全自動(dòng)多泵組合供水系統(tǒng)的開發(fā)

全自動(dòng)多泵組合供水系統(tǒng)的開發(fā)

摘要:提出一種利用PLC控制的全自動(dòng)組合供水系統(tǒng),系統(tǒng)的泵站由5臺(tái)揚(yáng)程相同流量不等級(jí)差相近的水泵和兩只電接點(diǎn)壓力表組成,5臺(tái)不同流量的水泵相互不同組合可實(shí)現(xiàn)30級(jí)供水流量,實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)恒壓供水效果。同時(shí)本系統(tǒng)還同時(shí)實(shí)現(xiàn)了消防信號(hào)和水池缺水停泵和故障自動(dòng)倒泵功能。

關(guān)鍵詞:PLC;控制;水泵;組合供水

1前言

在當(dāng)前應(yīng)用較普遍的是變頻恒壓供水系統(tǒng)具有供水壓力穩(wěn)定,能實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)的軟啟動(dòng)、軟停止和高效節(jié)能等特點(diǎn)。但也有其缺點(diǎn):①變頻器及配套器件價(jià)格昂貴,其配套器件通常占供水設(shè)備總投資很大份額;②對(duì)用戶的使用,維護(hù)要求高;③變頻器的下調(diào)頻率只有在100%到30%的范圍內(nèi)才具有明顯的節(jié)能效果。如果再下調(diào)頻率,就會(huì)出現(xiàn)水泵運(yùn)轉(zhuǎn)而不出水的工況,也就是說(shuō),在用水低峰期不僅不能變頻恒壓供水,而且水泵工況惡化,發(fā)熱造成的損耗也會(huì)比額定功率提高25%;④變頻器產(chǎn)生的高次諧波對(duì)附近的電子類電器設(shè)備(如電視機(jī)、收音機(jī)、手機(jī)等)的干擾較大。要抑制這種干擾,必須配置高性能的噪聲濾波器,但這樣又會(huì)使本來(lái)就比較昂貴的變頻器投資更大,工作可靠性也會(huì)相應(yīng)降低。由于變頻恒壓供水的優(yōu)缺點(diǎn)兼而有之,因此比較適用于大容量的恒壓供水系統(tǒng),對(duì)一般用戶而言,采用變頻恒壓供水是否最佳,值得研究和有待實(shí)踐。文中將詳細(xì)介紹一種既經(jīng)濟(jì)又可靠的水控制系統(tǒng)。

2組合全自動(dòng)供水系統(tǒng)的構(gòu)思

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(dòng)供水系統(tǒng),指的是當(dāng)供水系統(tǒng)的用水量變化時(shí),由裝在供水主管道的電接點(diǎn)壓力表檢測(cè)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(hào),輸入PLC后,PLC根據(jù)這兩個(gè)壓力開關(guān)的信號(hào)的狀態(tài),自動(dòng)控制數(shù)臺(tái)揚(yáng)程相同、流量不等的水泵組合啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)供水壓力P供水P上限時(shí),由于控制系統(tǒng)控制失靈未能停泵。在這種情況下P供水一直等于或大于P上限,即X1始終閉合,在梯形圖中用該觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)T15同樣設(shè)定時(shí)間為600s,如果該定時(shí)器有輸出信號(hào),同樣驅(qū)動(dòng)蜂鳴器,發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)。該蜂鳴器通過(guò)導(dǎo)線連接到值班房中,一旦發(fā)生故障便可立即處理。

消防及低水位停泵

當(dāng)出現(xiàn)消防信號(hào)或水池低水位(水池必須至少留有200m3水以作消防用水)時(shí),即使P供水<P下限,泵3-泵5三臺(tái)大流量泵則立即退出運(yùn)行,然后自動(dòng)投入消防水泵。而兩臺(tái)小流量泵(泵1和泵2)則分別延時(shí)30S停泵,減少水錘對(duì)系統(tǒng)的沖擊。只有當(dāng)消防和低位水池缺水信號(hào)均消失后水泵電機(jī)才能按程序投入運(yùn)行。

5供水控制系統(tǒng)的調(diào)試

系統(tǒng)脫機(jī)調(diào)試

將程序?qū)懭隤LC按以下幾種情況進(jìn)行調(diào)試。①用水上升期模擬,觀察PLC輸出指示燈,接通水壓下限接點(diǎn)X0,10秒后Y0燈亮,再過(guò)10秒,Y1燈亮,直至Y0、Y1、Y2、Y3、Y5、Y6、Y10燈亮后斷開水壓下限接點(diǎn)X0,此時(shí)所有燈均不滅。符合要求。②用水下降期模擬,緊接著上一步斷開水壓下限接點(diǎn)X0,保持水壓上限接點(diǎn)X1接通,10秒后Y0燈滅,再過(guò)10秒,Y1燈也滅,最后Y0到Y(jié)10燈均滅,斷開水壓上限接點(diǎn)X1,Y0到Y(jié)10任何一個(gè)燈都不亮,只有再次接通水壓下限接點(diǎn)X0時(shí)才又從Y0開始點(diǎn)亮。③模擬用水量交替變化情況,取流量/H為測(cè)試點(diǎn),分兩種情況,第一是先增后減,即從/H到72m3/H再到50m3/H,模擬水壓低斷開水壓上限接點(diǎn)X1接通水壓下限接點(diǎn)X0直至Y0、Y1、Y2燈亮,再模擬水壓低接通水壓下限接點(diǎn)X0斷開水壓上限接點(diǎn)X1,Y3、Y5燈亮后又模擬水壓高斷開水壓下限接點(diǎn)X0接通水壓上限接點(diǎn)X1,10秒后Y0燈滅,再過(guò)10秒Y1燈滅,又過(guò)10秒Y2燈滅后剩下Y3、Y5。此時(shí)模擬水壓高斷開水壓下限接點(diǎn)X0接通水壓上限接點(diǎn)X1,則Y3、Y5燈也滅,又模擬水壓低接通水壓下限接點(diǎn)X0斷開水壓上限接點(diǎn)X1,Y0、Y1、Y2燈間隔10秒點(diǎn)亮。模擬水壓高再接通水壓上限接點(diǎn)X1斷開水壓下限接點(diǎn)X0,Y0燈滅,剩下Y1、Y2燈亮;第二先減后增,即從/H到50m3/H再到72m3/H,接通水壓下限接點(diǎn)X0當(dāng)Y0、Y1、Y2燈亮后模擬水壓高斷開水壓下限接點(diǎn)X0接通水壓上限接點(diǎn)X1,Y0燈滅,剩下Y1、Y2燈亮,再模擬水壓低接通水壓下限接點(diǎn)X0斷開水壓上限接點(diǎn)X1,10秒后Y0燈亮,再過(guò)10秒后Y3、Y5陸續(xù)點(diǎn)亮。即Y0、Y1、Y2、Y3、Y5均點(diǎn)亮,模擬水壓高斷開水壓下限接點(diǎn)X0接通水壓上限接點(diǎn)X1,10秒后Y0燈滅,再過(guò)10秒Y1燈滅,又過(guò)10秒Y2燈滅后剩下Y3、Y5。④故障模擬,接通水壓下限接點(diǎn)X0,當(dāng)Y0、Y1燈亮?xí)r接通泵1故障接點(diǎn)水壓上限接點(diǎn)X11,Y0燈立即滅,Y11、Y16燈立即點(diǎn)亮,此時(shí)即使水壓上限接點(diǎn)X11斷開,Y11、Y16燈也不滅直至故障復(fù)位按X16鈕接通后才能滅。如果繼續(xù)接通水壓下限接點(diǎn)X0斷開水壓上限接點(diǎn)X1,10秒后Y2燈亮。按以上步驟再分別接通X12、X13、X14、X15。⑤水池低水位或消防信號(hào)模擬。先接通水壓下限接點(diǎn)X0斷開水壓上限接點(diǎn)X1,此時(shí)分兩種情況測(cè)試,第一,當(dāng)Y0、Y1燈亮?xí)r接通X7或X10,在水壓下限接點(diǎn)X0仍接通時(shí),Y1、Y0每隔10秒燈滅。且不復(fù)亮,只有X7或X10斷開10秒后Y0燈才亮。第二,當(dāng)Y0、Y1、Y2、Y3、Y5、Y6、Y10均亮后接通X7或X10,Y2、Y3、Y5、Y6、Y10燈則立即滅,然后Y1、Y0間隔10秒燈滅,在不斷開X7或X10的情況下使水壓下限接點(diǎn)X0接通600秒,Y0到Y(jié)10燈均不亮。

PLC在線有載調(diào)試

接上水泵電機(jī)主線路電源,用點(diǎn)動(dòng)按鈕分別啟動(dòng)每臺(tái)水泵電機(jī),如果電機(jī)轉(zhuǎn)向與水泵運(yùn)行方向相同時(shí)則分別在對(duì)應(yīng)線端標(biāo)上U1、V1、W1或U2、V2、W2標(biāo)簽。如果電機(jī)轉(zhuǎn)向與水泵運(yùn)行方向相反時(shí)則將任兩根電源線對(duì)調(diào)后再試,轉(zhuǎn)向相同后再分別在對(duì)應(yīng)線端標(biāo)上U1、V1、W1或U2、V2、W2標(biāo)簽。

電接點(diǎn)壓力表水壓下限P下限和上限P上限的調(diào)試設(shè)定

調(diào)試的關(guān)鍵是電接點(diǎn)壓力表水壓下限P下限和上限P上限的設(shè)定。我們用燃?xì)鉄崴鞲鶕?jù)最高樓層中熱水器可靠點(diǎn)火供熱水時(shí)泵站最低供水壓力做為P下限,而供水壓力上限則根據(jù)本泵站的最小流量級(jí)差(/H),在所選用的水泵的H-Q曲線上查出此流量差所對(duì)應(yīng)的揚(yáng)程差值H差,在泵組的H-Q曲線上取最大的H差max,則P上限=P下限+H差max,根據(jù)以上方法,本供水系統(tǒng)的P下限=,H差max=,則P上限=。

6結(jié)束語(yǔ)

本供水系統(tǒng)建成并投入運(yùn)行至今已一年多,實(shí)踐表明,這種供水方式與變頻恒壓供水方式相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):①控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單,價(jià)格低,投資少,設(shè)備折舊費(fèi)低;②工作可靠,壽命長(zhǎng);③對(duì)使用、維護(hù)的技術(shù)要求低;④自動(dòng)化程度相等;⑤節(jié)能效果比變頻恒壓供水差一些,但比傳統(tǒng)供水方式好得多;⑥對(duì)泵站周圍電子類電器等無(wú)噪聲干擾;⑦在供水系統(tǒng)控制系統(tǒng)的整個(gè)壽命期中,從投資、折舊、節(jié)能、維修等方面衡量,本系統(tǒng)綜合效益優(yōu)于同容量的變頻恒壓供水系統(tǒng),但主要缺點(diǎn)是水泵啟停頻繁,所以本系統(tǒng)只適用于供水量較小的場(chǎng)合。對(duì)市政等大型泵站不適用。

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