变频器外部io控制在青草沙水库输水泵站的应用讨论

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1、变频器外部10控制在青草沙水库输水泵站的应用讨论课题来源：本论文受上海市科委课题(编号：14231200401)资助摘要：近年来随着科技技术的不断进步，水务行业中越来越多的重要生产设备逐步实现了自动化操作并由PLC系统进行全面的控制、监测；然而在实际工况中，一旦出现PLC故障或检修等情况，只依赖现有就地控制操作系统有时很难采取快速有效的应急措施，从而影响供水安全。本文阐述通过充分发掘ABB变频器auto/hand宏，利用对数字、模拟端口的预编程，设计出另一种独立于PLC系统的机泵远程频率调速控制方法，从而确保在PLC系统瘫痪或检修的状态下确保供水

2、安全。关键词：变频器auto/hand宏外部I/O控制青草沙水库讨论中图分类号：TV672.2文献标识码：A文章编号：1672-3791(2015)04(a)-0000-001输水泵站设备现状青草沙水库作为我国最大的河口江心型水库、上海的重要水源地之一，有效库容达4.35亿m?，设计最大日供水能力为719万吨/天。其中，输水泵站承担整个长兴岛原水供应，设计日供水量23万吨/天，现供水量5万吨/天；目前主要设备包括：4台ACS800变频器、4台功率为200KW的卧式离心泵机泵及各类电磁阀等（主要设备详见表1），其中有2台机泵24小时不间断供水。随着

3、自动化程度不断地提高，设备启停，信号通讯、监控等均由PLC系统进行操作。虽由此可大大提高集中化管理，并有智能化、多功能化等诸多优点，但针对现阶段输水泵站的运行也存在一些隐患；设备名称数量型号输水机泵4电机:Y」SPS355L-8;水泵：650SW-15.8变频器4ACS800-07P-0260-3+B054+E205+G300+K458+P901+R712电控进出水阀4BFCS-4（进水管：DN1000、出水管：DN800）缓闭止回阀4PN10PSllbar输水泵PLC系统21756-L61B系列公共PLC系统11756—L61B系列表1输水泵站

4、供水主要设备2问题的提出与意义输水泵站设备目前均采用PLC冗余集中控制模式且拥有比较高的可靠性，然而一旦发生PLC故障或需要检修，就可能面临整个长兴支线系统瘫痪、设备停机的隐患。虽然每台设备均有就地操作模式，但仍有以下缺陷：(1)故障时需在变频器控制盘上手动切换为就地模式或进行故障复位，而由于设备分布过于分散(变频器距离机泵150米左右)，不利于运行人员采取应急措施，使应急时间拖长。(2)在PLC系统故障或检修情况下，现有的就地操作模式没有连锁机构。在应急操作状态下，无法排除运行人员出现误操作，从而造成事故的进一步扩大。(3)在现有就地操作运行模

5、式下，没有机泵温度、转速、报警等重要的机泵运行参数，对整个机组的运行状态无法全面监控。因此基于以上三点，我们需要为变频器设计一种独立于PLC的控制运行方式，从而使变频器无需在控制盘上进行就地切换，就能远程进行频率调节；同时利用加装的辅助设施，解决开停机、机构连锁、参数显示等问题，从而为安全不间断供水再加装一道保险。3可能性分析通过对现有ACS800变频器相关资料进行分析可知，在变频器的控制基板中已经预先植入了大量PLC及PID算法，并且形成相应多种不同功能的参数集---简称“宏”。在每次变频器启动时，用户可以对宏程序进行设置、修改，以此来满足各种

6、不同工况下的要求。目前，输水泵站变频器采用的是autcVhand宏，其可以拥有两套运行控制参数EXT1（手动）和EXT2C自动），通过详细查看参数表及端子排可知，目前变频器仅使用了EXT2（自动）的下数字DI6—个端口，并用其作为启动功能（其余通过通讯模块由PLC进行控制），远未发挥变频器功能，因此可扩展的潜力巨大。4工艺方案设计经过进一步研宄，可发现通过auto/hand宏，在控制中可将所有端口分为数字量端口（DI）与模拟量端口（AI）两组，通过对其中一个DI端口进行参数定义，可实现对EXT1与EXT2,即I/O端口给定参数模式与PLC给定参数

7、模式互为切换（无论哪种状态，变频器始终处于远程状态）。同时可通过加装变频器SUP7035模块强化信号输出，确保4〜20ma电流信号在150米长距离传输中不会造成衰减。这样就解决了现场控制的独立参数给定与控制，真正实现了PLC系统与就地控制的互为备用；定义编码号I/O端口号功能10.01DI1就地启动DI2就地停止11.02DI3自动/就地切换16.04DI4故障复位16.01DI5急停无DI7COM端11.03AI24〜20频率给定15.01AO1转速反馈15.06AO2电机电流表2变频器新I/O端口定义编码及功能变频器的I/O数字量端口总共可分

8、为7个DI开关量数字端口、3个AI模拟量输入端口及2个AO模拟量输出端口。由于原auto/hand宏只运用了一个DI开关量端口，因此需在