PLC系统控制的楼房给水设备变频恒压供水系统

1.楼房给水设备概述 

    变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术，它以其 优良的控制性被广泛应用在速度控制领域。特别是在供水行业中，由于生产安全和供水质量的特别需要，对恒压供水压力有着严格要求，变频调速技术也得到了更加深入的应用。

    自来水公司六厂日产水量60万吨，担负着成都市区及周边地区70%以上的供水任务。自1996年年底六厂的三期工程投产后开始向郫县供水，使得我厂的供水方式从单一的重力流供水变为重力流和压力流结合供水的方式。自向郫县供水以来，由于考虑到现阶段郫县的用水量较少，从节约能耗的角度出发，我厂使用一台泵同时向郫县供水和提供我厂的自用高压水。为了满足六厂自用水压力，保证厂内各个工艺环节设备（如消毒环节中的水射器）能正常工作，我厂自用水压力须较恒定的控制在0.3Mpa以上，采用变频调速控制是保证压力恒定较为有效的方法。根据我们对郫县城区供水量的了解，发现郫县全天各时段用水量变化较大（见后图5），如果不对供水量进行调节，管网压力的波动也会很大，容易出现管网失压或爆管事故。采用变频恒压供水控制后，当郫县用水量较小时，这时相应管道和泵出口压力均较大，变频恒压控制方式将会降低泵的频率，减小泵出水量，从而降低管网压力；反之亦然。这样，小时用水量变化较大也不会造成管网压力有较大的波动。经过长期运行实践，证明了变频调速手段实现楼房给水设备恒压供水不仅保证厂内自用高压水压力足够且稳定，而且保证了郫县供水的安全可靠性。

 

2.楼房给水设备控制系统构成

    整个楼房给水设备恒压供水系统有两组变频泵，每组均由一台变频器和一台水泵组成；系统以PLC为控制核心，由PLC采集压力信号和输出控制变频泵的运行。控制系统构成如图1所示。

    PLC处理器选用的是Allen-Bradley公司的PLC-5型处理器，变频泵选用的是ABB公司的SAMISTAR系列的315F660/690型的变频器和水泵。系统由两只量程为0~1.0Mpa的压力变送器分别检测两台水泵后的输水管道的压力，压力变送器将检测到的压力信号转换为4~20mA的电流信号，送到PLC子站的模拟量输入模板（1771-IFE），通过PLC的PID运算，由模拟量输出模板（1771-OFE）输出4~20mA的电流控制变频泵的运行。

 

3.楼房给水设备控制原理及功能实现

    3.1PLC控制系统简介

    我厂采用Allen-Bradley公司的PLC-5型处理器通过DH+通讯方式构建了全厂PLC工业控制网络，通过DH+网络上的RSView工作站实现人机对话。RSView工作站是指运行人机图形界面软件（RSView32）的计算机工作平台，该工作站建在中心控制室，是实现生产现场无人值守和运行集中管理的调度中心。利用RSView32可以有效地对控制过程进行监视和控制，可以实现图形化的人机对话界面，模拟生产运行的流程，在模拟流程上更加直观地实现生产流程的全自动运行监视、远程人工直接干预操作（如PID指令运行参数远程设定）、控制环节报警监视等功能。控制界面如图2。

    3.2恒压供水的控制原理

    SAMISTAR变频器具有REMOTE和LOCAL两种操作方式。

LOCAL操作方式下，通过LOCALSTART/STOP开关启停变频器，通过fREFLOCALINPUT0输入端口的电位开关人工调节变频器工作频率；通过LOCAL/REMOTE输入点可以将变频器切换到REMOTE操作方式下，在REMOTE方式下，通过REMOTESTART/STOP输入点进行PLC远程启停变频器，通过fREFREMOTEINPUT0端口输入频率控制信号（百分比）控制变频器工作频率。根据供水量情况，我们把变频器的工作频率上限设定为水泵基频，即频率变化范围控制在0~50Hz，在此范围内水泵运行频率和定子相压成正比（及与变频器输入频率成正比），这使得变频器输入、水泵运行频率和泵的输出压力成较好的线形关系，可得到较好的控制效果。SAMISTAR变频器对用户开放的I/0接口位于TERMINALBLOCKCARD上，主要使用的有：X11-1（REMOTESTART/STOP）；X11-4（LOCAL/REMOTE）；X11-13/14（fREFREMOTEINPUT0、4~20mA信号输入）；X11-15/16（输出4~20mA变频器运行频率信号）；X11-17/18（输出4~20mA变频泵运行电流信号）。变频器由PLC远程控制时，启动是由PLC向X11-4输出信号，使变频器切换到外部设备控制方式（REMOTE方式），再向X11-1输出信号，启动变频器。在恒压调节时，PLC处理器把检测到的压力信号作为反馈值，与PID运算的压力设定值（由调度人员根据情况在REView上设定）进行比较，再经过PID运算得到调节后的修正值，通过模拟量输出模板（1771-OFE）输出到X11-13/14，作为REMOTE方式下变频器的频率控制信号，由于该信号是相对变频器工作频率上限的百分比，所以变频器将输入信号进行内部运算后转为真实工作频率。为了使三期变频恒压供水自动控制系统与全厂自动控制网络有机地结合起来，全面实现对恒压供水系统

 

楼房供水设备介绍：

    楼房供水设备由气压罐、水泵及电控系统三部分组成，突出优点是，不需建造水塔，投资小、占地少，布置灵活，建成投产快。采用水气自动调节、自动运转、节能与自来水自动并网，停电后仍可供水， 

    楼房供水设备调试后不需看管。广泛用于企业单位、住宅区及农村的生产、生活、办公供水，适用于供水户在5000户以内，日供水量在3000m3以内场所，供水高度达100米以上。 

     楼房供水设备一般设在地面或地下室。有自来水的单位，使用可以调节高峰用水量，增加水压，能在高峰用水时，满足大面积用水和高楼层用水。没自来水的单位、工厂或农村，只需将接通水源电源，即可得到稳定的水量水压，满足用水需要。 

 

楼房供水设备安装顺序：

1、整套水泵运到现场。附带底座者已装好电动机。找平底座吋可不必卸下水泵和电机。

2、将底座放在地基上。在地脚螺钉附近垫楔形垫铁。将底座垫高约20-40毫米。准备找平后填充水螺浆之用。

3、用水平仪检査底座的水平度。找平后扳紧地脚螺母用水泥浆填充底座。

4、经3-4天水泥干固后。再检査一下水平度。

5、将底座的支持平面、水泵脚、电机脚的平面上的污物清洗去除；,。并把水泵和电机放到底座上。

6、调整泵轴水平。找平后适当上紧螺母。以防走动。待调节完毕后再安装电机。在不合水平处垫以铁板,

泵和联轴器之间留有一定间隙。

7、把平尺放在联轴器上。检査水泵轴心线与电机轴心线是否重合。若不重台。在电机或泵的脚下垫以薄片,使两个联轴器外圆与平尺相平。然后取出垫的几片薄铁片。用经过刨制的整块铁板来代替铁片。并重新检査安装情况。

为了检查安装的精度。在几个相反位置上用塞尺。测量两联轴器平面的间隙。联轴器平面一周上较大和较小间隙差数不得超过0.3毫米。两端中心线上下或左右的差数不得超过0.1毫米。

 

楼房供水设备主要控制参数

  选用楼房增压供水设备的主要控制参数包括设备的流量、压力、电机容量等。 

 

楼房供水设备主要控制参数

    选用楼房增压供水设备的主要控制参数包括设备的流量、压力、电机容量等。 

楼房增压供水设备采用了系统工程技术，流体控制技术、微机变频技术、过秤组态技术、数据处理技术、远程通讯技术实现叠压（农村生活）供水的全过程，通过可调控人机界面显示运行状态。楼房增压供水设备-二次供水系统以全新的设计原理、流程和结构，实现了真正意义上的管网叠压技术，节能、降耗、环保、卫生。