CTEC20系列PLC在無(wú)負壓供水機組中的應用

一、 無(wú)負壓供水機組概述 

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

         為解決此類(lèi)問(wèn)題，當前均采用先進(jìn)的全自動(dòng)無(wú)負壓供水機組，此供水設備可直接與自來(lái)水管網(wǎng)串接，通過(guò)負壓消除器和穩壓平衡器保護自來(lái)水管網(wǎng)不形成負壓，避免了修建混凝土蓄水池或設水箱的麻煩。此設備充分利用了自來(lái)水管網(wǎng)的原有壓力，在原有壓力的基礎上疊加一部分壓力，差多少，補多少，使二次加壓設備的選型減小，節省投資，同時(shí)在使用過(guò)程中也可大大節能，是目前最先進(jìn)最新的二次供水方式。 

二、 無(wú)負壓供水機組應用范圍 

1、 流量范圍：1.5-1600噸/小時(shí)； 

2、 揚程范圍：21.6-225米; 

3、 穩流罐：0.5立方-50立方； 

4、 壓力范圍 0 ～ 2.5MPA 

5、 壓力調節精度：±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(wú)負壓供水機組方案： 

本無(wú)負壓供水機組主要由變頻控制柜、穩流調節器、負壓抑制器、水泵機組、儀表、閥門(mén)及管路等組成。 

1、在本自動(dòng)控制系統中，變頻器我們采用了美國的，同時(shí)，為方便用戶(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控設備運行狀態(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EC20，由于它具有兩個(gè)通訊端口，并且可任意選擇通訊協(xié)議，組網(wǎng)方式。

2、EC20控制器通過(guò)COM0端口與人機界面通訊，人機界面作為主站，通過(guò)Emerson PROTOCOL 協(xié)議與可編程通訊，控制器為從站，通過(guò)MODBUS協(xié)議通訊。通過(guò)COM1端口與變頻器通訊，可編程控制器此時(shí)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(guò)此種組網(wǎng)方式，用戶(hù)對于壓力設定、輸出頻率、輔泵頻率、PID數值、切換時(shí)間、 延時(shí)時(shí)間、超壓設定、壓力反饋等數十種參數可在觸摸屏上顯示、 設置、修改，方便操作。對水泵工作狀態(tài)、變頻器工作狀態(tài) 和系統水位等多個(gè)參數，實(shí)現了即時(shí)跟蹤。滿(mǎn)足遠距離監測、監控及控制功能。 

同時(shí)，還可方便監測設備故障，方便維修。具有故障實(shí)時(shí)記憶功能。

四、 無(wú)負壓供水機組控制部分： 

1、本無(wú)負壓供水機組具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式。 

2、在自動(dòng)運行中無(wú)水停機、有水自動(dòng)開(kāi)機，兩臺泵循環(huán)運行，先啟先停，定期切換。 

3、PID調節：PID閉環(huán)調節實(shí)現水泵恒壓運行。采用EC20的PID指令，由于本設備直接連于自來(lái)水管網(wǎng)，當自來(lái)水壓力低于用戶(hù)所需要的設定壓力時(shí)，微機控制水泵啟動(dòng)運行，直到管路的實(shí)際壓力等于設定壓力，此時(shí)變頻器控制的水泵以一恒定轉速運行，保持管網(wǎng)壓力為設定值。自來(lái)水壓力越高，變頻器轉速越低，自來(lái)水壓力越低，變頻器轉速越高。當自來(lái)水壓力達到設定值時(shí)，設備停止運行。充分利用自來(lái)水管網(wǎng)壓力，又確保用戶(hù)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(shí)，自來(lái)水滿(mǎn)足要求壓力時(shí)，設備就停止工作，由自來(lái)水直供，變頻器處于休眠狀態(tài)。自來(lái)水壓力不足時(shí)，設備工作，此方式充分利用自來(lái)水管道原有的壓力差多少，補多少，節能效果極其顯著(zhù)，可達20％- 70％以上。

五、 無(wú)負壓供水機組PLC程序要點(diǎn) 

1、 壓力調節：通過(guò)CONTROLSTAR編程軟件中PID指令向導，自動(dòng)生成PID_SET和PID_EXE 2個(gè)子程序，其中PID_SET是參數設置程序，PID_EXE是PID調用。 

2、 變頻器控制 

CONTROLSTAR編程軟件有專(zhuān)門(mén)的變頻器指令，可實(shí)現EC20和變頻器的無(wú)縫連接。 

2.1 通過(guò)系統塊界面設置EC20的通訊端口1的自由口協(xié)議參數， 

包括波特率、奇偶校驗、數據位、停止位、幀間超時(shí)時(shí)間等。用戶(hù)不需要復雜的編程。 

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

2.3 通過(guò)集成在CONTROLSTAR編程軟件中的專(zhuān)用變頻器指令,包括FRQ(給定頻率)、FWD(正轉)、GET(讀變頻器頻率、電流、轉速)、REV(反轉)、STP(停止)，可以方便實(shí)現變頻器的啟停、讀寫(xiě)頻率

六、 總結： 

在本案例中，我們采用高性能變頻器以及先進(jìn)的可編程控制器，滿(mǎn)足了用戶(hù)在無(wú)負壓供水中的應用。 

1、智能化程度高 微機控制全自動(dòng)運行，性能穩定可靠，泵房可實(shí)現無(wú)人職守。 

2、恒壓：PLC的PID閉環(huán)調節，恒壓精度高，將水泵的運行嚴格遵照高效曲線(xiàn)執行，從而使得系統在接近理想狀態(tài)下工作，壓力輸出值精度有效保證在±0.01兆帕范圍內。在水壓波動(dòng)下，具有過(guò)載、短路、過(guò)流等各種自動(dòng)、保護功能。 

3、節能 變頻器的零流量停機功能，使設備在管網(wǎng)壓力達到設定值后，停機，處于休眠狀態(tài)，待壓力不足時(shí)，重新啟動(dòng)。真正實(shí)現節能功能。 

4、良好的通訊方式，方便用戶(hù)遠距離監控、監測及控制設備和變頻器等。同時(shí)利用通訊功能，不需再使用模擬量模塊，安裝維護方便，進(jìn)一步節約成本。