PLC系統(tǒng)控制的樓房給水設(shè)備變頻恒壓供水系統(tǒng)
PLC系統(tǒng)控制的樓房給水設(shè)備變頻恒壓供水系統(tǒng)
1.樓房給水設(shè)備概述
變頻調(diào)速技術(shù)是一種新型的、成熟的交流電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速驅(qū)動(dòng)技術(shù)，它以其 優(yōu)良的控制性被廣泛應(yīng)用在速度控制領(lǐng)域。特別是在供水行業(yè)中，由于生產(chǎn)安全和供水質(zhì)量的特別需要，對(duì)恒壓供水壓力有著嚴(yán)格要求，變頻調(diào)速技術(shù)也得到了更加深入的應(yīng)用。
自來(lái)水公司六廠日產(chǎn)水量60萬(wàn)噸，擔(dān)負(fù)著成都市區(qū)及周邊地區(qū)70%以上的供水任務(wù)。自1996年年底六廠的三期工程投產(chǎn)后開(kāi)始向郫縣供水，使得我廠的供水方式從單一的重力流供水變?yōu)橹亓α骱蛪毫α鹘Y(jié)合供水的方式。自向郫縣供水以來(lái)，由于考慮到現(xiàn)階段郫縣的用水量較少，從節(jié)約能耗的角度出發(fā)，我廠使用一臺(tái)泵同時(shí)向郫縣供水和提供我廠的自用高壓水。為了滿足六廠自用水壓力，保證廠內(nèi)各個(gè)工藝環(huán)節(jié)設(shè)備（如消毒環(huán)節(jié)中的水射器）能正常工作，我廠自用水壓力須較恒定的控制在0.3Mpa以上，采用變頻調(diào)速控制是保證壓力恒定較為有效的方法。根據(jù)我們對(duì)郫縣城區(qū)供水量的了解，發(fā)現(xiàn)郫縣全天各時(shí)段用水量變化較大（見(jiàn)后圖5），如果不對(duì)供水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，管網(wǎng)壓力的波動(dòng)也會(huì)很大，容易出現(xiàn)管網(wǎng)失壓或爆管事故。采用變頻恒壓供水控制后，當(dāng)郫縣用水量較小時(shí)，這時(shí)相應(yīng)管道和泵出口壓力均較大，變頻恒壓控制方式將會(huì)降低泵的頻率，減小泵出水量，從而降低管網(wǎng)壓力；反之亦然。這樣，小時(shí)用水量變化較大也不會(huì)造成管網(wǎng)壓力有較大的波動(dòng)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐，證明了變頻調(diào)速手段實(shí)現(xiàn)樓房給水設(shè)備恒壓供水不僅保證廠內(nèi)自用高壓水壓力足夠且穩(wěn)定，而且保證了郫縣供水的安全可靠性。
2.樓房給水設(shè)備控制系統(tǒng)構(gòu)成
整個(gè)樓房給水設(shè)備恒壓供水系統(tǒng)有兩組變頻泵，每組均由一臺(tái)變頻器和一臺(tái)水泵組成；系統(tǒng)以PLC為控制核心，由PLC采集壓力信號(hào)和輸出控制變頻泵的運(yùn)行。控制系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。
PLC處理器選用的是Allen-Bradley公司的PLC-5型處理器，變頻泵選用的是ABB公司的SAMISTAR系列的315F660/690型的變頻器和水泵。系統(tǒng)由兩只量程為0~1.0Mpa的壓力變送器分別檢測(cè)兩臺(tái)水泵后的輸水管道的壓力，壓力變送器將檢測(cè)到的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為4~20mA的電流信號(hào)，送到PLC子站的模擬量輸入模板（1771-IFE），通過(guò)PLC的PID運(yùn)算，由模擬量輸出模板（1771-OFE）輸出4~20mA的電流控制變頻泵的運(yùn)行。
3.樓房給水設(shè)備控制原理及功能實(shí)現(xiàn)
3.1PLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介
我廠采用Allen-Bradley公司的PLC-5型處理器通過(guò)DH+通訊方式構(gòu)建了全廠PLC工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)DH+網(wǎng)絡(luò)上的RSView工作站實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。RSView工作站是指運(yùn)行人機(jī)圖形界面軟件（RSView32）的計(jì)算機(jī)工作平臺(tái)，該工作站建在中心控制室，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守和運(yùn)行集中管理的調(diào)度中心。利用RSView32可以有效地對(duì)控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)視和控制，可以實(shí)現(xiàn)圖形化的人機(jī)對(duì)話界面，模擬生產(chǎn)運(yùn)行的流程，在模擬流程上更加直觀地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的全自動(dòng)運(yùn)行監(jiān)視、遠(yuǎn)程人工直接干預(yù)操作（如PID指令運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)定）、控制環(huán)節(jié)報(bào)警監(jiān)視等功能。控制界面如圖2。
3.2恒壓供水的控制原理
SAMISTAR變頻器具有REMOTE和LOCAL兩種操作方式。
LOCAL操作方式下，通過(guò)LOCALSTART/STOP開(kāi)關(guān)啟停變頻器，通過(guò)fREFLOCALINPUT0輸入端口的電位開(kāi)關(guān)人工調(diào)節(jié)變頻器工作頻率；通過(guò)LOCAL/REMOTE輸入點(diǎn)可以將變頻器切換到REMOTE操作方式下，在REMOTE方式下，通過(guò)REMOTESTART/STOP輸入點(diǎn)進(jìn)行PLC遠(yuǎn)程啟停變頻器，通過(guò)fREFREMOTEINPUT0端口輸入頻率控制信號(hào)（百分比）控制變頻器工作頻率。根據(jù)供水量情況，我們把變頻器的工作頻率上限設(shè)定為水泵基頻，即頻率變化范圍控制在0~50Hz，在此范圍內(nèi)水泵運(yùn)行頻率和定子相壓成正比（及與變頻器輸入頻率成正比），這使得變頻器輸入、水泵運(yùn)行頻率和泵的輸出壓力成較好的線形關(guān)系，可得到較好的控制效果。SAMISTAR變頻器對(duì)用戶開(kāi)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信號(hào)輸入）；X11-15/16（輸出4~20mA變頻器運(yùn)行頻率信號(hào)）；X11-17/18（輸出4~20mA變頻泵運(yùn)行電流信號(hào)）。變頻器由PLC遠(yuǎn)程控制時(shí)，啟動(dòng)是由PLC向X11-4輸出信號(hào)，使變頻器切換到外部設(shè)備控制方式（REMOTE方式），再向X11-1輸出信號(hào)，啟動(dòng)變頻器。在恒壓調(diào)節(jié)時(shí)，PLC處理器把檢測(cè)到的壓力信號(hào)作為反饋值，與PID運(yùn)算的壓力設(shè)定值（由調(diào)度人員根據(jù)情況在REView上設(shè)定）進(jìn)行比較，再經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算得到調(diào)節(jié)后的修正值，通過(guò)模擬量輸出模板（1771-OFE）輸出到X11-13/14，作為REMOTE方式下變頻器的頻率控制信號(hào)，由于該信號(hào)是相對(duì)變頻器工作頻率上限的百分比，所以變頻器將輸入信號(hào)進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算后轉(zhuǎn)為真實(shí)工作頻率。為了使三期變頻恒壓供水自動(dòng)控制系統(tǒng)與全廠自動(dòng)控制網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，全面實(shí)現(xiàn)對(duì)恒壓供水系統(tǒng)
樓房供水設(shè)備介紹：
樓房供水設(shè)備由氣壓罐、水泵及電控系統(tǒng)三部分組成，突出優(yōu)點(diǎn)是，不需建造水塔，投資小、占地少，布置靈活，建成投產(chǎn)快。采用水氣自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)、節(jié)能與自來(lái)水自動(dòng)并網(wǎng)，停電后仍可供水，
樓房供水設(shè)備調(diào)試后不需看管。廣泛用于企業(yè)單位、住宅區(qū)及農(nóng)村的生產(chǎn)、生活、辦公供水，適用于供水戶在5000戶以內(nèi)，日供水量在3000m3以內(nèi)場(chǎng)所，供水高度達(dá)100米以上。
樓房供水設(shè)備一般設(shè)在地面或地下室。有自來(lái)水的單位，使用可以調(diào)節(jié)高峰用水量，增加水壓，能在高峰用水時(shí)，滿足大面積用水和高樓層用水。沒(méi)自來(lái)水的單位、工廠或農(nóng)村，只需將接通水源電源，即可得到穩(wěn)定的水量水壓，滿足用水需要。
樓房供水設(shè)備安裝順序：
1、整套水泵運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)。附帶底座者已裝好電動(dòng)機(jī)。找平底座吋可不必卸下水泵和電機(jī)。
2、將底座放在地基上。在地腳螺釘附近墊楔形墊鐵。將底座墊高約20-40毫米。準(zhǔn)備找平后填充水螺漿之用。
3、用水平儀檢査底座的水平度。找平后扳緊地腳螺母用水泥漿填充底座。
4、經(jīng)3-4天水泥干固后。再檢査一下水平度。
5、將底座的支持平面、水泵腳、電機(jī)腳的平面上的污物清洗去除；,。并把水泵和電機(jī)放到底座上。
6、調(diào)整泵軸水平。找平后適當(dāng)上緊螺母。以防走動(dòng)。待調(diào)節(jié)完畢后再安裝電機(jī)。在不合水平處墊以鐵板,
泵和聯(lián)軸器之間留有一定間隙。
7、把平尺放在聯(lián)軸器上。檢査水泵軸心線與電機(jī)軸心線是否重合。若不重臺(tái)。在電機(jī)或泵的腳下墊以薄片,使兩個(gè)聯(lián)軸器外圓與平尺相平。然后取出墊的幾片薄鐵片。用經(jīng)過(guò)刨制的整塊鐵板來(lái)代替鐵片。并重新檢査安裝情況。
為了檢查安裝的精度。在幾個(gè)相反位置上用塞尺。測(cè)量?jī)陕?lián)軸器平面的間隙。聯(lián)軸器平面一周上較大和較小間隙差數(shù)不得超過(guò)0.3毫米。兩端中心線上下或左右的差數(shù)不得超過(guò)0.1毫米。
樓房供水設(shè)備主要控制參數(shù)
選用樓房增壓供水設(shè)備的主要控制參數(shù)包括設(shè)備的流量、壓力、電機(jī)容量等。
樓房供水設(shè)備主要控制參數(shù)
選用樓房增壓供水設(shè)備的主要控制參數(shù)包括設(shè)備的流量、壓力、電機(jī)容量等。
樓房增壓供水設(shè)備采用了系統(tǒng)工程技術(shù)，流體控制技術(shù)、微機(jī)變頻技術(shù)、過(guò)秤組態(tài)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、遠(yuǎn)程通訊技術(shù)實(shí)現(xiàn)疊壓（農(nóng)村生活）供水的全過(guò)程，通過(guò)可調(diào)控人機(jī)界面顯示運(yùn)行狀態(tài)。樓房增壓供水設(shè)備-二次供水系統(tǒng)以全新的設(shè)計(jì)原理、流程和結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的管網(wǎng)疊壓技術(shù)，節(jié)能、降耗、環(huán)保、衛(wèi)生。
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