LG-LGS01型 大型变频恒压供水系统实训装置（实物型）

一、LG-LGS01型 大型变频恒压供水系统实训装置（实物型）特点：

1、楼宇智能化恒压供水的基本原理及应用领域

      智能化变频恒压供水的基本思路是采用变频调速技术，变频恒压供水系统实训装置通过压力传感器和压力控制系统，把管网的实际压力的变化情况转换成标准的电信号，再把这个电信号输入到智能仪表，与智能仪表的设定值进行PID计算后，输出标准的电信号作为变频器的调节信号。也可以把压力传感器输出的电信号作为PLC的模拟量输入信号，进入PLC后进行与设定值进行一定的运算后，输出开关量模拟量信号，用于控制变频器的输出频率，进行变频调速和对泵进行切换，达到恒压供水的目的。由于电压或电流与频率成线性关系，即f=KU或f=KI，通过智能仪表PLC的输出信号的变化来改变变频器的频率*终使压力达到恒定。

    随着智能变频恒压供水技术的推广和各个场合的具体应用不尽相同，要求技术人员能灵活的运用。较复杂的场合有综合性的应用，如加入人机界面、组态监控、远程通讯等技术。根据这一现实要求，我公司开发了一系列的恒压供水实验装置，用于大中专院校的教学需要。

2、装置设计要求与可实现的目标

    智能化恒压供水系统实验装置是我公司根据教育部开设的“楼宇自动化控制”课程的要求，并结合劳动部、劳动厅及省职业技能培训考核大纲内容，研制开发的一套综合性的具有开放式的恒压供水系统实验培训考核装置，该套装置符合“应用型职业技能”大专人才培训目标，包含微机控制技术、智能化仪表应用技术、自动控制理论、传感器技术（控制的变量有压力、液位等）、变频技术应用、PLC控制应用技术、PID调节技术、模拟量处理技术、液体机械技术、流体力学、工业远程控制与通信技术等实验考核项目，可做多门课程的相关实验，适应开放性实验室的要求。并且在设备上面设置有故障点、故障开关，可用于进行智能考核。主要适用于大学、高职高专、职业技术学院、技师学院和高级技校的工业电气自动化、自动控制、工业企业自动化等专业的实验室教学。特别适合工科本科或者研究生的教学需要，可以作为学期末的课程设计、也可以作为毕业前的毕业设计。

3、系统结构组成

    恒压供水系统实训系统能真实的模拟楼宇智能供水的工作原理和流程，使学员能掌握管路结构、控制方式、编程实训、传感器应用、PLC应用、变频器应用、触摸屏应用、组态软件应用等，并可以进行二次开发。需要有必要的外部管路连接，连线灵活方便。在停机时能维持管网压力恒定一定的时间。要求能实现两种PID调节方式来控制。易于实现远程监控。

 4、楼宇智能化恒压供水实验装置的系统工作流程

（1）预先关闭蓄水箱和出水箱之间的闸阀，用软管把水引入蓄水箱中，液面高度到达溢流口处为止。

（2）确认工作方式开关处于“手动”状态，开启总电源开关，通过电位器设定管网中希望的压力（Mpa），本系统按照*大值0.3Mpa设计。

（3）完全打开出水管上用来模拟用水量的控制闸阀。保证3台水泵进水出水管道上的闸阀处于完全打开状态。

（4）把工作方式转到“自动”状态下，PLC主机进入运行状态，开始采样：设定的预期压力（实际上是一个0-10V的电压信号）经过A/D模块的一个通道CH1进入PLC，进行A/D转换后，把相应的数字量存储在PLC的数据寄存器中。同时实际压力值信号也被PLC（从通道CH2进入PLC）采样存储。CH1和CH2的数据进行运算比较后，输出一个模拟量（从A/D模块的CH3输出），此模拟量信号进入变频器的控制端子，用于频率调节。

（5）PLC进行快速的判断后，开启副泵（功率0.37KW）进入变频运行状态，副泵从0HZ开始软启动，逐渐补充管网的压力，当副泵提供的压力不能满足实际需要（即未到达设定的压力），频率逐渐靠近工频（50HZ），直到PLC自动切换副泵运行在工作模式。

（6）副泵运行在工频状态，仍不能满足压力要求，PLC自动切断副泵工作电源，系统启动1号主泵变运行，直到压力达到要求；若直到工频仍不能达到要求，PLC切换1号主泵运行在工频状态，启动2号水泵运行在变频状态，直到管网压力达到设定要求。

（7）当用水量逐渐减少时，顺序停止1号主泵和2号主泵。

    以上为变频恒压供水的基本过程，智能化恒压供水实验装置加入了出水箱液位控制，液位传感器输出一个模拟量信号（0-10V），次信号进入PID智能仪表，智能仪表设定液位的上限和下限，再输出报警信号送入PLC，PLC执行程序后决定是否停机。

二、主要技术参数及指标

1、系统工作电源：AC380V±5%，50HZ。

2、外型尺寸：水机械部分约2600×1400×1600mm（长×宽×高）；实验台及控制部分1800×800×1600mm（长×宽×高），重量：约400Kg。

3、主要控制器品牌：PLC（西门子200系列）、模拟量模块（4通道模拟量输入，1通道模拟量输出）、变频器（西门子）、压力传感器（北京昆仑）、液位传感器（北京昆仑，检测量程0-1.0m）、组态软件（力控128点开发版）。

远传压力表

4、主泵：流量Q=4M3/h,扬程H=20m,额定功率P=0.55KW。如下图所示，主泵采用立式多级离心不锈钢泵。副泵：流量Q=2.4M3/h,扬程H=20m,额定功率P=0.37KW。

5、除以上主要器件外，还有压力罐（容积35L）、管网（主管路采用Φ50mmg国标304不锈钢管，支管采用Φ30mm国标304不锈钢管）、普通压力表、止回阀、软管、钢丝球闸阀、不锈钢水箱（容积1立方米）、底架（采用槽钢制作，底部安装有万向轮）等，构成密闭的水循环回路。

不锈钢管不锈钢管件

止回阀铜质闸阀

6、实验装置采用变频器与PLC相结合的控制方式。标准配置提供了变频器模块、PLC模块、仪表模块、继电器控制部分、电源输出部分，各个部分相互独立。实验过程中，采用接插式实验导线进行实验。

（1）PLC模块：采用西门子PLC。

（2）变频器模块：采用西门子MM420。注意：变频器的硬件结构、操作内容、参数含义等详细内容，请参考变频器操作手册。

（3）仪表模块：设计了“反馈压力”、“设定压力”、“反馈液位”、“设定液位”四个数字表，可以直接显示压力和液位，其中压力表的单位是Mpa,液位表的单位是m。

（4）触摸屏模块：安装有西门子触摸屏。

（5）控制主机部分：控制主机部分包括交流电源输出、直流电源输出、可调直电源输出、主回路线路等。回路的设计参考下图。

主回路总图