變頻恒壓供水系統(tǒng)論文 變頻恒壓供水論文 恒壓供水系統(tǒng)論文.doc

基于PLC的變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計【摘要】在我國，可編程控制器（PLC）已經(jīng)廣泛地運(yùn)用在所有的工業(yè)部門，是應(yīng)用最廣的計算機(jī)控制裝置，是自動控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，隨著其性能價格比的不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。本文是一個采用PLC與變頻器構(gòu)成恒壓變頻供水系統(tǒng)的設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容流暢、所設(shè)計的電路單元較為合理。關(guān)鍵詞：PLC變頻器恒壓供水【前言】長期以來傳統(tǒng)的區(qū)域、樓宇供水系統(tǒng)都是由市政管網(wǎng)經(jīng)過二次加壓和水塔或天面水池來滿足用戶對供水壓力的要求。在這種供水系統(tǒng)中加壓泵通常是用最不利用水點(diǎn)的水壓要求來確定相應(yīng)的揚(yáng)程設(shè)計，然后泵組根據(jù)流量變化情況來選配，并確定水泵的運(yùn)行方式。由于小區(qū)用水有著季節(jié)和時段的明顯變化，日常供水運(yùn)行控制就常采用水泵的運(yùn)行方式調(diào)整加上出口閥開度調(diào)節(jié)供水的水量水壓，大量能量消耗在出口閥而浪費(fèi)，而且存在著水池“二次污染”的問題。本文介紹一種變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，該系統(tǒng)可根據(jù)管網(wǎng)瞬間壓力變化，自動調(diào)節(jié)某臺水泵的轉(zhuǎn)速和多臺水泵的投入及退出，使管網(wǎng)主干管出口端保持在恒定的設(shè)定壓力值，變頻調(diào)速技術(shù)在給水泵站的應(yīng)用，成功地解決了能耗和污染的兩大難題。在實(shí)際運(yùn)行中小區(qū)變頻恒壓供水技術(shù)比傳統(tǒng)的加壓供水系統(tǒng)還有水壓穩(wěn)定、維護(hù)運(yùn)行成本低等明顯優(yōu)勢。1.可編程控制器(PLC)的概述可編程控制器（ProgrammableLogicController）簡稱為PLC，它的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要控制設(shè)備之一，在工業(yè)生產(chǎn)的所有領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在其他領(lǐng)域（例如民用和家庭自動化）的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。國際電工委員會（IEC）在1985年的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案第3稿中，對PLC作了以下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚣捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。”從上述定義可以看出，PLC是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計算機(jī)，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計算機(jī)通信聯(lián)網(wǎng)的功能。2變頻器的工作原理我們知道，交流電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式位：n60f(1s)/p(1)式中n異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速；f異步電動機(jī)的頻率；s電動機(jī)轉(zhuǎn)差率；p電動機(jī)極對數(shù)。由式(1)可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在050Hz的范圍內(nèi)變化時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。3.恒壓供水的定義及工作原理3.1所謂恒壓供水,是指供水系統(tǒng)的供水壓力始終保持在差值較小的上、下限之間。PLC控制的組合全自動供水系統(tǒng),指的是當(dāng)供水系統(tǒng)的用水量變化時,由裝在供水主管道的電接點(diǎn)壓力表檢測設(shè)定的供水壓力上限P上限和下限P下限的開關(guān)信號,輸入PLC后,PLC根據(jù)這兩個壓力開關(guān)的信號的狀態(tài),自動控制數(shù)臺揚(yáng)程相同、流量不等的水泵組合啟動運(yùn)行。3.2恒壓供水原理通過管網(wǎng)中壓力傳感器將信號送入變頻控制裝置中，恒壓控制器（由PLC和軟件組成），恒壓控制器將信號送人變頻控制器，當(dāng)管網(wǎng)中壓力增大時，恒壓控制器輸出的值增大，即變頻器輸入端值增大，使得速度電壓下降，同時控制電機(jī)速度下降，水泵軸功率減小，水泵的流量減少，當(dāng)?shù)竭_(dá)所需恒定壓力值時，此時系統(tǒng)處于動態(tài)平衡。當(dāng)管網(wǎng)中壓力減小時，這時恒壓控制器中的輸出值減小，即變頻器輸入端值減小，從而使得變頻器速度電壓下降，直到動態(tài)平衡。3.3變頻恒壓供水的構(gòu)成變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由水池、變頻控制柜、壓力傳感器、離心泵、觸摸屏顯示器等組成。變頻控制柜由斷路器、變頻調(diào)速器、接觸器、中間繼電器、PLC等組成。4.變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)計4.1變頻恒壓供水系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下：1)解決低水壓問題：采用恒壓變頻供水設(shè)備使得整個建筑屋內(nèi)的供水保持壓力恒定。2)避免使用屋頂水箱造成的水質(zhì)污染：取代傳統(tǒng)的屋頂水箱供水方式，消除了水污染的源頭。3)減小建筑成本，增大空間面積：取消傳統(tǒng)的屋頂水箱，使建筑受力減小，結(jié)構(gòu)簡單，成本降低。4)節(jié)約電能，縮小占地面積：比一般供水設(shè)備節(jié)電30%以上，該設(shè)備占地面積小，安裝簡單，縮短施工工期。5)高品質(zhì)智能開電腦控制：專用自主開發(fā)，具有多樣化功能，能夠提供尖端水準(zhǔn)的精密控制，已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。4.2工作條件：輸送介質(zhì)：冷熱清潔、非易燃易爆并不含固體顆粒或纖維的液體。液體溫度：常溫型-15oC至+70oC熱水型+70oC至+120oC周圍環(huán)境：無水滴、蒸汽，