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东斜l瞧晨救

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基于 P C的变频调速恒压供水系统研制 L张兆营，兵，国文李谢(临沂矿业集团田庄煤矿，山东济宁 22 0 ) 7 13

摘

要

针对临沂矿业集团田庄煤矿井下工作面供水系统中存在的供水压力不稳、电能、资源浪费等问题，用了可编程控制器 P C和水采 L

A B变频器构成的自动变频调速恒压供水系统，文介绍了变频调速恒压供水系统的具体设计和实现方法。 B该关键词变频调速 MC Ss 2 0 L恒压供水 G 7— 0 P C文献标识码 B 中图分类号 T 6 9 D3

Th e e r h o r q e c o v r in c n t n r su ewa e u py s se a e n P er s a c ffe u n y c n e so o sa tp es r tr s p l y tm b sd o LCAb ta t Ai n tteL n imiigc a n n ego n nn trsp l ytm a e o rbe u h a n tb ewae rsue.de— sr c mig a h iy nn o lmieu d rru dmiigwae u pysse fc ds mepo lmss c st u sa l trp es r he cti i nd wae s i g T i a e x o n s a v ra l r q e c p e g l t n wa e u p y s se wh c S c—p o r mma l o tol rP C rc t a t rwa tn . h s p p re p u d a ib efe u n y s e d r a ai t rs p l y tm i h U e mi r y e o o rg a b e c n r le L

a d ABB iv r r n n et .An td sr e h p cf e in a draiain meh d o ec n tn rsu trsp l y tm. e d i eci stes e ic d sg n e lzt to ft o sa tp es r wae u py sse b i o h eKe r s f q e c o to fmo o p e MCGS S y wo d r u n y c n r l t rs d e o e 7-2 0 C c n t tp s u t rs p l 0 PL o sa r s r wae u p y n e e

在田庄煤矿井下供水系统中，由于井

下水平多，落

态软件将现场 P C采集到的实时数据传送到井上监控 L室，实时的显示供水压力，供水流量，电机转速，自动生成数据报表、实时和历史曲线，供工作人员查看井下工作状态，分析数据以及远程调节水压。现场控制层由 可编程控制器 P C A B变频器， L、B电动闸阀以及压力传感器构成一个闭环负反馈控制系统，通过调节水泵电动机转速来维持水压稳定。同时通过扩展以太网通信模块，利用井下以太环网实现各个分站的联网以及远程集中控制。 系统采用一台变频器拖动两台水泵并联运行的工

差大，且工作面的用水量很不稳定，给煤矿的恒压供水带来了很大的困难。传统的供水方式往往会造成用水

高峰期时供水压力不足，用水低峰期时供水压力过高，不仅十分浪费能源而且存在事故隐患。该矿研制的变频调速恒压供水控制系统选用 A B系列 A S0 B C 80变频器和西门子 s P C, 7一 L保证了供水系统的稳定性。A B B变频器功能强大稳定性好，利用其直接拖动两台水泵电机(用一备 )保证了系统的可靠性。利用 s 一， 7— 20 L 0 P C可靠方便的控制功能，能够很好的实现变频器和系统各种逻辑控制功能，大大简化了硬件电路。同时

作模式，工作时通过安装在出水管网上的压力传感器， 把管道水压压力信号转变成 4—2 m 0 A的标准电流信号送人 P C模拟量接收模块， PD运算后与给定压 L经 I力参数进行比较，出调节电流，给变频器，得送由变频器控制水泵电机的转速，从而改变水泵的出水流量，使

s 20具有自带 PD调节功能，用 P C强大的通信 7— 0 I利 L功能可以根据需要调整运行参数和供水压力等。1系统组成及工作原理

恒压供水系统分为现场控制层和远程上位机监控层 2层，远程监控层作为人机对话界面，通过 MC S组 G收稿日期：0 1— 3— 1 2 1 0 3

供水压力保持在给定压力上。工作原理如图 1所示。2系统硬件设计

系统共需开关量输入点 8个，开关量输出点 1 5

作者简介：张兆营，临矿集团田庄矿机电科科长：9 7年毕业于泰 19

安煤校机电专业； 0年取得山大自 2 8 0科动化本科学历，助理工程师。

置了联络信号操作按钮，通过此按钮实现各种联

络。 当信号系统的 P C检修或故障时，系统可以通 L本

( )当下井口发出提人信号时，井口只能发出 2上提人信号。 当需要紧急停车时，下井口均可通过紧急停车上开关，发出全线急停声光信号。3结束语

过设置的备用信号系统发出各种开车信号，保提升确系统的正常运行。2 3下井口信号操作系统 .

下井口信号操作系统的功能基本与上井口信号操作系统的功能一样，同之处在于：不 ( )下井口的信号只能传至上井口， 1而不能直接发至车房。

该副井提升机信号系统自投入运行以来，作安工全可靠，基本实现无故障运转，大增强了副井提升大机的安全性和提升能力。

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东科技媳爰以太网扩展模块 C 2 3—, P 4 1恒压供水系统控制硬件设

计如图 2所示。根据实际要求，系统具有以下几种功能： 1根据用水量的大小， P C ()由 L、变频器控制 2台水泵自动进入或退出运行状态，或者由现场人工控制图 1变频调速工作原理框图

个，根据系统控制要求，参照 P C产品目录及市场实际 L价格，选用西门子 S 7—2 0主机为 C U 2 0 P 26型 (2 4输入/6继电器输出)P C 1 L。同时还加上两个模拟量输入扩展模块 E 2 1一个模拟量输入输出模块 E 2 5和 a r3, m3

启停；2系统根据总管道出口压力变化， ()自动调节变频器运行频率，自动改变投入系统运行的台数，以跟踪设定压力； 3在监控室设有变频运行、频运行、 ()工故障指示和现场变频器频率显示。

图2恒压供水系统控制硬件电路图

3系统软件设计

水泵，启动频率可以根据工况编程调整，下停止按按钮，则停止水泵电机。手动、自动工作方式下，按下急停按钮，变频器即可停止工作。4结束语

系统可分为自动工作模式、手动工作模式和远程控制模式，系统可以自由实现各种工作模式的切换而不会影响系统的正常工作。3 1自动工作模式 .

合上自动开关后，撑 l电机水泵通电，变频器输出频

由 P C变频器和上位机等组成的恒压供水控制 L、系统具有节能、安全、品质的供水质量等优点。上位高机系统具有很强的实时监视和故障的诊断功能。

采用

率从 0 z H上升，电机启动。如压力不够，则频率上升到 5 H,时 3 s件仍成立，#泵由变频切换为工 0 z延 0条 1水频，启动 2电机水泵。如用水量减小，#变频器输出频率减小，当低于频率设定下限时，若压力信号仍大于给

电动机自动控制方法，大大减少了切换泵的次数。采用了变频器不仅提高了系统的安全性，克服了起动也时的大电流冲击。所研制的系统经过实际的运行检验，能稳定、行可靠、性运节能效果显著。参考文献：[] 1黄立培等.变频器应用技术及电机调速[ .京：民邮电出 M]北人版社，9 8 19

定压力，延时 3 s 0条件仍成立，将工频运行的 1水泵切#掉，撑 2水泵变频运行。自动运行方式下，手动调节方式

无效。通过安装在水池的液位传感器检测水池水位， 当水池水位低于水位下限时，系统闭锁停止水泵，禁止启动，语音报警；并检测水位高于水位上限时，出报给警信号。当系统检测到压力传感器或水位传感器断电或断线故障时，者系统因水池水位过低不能启动变或频器时，出报警信号，时打开一17发同 6 m水平供水管道电动闸阀，证一 5 m水平生产用水供给。保 203 2手动运行方式 .

[]彭旭昀.电控制系统原理及工程应用[ .京： 2机 M]北机械工业出版社，0 6 20

[]宋伯生.L 3 P C编程实用指南[ .: M]北京机械工业出版社，06 20[]袁维义. 4电机及电气控制[ . M]北京：化学工业出版社， 0 2 6 0[]刘宜，笋， 5方桂李晨晨，刘景伟 .于 P C的泵站供水控制系统基 L的设计[]排灌机械， 07 1 6)1 1 J. 20,1(: 7— 9

系统切换到手动控制方式，可手动变频启动电机