plc恒壓供水系統(tǒng)在建筑供水工程中的應(yīng)用
plc恒壓供水系統(tǒng)在建筑供水工程中的應(yīng)用
一、采用plc恒壓供水系統(tǒng)的好處
plc恒壓供水系統(tǒng)對于生活小區(qū)是非常重要的,例如在生活小區(qū)供水過程中,若自來水供水因故壓力不足或短時斷水,可能影響居民生活。又如當發(fā)生火警時,若供水壓力不足或無水供應(yīng),不能迅速滅火,可能引起重大損失和人員傷亡。所以,生活小區(qū)采用生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng),具有較大的經(jīng)濟和社會意義。
基于上述情況,建設(shè)公司對###生活小區(qū)plc恒壓供水系統(tǒng)進行改造,采用S7-200CNPLC作為主控單元。利用ABB供水變頻器,根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)可快速調(diào)整供水系統(tǒng)的工作壓力,達到恒壓供水的目的。
二、plc恒壓供水系統(tǒng)的基本控制策略
采用電動機調(diào)速裝置與可編程控制器(PLC)構(gòu)成控制系統(tǒng),進行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運行,并自動調(diào)整泵組的運行臺數(shù),完成供水壓力的閉環(huán)控制,在管網(wǎng)流量變化時達到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標是泵站總管的出水壓力,系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的總管壓力實際值進行比較,其差值輸入CPU運算處理后,發(fā)出控制指令,控制泵電動機的投運臺數(shù)和運行變量泵電動機的轉(zhuǎn)速,從而達到給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。恒壓供水就是利用變頻器的PID或PI功能實現(xiàn)的工業(yè)過程的閉環(huán)控制。即將壓力控制點測的壓力信號(4-20mA)直接輸入到變頻器中,由變頻器將其與用戶設(shè)定的壓力值進行比較,并通過變頻器內(nèi)置PID運算將結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號調(diào)整水泵電機的電源頻率,從而實現(xiàn)控制水泵轉(zhuǎn)速。
供水系統(tǒng)選用原則水泵揚程應(yīng)大于實際供水高度,水泵流量總和應(yīng)大于實際最大供水量。
三、plc恒壓供水系統(tǒng)的基本構(gòu)成
##小區(qū)plc恒壓供水系統(tǒng)采用一臺ABB變頻器拖動四臺0.5KW功率電動機,可在變頻和工頻兩種方式下運行。用戶通過人機界面對水壓設(shè)定,并可通過觸摸屏對電極轉(zhuǎn)速,頻率,運行狀態(tài)和水壓等參數(shù)進行監(jiān)視。
啟動方式:為避免啟動時的沖擊電流,電機采用變頻啟動方式,從變頻器的輸出端得到逐漸上升的頻率和電壓。啟動前變頻器要復(fù)位。
變頻調(diào)速:根據(jù)供水管網(wǎng)流量、壓力變化自動控制變頻器輸出頻率,從而調(diào)節(jié)電動機和水泵的轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)恒壓供水。如設(shè)備的輸出電壓和頻率上升到工頻仍不能滿足供水要求時,PLC發(fā)出指令1號泵自動切換到工頻電源運行,待1號泵完全退出變頻運行,對變頻器復(fù)位后,2號泵投入變頻運行。
多泵切換:根據(jù)恒壓的需要,采取無主次切換,即“先開先?!钡脑瓌t接入和退出。在PLC的程序中,通過設(shè)置變頻泵的工作號和工頻泵的臺數(shù),由給定頻率是否達到上限頻率或下限頻率來判斷增泵或減泵。在用水量較小的情況下,采用輔助泵工作。
為了避免一臺泵長期工作,任一泵不能連續(xù)變頻運行超過3小時。當工頻泵臺數(shù)為零,有一臺運行于變頻狀態(tài)時,啟動計時器,當達到3小時時,變頻泵的泵號改變,即切換到另一臺泵上。當有泵運行于工頻狀態(tài),或輔助泵啟動時,計時器停止計時并清零。
故障處理:能對水位下限,變頻器、PLC故障等報警。PLC故障,系統(tǒng)從自動轉(zhuǎn)入手動方式。
監(jiān)控程序:系統(tǒng)主窗體四個按鈕控件,分別為參數(shù)設(shè)置、實時監(jiān)測、啟動和關(guān)閉系統(tǒng)。參數(shù)設(shè)置界面如圖2所示。用戶可根據(jù)實際情況修改壓力設(shè)定值。
plc恒壓供水系統(tǒng)主要控件功能包括:
(1)壓力設(shè)定值:壓力設(shè)定值范圍:0.30-0.60Mpa。
(2)校正系數(shù):主要是對壓力顯示進行校正,使壓力顯示與壓力表顯示一致。
(3)復(fù)位按鈕:運行中按下,將使系統(tǒng)重新啟動,各參數(shù)回到初始設(shè)置。
(4)設(shè)定按鈕:在文本框輸入壓力設(shè)定值和校正系數(shù)后,按下此按鈕,壓力設(shè)定值和校正系數(shù)才能通過串口發(fā)送給下位機。
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