维修电工技师论文10

时间:2024.6.18

关于PLC的新型变频调速恒压供水系统

介绍了一种替代水塔供水的基于PLC的恒压供水系统的构成和工作原理。系统采用变频调速方式自动调节水泵电机转速或加、减泵。改变以往“先启后停”方式,自动完成泵组软启动及无冲击切换,使水压平稳过渡。变频器故障时系统仍可运行,保证不间断供水。系统断电恢复后可自启动。采用硬件/软件备用及钟控功能,使各泵进行轮休,延长了设备的机械使用寿命。

引言
  随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高,变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统,广泛应用于多层住宅小区生活消防供水系统。然而,由于新系统多会继续使用原有系统的部分旧设备(如水泵),在对原有供水系统进行变频改造的实践中,往往会出现一些在理论上意想不到的问题。本文介绍的变频控制恒压供水系统,是在对一个典型的水塔供水系统的技术改造实践中,根据尽量保留原有设备的原则设计的,该系统很好的解决了旧设备需要频繁检修的问题,既体现了变频控制恒压供水的技术优势,同时有效的节省了资金。

1 系统介绍
  变频恒压供水系统原理,它主要是由PLC、变频器、PID调节器、TC时间控制器、压力传感器、液位传感器、动力控制线路以及4台水泵等组成。用户通过控制柜面板上的指示灯和按钮、转换开关来了解和控制系统的运行。
  通过安装在出水管网上的压力传感器,把出口压力信号变成4-20mA的标准信号送入PID调节器,经运算与给定压力参数进行比较,得出一调节参数,送给变频器,由变频器控制水泵的转速,调节系统供水量,使供水系统管网中的压力保持在给定压力上;当用水量超过一台泵的供水量时,通过PLC控制器加泵。根据用水量的大小由PLC控制工作泵数量的增减及变频器对水泵的调速,实现恒压供水。当供水负载变化时,输入电机的电压和频率也随之变化,这样就构成了以设定压力为基准的闭环控制系统。


  同时系统配备的时间控制器和PID控制器,使其具有定时换泵运行功能(即钟控功能,由时间控制器实现)和双工作压力设定功能(PID控制器和时间控制器实现)。此外,系统还设有多种保护功能,尤其是硬件/软件备用水泵功能,充分保证了水泵的及时维修和系统的正常供水。
  正常情况(无泵检修)时,各泵的运行顺序为1#,2#,3#,4#。

2 工作原理
2.1 运行方式
该系统有手动和自动两种运行方式:
⑴. 手动运行
  按下按钮启动或停止水泵,可根据需要分别控制1#-4#泵的启停。该方式主要供检修及变频器故障时用。
⑵. 自动运行
  合上自动开关后,1#泵电机通电,变频器输出频率从0Hz上升,同时PID调节器接收到自压力传感器的标准信号,经运算与给定压力参数进行比较,将调节参数送给变频器,如压力不够,则频率上升到50Hz,1#泵由变频切换为工频,启2#变频,变频器逐渐上升频率至给定值,加泵依次类推;如用水量减小,从先启的泵开始减,同时根据PID调节器给的调节参数使系统平稳运行。
若有电源瞬时停电的情况,则系统停机;待电源恢复正常后,系统自动恢复运行,然后按自动运行方式启动1#泵变频,直至在给定水压值上稳定运行。
  变频自动功能是该系统最基本的功能,系统自动完成对多台泵软起动、停止、循环变频的全部操作过程。

2.2 故障处理
2.2.1 故障报警
  当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压、差压等情况时,系统皆能发出声响报警信号;特别是当出现缺相、变频器故障、液位下限、超压时,系统还会自动停机,并发出声响报警信号,通知维修人员前来维修。此外,变频器故障时,系统自动停机,此时可切换至手动方式保证系统不间断供水。
2.2.2 水泵检修
  为维护和检修水泵,要求在系统正常供水状态下,在一段时间间隔内使某一台水泵停运,系统设有水泵强制备用功能(硬件备用),可随意备用某一台水泵,同时不影响系统正常运行;为了使水泵进行轮休,系统还设有软件备用功能(钟控功能,由时间控制器实现),工作泵与备用N泵具有周期定时切换功能,周期间隔由时间控制器设定:1小时每次~96小时每次连续可调。

3 PLC控制系统
  该系统采用的是欧姆龙可编程序控制器SYSMAC CPM2A系列,I/O点数为60点,PLC编程采用OMRON CX-Programmer,它是Omron PLC的32位视窗软件支持工具,提供完整的编程环境,可进行离线编程和在线连接和调试,并能实现梯形图与语句表的相互转换。为了提高整个系统的性价比,该系统采用开关量的输入/输出来控制电机的启停、定时切换、软起动、循环变频及故障的报警等,而电机转速、水压量等模拟量则由PID调节器和变频器来控制。
  泵组的切换。开始时,若硬件、软件皆无备用(两者同时有效时硬件优先),1#泵变频启动,转速从0开始随频率上升,如变频器频率到达50Hz而此时水压还在下限值,延时一段时间(避免由于干扰而引起误动作)后,1#泵切换至工频运行,同时变频器频率由50Hz滑停至0Hz,2#泵变频启动,如水压仍不满足,则依次启动3#、4#泵,泵的切换过程同上;若开始时1#泵备用,则直接启2#变频,转速从0开始随频率上升,如变频器频率到达50Hz而此时水压还在下限值,延时一段时间后,2#泵切换至工频运行,同时变频器频率由50Hz滑停至0Hz,3#泵变频启动,如水压仍不满足,则启动4#泵,泵的切换过程同上;若1#、2#泵都备用,则直接启3#变频,具体泵的切换过程与上述类同。


  同样,若3台泵(假设为1#、2#和3#)运行时,3#泵变频运行降到0Hz,此时水压仍处于上限值,则延时一段时间后使1#泵停止,变频器频率从0Hz迅速上升,若此后水压仍处于上限值,则延时一段时间后使2#泵停止。这样的切换过程,有效地减少泵的频繁启停,同时在实际管网对水压波动做出反应之前,由变频器迅速调节,使水压平稳过渡,从而有效的避免了高楼用户短时间停水的情况发生。
以往的变频恒压供水系统在水压高时,通常是采用停变频泵,再将变频器以工频运行方式切换到正在以工频运行的泵上进行调节。这种切换的方式理论上要比直接切工频的方式先进,但其容易引起泵组的频繁启停,从而减少设备的使用寿命。而在该系统中,直接停工频泵,同时由变频器迅速调节,只要参数设置合适,即可实现泵组的无冲击切换,使水压过渡平稳,有效的防止了水压的大范围波动及水压太低时的短时缺水现象,提高了供水品质。

4 注意事项
要使系统稳定的运行,有几个参数需特别注意:
⑴. 变频转工频开关切换时间TMC
  设置TMC是为了确保在加泵时,泵由变频转为工频的过程中,同一台泵的变频运行和工频运行各自对应的交流接触器不会同时吸合而损坏变频器,同时为了避免工频启动时启动电流过大而对电网产生的冲击,所以在允许范围内TMC必须尽可能的小。
⑵. 上下限频率持续时间TH和TL
  变频器运行的频率随管网用水量增大而升高,本系统以变频器运行的频率是否达到上限(下限)、并保持一定的时间为依据来判断是否加泵(减泵),这个判断的时间就是TH(TL)。如果设定值过大,系统就不能迅速的对管网用水量的变化做出反应;如果设定值过小,管网用水量的变化时就很可能引起频繁的加减泵动作;两种情况下都会影响恒压供水的质量。

5 结束语
  在供水系统中采用变频调速运行方式,系统可根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速或加减泵,使供水系统管网中的压力保持在给定值,以求最大限度的节能、节水、节地、节资,并使系统处于可靠运行的状态,实现恒压供水;减泵时采用“先启先停”的切换方式,相对于“先启后停”方式,更能确保各泵使用平均以延长设备的使用寿命;同时针对所用四台泵均已使用多年、需要定期进行检修的实际情况,增加了硬件/软件备用功能,有效延长了设备的使用寿命;压力闭环控制,系统用水量任何变化均能使供水管网的服务压力保持给定,大大提高了供水品质;变频器故障后仍能保障不间断供水,同时实现故障消除后自启动,具有一定的先进性。目前该系统已投入使用,效果明显。


第二篇:维修电工技师论文[1]


技能鉴定技师论文

论文题目:维修电工技师论文

姓 名:

身份证号:

准考证号:

所在单位:

维修电工技师论文

? 简介:在现代化工业生产中,电动机的应用非常广泛,但是在生产当中电动机因缺相及容量选择不当运行而造成烧毁的事故在生产中占有很大的比例,怎样减少这些问题的出现,全面提高电动机的使用效率,是一个值得认真思考的问题,我根据自己多年的工作实际和有关资料,现提出预防电动机单相运行的措施,仅供参考,不足之处,请提出宝贵意见。

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关键字:工厂维修 预防措施 电动机容量的选择

一、电动机单相运行产生的原因及预防措施

1、熔断器熔断

⑴故障熔断:主要是由于电机主回路单相接地或相间短路而造成熔断器熔断。

预防措施:选择适应周围环境条件的电动机和正确安装的低压电器及线路,并要定期加以检查,加强日常维护保养工作,及时排除各种隐患。

⑵非故障性熔断:主要是熔体容量选择不当,容量偏小,在启动电动机时,受启动电流的冲击,熔断器发生熔断。

熔断器非故障性熔断是可以避免的,不要片面认为在能躲过电机的启动电流的情况下,熔体的容量尽量选择小一些的,这样才能够保护电机。我们要明确一点那就是熔断器只能保护电动机的单相接地和相间短路事故,它绝不能作为电动机的过负荷保护。 2、正确选择熔体的容量

一般熔体额定电流选择的公式为:

额定电流=K×电动机的额定电流

⑴耐热容量较大的熔断器(有填料式的)?K值可选择1.5~2.5。

⑵耐热容量较小的熔断器K值可选择4~6。

对于电动机所带的负荷不同,?K值也相应不同,如电动机直接带动风机,?那么K值可选择大一些,如电动机的负荷不大,K值可选择小一些,具体情况视电机所带的负荷来决定。

此外,熔断器的熔体和熔座之间必需接触良好,否则会引起接触处发热,使熔体受外热而造成非故障性熔断。

在安装电动机的过程中,应采用恰当的接线方式和正确的维护方法。

⑴对于铜、铝连接尽可能使用铜铝过渡接头,如没有铜铝接头,可在铜接头出挂锡进行连接。

⑵对于容量较大的插入式熔断器,?在接线处可加垫薄铜片(0.2mm),这样的效果会更好一些。

⑶检查、调整熔体和熔座间的接触压力。

⑷接线时避免损伤熔丝,紧固要适中,接线处要加垫弹簧垫圈。

3、主回路方面易出现的故障

⑴接触器的动静触头接触不良。

其主要原因是:接触器选择不当,触头的灭弧能力小,?使动静触头粘在一起,三相触头动作不同步,造成缺相运行。

预防措施:选择比较适合的接触器。

⑵使用环境恶劣如潮湿、?振动、有腐蚀性气体和散热条件差等,造成触头损坏或接线氧化,接触不良而造成缺相运行。

预防措施:选择满足环境要求的电气元件,防护措施要得当,强制改善周围环境,定期更换元器件。

⑶不定期检查,接触器触头磨损严重,表面凸凹不平,使接触压力不足而造成缺相运行。 预防措施:根据实际情况,确定合理的检查维护周期,进行严细认真的维护工作。 ⑷热继电器选择不当,使热继电器的双金属片烧断,造成缺相运行。

预防措施:选择合适的热继电器,尽量避免过负荷现象。

⑸安装不当,造成导线断线或导线受外力损伤而断相。

预防措施:在导线和电缆的施工过程中,要严格执行“规范”严细认真,文明施工。 ⑹电器元件质量不合格,容量达不到标称的容量,造成触点损坏、粘死等不正常的现象。 预防措施:选择适合的元器件,安装前应进行认真的检查。

⑺电动机本身质量不好,线圈绕组焊接不良或脱焊;引线与线圈接触不良。

预防措施:选择质量较好的电动机。

二、单相运行的分析和维护

根据电动机接线方式的不同,在不同负载下,发生单相运行的电流也不同,因此,采取的保护方式也不同。

例如:Y型接线的电动机发生单相运行时,其电机相电流等于线电流,其大小与电动

机所带的负载有关。

当△型接线的电动机内部断线时,电动机变成∨型接线,相电流和线电流均与电动机负载成比例增长,在额定电流负载下,两相相电流应增大1.5倍,一相线电流增加到1.5倍,其它两相线电流增加√3/2倍。

当△型接线的电动机外部断线时,此时电动机两相绕组串联后与第三组绕组并联接于两相电压之间,线电流等于绕组并联之路电流之和,与电动机负荷成比例增长,在额定负载情况下,线电流增大3/2倍,串接的两绕组电流不变,另外一相电流将增大1/2倍。

在轻载情况下,线电流从轻电流增加到额定电流,接两相绕组电流保持轻载电流不变,第三相电流约增加1.2倍左右。

所以角型接线的电动机在单相运行时,其线电流和相电流不但随断线处的不同发生变化,而且还根据负载不同发生变化。

综上所述,造成电动机单相运行的原因无非是以下的几种原因造成的: 1、环境恶劣或某种原因造成一相电源断相。

2、保险非正常性熔断。

3、启动设备及导线、触头烧伤或损坏、松动,接触不良,选择不当等造成电源断一相。

4、电动机定子绕组一相断路。

5、新电机本身故障。

6、启动设备本身故障。

只要我们在施工时认真安装,在正常运行及维护检修过程中,?严格按标准执行,一定可以避免由于电动机单相运行所造成的不必要的经济损失。

三、电动机容量的选择

电动机容量的选择

电动机的选择主要是容量的选择,如果容量选小了,一方面不能充分发挥机械设备的能力,使生产效率降低,另一方面电动机长时间在过载的情况下运行,会过早损坏,同时还可能出现启动困难,经不起冲击负载等。容量选大了,不仅使设备投资费用增加,而且电动机经常在轻载情况下运行,运行效率和功率因数(对异步电动机而言)都会下降。电动机容量的选择应根据以下三项原则进行。

1、 发热 电动机在运行时,必须保证电动机的实际最高温度等于或者小于

电动机绝缘允许的最高温度。

2、过载能力 电动机在运行时必须有一定的过载能力。即所选电动机的最大转矩或最大

允许工作电流必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩和最大负载电流。

3、启动能力 由于鼠笼式异步电动机的启动转矩一般比较小,所以电动机必须有可靠的

启动负载转矩。

四、结束语

只要我们在日常的生活生产中加强对于电气设备的维修及保养,勤巡检、勤发现、勤动脑、勤思考,认真对待出现的问题,对于电动机选型方面,严格对待慎重分析,相信像上述所出的问题都会避免。这样不仅对于企业来说可以减少不必要的投资费用以及因设备故障所造成的经济损失,而且对于我们自身素质和实际能力及水平的提高都会相应的提高。

参考文献:

刘秀谦: 《电动机单相运行的原因及预防》 科技信息 20xx-01-25 期刊 邢志超: 《电动机单相运行的防护》 黑龙江科技信息 20xx-11-15 期刊 衣锡三 : 《泵站电机容量选样及功率损耗》 山东水利科技 1995-06-25


第三篇:维修电工技师论文11


技能鉴定技师论文

论文题目:维修电工技师论文

姓 名:

身份证号:

准考证号:

所在单位:

维修电工技师论文

• 简介:在现代工业生产中,电动机的应用非常广泛,但是在生产当中电动机因缺相及容量选择不当运行而造成烧毁的事故在生产中占有很大的比例,怎样减少这些问题的出现,全面提高电动机的使用效率,是一个值得认真思考的问题,我根据自己多年的工作实际和有关资料,现提出预防电动机单相运行的措施,仅供参考,不足之处,请提出宝贵意见。 •

关键字:工厂维修 预防措施 电动机容量的选择

电动机单相运行的原因及预防

在现代工业生产中,电动机的应用非常广泛,但是在生产当中电动机因缺相运行而造成烧毁的事故在生产中占有很大的比例,怎样减少这些问题的出现,全面提高电动机的使用效率,是一个值得认真思考的问题,我根据自己多年的工作实际和有关资料,现提出预防电动机单相运行的措施,仅供参考,不足之处,请提出宝贵意见。

一、电动机单相运行产生的原因及预防措施

1、熔断器熔断

⑴故障熔断:主要是由于电机主回路单相接地或相间短路而造成熔断器熔断。

预防措施:选择适应周围环境条件的电动机和正确安装的低压电器及线路,并要定期加以检查,加强日常维护保养工作,及时排除各种隐患。

⑵非故障性熔断:主要是熔体容量选择不当,容量偏小,在启动电动机时,受启动电流的冲击,熔断器发生熔断。

熔断器非故障性熔断是可以避免的,不要片面认为在能躲过电机的启动电流的情况下,熔体的容量尽量选择小一些的,这样才能够保护电机。我们要明确一点那就是熔断器只能保护电动机的单相接地和相间短路事故,它绝不能作为电动机的过负荷保护。

2、正确选择熔体的容量

一般熔体额定电流选择的公式为:

额定电流=K×电动机的额定电流

⑴耐热容量较大的熔断器(有填料式的)•K值可选择1.5~2.5。

⑵耐热容量较小的熔断器K值可选择4~6。

对于电动机所带的负荷不同,•K值也相应不同,如电动机直接带动风机,•那么K值可选择大一些,如电动机的负荷不大,K值可选择小一些,具体情况视电机所带的负荷来决定。

此外,熔断器的熔体和熔座之间必需接触良好,否则会引起接触处发热,使熔体受外热而造成非故障性熔断。

在安装电动机的过程中,应采用恰当的接线方式和正确的维护方法。

⑴对于铜、铝连接尽可能使用铜铝过渡接头,如没有铜铝接头,可在铜接头出挂锡进行连接。

⑵对于容量较大的插入式熔断器,•在接线处可加垫薄铜片(0.2mm),这样的效果会更好一些。

⑶检查、调整熔体和熔座间的接触压力。

⑷接线时避免损伤熔丝,紧固要适中,接线处要加垫弹簧垫圈。

3、主回路方面易出现的故障

⑴接触器的动静触头接触不良。

其主要原因是:接触器选择不当,触头的灭弧能力小,•使动静触头粘在一起,三相触头动作不同步,造成缺相运行。

预防措施:选择比较适合的接触器。

⑵使用环境恶劣如潮湿、•振动、有腐蚀性气体和散热条件差等,造成触头损坏或接线氧化,接触不良而造成缺相运行。

预防措施:选择满足环境要求的电气元件,防护措施要得当,强制改善周围环境,定期更换元器件。

⑶不定期检查,接触器触头磨损严重,表面凸凹不平,使接触压力不足而造成缺相运行。 预防措施:根据实际情况,确定合理的检查维护周期,进行严细认真的维护工作。 ⑷热继电器选择不当,使热继电器的双金属片烧断,造成缺相运行。

预防措施:选择合适的热继电器,尽量避免过负荷现象。

⑸安装不当,造成导线断线或导线受外力损伤而断相。

预防措施:在导线和电缆的施工过程中,要严格执行“规范”严细认真,文明施工。 ⑹电器元件质量不合格,容量达不到标称的容量,造成触点损坏、粘死等不正常的现象。 预防措施:选择适合的元器件,安装前应进行认真的检查。

⑺电动机本身质量不好,线圈绕组焊接不良或脱焊;引线与线圈接触不良。

预防措施:选择质量较好的电动机。

二、单相运行的分析和维护

根据电动机接线方式的不同,在不同负载下,发生单相运行的电流也不同,因此,采取的保护方式也不同。

例如:Y型接线的电动机发生单相运行时,其电机相电流等于线电流,其大小与电动机所带的负载有关。

当△型接线的电动机内部断线时,电动机变成∨型接线,相电流和线电流均与电动机负载成比例增长,在额定电流负载下,两相相电流应增大1.5倍,一相线电流增加到1.5倍,其它两相线电流增加√3/2倍。

当△型接线的电动机外部断线时,此时电动机两相绕组串联后与第三组绕组并联接于两相电压之间,线电流等于绕组并联之路电流之和,与电动机负荷成比例增长,在额定负载情况下,线电流增大3/2倍,串接的两绕组电流不变,另外一相电流将增大1/2倍。 在轻载情况下,线电流从轻电流增加到额定电流,接两相绕组电流保持轻载电流不变,第三相电流约增加1.2倍左右。

所以角型接线的电动机在单相运行时,其线电流和相电流不但随断线处的不同发生变化,而且还根据负载不同发生变化。

综上所述,造成电动机单相运行的原因无非是以下的几种原因造成的:

1、环境恶劣或某种原因造成一相电源断相。

2、保险非正常性熔断。

3、启动设备及导线、触头烧伤或损坏、松动,接触不良,选择不当等造成电源断一相。

4、电动机定子绕组一相断路。

5、新电机本身故障。

6、启动设备本身故障。

只要我们在施工时认真安装,在正常运行及维护检修过程中,•严格按标准执行,一定可以避免由于电动机单相运行所造成的不必要的经济损失。

三、电动机容量的选择

电动机容量的选择

电动机的选择主要是容量的选择,如果容量选小了,一方面不能充分发挥机械设备的能力,使生产效率降低,另一方面电动机长时间在过载的情况下运行,会过早损坏,同时还可能出现启动困难,经不起冲击负载等。容量选大了,不仅使设备投资费用增加,而且电动机经常在轻载情况下运行,运行效率和功率因数(对异步电动机而言)都会下降。电动机容量的选择应根据以下三项原则进行。

1、发热 电动机在运行时,必须保证电动机的实际最高温度等于或者小于电动机绝缘允许的最高温度。

2、过载能力 电动机在运行时必须有一定的过载能力。即所选电动机的最大转矩或最大允许工作电流必须大于运行过程中可能出现的最大负载转矩和最大负载电流。

3、启动能力 由于鼠笼式异步电动机的启动转矩一般比较小,所以电动机必须有可靠的启动负载转矩。

四、结束语

只要我们在日常的生活生产中加强对于电气设备的维修及保养,勤巡检、勤发现、勤动脑、勤思考,认真对待出现的问题,对于电动机选型方面,严格对待慎重分析,相信像上述所出的问题都会避免。这样不仅对于企业来说可以减少不必要的投资费用以及因设备故障所造成的经济损失,而且对于我们自身素质和实际能力及水平的提高都会相应的提高。

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