PLC在小区变频恒压供水系统.docVIP

绪 论 长期以来区域的供水系统都是由市政管网经过二次加压和水塔或天面水池来满足用户对供水压力的要求。传统的恒压供水方式是采用水塔、高位水池等设施来实现，由于小区高楼用水有着季节和时段的明显变化，日常供水运行控制就常采用水泵的运行方式调整加上出口阀的开度调节供水的水量水压，大量能量因消耗在出口阀而浪费，而且存在着水池“二次污染”的问题。 随着变压器调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高, 于是选择一种符合各方面规范、卫生安全而又经济合理的供水方式，对我们给供水设计带来了新的挑战。目前，国内外的供水广泛采用微机控制与变频调速技术，直接取代水塔、高位水箱，为小区住宅、高层建筑加压供水提供了新的途径，将现代科技引入供水领域。反馈原理：要想维持一个物理量不变或基本不变，就应该引这个物理量与恒值比较，形成闭环系统。我们要想保持水压恒定，就必须引入水压反馈值与给定值比较，形成闭环系统 图1-1 系统组成图 1.3 恒压供水系统的原理 图中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使管网水压连续变化。传感器的任务是检测管网水压，压力设定单元为系统提供满足用户需要的水压期望值。。变频用户用水多少是经常变动，供水不足或供水过剩情况时有发生。而用水和供水之间不平衡集中反映供水压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水压力恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，提高了供水质量。 　　恒压供水系统某些工业或特殊用户是非常重要。例如某些生产过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时，若供水压力不足或或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大经济和社会意义。 　　电技术发展，变频调速技术完善，以变频调速为核心智能供水控制系统取代了高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，起动电流可限制额定电流以内，避免了起动时对电网冲击；泵平均转速降低了，可延长泵和阀门等东西使用寿命。其稳定安全运行性能、简单方便操作方式、以及齐全周到功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率运行目。 变频调速恒压供水设备的主要应用场合1高层建筑，城乡居民小区，企事业等生活用水。2各类工业需要恒压控制的用水，冷却水循环，热力网水循环，锅炉补水等。3中央空调系统。4自来水厂增压系统。5农田灌溉，污水处理，人造喷泉。6各种流体恒压控制系统。 图2-1 气压罐供水图 气压罐中橡胶隔膜把水室和气室完全隔开，充入隔膜式气压水罐的内胆，密封在罐内的空气被压缩，气体受到压缩后体积小，压力升高储存能量，压缩气体膨胀可以将橡胶隔膜内的水压出罐体阀的作用是只允许介质向一个方向流动，而且阻止方向流动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向流动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座，从而切断流动。L/S、功率为11KW的水泵，其同时工作时，有15L/S的流量，经过调查大多数小区每户人用水量为0.4L/S，同时使用系数为0.2，就能够至少满足180户人的小区供水。 压力传感器将信号传给PLC，在PLC中做PID运算。水压大于设定值时通过闭合交流接触器停止一台水泵；水压小于设定值时，通过断开交流接触器启动一台水泵。 第一种方案：如图2-2 图2-2 当气压罐不能满足供水需求时，采用两台工频，一台变频，即M1变频，M2、M3工频。工作流程为变频供水时，首先Q0.2闭合，变频启动M1，当水压不能满足时工频运行M2，水压还不够时，工频运行M3，水压。 第二中方案：如图（5） 图（5）系统原理图 当气压罐不能满足供水需求时，三台水泵都会变频工作，其原理如下： 首先将水泵M1投入到变频运行；若不能保证管网的压力稳定时把原来变频状态下的水泵M1投入到工频， M2变频运行，以保证管网的供水量稳定；两台水泵还不能满足管网的压力稳定，备用泵M3投入变频工作M1、M2工频运行。 当水量减小时，变频器的频率下限信号出现，停止现在的变频泵，同时将上一台变为变频运行。若上述两个信号仍然存在时，PLC再重复以上工作。 如果采用第一种方案，水泵都是直接启动和停止，没有平滑的曲线对电机有很大的伤害；而第二中方案，电机的启动都是由变频器来控制，这样达到了软启动的作用，对电机的寿命有了延长作用，而且使水压更稳定。 所以，选择第二中方案。 2.3 硬件总设计 图（6）系统原理图 当用水量较小时，Q0.7得电闭合，小功率水泵M4运行，Q0.0得电，阀门打开，利用气压罐供水； 当用水量增大到气压罐不能保证管网的压力稳定时，Q