PLC控制的無(wú)負(fù)壓二次供水設(shè)備
2013/4/24 10:40:29??????點(diǎn)擊：
PLC控制的無(wú)負(fù)壓二次供水設(shè)備
生活小區(qū)有近千用戶，現(xiàn)在的供水系統(tǒng),，在用水量大的時(shí)間段，出現(xiàn)嚴(yán)重的供水不足,，水壓下降,，嚴(yán)重影響住戶的生活質(zhì)量。現(xiàn)供水系統(tǒng)采用水泵定速控制,，通過(guò)改變閥門(mén)的大小的方法調(diào)節(jié)流量和壓力,，以達(dá)水壓恒定。這種方式在運(yùn)行中存在以下問(wèn)題,。
1.人工操作存在調(diào)節(jié)滯后,，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性差，自動(dòng)化程度低,，使得溢水管經(jīng)常排水造成資源浪費(fèi),；
2.水泵定速運(yùn)行，不僅造成電能的浪費(fèi),，而且由于泵長(zhǎng)期高速運(yùn)行,，易使軸承損壞，影響泵的使用壽命,，且備用水泵出現(xiàn)過(guò)銹死的現(xiàn)象,；
3.每年夏天用水高峰時(shí)段水壓不能得到保證，當(dāng)出現(xiàn)了突發(fā)性電網(wǎng)故障時(shí),，由于水量不足給住戶生活造成不便,；
為了提供恒壓供水，因而對(duì)生活小區(qū)供水系統(tǒng)進(jìn)行改造就顯得非常重要,。
無(wú)負(fù)壓二次供水設(shè)備系統(tǒng)要求：
1.原供水系統(tǒng)
原供水系統(tǒng)采用兩臺(tái)（一臺(tái)備用）7.5KW電機(jī)控制水塔水位,，通過(guò)改變閥門(mén)的大小的方法調(diào)節(jié)流量和壓力，以達(dá)到調(diào)節(jié)水壓供水,，系統(tǒng)中電機(jī)采用硬啟動(dòng),，且供水中只有一種壓力。
2.改造后供水系統(tǒng)要求
(2)水泵工作時(shí)可由變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)換為工頻運(yùn)行,，也可由工頻運(yùn)行轉(zhuǎn)換為變頻運(yùn)行,，工頻運(yùn)行與變頻運(yùn)行之間有連鎖控制。
(3)當(dāng)電機(jī)由變頻運(yùn)行切換至工頻電網(wǎng)運(yùn)行和由工頻電網(wǎng)切換到變頻器電動(dòng)運(yùn)行時(shí),，須有一,，定的延,，時(shí),，進(jìn)行速度穩(wěn)定后接觸器才自動(dòng)合閘，以防止操作過(guò)電壓和電機(jī)高速產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)損壞電力電子器件,。
(4) 具有自動(dòng),、穩(wěn)定、節(jié)能,、經(jīng)濟(jì)等,。
無(wú)負(fù)壓二次供水設(shè)備改造方案確定及系統(tǒng)的構(gòu)成
1.改造方案
(1)根據(jù)系統(tǒng)節(jié)能,、經(jīng)濟(jì)的要求選用三臺(tái)10KW電機(jī)控制三臺(tái)水泵進(jìn)行供水。其中一臺(tái)備用,，當(dāng)用水高峰時(shí)兩臺(tái)水泵運(yùn)行以滿足水壓要求,，用水低峰時(shí)一臺(tái)水泵運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的,。
(2)選用PLC,、變頻器、壓力傳感器,、時(shí)控開(kāi)關(guān)作為控制單元,，實(shí)現(xiàn)出水管網(wǎng)壓力的自動(dòng)化控制，水泵之間的自動(dòng)切換和閥門(mén)的自動(dòng)開(kāi)關(guān)等,，大幅度提高設(shè)備的自動(dòng)化水平和可靠度,。
2.無(wú)負(fù)壓二次供水設(shè)備系統(tǒng)構(gòu)成
變頻器是調(diào)速核心設(shè)備，其主要作用是通過(guò)改變輸出電源頻率而對(duì)電機(jī),，水泵實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速,，達(dá)到隨用水量變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)、水泵轉(zhuǎn)速,，使管網(wǎng)保持恒壓的目的,。另外，系統(tǒng)通過(guò)軟硬件實(shí)現(xiàn)過(guò)壓過(guò)流過(guò)熱等較齊全的保護(hù)功能,，以及對(duì)電機(jī)實(shí)施熱啟動(dòng),，每臺(tái)水泵均具有變頻，手動(dòng)等操作功能,。從而,，根據(jù)用水所需的壓力來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)速度控制壓力，達(dá)到節(jié)能的目的
無(wú)負(fù)壓二次供水設(shè)備系統(tǒng)改造
1.元件選型
(1)時(shí)控開(kāi)關(guān)選用LT311A型時(shí)控開(kāi)關(guān),。它為單片機(jī)可編程時(shí)間控制器,，具有24個(gè)可預(yù)置的時(shí)間程序，按順序設(shè)置可組成12對(duì)定時(shí)開(kāi)關(guān),。其中1～8程序組成4對(duì)定時(shí)開(kāi)關(guān)為第,，一路輸出，9～16程序組成4對(duì)定時(shí)開(kāi)關(guān)為第,，二路輸出,，17～24程序組成4對(duì)定時(shí)開(kāi)關(guān)為第，三路輸出,，若將三路輸出合并為一路使用,，可實(shí)現(xiàn)每天12次開(kāi)12次關(guān)的定時(shí)控制
(2)壓力傳感器選用PS4型壓力傳感器，該傳感器具有開(kāi)關(guān)量與模擬量輸出功能，傳感器的測(cè)量范圍為0.3~0.8Mpa,，外形引腳如圖四所示,。其開(kāi)關(guān)量輸出可通過(guò)壓力預(yù)置，當(dāng)檢測(cè)到的壓力達(dá)到預(yù)置壓力時(shí)開(kāi)關(guān)閉合,。
(3) PLC選型：根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)數(shù)選擇,。時(shí)控開(kāi)關(guān)有三個(gè)時(shí)控輸出信號(hào)，再加上啟動(dòng),、停止,，手動(dòng)控制三臺(tái)電機(jī)及六個(gè)電磁閥等共計(jì)有22個(gè)輸入點(diǎn)，22個(gè)輸出點(diǎn),；另整個(gè)系統(tǒng)對(duì)PLC沒(méi)有特殊功能指令要求,，因此可選擇經(jīng)濟(jì)小型的FXON-60MR型PLC。
(4)根據(jù)電機(jī)的功率選擇變頻器：電機(jī)功率為10KW,，可選擇日本三菱公司的FR-A540-10KW變頻器,，其變頻器本身具有制動(dòng)功能，可不用外接制動(dòng)元件,。
2.全系統(tǒng)控制
(1)時(shí)間壓力匹配控制
?、贂r(shí)控開(kāi)關(guān)時(shí)間設(shè)定：0:00~5:00,11:00~14:00,21:00~24:00為1~6組時(shí)間程序，由第,，一路輸出,；5:00~8:00,14:00~17:00為8~11組時(shí)間程序，由第,，二路輸出,；8:00~11:00,17:00~21:00為17~20組時(shí)間程序由第，三路輸出,。然后接于PLC輸入端的X10,、X11、X12端子,。
?、趬毫υO(shè)置分別為0.38MPa、0.5MPa,、0.47MPa,、0.52MPa、0.48MPa,、0.53MPa,、0.42MPa，其實(shí)現(xiàn)可通過(guò)PLC輸出的開(kāi)關(guān)量信號(hào)來(lái)控制變頻器2端子輸入電壓大小以達(dá)到實(shí)現(xiàn)的目的
?、圩冾l器在某一時(shí)段給定壓力后,，與壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)反饋到變頻器的4端子進(jìn)行比較，可隨時(shí)調(diào)整變頻器輸出頻率,，以達(dá)到實(shí)際壓力與給定壓力相等,，從而實(shí)現(xiàn)了變頻器的PID控制。
(2)變頻運(yùn)行與工頻運(yùn)行的轉(zhuǎn)切換
當(dāng)電機(jī)的變頻供電頻率上升到工頻運(yùn)行時(shí),，則PLC控制繼電器斷開(kāi)變頻器的供電,，直接由電網(wǎng)進(jìn)行供電，當(dāng)供水管壓力還達(dá)不到要求時(shí),，第,，二臺(tái)電機(jī)變頻啟動(dòng)運(yùn)行。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)情況有如下特點(diǎn)：當(dāng)壓力達(dá)到0.5Mpa時(shí)變頻器輸出頻率為工頻,，此時(shí)要求將變頻運(yùn)行切換成電網(wǎng)供電運(yùn)行,。其實(shí)現(xiàn)是將壓力傳感器設(shè)定值為50Hz，通過(guò)傳感器開(kāi)關(guān)量的輸出來(lái)控制PLC,，實(shí)現(xiàn)電機(jī)變頻與電網(wǎng)運(yùn)行的切換,。
5)變頻器程序設(shè)置如下：
Pr79=2；(操作模式選擇外部操作模式)
Pr128=20,；(PID控制動(dòng)作選擇負(fù)反饋)
Pr129=300%,；(PID比例范圍)
Pr130=180s；(PID積分時(shí)間)
Pr134=3s,；(PID微分時(shí)間)
Pr1=10Hz,；(下限頻率)
Pr2=50Hz；(上限頻率)
Pr904=0mA;0Hz,；(傳感器輸出校正)
Pr905=16mA;50Hz,；(傳感器輸出校正)
結(jié)束語(yǔ)：
采用該P(yáng)LC控制的無(wú)負(fù)壓二次供水設(shè)備肯定能保證小區(qū)用戶的用水，同時(shí)很大程度上降低了維修的勞動(dòng)強(qiáng)度和延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命,，實(shí)現(xiàn)了真正的自動(dòng)控制,，不僅可解決了現(xiàn)供水系統(tǒng)存在的問(wèn)題，而且節(jié)能效果顯著,。因此,，從節(jié)能和改善用戶的生活條件上有著重大的價(jià)值。
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