通道CH2進入PLC)采樣存儲。CH1和CH2的數(shù)據(jù)進行運算比較后,輸出一個模擬量(從A/D模塊的CH3輸出),此模擬量信號進入變頻器的控制端子,用于頻率調(diào)節(jié)。
PLC進行快速的判斷后,開啟副泵(功率0.37KW)進入變頻運行狀態(tài),副泵從0HZ開始軟啟動,逐漸補充管網(wǎng)的壓力,當副泵提供的壓力不能滿足實際需要(即未到達設定的壓力),頻率逐漸靠近工頻(50HZ),直到PLC自動切換副泵運行在工作模式。
副泵運行在工頻狀態(tài),仍不能滿足壓力要求,PLC自動切斷副泵工作電源,系統(tǒng)啟動1號主泵變運行,直到壓力達到要求;若直到工頻仍不能達到要求,PLC切換1號主泵運行在工頻狀態(tài),啟動2號水泵運行在變頻狀態(tài),直到管網(wǎng)壓力達到設定要求。
當用水量逐漸減少時,順序停止1號主泵和2號主泵。
以上為變頻恒壓供水的基本過程,智能化恒壓供水實驗裝置加入了出水箱液位控制,液位傳感器輸出一個模擬量信號(0-10V),次信號進入PID智能儀表,智能儀表設定液位的上限和下限,再輸出報警信號送入PLC,PLC執(zhí)行程序后決定是否停機。
(三)主要技術(shù)參數(shù)及指標
(1)系統(tǒng)工作電源:AC380V±5%,50HZ。
(2)外型尺寸:水機械部分約2600×1400×1600mm(長×寬×高);實驗臺及控制部分1800×800×1600mm(長×寬×高),重量:約400Kg。
(3)主要控制器品牌:PLC(三菱FX2N-48MR)、模擬量模塊(三菱FX2N-5A,4通道模擬量輸入,1通道模擬量輸出)、變頻器(三菱FR-A740-0.75KW)、壓力傳感器(北京昆侖)、液位傳感器(北京昆侖,檢測量程0-1.0m)、組態(tài)軟件(力控128點開發(fā)版)。
(4)主泵:流量Q=4M3/h,揚程H=20m,額定功率P=0.55KW。如下圖所示,主泵采用立式多級離心不銹鋼泵。副泵:流量Q=2.4M3/h,揚程H=20m,額定功率P=0.37KW。
(5)除以上主要器件外,還有壓力罐(容積35L)、管網(wǎng)(主管路采用Φ50mmg國標304不銹鋼管,支管采用Φ30mm國標304不銹鋼管)、普通壓力表、止回閥、軟管、鋼絲球閘閥、不銹鋼水箱(容積1立方米)、底架(采用槽鋼制作,底部安裝有萬向輪)等,構(gòu)成密閉的水循環(huán)回路。
不銹鋼管
止回閥銅 質(zhì)閘閥
(6)實驗裝置采用變頻器與PLC相結(jié)合的控制方式。標準配置提供了變頻器模塊、PLC模塊、儀表模塊、繼電器控制部分、電源輸出部分,各個部分相互獨立。實驗過程中,采用接插式實驗導線進行實驗。
※PLC模塊
采用西門子PLC。
※變頻器模塊
采用西門子MM420。注意:變頻器的硬件結(jié)構(gòu)、操作內(nèi)容、參數(shù)含義等詳細內(nèi)容,請參考變頻器操作手冊。
※儀表模塊
設計了“反饋壓力”、“設定壓力”、“反饋液位”、“設定液位”四個數(shù)字表,可以直接顯示壓力和液位,其中壓力表的單位是Mpa,液位表的單位是m。
※觸摸屏模塊
安裝有西門子觸摸屏。
※機頭部分
機頭部分包括交流電源輸出、直流電源輸出、可調(diào)直電源輸出、主回路線路等?;芈返脑O計參考下圖。
主回路總圖
圖中各部分的意義如下:
L1-L2-L3:三相交流電源FU(FU1-FU2-FU3):熔斷器
KM1:控制1#泵(BUMP1)工頻運行KM2:控制1#泵(BUMP1)變頻運行
KM3:控制2#泵(BUMP2)工頻運行KM4:控制2#泵(BUMP2)變頻運行
KM5:控制3#泵(BUMP3)工頻運行KM6:控制3#泵(BUMP3)變頻運行
A700:變頻調(diào)速器FR1、FR2、FR3:熱繼電器
KM7-KM8-KM9:1#2#3#水泵手動切除控制M1-M2-M3:1#泵-2#泵-3#泵的驅(qū)動電機
控制回路是變頻恒壓供水實驗系統(tǒng)學習的重點,如下圖所示,圖中的接觸器線圈和輔助觸頭、指示燈端子、PLC的I\O端子、變頻器的控制端子、傳感器的控制端子等都已經(jīng)連接至實驗臺的面板上,學生利用實驗導線連接控制回路。
(四)軟件組成
與本實驗系統(tǒng)配套的軟件有:
1)組態(tài)軟件:力控;
2)PLC編程軟件;
3)三菱變頻器操作軟件。
(五)配備的技術(shù)資料
1)西門子PLC編程手冊;
2)變頻器操作手冊;
3)各種傳感器操作說明;
4)系統(tǒng)實驗指導書(含實驗項目,接線圖,梯形圖等);
5)組態(tài)軟件操作手冊。
(六)安全保護體系
1)電路具有短路保護、過電壓保護、同時具有電壓、電流型漏電保護裝置接地可靠。
2)實驗連接線采用超軟、防硬化、全封閉、高可靠彈性結(jié)構(gòu)。
3)實驗連接線柱強、弱電已嚴格分開,提高設備的可靠性。
4)帶電部分牢固、無松動、不易人體觸電。
(七)完成實驗內(nèi)容:
1)實驗裝置的基本操作與儀表調(diào)試(包括水泵的變頻運行,工頻運行等);
2)恒壓供水的變頻原理;
3)PLC實訓與操作、編程;
4)傳感器應用實驗;
5)微機RS-485/232串口通訊實驗;
6)水箱液位、壓力的PID控制實驗;
7)PLC液位控制實驗;
8)組態(tài)軟件的操作與使用;
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