PLC及变频器在供水系统中的节能应用 An Application of PLC and Frequency Converter for Energy Saving in Water Supply System.pdfVIP

EA 应用与方案 电气节能 文/广西机电工程学校 卢建勤 PLC及变频器在供水系统中 的节能应用 采用西门子PLC及变频器为主控单元 配合接触器 继电器实现恒压变量供水系 统的智能控制 本设计在学校供水系统的改造中得到了成功的应用 不仅供水压力稳 定 满足学校用水需要 而且具有很好的节能 节水效果 极具推广价值 某学校有住校师生约5 000人 位于市郊 距水厂约6 km 1)水泵能自动变频软起动 台水泵自动变频软起动4 周边有一栋20层的高层建筑 一所近万人的大学和高 并根据用水量大小自动调节开泵台数 中等单位年用水量约80万t由于用水高峰较为集中该学 2)电控自动状态时4台水泵自动轮换变频运行 工作泵 校供水系统极不稳定 高峰期供水上不到第5层楼 无法满足 故障时备用泵自动投入 可转换自动或人工手动开 停机 学校师生的用水要求 基于以上情况 该校进行了供水系统 3)设备具有缺相 欠压 过压 短路 过载等多种电气保 的改造 本文在智能化要求的基础上 研究了PLC及变频调 护功能 具有相序保护防止水泵反转抽空 并具有缺水保护 速技术在该学校恒压供水系统控制中的应用 提出了供水系 及水位恢复开机功能 统的总体设计方案 并论述了硬件电路的设计和软件的实现 4)有设备工作 停机 报警指示 方法 通过运行实测 分析了节能节水的效果 2.总体设计方法 该学校属于中小型用户 考虑恒压系统主要在高峰期投 供水系统的总体方案设计 入使用 宜采用一台变频器控制4台水泵的一控四 切换方 该学校宿舍楼比较集中 学生用水量最大 高峰期有规 案 以西门子S7200(CPU224)的PLC和6SE6430变频器为 律 为了保证稳定供水 在学生宿舍区建了150 t贮水池 采 控制核心 采用变频率控制的闭环控制系统 通过对用户管 用4台15 kW水泵和变频调速装置构成一个完整的微机控制 网压力进行实时采样 并与设定压力值比较 根据压力偏差 恒压供水系统 如图1所示 系统通过调节供水量 保证管网 来控制变频泵的速度及定量泵的起 停 实现恒压变量的供 压力恒定(误差 0.01 MPa)实现恒压变量控制供水方式 从 水方式 从而更好地达到节能 节水的效果 当用户管网压 而达到节能 节水的目的 满足学校用水需要 力低于设定压力时 控制器通过压力传感器检测 输出控制 信号起动其中一台水泵作变频运行 通过控制变频泵使用户 7 5 6 3 4 至用户管网 管网压力与设定压力值相等 如用户用水量较大 变频器输 出频率为50 Hz变频泵转速达到最高 用户管网压力低于设 定压力 控制器将变频泵切换成工频运行 待变频器输出频 率下降至最低值时再接通另一台水泵 由一台工频泵和一台 2 1 变频泵同时供水 经过变频泵的调节 如管网压力仍低于设 市政管网 定值 控制器以同样的方式将运行频率为50 Hz的变频泵切换