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PLC在無負(fù)壓成套供水設(shè)備中的實踐應(yīng)用

一,、無負(fù)壓成套供水設(shè)備概述

    隨著我國城市化水平的提高，城市人口急劇增加,，居民小區(qū)不斷建設(shè)且樓房層數(shù)越來越高,，使原來自來水管網(wǎng)壓力出現(xiàn)不足，很多城市普遍存在著用水高峰期高層樓房上不去水的現(xiàn)象,，導(dǎo)致高層居民用水難,。目前，一般的解決辦法是修建水池或水箱,，通過水泵二次加壓供水,。

    為解決此類問題，當(dāng)前均采用先進(jìn)的全自動無負(fù)壓成套供水設(shè)備,，此供水設(shè)備可直接與自來水管網(wǎng)串接,，通過負(fù)壓消除器和穩(wěn)壓平衡器保護(hù)自來水管網(wǎng)不形成負(fù)壓，避免了修建混凝土蓄水池或設(shè)水箱的麻煩,。此設(shè)備充分利用了自來水管網(wǎng)的原有壓力,，在原有壓力的基礎(chǔ)上疊加一部分壓力,，差多少，補多少,，使無負(fù)壓成套供水設(shè)備的選型減小,，節(jié)省投資，同時在使用過程中也可大大節(jié)能,，是目前最先進(jìn)最新的二次供水方式,。

二、無負(fù)壓成套供水設(shè)備應(yīng)用范圍

1,、流量范圍：1.5-1600噸/小時,；

2、揚程范圍：21.6-225米;

3,、穩(wěn)流罐：0.5立方-50立方,；

4、壓力范圍 0 ～ 2.5MPA

5,、壓力調(diào)節(jié)精度：±0.01兆帕,；

6、環(huán)境溫度：０-40℃.

7,、相對濕度 90 % 以下（電控部分）

8,、電源 380v(1 ± 10 % ) ；50HZ ± 2HZ

9,、控制方式 單臺,，恒壓

三、無負(fù)壓成套供水設(shè)備方案：

    本無負(fù)壓成套供水設(shè)備主要由變頻控制柜,、穩(wěn)流調(diào)節(jié)器,、負(fù)壓抑制器、水泵機組,、儀表,、閥門及管路等組成。

1,、在本無負(fù)壓成套供水設(shè)備自動控制系統(tǒng)中,，變頻器我們采用了美國艾默生，同時,，為方便用戶進(jìn)行實時監(jiān)控設(shè)備運行狀態(tài)以及便于維修,，我們采用了人機界面觸摸屏，控制器采用了艾默生EC20,，由于它具有兩個通訊端口,，并且可任意選擇通訊協(xié)議

2、EC20控制器通過COM0端口與人機界面通訊,，人機界面作為主站,，通過EMERSON PROTOCOL 協(xié)議與可編程通訊,，控制器為從站，通過MODBUS協(xié)議通訊,。通過COM1端口與變頻器通訊,，可編程控制器此時作為主站，變頻器為從站,，采用的是自由口通訊協(xié)議。

3,、通過此種組網(wǎng)方式,，用戶對于壓力設(shè)定、輸出頻率,、輔泵頻率,、PID數(shù)值、切換時間,、 延時時間,、超壓設(shè)定、壓力反饋等數(shù)十種參數(shù)可在觸摸屏上顯示,、 設(shè)置,、修改，方便操作,。對水泵工作狀態(tài),、變頻器工作狀態(tài) 和系統(tǒng)水位等多個參數(shù)，實現(xiàn)了即時跟蹤,。滿足遠(yuǎn)距離監(jiān)測,、監(jiān)控及控制功能。

同時,，還可方便監(jiān)測設(shè)備故障,，方便維修。具有故障實時記憶功能,。

四,、 無負(fù)壓成套供水設(shè)備控制部分：

      1、本設(shè)無負(fù)壓成套供水設(shè)備具有手動和自動兩種控制方式,。

      2,、在自動運行中無水停機、有水自動開機,，兩臺泵循環(huán)運行,，先啟先停，定期切換,。

      3,、PID調(diào)節(jié)：PID閉環(huán)調(diào)節(jié)實現(xiàn)水泵恒壓運行,。采用EC20的PID指令，由于本設(shè)備直接連于自來水管網(wǎng),，當(dāng)自來水壓力低于用戶所需要的設(shè)定壓力時,，微機控制水泵啟動運行，直到管路的實際壓力等于設(shè)定壓力,，此時變頻器控制的水泵以一恒定轉(zhuǎn)速運行,，保持管網(wǎng)壓力為設(shè)定值。自來水壓力越高,，變頻器轉(zhuǎn)速越低,，自來水壓力越低，變頻器轉(zhuǎn)速越高,。當(dāng)自來水壓力達(dá)到設(shè)定值時,，設(shè)備停止運行。充分利用自來水管網(wǎng)壓力,，又確保用戶所需的恒定壓力,。

     4、零流量停機控制功能：不論是在一臺還是兩臺泵運行時,，自來水滿足要求壓力時,，設(shè)備就停止工作，由自來水直供,，變頻器處于休眠狀態(tài),。自來水壓力不足時，設(shè)備工作,，此方式充分利用自來水管道原有的壓力差多少,，補多少，節(jié)能效果極其顯著,，可達(dá)20％- 70％以上,。

五、無負(fù)壓成套供水設(shè)備PLC程序要點

1,、壓力調(diào)節(jié)：通過CONTROLSTAR編程軟件中PID指令向?qū)?，自動生成PID_SET和PID_EXE 2個子程序，其中PID_SET是參數(shù)設(shè)置程序,，PID_EXE是PID調(diào)用

2,、變頻器控制

CONTROLSTAR編程軟件有專門的變頻器指令，可實現(xiàn)EC20和艾默生變頻器的無縫連接,。

   2.1 通過系統(tǒng)塊界面設(shè)置EC20的通訊端口1的自由口協(xié)議參數(shù),，

包括波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位,、停止位,、幀間超時時間等。用戶不需要復(fù)雜的編程,。

2.2 通過“變頻器連接表”可方便列出掛在端口1網(wǎng)絡(luò)上的變頻器設(shè)備,。包括站號、型號,、協(xié)議等,。

2.3 通過集成在CONTROLSTAR編程軟件中的專用變頻器指令,包括FRQ(給定頻率)、FWD(正轉(zhuǎn)),、GET(讀變頻器頻率,、電流、轉(zhuǎn)速),、REV(反轉(zhuǎn))、STP(停止),，可以方便實現(xiàn)變頻器的啟停,、讀寫頻率

六、總結(jié)：

    在本案例中,，我們采用艾默生高性能變頻器以及先進(jìn)的可編程控制器,，滿足了用戶在無負(fù)壓供水中的應(yīng)用。

1,、智能化程度高   微機控制全自動運行,，性能穩(wěn)定可靠，泵房可實現(xiàn)無人職守,。

2,、恒壓：PLC的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)，恒壓精度高,，將水泵的運行嚴(yán)格遵照高效曲線執(zhí)行,，從而使得系統(tǒng)在接近理想狀態(tài)下工作，壓力輸出值精度有效保證在±0.01兆帕范圍內(nèi),。在水壓波動下,，具有過載、短路,、過流等各種自動,、保護(hù)功能。

3,、節(jié)能 變頻器的零流量停機功能,，使設(shè)備在管網(wǎng)壓力達(dá)到設(shè)定值后，停機，處于休眠狀態(tài),，待壓力不足時,，重新啟動。真正實現(xiàn)節(jié)能功能,。

4,、良好的通訊方式，方便用戶遠(yuǎn)距離監(jiān)控,、監(jiān)測及控制設(shè)備和變頻器等,。同時利用通訊功能，不需再使用模擬量模塊,，安裝維護(hù)方便,，進(jìn)一步節(jié)約成本。