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PLC與變頻器控制的自動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)


1 系統(tǒng)簡介
     為改善生產(chǎn)環(huán)境,沱牌公司投資清潔水技改工程并建成一座日產(chǎn)水2.5萬頓的供水系統(tǒng),分別建設(shè)了抽水泵系統(tǒng)、加壓泵系統(tǒng)和高位水池。根據(jù)公司用水需求特點(diǎn),從抽水泵系統(tǒng)過來的水一部分直接供給生產(chǎn)用水部門,一部分則需通過加壓泵輸送到高位水池,而供給生產(chǎn)用水部門的水壓與供給高位水池的水壓相差較大。同時(shí)高位水池距抽水泵房較遠(yuǎn)達(dá)十多公里,高位水池的液位高低和加壓泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及如何與抽水泵系統(tǒng)“聯(lián)動(dòng)”也是較難解決的。
    
     鑒于以上特點(diǎn),從技術(shù)可靠和經(jīng)濟(jì)實(shí)用角度綜合考慮,我們設(shè)計(jì)了用PLC控制與變頻器控制相結(jié)合的自動(dòng)恒壓控制供水系統(tǒng),同時(shí)通過主水管線壓力傳遞較經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)了加壓泵系統(tǒng)與抽水泵系統(tǒng)“遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)”的控制目的。
     2 系統(tǒng)方案
     系統(tǒng)主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的變頻器、施耐德公司的軟啟動(dòng)器、電機(jī)保護(hù)器、數(shù)據(jù)采集及其輔助設(shè)備組成。

     2.1 抽水泵系統(tǒng)
     整個(gè)抽水泵系統(tǒng)有150KW深井泵電機(jī)四臺(tái),90KW深井泵電機(jī)兩臺(tái),采用變頻器循環(huán)工作方式,六臺(tái)電機(jī)均可設(shè)置在變頻方式下工作。采用一臺(tái)150KW和一臺(tái)90KW的軟起動(dòng)150KW和90KW的電機(jī)。當(dāng)變頻器工作在50HZ,管網(wǎng)壓力仍然低于系統(tǒng)設(shè)定的下限時(shí),軟起動(dòng)器便自動(dòng)起動(dòng)一臺(tái)電機(jī)投入到工頻運(yùn)行,當(dāng)壓力達(dá)到高限時(shí),自動(dòng)停掉工頻運(yùn)行電機(jī)。


     系統(tǒng)為每臺(tái)電機(jī)配備電機(jī)保護(hù)器,是因?yàn)殡姍C(jī)功率較大,在過載、欠壓、過壓、過流、相序不平衡、缺相、電機(jī)空轉(zhuǎn)等情況下為確保電機(jī)的良好使用條件,達(dá)到延長電機(jī)的使用壽命的目的。
     系統(tǒng)配備水位顯示儀表,可進(jìn)行高低位報(bào)警,同時(shí)通過PLC可確保取水在合理水位的水質(zhì)監(jiān)控,同時(shí)也保護(hù)電機(jī)制正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況。
     系統(tǒng)配備流量計(jì),既能顯示一段時(shí)間的累積流量,又能顯示瞬時(shí)流量,可進(jìn)行出水量的統(tǒng)計(jì)和每臺(tái)泵的出水流量監(jiān)控。

     2.2 公司內(nèi)不同壓力供水需求的解決
     為穩(wěn)定可靠地滿足公司內(nèi)部分區(qū)域供水太力(0.4~0.45Mpa)低于主管網(wǎng)水壓力(0.8~0.9Mpa)的要求,配備穩(wěn)壓減壓閥來調(diào)節(jié),可調(diào)范圍為0.1~0.8Mpa。
    

     2.3 加壓泵系統(tǒng)
     由于抽水泵房距離高位水池較遠(yuǎn),直接供水到高位水池抽水泵的揚(yáng)程不足,為此在距離高位水池落差為36米處設(shè)計(jì)有一加壓泵房,配備立式離心泵兩臺(tái)(一用一備)電機(jī)功率為75KW,揚(yáng)程36米。該加壓泵的控制系統(tǒng)需考慮以下條件:
     (1)若高位水池水位低和主管有水,則打開進(jìn)水電動(dòng)蝶閥和起動(dòng)加壓泵向高位水池供水;
     (2)若高位水池水位滿且主管有水,則給出報(bào)警信號并關(guān)閉加壓泵和進(jìn)水電動(dòng)蝶閥;
     (3)若主管無水表明用水量增大或抽水泵房停止供水,必須開啟出水電動(dòng)蝶閥由高位水池向主管補(bǔ)充不。
    
     像抽水泵一樣,我們?yōu)榧訅罕门鋫淞塑浧饎?dòng)器和電機(jī)保護(hù)器,確保加壓泵長期可靠地運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)配備了高位水池的水位傳感器和數(shù)顯儀和缺水傳感器。
    
     為保證整個(gè)主水管網(wǎng)的恒壓供不,當(dāng)高位水池滿且主水管有水時(shí),加壓泵停止,此時(shí)主管壓力將“憋壓”,最終導(dǎo)致主管壓力上升,并將此壓力傳遞到抽水泵房,抽水泵的控制系統(tǒng)檢測到此壓力進(jìn)行恒壓變頻控制,進(jìn)而達(dá)到整個(gè)主管網(wǎng)的恒壓供水,這是整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

     3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

     3.1 全自動(dòng)平穩(wěn)切換,恒壓控制
     主水管網(wǎng)壓力傳感器的壓力信號4~20mA送給數(shù)字PID控制器,控制器根據(jù)壓力設(shè)定值與實(shí)際檢測值進(jìn)行PID運(yùn)算,并給出信號直接控制變頻器的轉(zhuǎn)速以使管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定。當(dāng)用水量

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