生活供水系統在小區中的控制方案
2013-4-25 16:03:04??????點(diǎn)擊：
生活供水系統在小區中的控制方案
生活供水系統的底子控制戰略是：選用電動(dòng)機調速設備與可編程控制器（PLC）構成控制系統，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調速作業(yè)，并自動(dòng)調整泵組的作業(yè)臺數，結束供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量改動(dòng)時(shí)抵達安穩供水壓力和節約電能的目的。生活供水系統的控制政策是泵站總管的出水壓力，系統設定的給水壓力值與反響的總管壓力實(shí)習值進(jìn)行比較，其差值輸入CPU運算處置后，宣告控制指令，控制泵電動(dòng)機的投運臺數和作業(yè)變量泵電動(dòng)機的轉速，然后抵達給水總管壓力安穩在設定的壓力值上。聯(lián)絡(luò )供水
跟著(zhù)電力電子技術(shù)的展開(kāi)，電力電子器件的理論研究和制造工藝水平的不斷前進(jìn)，電力電子器件在容量、耐壓、特性和類(lèi)型等方面得到了很大的展開(kāi)。進(jìn)入90年代電力電子器件向著(zhù)大容量、高頻率、照應快、低損耗的方向展開(kāi)。作為運用現代電力電子器件與微核算機技術(shù)有機聯(lián)絡(luò )的交流變頻調速設備，跟著(zhù)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)創(chuàng )新和推行運用，使得交流異步電動(dòng)機調速領(lǐng)域發(fā)作一場(chǎng)龐大的技術(shù)革新。當時(shí)自動(dòng)恒壓供水系統運用的電動(dòng)機調速設備均選用交流變頻技術(shù)，而系統的控制設備選用PLC控制器，因PLC不僅可結束泵組、閥門(mén)的邏輯控制，并可結束系統的數字PID調度功用，可對系統中的各種作業(yè)參數、控制點(diǎn)的實(shí)時(shí)監控，并結束系統作業(yè)工況的CRT畫(huà)面閃現、故障報警及打印報表等功用。自動(dòng)恒壓供水系統具有標準的通訊接口，可與城市供水系統的上位機聯(lián)網(wǎng)，結束城區供水系統的優(yōu)化控制，為城市供水系統供應了現代化的調度、處理、監控及經(jīng)濟作業(yè)的辦法。
2.控制方案
在住宅小區水廠(chǎng)的管網(wǎng)系統中，由于管網(wǎng)是封閉的，泵站供水的流量是由用戶(hù)用水量抉擇的，泵站供水的壓力以滿(mǎn)足管網(wǎng)中壓力較倒霉點(diǎn)的壓力丟掉ΔP和流量Q之間存在著(zhù)如下聯(lián)絡(luò )：
ΔP=KQ2；
式中K—為系數
設PL為壓力較倒霉點(diǎn)所需的較低壓力，則泵站出口總管壓力P應按下式，則可滿(mǎn)足用戶(hù)用水的需要壓力值，又有較好的節能效果。
P=PL+ΔP=PL+ KQ2；
因此供水系統的設定壓力大約根據流量的改動(dòng)而不斷修改設定值，這種恒壓供水技術(shù)稱(chēng)為變量恒壓供水，即供水系統較倒霉點(diǎn)的供水壓力為恒值而泵站出口總管壓力連續可調。
典型的生活供水系統的規劃框圖如圖1所示；系統具有控制水泵出口總管壓力安穩、變流量供水功用，系統通過(guò)設備在出水總管上的壓力傳感器、流量傳感器，實(shí)時(shí)將壓力、流量非電量信號轉換為電信號，輸入至可編程控制器（PLC）的輸入模塊，信號經(jīng)CPU運算處置后與設定的信號進(jìn)行比較運算，得出較好的作業(yè)工況參數，由系統的輸出模塊輸出邏輯控制指令和變頻器的頻率設定值，控制泵站投運水泵的臺數及變量泵的作業(yè)工況，并結束對每臺水泵根據CPU指令實(shí)施軟發(fā)起、軟切換及變頻作業(yè)。系統可根據用戶(hù)用水量的改動(dòng)，自動(dòng)判定泵組的水泵的循環(huán)作業(yè)，以前進(jìn)系統的安穩性及供水的質(zhì)量。
3.系統功用
生活供水系統選用FR-500日本三菱變頻器。該系統中具有功用：
3.1自動(dòng)切換變頻/工頻作業(yè)功用
變頻器供應三種不一樣的作業(yè)辦法供用戶(hù)選擇：
辦法0：底子作業(yè)辦法。變頻器一向固定驅動(dòng)一臺泵并實(shí)時(shí)根據其輸出頻率：控制其他輔佐泵啟停。即當變頻器的輸出頻率抵達較大頻率時(shí)發(fā)起一臺輔佐泵工頻作業(yè)、當變頻器的輸出頻率抵達較小頻率時(shí)則間斷結尾發(fā)起的輔佐泵。由此控制增減工頻作業(yè)泵的臺數。
辦法1：交換辦法，變頻器通常固定驅動(dòng)某臺泵，并實(shí)時(shí)根據其輸出頻率，使輔佐泵工頻作業(yè)，此辦法與辦法0不一樣之處在于若前一次泵發(fā)起的次第是泵1→泵2，當變頻器輸出間斷時(shí)，下一次發(fā)起次第變?yōu)楸?→泵1。
辦法2：直接辦法。當啟信號輸入時(shí)變頻器發(fā)起第，一臺泵當該泵抵達較高頻率時(shí)，變頻器將該泵切換到工頻作業(yè)，變頻器發(fā)起下一臺泵變頻作業(yè)，相反當泵間斷條件成立時(shí)，先間斷較先發(fā)起的泵。
3.2 PID的調度功用
由壓力傳感器反響的水壓信號(4-20MA或-5V)直接送入PLC的A/D口(可以通過(guò)手持編程器)，設定給定壓力值，PID參數值，并通過(guò)PLC核算何以需切換泵的操作結束系統控制，系統參數在實(shí)習作業(yè)中調整，使系統控制照應趨于無(wú)缺。
3.3“休眠”功用
系統作業(yè)時(shí)經(jīng)常會(huì )遇到用戶(hù)用水量較小或不用水(如夜晚)情況，為了節能，該系統專(zhuān)用設置了可以使水泵暫停作業(yè)的“休眠”功用，當變頻器頻率輸出低于其下限時(shí)，變頻器間斷作業(yè)，2＃、3＃泵不作業(yè)，水泵間斷(處于休眠情況)。當水壓繼續升高時(shí)將間斷1泵，當水壓降低到，一，定，值時(shí)將先發(fā)起變頻器作業(yè)2＃泵或3＃泵，當頻率抵達，一，定，值后將發(fā)起1＃泵調度2?；?＃泵的轉速。
“休眠值”變頻器輸出的下限頻率PR507設置。
“休眠供認時(shí)辰”用參數PR506設置，當變頻器的輸出頻率低于休眠值的時(shí)辰如小于休眠時(shí)辰td時(shí)，即td＜tn時(shí)變頻器繼續作業(yè)，當td＞tn時(shí)變頻器將進(jìn)入休眠情況。 “喚醒值”由供水壓力下限發(fā)起，當供水壓力低于下限值時(shí)由PLC宣告指令喚醒變頻器作業(yè)。
經(jīng)檢驗“休眠值”為10HZ。
“休眠供認時(shí)辰”td:20s
“喚醒值”70%
3.4通訊功用
該系統具有核算機的通訊功用，PLC變頻器均供應有RS232或485接口PLC可選用西門(mén)子的S7-200核算機可以與一套或多套系統進(jìn)行通訊，運用核算機一同可以監測：電流、電壓、頻率、轉速、壓力等也可以控制變頻器的各類(lèi)參數。
此外該系統還具有手動(dòng)/自動(dòng)操作，故障報警，作業(yè)情況，電流，電壓、頻率情況閃現缺水保護等功用。
4.作業(yè)特征
以三臺水泵的恒壓供水系統為例，系統在自動(dòng)作業(yè)辦法下，可編程控制器控制變頻器軟發(fā)起1#泵，此時(shí)1#泵進(jìn)入變頻作業(yè)情況，其轉速逐漸升高，當供水量Q<1/3Qmax時(shí)（Qmax為三臺水泵全部工頻作業(yè)時(shí)的較大流量），可編程控制器CPU根據根據供水量的改動(dòng)自動(dòng)調度1#泵的作業(yè)轉速，以保證所需的供水壓力。當用水量Q在1/3Qmax
當外供水量減少至1/3Qmax 5.系統經(jīng)濟效益分析及系統利益。
5.1經(jīng)濟效益分析
變量泵的功率N1、供水量Q1與泵轉速n 1三者的聯(lián)絡(luò )如下式：
N1/Q1=（n 1/n）3
Q1/Q= n 1/n
額定流量Q時(shí),式中Q—額定流量，Q1 N—的軸功率
n—水泵的額定轉速
因額定流量Q=99%時(shí)，n=99%，N=99%，若n 1=90%n時(shí)Q1=90%Q，N1=72.9%N，即可節電27.1%。若n 1=80%n時(shí)Q1=80%Q，N1=51.2%N，即可節電48.8%。
5.2系統利益
5.2.1恒壓供水技術(shù)因選用變頻器改動(dòng)電動(dòng)機電源頻率，而抵達調度水泵轉速改動(dòng)水泵出口壓力，比靠調度閥門(mén)的控制水泵出口壓力的辦法，具有降低管道阻力大大減少截流丟掉的效能。
5.2.2由于變量泵作業(yè)在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時(shí)，泵轉速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延伸泵和電動(dòng)機的機械運用壽命。
5.2.3因結束恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員一再操作，降低了人員的勞動(dòng)強度，節約了人力。
5.2.4水泵電動(dòng)機選用軟發(fā)起辦法，按設定的加速時(shí)辰加速，避免電動(dòng)機發(fā)起時(shí)的電流沖擊，對電網(wǎng)電壓構成不堅定的影響，一同也避免了電動(dòng)機俄然加速構成泵系統的喘振。
5.2.5由于變量泵作業(yè)在變頻作業(yè)情況，在其作業(yè)過(guò)程中其轉速是由外供水量抉擇的，故系統在作業(yè)過(guò)程中可節約可觀(guān)的電能，其經(jīng)濟效益是非常明顯的。由于其節電效果明顯，所以系統具有收回出資快，而長(cháng)時(shí)間獲益，其發(fā)作的社會(huì )效益也是非常龐大。
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