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供水

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   變頻調速恒壓供水系

技術領域

本方案涉及PLC的編程制作,人機交互界面的組態等內容。 

背景技術 

不管是工業用水,還是生活用水,用水量都是變化的,比如居民樓的生活用水,一般用水量較大的時間段是早中晚,而其它時間段的用水是則非常少的,如何保證在不同用水量的情況下,保證出水壓力的恒定,這便是本方案要解決的問題。

傳統的恒壓供水方式一般是水塔,高水箱以及氣壓罐的,而隨著變頻器調速技術的成熟,以及自動化技術的日趨成熟,變頻調速恒供水系統取代傳統的恒壓供水方式乃是大勢所趨。 

本方案的亮點

本方案的目的就是利用現代變頻技術以及PLC編程自動控制技術共同組成恒壓供水系統,主要手段就是根據后級的用水量及水壓進行無級調速,以此來滿足后級的用水需求,跟傳統的水塔、高水箱的恒壓方式不同,本方案無論是在占地面積、投資成本以及節能方面都具有極大的優勢,其穩定性、經濟性在長期的實踐中已得充分的驗證。

技術方案(產品類)描述(重點)

1、主要描述本技術方案的結構組成及每部分的功能和連接關系。

本方案主要由供水泵、變頻器、壓力傳感器、隔膜罐、PLC可編程控制器以及觸摸屏等完成。

供水泵的作用就是為后級用水單元供水,變頻器的作用則是對水泵進行轉速控制,壓力傳感器則是實時采集管網水壓,隔膜罐的作用就是在水泵的加減泵的瞬間提供緩沖,以保證水壓的恒定,PLC的作用則是完成檢測以及邏輯控制,而觸摸屏則提供一個可以人操作的界面。

   2、工作原理

本方案的基本控制原理是,首先根據后級管網的水壓變化,計算出后級系統的負荷,并根據壓力的變化情況以及后級用戶對水壓的需求值,首先對水泵進行選擇,確認水泵的運行臺數,與此同時,對其中的一臺水泵進行變頻調節,從而達到用戶設定的水壓,達到恒壓供水的目的。

為保證系統的穩壓性及安全性,本系統同時提供手自動兩套控制方案,用戶可在運行過程中隨時切換,在保證供水量的同時,以方便用戶的維護。 

技術方案(方法類)描述(重點)

本方案的核心控制思想是通過后級管網的壓力,采用PID閉環控制來完成的。

從節省投資成本的情況出發,本系統的水泵雖然是多臺運行,但變頻器則只需要一臺,便可實現對多臺水泵的聯合控制。

其控制過程為,當系統檢測到的管網壓力低于設定的壓力時,系統將根據PID運算自動增加水泵的運行頻率,當運行頻率上升到一定頻率時,而壓力仍未達到設定值,系統則將此時運行的水泵由變頻轉為工頻,轉換完成后,再變頻啟動另一臺泵,并對該泵進行PID調節控制,以達到恒壓供水的目的。

當系統檢測到的管網壓力高于設定值,而變頻泵的頻率降低到最低運行頻率時,而壓力仍舊高于設定值,則系統將會根據各泵的運行時間,自動停止其中的一臺運行時間最長的那臺工頻泵。

系統在增泵跟減泵的過程,管網的壓力會有些波動,由于此過程持續的時間相當短暫,一般不會超過15秒,為消除在這短暫的波動,我們在系統中增加一定容量的沒隔膜罐,以此來緩沖,以達到在增減泵的過程仍能滿足恒壓供水的原則。

為保證運行的可靠性,系統的控制有兩種模式,一種就是上述提到的全自動運行,另種則是根據實際情況,現場手動運行。

技術效果

技術效果主要有以下幾個方面:

第一,節能:由于本系統采用的是變頻控制,并且對水泵的運行臺數進行優化控制,根據用水量的多少,最大限度地節能運行。

第二,節水:根據實際用水情況設定管網壓力,自動控制水泵出水量,減少了水的跑、漏現象;

第三,運行可靠:由變頻器實現泵的軟起動,使水泵實現由工頻到變頻的無沖擊切換,防止管網沖擊、避免管網壓力超限,管道破裂。

第四聯網功能:采用全中文工控組態軟件,實時監控各個站點,如電機的電壓、電流、工作頻率、管網壓力及流量等。并且能夠累積每個站點的用電量,累積每臺泵的出水量,同時提供各種形式的打印報表,以便分析統計。

第五,控制靈活:由于PLC的功能相當強大,本系統完全可以實現分段供水,定時供水,手動選擇工作等多種方式。

第六、自我保護功能完善:如某臺泵出現故障,主動向上位機發出報警信息,同時啟動備用泵,以維持供水平衡。當系統出現故障時,可將控制模式轉為現場手動,仍舊可以實現恒壓供水的的目的。

附圖(重點)

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