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水泵PLC无线变频远程控制系统

编辑:正瑞电子   发布时间:2023-07-03   阅读:868

一、概述

  供水泵房距离厂区控制中心较远,在管理上存在水泵故障不能及时发现,人员管理成本高,时效性较差,严重时甚至会影响生产等各种问题。

  水泵无线变频远程控制系统,是在供水泵房安装就地控制柜,通过无线链路连接到控制中心DCS系统,实现中控室对水井泵房水泵机组远程控制,及运行状态和运行参数的自动采集、传输、处理、存储。这意味着厂区DCS系统的智能化扩展延伸。通过对泵房远程无线自动控制,实现远程泵房的无人值守,从而大大提高管理效率,大幅度降低管理成本,对提升经济效益具有积极的作用。

二、系统组成 

  远程无线变频控制系统远端监控上位计算机及监控软件(或控制中心DCS系统接入端口)、远端控制箱远端/近端无线通信箱就地控制柜组成。

其中:

1、远程监控上位计算机及监控软件ZRMSCADA3.0可独立实现对远程泵房水泵机组的监控。也可以在控制中心以硬接线方式进入DCS系统,由DCS系统实现PID控制算法后实时控制远程水泵。

2、远端控制箱实现将无线链路数据和DCS控制系统之间的信号进行双向转化,以实现远程传输的目的。

3、远端/近端无线通信箱用于搭建远程控制端到就地控制柜的无线通信链路,保证了两端通信的可靠性。无线通信采用基于LORA的无线通信技术,具有较强的抗多径干扰能力,相同功率下,比较其他无线通信技术,能大大增加通信距离及通信数据的可靠性。

4、就地控制柜内含先进PLC及变频驱动元件。可实现如下:

1)远方/就地的控制切换;

2)远方/就地的变频/工频无扰切换;

3)互锁及热继保护;

4)远方/就地启停控制;

5)远方/就地调频;

6)就地参数整定;

7)远方PID/就地PID控制等控制功能;

8)电压/电流/压力/故障状态/开关状态/热继状态/切换状态/运行方式等实现远方监控;

9)远程故障复位

10)远程目标值下发等全部远程监控功能。

11)同时还具备本柜自动风扇开启散热功能。初值定为高于42℃开启风扇,低于38℃关闭散热风扇。可根据用户要求设定。

三、系统结构图

远程无线变频控制系统结构如下图所示:

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远程无线变频控制系统图


四、远程监控上位计算机及监控软件

(可选)

远程监控也可选用上位计算机+监控软件ZRMSCADA ver3.0系统。

选用远程监控上位计算机及监控软件方式通信时,上位机通过以太网连接到远端控制箱的RJ45网络接口。上位机通过MODBUS-TCP与远程控制箱通信,从而实现对就地控制柜的各种调控及状态监控。

上位机监控界面可实现灵活组态监控。

五、组态监控液晶屏的连接

(可选)

系统也可以通过接入组态监控液晶屏的方式实现简单监控。该方式现场实现简单灵活,适合小系统实现。

 

六、远端控制箱

 

远端控制箱通过硬接线方式接入DCS系统或连接上位计算机,或者接入组态监控液晶屏。

远端控制箱与DCS系统接线接口表:

电源接口

电源:220V±10% AC/DC

通信接口

上位机通信接口:以太网RJ45接口

数据接口

数据通信规约:Ethernet/IP、Profibus、Profinet、Modbus以及其他指定通信协议

I/O接口

数字输入信号:16路,10VDC~30VDC有源输入;

数字输出信号:16路, 继电器输出,5A250VAC/5A30VDC

模拟输入/输出信号:4路,0-20mA/0~5V可拓展。

 

其中:

DI:启动/停止/工频/变频/故障复位

DO:工频运行-停止/变频运行-停止/变频器故障

AI:目标频率0-10V

AO:压力/系统电流/系统电压 4-20mA

七、远端/近端无线通信箱

 

1.无线通信箱

无线通信箱采用不锈钢防雨电气箱设计,适合室外安装。

为增加传输距离,天线尽量放置于室外距离地面较高的位置。虽然无线通信基于抗多径干扰,绕射能力强的LORA技术,在安装时仍然需要尽量避免周围金属遮挡。

无线通信箱尺寸:高300mm*宽250mm*厚200mm(以实际为准)

供电电源:220V±10% AC/DC

功耗:20W

 

2.工业无线通讯系统

远程无线通讯系统采用具备基于军工级LORA技术的工业数传电台DTU,具有数据吞吐量大,传输距离远,可以抗多径干扰,对建筑绕射能力强等特点,可实现全透明实时传输。DTU电台可任意用作主站或子站,全双工方式运行。支持各种收发频率间隔。要求具有良好的兼容性,可与其它网络(以太网、光纤环网)互联互通,共用或者并行运行。

 

3.无线参数:

所有参数包括频率、功率、接口格式等通过软件设置。

无线控制系统技术指标参数要求

工作频率

410MHz-493MHz   ISM

发射机

发送距离  20公里(视距),使用高增益定向天线或中继站可更远

输出功率   5W(+37dBm)

调制方式    LORA

射频速率    视现场情况2.4k-62.5k可调

扩频编码    跳频

占用带宽    500KHz

接口速率    1200-115200可选

接收

灵敏度    -120 dBm

检错

32位CRC高级校验算法

数据加密替换

动态密钥

系统配置

点对点、点对多点;1个主站最多可连接从站数量不限。

工作环境

温度:-40℃ ~ +75℃  湿度:0~95%,无凝露

连接接口

天线接口:标准外螺纹母SMA

电源接口:凤凰端子 (5.08 mm )

配置接口:RS232-9孔插座及RS485,配置无线参数


八、就地变频控制柜

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   就地变频控制柜就近安放置于泵组附近。尺寸如上图所示:高1600mm*宽600mm*厚400mm。

盘面如下图所示:

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盘面电流电压表头为系统电流和系统电压

指示灯:电源指示、启动指示、停止指示和故障指示。

其中:启动/停止指示为泵组启动指示;故障指示为变频器故障指示。

控制按钮:

启动/停止按钮为就地方式下的启动/停止控制。

切换开关:

远方/就地:用于远方控制和就地控制的切换。

变频/工频:用于变频/工频方式的切换。

电位器:用于变频目标值的就地手动调节。


九、主要技术指标

1、设备运行环境条件:

环境温度:-30 - 50℃                      

最大相对湿度:5%-90%不凝露                      

多年平均相对湿度:<=90%                

平均风速:<=12级                  

海拔高度:<=4000m                  

地震烈度:<=8级                    

2、功能:

1)测控终端被安装泵站现场,监测水泵状态;监测出水流量;监测泵控制模式、电压、电流、管道压力、故障报警

2)支持水泵启动设备手动控制、自动控制、远程控制水泵的启停,支持远程切换控制模式。

3)支持远程设置、修改终端的工作参数,实现远程维护终端设备。

4)可实现恒压或恒流自动控制,监控中心可以远程启动/停止水泵

5)监控中心远程采集水源井的水泵状态,监测水泵电压、电流、启停状态、故障状态、控制方式(工频/变频、就地/远程)等设备参数。监测压力、流量等工艺参数。

6)电流过大、缺相、水位过低、控制柜保护、井房停电等异常状况发生时,立即报警;

 十、安装调试

1)远程无线变频控制柜就地安装时,尽量靠近泵组安装。安装时必须充分做好安全措施,服从厂方的统一安排。专人进行配合工作,确保安全生产。

2)调试工作包括下面两方面:

3)出厂调试:硬件调试正常工作,软件模拟设备运行;

4)现场调试:主要是系统设备的功能恢复,以实现上述工程的全部功能。

5)工期应尽可能短,并要求不能对厂方的正常生产造成影响。

6)现场验收:在整套系统达到设计的功能要求时,由双方联合派人参加验收;整套设备正常投入运行并达到设计性能。


十一、产品实物图片如下

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