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PLC控制的 无塔恒压供水系统

文章附图

1、节约总投资70%
不用建水池或设水箱.与自来 水管道直接连接加压供水。可充分 利用自来水原有的压力.缩小水泵型号(原来水泵需用60M扬程.现在只用30M即可)。
2、水质纯净
纯净水 的自来水经过设备加压后直接供到用户.无负压 隔膜罐采用天然符合食品卫生标准的胶囊.密封连接.自来水 与空气完全隔离开.水源没有任何污染.水质质量好,用户可 以喝到符合卫生标准的饮用水.采用微 机变频软启动恒压控制.供水压力平稳.水压稳定。
3、节电70%
可充分 利用自来水管道原有的压力.差多少.补多少.自来水满足要求时.设备就停止工作.节能效果极其显著。可达50%-90%以上.例如某小区楼高为6层.用水高 峰期自来水可以供到4层.用水低峰期可以供到6层.那么采 用此设备在用水高峰期对5-6层进行加压.在用水 低峰期设备就休眠(停止工作)。停电可 恢复自来水的常压供水。这种供水方式耗能小.设备运行费用低.使用经济.节省日常用电开支。
4、节省占地.节省安装工时
不用建水池.不用安装水箱,成套设备出厂.到现场后.用户的 自来水进水管和出水管直接与
设备对接即可.施工简单.施工周期短,占地面积小。
5、节省人力.物力
使用该 设备水质没有污染.不需要安装消毒设备.进一步节省投资。使用非常经济.因没有水池或水箱.节省了定期清洗.消毒的费用。
6、低噪音
由于水 泵通过无负压罐直接与自来水连接.所以没 有自来水进水巨大的水冲流声;系统由 于采用我公司独有的SFL(与国际 同步的低转速生活专用)泵.大大降 低因水泵运转而带来的噪声。
变频器abb无负压 变频给水设备是是在HLS变频恒 压供水设备基础上.开发而来的新型

桓北工控自动化   13:16:49
1.绪论
1.1设计的 由来及主要意义
近年来 我国中小城市发展迅速,集中用水量急剧增加。与此同 时我国城市家庭人均日生活用水量也在逐年提高。由于用 户用水的多少是经常变动的,因此供 水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水 和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上,即用水多而供水少,则压力低;用水少而供水多,则压力大。保持供水压力的恒定,可使供 水和用水之间保持平衡,即用水多时供水也多,用水少时供水也少,从而提 高了供水的质量。
此外,恒压供 水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的。例如在 某些生产过程中,若自来 水供水因故压力不足或短时断水,可能影响产品质量,严重时 使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时,若供水 压力不足或无水供应,不能迅速灭火,可能引 起重大经济损失和人员伤亡。所以,某些用 水区采用恒压供水系统,具有较 大的经济和社会意义。
随着电力技术的发展,变频调 速技术的日益完善,以变频 调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备,起动平稳,起动电 流可限制在额定电流以内,从而避 免了起动时对电网的冲击;由于泵 的平均转速降低了,从而可 延长泵和阀门等东西的使用寿命;可以消 除起动和停机时的水锤效应。其稳定 安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能,将使供水实现节水、节电、节省人力,最终达 到高效率的运行目的。[1][2][3]
1.2设计目标和要求
1.根据目 前变频调速恒压供水的现状,本设计 要求能实现恒压供水,自动和 手动完成各个水泵的起停和切换,以及故障报警。
2.系统硬件设计(主电路,控制电路),PLC接线图设计。
3.软件设计(PLC程序)控制系 统程序设计主要包括初始化程序,停机程序,水泵电机启动程序,电机工频/变频切 换程序及报警程序。
2.变频调 速恒压控制系统的方案设计
2.1方案选择
   随着供 水需求的不断上升,单靠以 往继电接触器已经不能满足要求,目前控 制方式有以下几种:
1.逻辑电子电路控制:
  这类控 制电路难以实现水泵机组全部软启动、全流量变频调节。往往采 用一台泵固定于变频状态,其余泵均为工频工作 状态的方式。因此控制精度较低、水泵切 换时水压波动大、调试较麻烦、工频泵启动时有冲击、抗干扰能力较低,但成本较低。
2.单片机电路控制:
  这类控 制电路优于逻辑电路,但在应付不同管网、不同供 水情况时调试较麻烦,追加功 能时往往要对电路进行修改,不灵活也不方便。电路的 可靠性和抗干扰能力都不是很高。
3.带PID回路调节器和/或可编程序控制器(PLC)的控制:
  此时变 频器的作用是为电机提供可变频率的电源,实现无极调速,从而使 管网水压连续变化。传感器 的任务是检测管网水压。压力设 定单元为系统提供满足需要的水压期望值。压力设 定信号和压力反馈信号在输入可编程控制器后,经可编程控制器内部PID控制程序的计算,输出给 变频器一个转速控制信号。还有一 种办法是将压力设定信号和压力反馈信号送入PID回路调节器,由PID回路调 节器内部进行运算后,输入给 变频器一个调速信号。[4][5]
2.2设计方案
在对几 种控制方案进行比较后,选用了PLC的控制方式。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 与给定的压力进行比较,得出一比较参数,送给变频器,由变频 器控制电机的转速,调节系统的供水量,使供水 管网上的压力保持在给定的压力上,当用水 量超过一台泵的供水量时,通过PLC控制切换器进行加泵。根据用水量的大小由PLC控制工 作泵的数量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。此外,系统还 设有多种保护功能,充分保 证了水泵的及时维修和系统的正常供水。图1为变频恒压供水系统。其中变 频器的作用是为电机提供可变频率的电源,实现电机的无极调速,从而使 管网水压连续变化。传感器 的任务是检测管网水压,压力设 定单元为系统提供满足用户需求的水压期望值。压力设 定信号和压力反馈信号输入可编程控制器后,经可编程控制器内部PID控制程序的计算,输出给 变频器一个转速控制信号。还有一 种方法是将压力设定信号和压力反馈信号送入PID回路调节器,由PID回路调 节器在调节器内部进行运算后,输出给 变频器一个转速调节信号,如图1中虚线所示。供水设备控制1—3台水泵,在这些水泵中,只有一台变频泵。当供水 设备供电开始时,先启动变频泵,管网水 压达到设定值时,变频器 的输出频率则稳定在这一数值上。而当用水量增加,水压降低时,传感器 将这一信号送入可编程控制器或PID回路调节器,可编程控制器或PID回路调 节器则送出一个用水量增大的信号,使变频 器的输出频率上升,水泵的转速提高,水压上升。如果用水量增加很多,使变频 器的输出频率达到最大值,仍不能 使管网水压达到设定值,可编程序控制器或PID回路调 节器就发出控制信号,启动一台工频泵,其他泵依次类推。反之,当用水量减少,变频器 的频率达到最小值时,则发出 减少一台工频泵的信号,其他泵依次类推。图中M1-M3为电机,P1-P3为水泵,KM1-KM6为电机起、停、互相切 换的交流接触器。

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