生活供水系統在小區中的控制方案
2013/4/25 16:03:04??????點擊：
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：選用電動機調速設備與可編程控制器（PLC）構成控制系統，進行優化控制泵組的調速作業，并自動調整泵組的作業臺數，結束供水壓力的閉環控制，在管網流量改動時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習值進行比較，其差值輸入CPU運算處置后，宣告控制指令，控制泵電動機的投運臺數和作業變量泵電動機的轉速，然后抵達給水總管壓力安穩在設定的壓力值上。聯絡供水
跟著電力電子技術的展開，電力電子器件的理論研究和制造工藝水平的不斷前進，電力電子器件在容量、耐壓、特性和類型等方面得到了很大的展開。進入90年代電力電子器件向著大容量、高頻率、照應快、低損耗的方向展開。作為運用現代電力電子器件與微核算機技術有機聯絡的交流變頻調速設備，跟著產品的開發創新和推行運用，使得交流異步電動機調速領域發作一場龐大的技術革新。當時自動恒壓供水系統運用的電動機調速設備均選用交流變頻技術，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參數、控制點的實時監控，并結束系統作業工況的CRT畫面閃現、故障報警及打印報表等功用。自動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網，結束城區供水系統的優化控制，為城市供水系統供應了現代化的調度、處理、監控及經濟作業的辦法。
2.控制方案
在住宅小區水廠的管網系統中，由于管網是封閉的，泵站供水的流量是由用戶用水量抉擇的，泵站供水的壓力以滿足管網中壓力較倒霉點的壓力丟掉ΔP和流量Q之間存在著如下聯絡：
ΔP=KQ2；
式中K—為系數
設PL為壓力較倒霉點所需的較低壓力，則泵站出口總管壓力P應按下式，則可滿足用戶用水的需要壓力值，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而不斷修改設定值，這種恒壓供水技術稱為變量恒壓供水，即供水系統較倒霉點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，系統通過設備在出水總管上的壓力傳感器、流量傳感器，實時將壓力、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CPU運算處置后與設定的信號進行比較運算，得出較好的作業工況參數，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工況，并結束對每臺水泵根據CPU指令實施軟發起、軟切換及變頻作業。系統可根據用戶用水量的改動，自動判定泵組的水泵的循環作業，以前進系統的安穩性及供水的質量。
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自動切換變頻/工頻作業功用
變頻器供應三種不一樣的作業辦法供用戶選擇：
辦法0：底子作業辦法。變頻器一向固定驅動一臺泵并實時根據其輸出頻率：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發起一臺輔佐泵工頻作業、當變頻器的輸出頻率抵達較小頻率時則間斷結尾發起的輔佐泵。由此控制增減工頻作業泵的臺數。
辦法1：交換辦法，變頻器通常固定驅動某臺泵，并實時根據其輸出頻率，使輔佐泵工頻作業，此辦法與辦法0不一樣之處在于若前一次泵發起的次第是泵1→泵2，當變頻器輸出間斷時，下一次發起次第變為泵2→泵1。
辦法2：直接辦法。當啟信號輸入時變頻器發起第，一臺泵當該泵抵達較高頻率時，變頻器將該泵切換到工頻作業，變頻器發起下一臺泵變頻作業，相反當泵間斷條件成立時，先間斷較先發起的泵。
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(可以通過手持編程器)，設定給定壓力值，PID參數值，并通過PLC核算何以需切換泵的操作結束系統控制，系統參數在實習作業中調整，使系統控制照應趨于無缺。
3.3“休眠”功用
系統作業時經常會遇到用戶用水量較小或不用水(如夜晚)情況，為了節能，該系統專用設置了可以使水泵暫停作業的“休眠”功用，當變頻器頻率輸出低于其下限時，變頻器間斷作業，2＃、3＃泵不作業，水泵間斷(處于休眠情況)。當水壓繼續升高時將間斷1泵，當水壓降低到，一，定，值時將先發起變頻器作業2＃泵或3＃泵，當頻率抵達，一，定，值后將發起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。
“休眠供認時辰”用參數PR506設置，當變頻器的輸出頻率低于休眠值的時辰如小于休眠時辰td時，即td＜tn時變頻器繼續作業，當td＞tn時變頻器將進入休眠情況。 “喚醒值”由供水壓力下限發起，當供水壓力低于下限值時由PLC宣告指令喚醒變頻器作業。
經檢驗“休眠值”為10HZ。
“休眠供認時辰”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可選用西門子的S7-200核算機可以與一套或多套系統進行通訊，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參數。
此外該系統還具有手動/自動操作，故障報警，作業情況，電流，電壓、頻率情況閃現缺水保護等功用。
4.作業特征
以三臺水泵的恒壓供水系統為例，系統在自動作業辦法下，可編程控制器控制變頻器軟發起1#泵，此時1#泵進入變頻作業情況，其轉速逐漸升高，當供水量Q<1/3Qmax時（Qmax為三臺水泵全部工頻作業時的較大流量），可編程控制器CPU根據根據供水量的改動自動調度1#泵的作業轉速，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.系統經濟效益分析及系統利益。
5.1經濟效益分析
變量泵的功率N1、供水量Q1與泵轉速n 1三者的聯絡如下式：
N1/Q1=（n 1/n）3
Q1/Q= n 1/n
額定流量Q時,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，n=99%，N=99%，若n 1=90%n時Q1=90%Q，N1=72.9%N，即可節電27.1%。若n 1=80%n時Q1=80%Q，N1=51.2%N，即可節電48.8%。
5.2系統利益
5.2.1恒壓供水技術因選用變頻器改動電動機電源頻率，而抵達調度水泵轉速改動水泵出口壓力，比靠調度閥門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由于變量泵作業在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時，泵轉速降低，減少了軸承的磨損和發熱，延伸泵和電動機的機械運用壽命。
5.2.3因結束恒壓自動控制，不需要操作人員一再操作，降低了人員的勞動強度，節約了人力。
5.2.4水泵電動機選用軟發起辦法，按設定的加速時辰加速，避免電動機發起時的電流沖擊，對電網電壓構成不堅定的影響，一同也避免了電動機俄然加速構成泵系統的喘振。
5.2.5由于變量泵作業在變頻作業情況，在其作業過程中其轉速是由外供水量抉擇的，故系統在作業過程中可節約可觀的電能，其經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，而長時間獲益，其發作的社會效益也是非常龐大。
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