生活供水系统在小区中的控制方案
2013/4/25 16:03:04 点击：
生活供水系统在小区中的控制方案
生活供水系统的底子控制战略是：选用电动机调速设备与可编程控制器（PLC）构成控制系统，进行优化控制泵组的调速作业，并自动调整泵组的作业台数，结束供水压力的闭环控制，在管网流量改动时抵达安稳供水压力和节约电能的目的。生活供水系统的控制政策是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反响的总管压力实习值进行比较，其差值输入CPU运算处置后，宣告控制指令，控制泵电动机的投运台数和作业变量泵电动机的转速，然后抵达给水总管压力安稳在设定的压力值上。联络供水
跟着电力电子技术的展开，电力电子器件的理论研究和制造工艺水平的不断前进，电力电子器件在容量、耐压、特性和类型等方面得到了很大的展开。进入90年代电力电子器件向着大容量、高频率、照应快、低损耗的方向展开。作为运用现代电力电子器件与微核算机技术有机联络的交流变频调速设备，跟着产品的开发创新和推行运用，使得交流异步电动机调速领域发作一场庞大的技术革新。当时自动恒压供水系统运用的电动机调速设备均选用交流变频技术，而系统的控制设备选用PLC控制器，因PLC不仅可结束泵组、阀门的逻辑控制，并可结束系统的数字PID调度功用，可对系统中的各种作业参数、控制点的实时监控，并结束系统作业工况的CRT画面闪现、故障报警及打印报表等功用。自动恒压供水系统具有标准的通讯接口，可与城市供水系统的上位机联网，结束城区供水系统的优化控制，为城市供水系统供应了现代化的调度、处理、监控及经济作业的办法。
2.控制方案
在住宅小区水厂的管网系统中，由于管网是封闭的，泵站供水的流量是由用户用水量抉择的，泵站供水的压力以满足管网中压力较倒霉点的压力丢掉ΔP和流量Q之间存在着如下联络：
ΔP=KQ2；
式中K—为系数
设PL为压力较倒霉点所需的较低压力，则泵站出口总管压力P应按下式，则可满足用户用水的需要压力值，又有较好的节能效果。
P=PL+ΔP=PL+ KQ2；
因此供水系统的设定压力大约根据流量的改动而不断修改设定值，这种恒压供水技术称为变量恒压供水，即供水系统较倒霉点的供水压力为恒值而泵站出口总管压力连续可调。
典型的生活供水系统的规划框图如图1所示；系统具有控制水泵出口总管压力安稳、变流量供水功用，系统通过设备在出水总管上的压力传感器、流量传感器，实时将压力、流量非电量信号转换为电信号，输入至可编程控制器（PLC）的输入模块，信号经CPU运算处置后与设定的信号进行比较运算，得出较好的作业工况参数，由系统的输出模块输出逻辑控制指令和变频器的频率设定值，控制泵站投运水泵的台数及变量泵的作业工况，并结束对每台水泵根据CPU指令实施软发起、软切换及变频作业。系统可根据用户用水量的改动，自动判定泵组的水泵的循环作业，以前进系统的安稳性及供水的质量。
3.系统功用
生活供水系统选用FR-500日本三菱变频器。该系统中具有功用：
3.1自动切换变频/工频作业功用
变频器供应三种不一样的作业办法供用户选择：
办法0：底子作业办法。变频器一向固定驱动一台泵并实时根据其输出频率：控制其他辅佐泵启停。即当变频器的输出频率抵达较大频率时发起一台辅佐泵工频作业、当变频器的输出频率抵达较小频率时则间断结尾发起的辅佐泵。由此控制增减工频作业泵的台数。
办法1：交换办法，变频器通常固定驱动某台泵，并实时根据其输出频率，使辅佐泵工频作业，此办法与办法0不一样之处在于若前一次泵发起的次第是泵1→泵2，当变频器输出间断时，下一次发起次第变为泵2→泵1。
办法2：直接办法。当启信号输入时变频器发起第，一台泵当该泵抵达较高频率时，变频器将该泵切换到工频作业，变频器发起下一台泵变频作业，相反当泵间断条件成立时，先间断较先发起的泵。
3.2 PID的调度功用
由压力传感器反响的水压信号(4-20MA或-5V)直接送入PLC的A/D口(可以通过手持编程器)，设定给定压力值，PID参数值，并通过PLC核算何以需切换泵的操作结束系统控制，系统参数在实习作业中调整，使系统控制照应趋于无缺。
3.3“休眠”功用
系统作业时经常会遇到用户用水量较小或不用水(如夜晚)情况，为了节能，该系统专用设置了可以使水泵暂停作业的“休眠”功用，当变频器频率输出低于其下限时，变频器间断作业，2＃、3＃泵不作业，水泵间断(处于休眠情况)。当水压继续升高时将间断1泵，当水压降低到，一，定，值时将先发起变频器作业2＃泵或3＃泵，当频率抵达，一，定，值后将发起1＃泵调度2＃或3＃泵的转速。
“休眠值”变频器输出的下限频率PR507设置。
“休眠供认时辰”用参数PR506设置，当变频器的输出频率低于休眠值的时辰如小于休眠时辰td时，即td＜tn时变频器继续作业，当td＞tn时变频器将进入休眠情况。 “唤醒值”由供水压力下限发起，当供水压力低于下限值时由PLC宣告指令唤醒变频器作业。
经检验“休眠值”为10HZ。
“休眠供认时辰”td:20s
“唤醒值”70%
3.4通讯功用
该系统具有核算机的通讯功用，PLC变频器均供应有RS232或485接口PLC可选用西门子的S7-200核算机可以与一套或多套系统进行通讯，运用核算机一同可以监测：电流、电压、频率、转速、压力等也可以控制变频器的各类参数。
此外该系统还具有手动/自动操作，故障报警，作业情况，电流，电压、频率情况闪现缺水保护等功用。
4.作业特征
以三台水泵的恒压供水系统为例，系统在自动作业办法下，可编程控制器控制变频器软发起1#泵，此时1#泵进入变频作业情况，其转速逐渐升高，当供水量Q<1/3Qmax时（Qmax为三台水泵全部工频作业时的较大流量），可编程控制器CPU根据根据供水量的改动自动调度1#泵的作业转速，以保证所需的供水压力。当用水量Q在1/3Qmax
当外供水量减少至1/3Qmax 5.系统经济效益分析及系统利益。
5.1经济效益分析
变量泵的功率N1、供水量Q1与泵转速n 1三者的联络如下式：
N1/Q1=（n 1/n）3
Q1/Q= n 1/n
额定流量Q时,式中Q—额定流量，Q1 N—的轴功率
n—水泵的额定转速
因额定流量Q=99%时，n=99%，N=99%，若n 1=90%n时Q1=90%Q，N1=72.9%N，即可节电27.1%。若n 1=80%n时Q1=80%Q，N1=51.2%N，即可节电48.8%。
5.2系统利益
5.2.1恒压供水技术因选用变频器改动电动机电源频率，而抵达调度水泵转速改动水泵出口压力，比靠调度阀门的控制水泵出口压力的办法，具有降低管道阻力大大减少截流丢掉的效能。
5.2.2由于变量泵作业在变频工况，在其出口流量小于额定流量时，泵转速降低，减少了轴承的磨损和发热，延伸泵和电动机的机械运用寿命。
5.2.3因结束恒压自动控制，不需要操作人员一再操作，降低了人员的劳动强度，节约了人力。
5.2.4水泵电动机选用软发起办法，按设定的加速时辰加速，避免电动机发起时的电流冲击，对电网电压构成不坚定的影响，一同也避免了电动机俄然加速构成泵系统的喘振。
5.2.5由于变量泵作业在变频作业情况，在其作业过程中其转速是由外供水量抉择的，故系统在作业过程中可节约可观的电能，其经济效益是非常明显的。由于其节电效果明显，所以系统具有收回出资快，而长时间获益，其发作的社会效益也是非常庞大。
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