基于plc的恒压供水控制系统

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基于plc的恒温恒压供水控制系统

基于plc的恒温恒压供水控制系统

基于PLC的恒温恒压供水控制系统引言基于PLC (可编程逻辑控制器) 的恒温恒压供水控制系统是一种广泛应用于工业自动化领域的控制系统。

该系统通过监测水温和水压,并通过对水泵、阀门等设备的控制,实现对供水过程的精确控制。

本文将介绍基于PLC的恒温恒压供水控制系统的原理、工作流程以及相关优势。

原理基于PLC的恒温恒压供水控制系统的主要原理是通过传感器采集水温和水压数据,并将其输入到PLC中。

PLC中的程序根据预设的水温和水压设定值,判断是否需要调节水泵和阀门的开启状态,从而实现水温和水压的恒定控制。

工作流程基于PLC的恒温恒压供水控制系统的工作流程一般包括以下几个步骤:1.传感器采集数据:水温和水压传感器负责采集水温和水压数据,并将其发送到PLC系统。

2.数据处理与判断:PLC系统接收到传感器采集的数据后,根据预设的水温和水压设定值进行比较和判断,确定是否需要调节供水设备。

3.控制设备调节:根据判断结果,PLC系统通过控制水泵和阀门的开启状态,调节供水设备的运行情况,以实现恒温恒压的供水过程。

4.监控与反馈:PLC系统同时负责监控供水设备的状态和供水过程中的水温和水压变化,并将实时数据反馈给操作者,便于监控和管理。

优势基于PLC的恒温恒压供水控制系统相比传统的手动控制方式具有以下优势:1.自动化控制:PLC系统可以根据预设的设定值自动调节供水设备的运行状态,无需人工干预,提高了供水系统的稳定性和可靠性。

2.精确控制:PLC系统能够实时监测水温和水压变化,并根据设定值自动调节供水设备,保持恒定的水温和水压,提供高质量的供水。

3.远程监控和管理:PLC系统可以与上位机或远程控制中心连接,实现远程监控和管理,操作者可以随时了解供水系统的运行状态,及时进行调整和优化。

4.故障诊断与报警:PLC系统具备故障诊断和报警功能,一旦发现供水设备异常或故障,系统会及时报警,便于操作者进行维修和处理,最大程度地减少停机时间。

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计恒压供水系统是一种可以根据需求始终保持恒定压力的供水系统,其主要由水泵、压力传感器、PLC控制器和相关配件组成。

下面将对基于PLC的恒压供水系统的设计进行详细介绍。

我们需要选择合适的PLC控制器。

PLC控制器是系统的核心,用于控制水泵的启停、压力的监测和调节等。

选择合适的PLC控制器可以确保系统的稳定性和可靠性。

我们需要选择合适的水泵。

水泵是供水系统的关键设备,它需要能够提供足够的水压和流量。

根据实际需求和供水系统的规模选择适合的水泵,同时可以考虑多台水泵并联的方式来提高供水能力和冗余性。

接下来,我们需要安装压力传感器。

压力传感器用于实时监测供水系统的压力情况,通过将压力信号转换为电信号传递给PLC控制器,以便进行相应的控制和调节。

然后,我们需要进行相关的管道布置。

根据实际的供水需求和布局,合理布置输水管道和回水管道,保证管道的通畅和安全。

还需要注意管道的防腐、防漏等工艺要求。

在系统设计过程中,我们还需要考虑到水泵的启停模式。

可以根据实际水压需求和供水量的变化情况,选择手动、自动或远程控制的方式来控制水泵的启停。

并通过PLC控制器来实现自动调节水泵的启停,以保持恒定的供水压力。

为了提高系统的使用便捷性和安全性,可以在PLC控制器上设置人机界面(HMI)来实时显示供水系统的状态和参数。

通过HMI可以方便地对系统进行监控和操作,并可以在有异常情况时及时发出警报。

还需要进行系统的调试和测试。

对安装的水泵、压力传感器和PLC控制器进行功能测试,确保系统的各个部件正常工作。

在正式投入使用前,还需要进行全面的稳定性和可靠性测试,以确保供水系统在各种工况下的正常运行。

基于PLC的恒压供水系统的设计需要选择合适的PLC控制器和水泵,并安装压力传感器进行实时监测和调节。

合理布置管道,选择合适的启停模式,并设置人机界面以提高系统的使用便捷性和安全性。

进行调试和测试,确保系统的稳定性和可靠性。

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计随着科技的发展和社会的进步,人们对水资源的利用和管理越来越重视。

恒压供水系统是一种能够在不同用水量下保持供水压力稳定的系统,广泛应用于工业、农业和民用领域。

本文将介绍基于PLC的恒压供水系统的设计,通过PLC控制系统实现对供水系统的智能控制和优化运行。

恒压供水系统是通过控制水泵的运行来维持供水管网中的压力稳定,当用户用水量变化时,系统能够自动调节水泵的运行状态,以保持供水压力在设定范围内。

恒压供水系统一般由水泵、压力传感器、PLC控制系统等组成。

当供水管网中的压力低于设定值时,PLC 控制系统将启动水泵,当压力达到设定值时,控制系统将停止水泵的运行。

1. 系统传感器的选择恒压供水系统中需要使用压力传感器来检测供水管网中的压力情况,传感器的选择直接影响到系统的准确性和稳定性。

一般情况下,可以选择高精度的压力传感器,通过其测量得到的压力信号输入PLC控制系统,以便系统根据压力变化进行自动调节。

2. PLC控制系统的设计PLC(Programmable Logic Controller)是一种用于工业控制的可编程逻辑控制器,具有良好的稳定性和灵活性,适用于恒压供水系统的设计。

设计PLC控制系统时,首先需要明确系统的控制逻辑和运行流程,然后编写相应的控制程序并进行调试。

3. 水泵的选型和布置恒压供水系统中的水泵是系统的核心部件,其选型和布置直接影响系统的运行效果。

在选型时,需要考虑供水管网的水质、用水量、管网布局等因素,以确保水泵能够满足系统的要求。

水泵的布置也需要符合水力平衡原则,确保供水管网的水流畅通。

恒压供水系统中的水泵一般是多台联动运行的,通过PLC控制系统实现水泵的智能联动是设计的重点。

在控制系统中,需要考虑水泵的启停逻辑、联动方式、切换条件等,以便系统能够根据实际压力需求进行自动调节。

5. 系统的远程监控和报警设计恒压供水系统在运行过程中需要进行实时监控和故障报警,以确保系统的安全可靠运行。

基于PLC变频恒压供水控制系统设计

基于PLC变频恒压供水控制系统设计

基于PLC变频恒压供水控制系统设计PLC变频恒压供水控制系统的设计供水系统是一种常见的工业和建筑领域常用的系统。

PLC变频恒压供水控制系统是一种可以控制和调节水泵的电气控制系统,以实现恒压供水的目的。

下面将介绍一个基于PLC变频恒压供水控制系统的设计。

设计目标:1.实现恒定的供水压力,不受进水压力和水流量的波动影响。

2.实现多台水泵的协调运行,实现水泵的均衡负荷运行,延长水泵寿命。

3.实现故障自动检测和报警,提高供水系统的可靠性。

系统组成:1.传感器:使用压力传感器和流量传感器来感知进水压力和供水流量。

2.PLC:使用可编程逻辑控制器(PLC)来实现逻辑控制和运算。

3.变频器:使用变频器来控制水泵的转速,从而实现恒扬程供水控制。

4.水泵:使用多台水泵来实现供水。

系统工作原理:1.系统启动:当水泵系统运行时,PLC会控制最初的启动过程,按照设定的启动顺序依次启动水泵,避免同时启动造成的电网冲击。

2.进水压力检测:系统通过压力传感器检测进水压力,当进水压力小于设定的最小进水压力时,PLC会自动启动水泵,以提供足够的进水压力。

3.恒压供水控制:PLC通过控制变频器,改变水泵的转速来实现供水流量和压力的稳定。

当供水压力低于设定的最小供水压力时,PLC会增加水泵的转速以提供足够的供水压力;当供水压力高于设定的最大供水压力时,PLC会降低水泵的转速以避免过高的压力。

4.水泵协调运行:通过PLC控制,多台水泵可以根据供水流量需求实现均衡负载运行,避免其中一台水泵长时间运行。

系统优势:1.系统能够自动检测供水压力,保持恒定的供水压力,避免由于进水压力和水流量的波动而导致的供水压力变化。

2.系统能够实现多台水泵的协调运行,避免单一水泵长时间运行而导致的设备损坏。

3.系统具有快速故障检测和报警功能,及时发现水泵等设备的故障,减少停机时间。

总结:基于PLC变频恒压供水控制系统的设计可以实现恒定的供水压力,提高供水系统的稳定性和可靠性。

基于PLC控制的恒压供水自动控制系统

基于PLC控制的恒压供水自动控制系统

基于PLC控制的恒压供水自动控制系统摘要随着变频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,变频恒压供水系统已经取代了传统供水方式,广泛应用于工矿企业和市政供水系统。

文章介绍了PLC与变频器的供水自动化控制系统的构成,泵组切换与恒压供水控制方法和系统保护功能的实现。

并简要分析了其使用效果。

关键词:恒压供水系统;PLC控制;供水质量;可靠性引言以PLC控制为核心、变频调速技术为基础的恒压供水控制系统,已逐渐取代原有的供水方式。

PLC用于恒压供水系统中,不仅简化了系统的硬件,减少了系统在硬件上出现故障的次数,提高了硬件系统的抗干扰能力,而且,随着社会的发展和进步、通信技术的快速发展,为实现系统的远程控制奠定了基础,同时,也解决了城市高层建筑和居民小区的供水问题。

供水自动控制系统的组成1主要设备选择FK2 - 32可编程控制器是适用于各种环境,抗干扰能力强,编程方便,易于使用;扩展功能也很强。

本身具有16路开关量输入和16路输出,精度高,多量程的A/D 和D/A 模块用于反馈控制。

基本指令处理时间为0.74μs/每步,平均无故障时间达30万h,可满足一般工业控制需求。

本系统设备选型的主要要求是可靠性高,能长时间稳定运行。

所选设备应能满足恒压供水闭环控制和泵组切换控制。

根据系统的实际需要,选用FX2 - 32 作为系统的控制主机,扩展1个模拟量输入模块FX-4AD和1个模拟量输出模块FX- 2DA,能满足系统水压的PID闭环控制和开关量的切换控制要求。

变频器是MF-l10kW交流变频调速器,该变频器具有快速响应转矩调整功能、转差补偿功能及优良的保护功能。

变频器容量为150 kVA ,驱动电机功率110kW,输出额定电流228A(120%的过载能力),操作方便,直观。

压力变送器选择国产1151型号的电容式压力变送器。

该变送器具有结构简单,安装方便,准确度高及高可靠性等优点,能满足控制要求。

2水压闭环调节原理该系统的水压闭环调节原理是:在泵站的输出母管上的压力变送器将出水母管水压转换为1~5 V,直流电压信号输入PLC,经FX- 4AD将其转换为数字信号。

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计恒压供水系统是一种以恒定压力为目标进行供水的系统。

PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门用于自动化系统控制的设备,它可以根据预设的程序控制各种设备和执行各种操作。

恒压供水系统一般包括水泵、水箱、传感器、流量计和控制器等组件。

PLC可以根据不同的需求和实时传感器数据,对这些组件进行控制和调节,以实现恒定的供水压力。

设计一个基于PLC的恒压供水系统时,首先需要确定系统的工作要求,包括所需的最小和最大供水压力范围、水泵的工作状态和切换条件等。

然后,根据这些要求编写PLC的控制程序。

控制程序的主要功能包括以下几个方面:1. 监测供水压力:PLC需要连接压力传感器,实时监测供水压力,并将其数据传输到控制器。

2. 控制水泵的启停:根据实时的供水压力数据和预设的最小和最大压力范围,PLC可以控制水泵的启停,保持供水压力在设定的范围内。

3. 控制水泵的运行速度:当供水压力低于最小压力时,PLC可以调节水泵的运行速度,增加供水流量,提高供水压力。

4. 控制水泵的切换:当供水压力达到最大压力时,PLC可以控制一个备用水泵的启动,实现水泵的切换。

5. 数据记录和报警:PLC可以记录供水压力、流量等各种数据,并根据预设的条件产生报警信号,提醒操作人员进行维护或处理异常情况。

在设计过程中,需要充分考虑系统的稳定性、可靠性和安全性。

PLC的选型和配置需要根据系统的规模和要求来确定,同时还需要设计合理的电气控制、保护和联锁装置,确保系统的正常运行。

基于PLC的恒压供水系统的设计需要充分考虑供水压力的监测和控制,合理调节水泵的运行速度和切换,以实现稳定的恒压供水。

还需要保证系统的可靠性和安全性,提供数据记录和报警功能,便于维护和处理异常情况。

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计

基于PLC的恒压供水系统的设计1. 引言1.1 背景介绍恒压供水系统是一种能够保持管网压力恒定的供水系统,其特点是在用户用水量变化时能够自动调节工作状态,保持供水压力恒定。

随着城市建设的发展和人们对供水质量和供水压力要求的提高,恒压供水系统在城市供水系统中得到了广泛的应用。

在传统的供水系统中,因为管网压力波动大,用户在高峰时段可能会出现供水压力不足的情况,影响用户的用水体验。

而恒压供水系统通过在系统中增加变频器或调速器等设备,能够根据用户用水量的变化实时调节泵的运行状态,从而保持管网的压力稳定,提高供水系统的稳定性和可靠性。

恒压供水系统的设计和应用对于提高城市供水系统的运行效率和水质保障具有重要意义。

基于PLC的恒压供水系统能够更加智能化地控制供水系统的运行,提高系统的运行效率和稳定性。

研究基于PLC 的恒压供水系统的设计对于推动供水系统的智能化和可持续发展具有重要的意义。

1.2 研究意义恒压供水系统作为现代生活中不可或缺的设备,其稳定可靠的运行对于保障用户正常生活和生产经营具有重要意义。

传统的恒压供水系统存在着一些问题,如压力波动大、能耗高、维护成本高等。

对于基于PLC的恒压供水系统的研究具有重要的意义。

通过对基于PLC的恒压供水系统进行研究和设计,不仅可以提升系统的性能和可靠性,还可以为恒压供水系统的发展带来新的技术突破和创新,推动相关领域的发展。

本文旨在探讨基于PLC技术的恒压供水系统的设计原理和方法,为相关研究和应用提供参考和借鉴。

1.3 研究目的研究目的是为了探索基于PLC的恒压供水系统设计的有效性和可行性。

通过对恒压供水系统的原理和特点进行分析,以及PLC在恒压供水系统中的应用情况进行研究,我们可以更好地理解恒压供水系统的设计要求和实施步骤。

通过对基于PLC的恒压供水系统的硬件设计和软件设计进行详细的讨论,可以为工程师和研究人员提供实用的设计方案和技术支持。

通过本研究,我们希望能够总结出基于PLC的恒压供水系统设计的优势和特点,为未来的恒压供水系统设计和研究提供参考和借鉴。

基于PLC的变频恒压供水系统

基于PLC的变频恒压供水系统

基于PLC的变频恒压供水系统随着社会的进步和城市化的发展,供水系统的稳定性和可靠性越来越受到人们的。

为了满足人们对高品质生活的需求,许多供水系统采用了变频恒压供水技术。

这种技术具有稳定水质、节约能源、优化精度等优势,在PLC(可编程逻辑控制器)技术的支持下,其性能得到了更进一步的提升。

变频恒压供水系统是通过调节水泵电机的转速,实现恒定的水压输出。

在PLC技术的帮助下,这种系统能够实时监测供水压力和水量,根据实际需求自动调整水泵电机的转速,确保供水压力的稳定。

PLC技术还可以实现系统的智能化控制,提高整个供水系统的可靠性。

PLC在变频恒压供水系统中的应用主要体现在以下几个方面。

PLC可以实时监测供水管网的水压和水量,并将数据传输到上位机。

上位机根据实时的数据反馈,调整变频器的输出频率,进而调节水泵电机的转速,以保证供水压力的稳定。

PLC可以在供水系统中实现故障自诊断功能。

当系统出现故障时,PLC 能够立即检测到并采取相应的措施,如停机维修或切换备用设备,确保供水不会受到影响。

同时,PLC还可以将故障信息上传至管理中心,方便工作人员进行后续的维护和检修。

PLC可以通过编程实现多种控制逻辑,如串级控制、PID控制等。

这些控制逻辑可以根据实际的供水需求进行灵活调整,从而提高供水系统的适应性和性能。

在实际应用中,基于PLC的变频恒压供水系统已经取得了显著的效果。

某城市在供水系统中采用了这种技术后,供水压力稳定,水质得到了明显的改善。

同时,该系统的节能效果也非常显著,相比传统的供水方式,节能达到了30%以上。

该系统的维护成本也大大降低,减少了工作人员的劳动强度。

基于PLC的变频恒压供水系统是一种理想的供水方式,既可以稳定水质、节约能源,又可以提高系统的精度和可靠性。

随着科技的不断发展,相信这种技术将在未来的供水系统中得到更广泛的应用。

[随着城市化进程的加快,人们对供水系统的稳定性、安全性和节能性提出了更高的要求。

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摘要:水是生产生活中不可缺少的重要组成部分,在节水节能己成为时代特征的现实条件下,我们这个水资源和电能短缺的国家,长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后,自动化程度低。

本论文结合我国中小城市多层住宅小区的用水现状,设计了一套基于PLC的变频调速恒压自动控制供水系统,给出设计原理、控制系统整体结构,分析控制功能和控制过程,完成可编程控制电路、变频器电路等具体电路设计,设计控制系统的程序框图。

采用PLC与变频器作为控制核心,再加上压力变送器,实现了变频调速恒压自动控制供水控制效果非常好,软件设计简单,硬件接口简易可行、可靠性高,整个系统的性价比非常高。

关键词:PLC,变频调速,恒压,供水1.绪论泵站担负着工农业和生活用水的重要任务,运行中需大量消耗能量,提高泵站效率,降低能耗,对国民经济有重大意义。

目前,泵站有很大一部分水泵电机是不变速拖动系统,原先用人工进行水位控制,由于无法每时每刻对水位进行准确的定位监测,很难准确控制水泵的起停,虽然使用浮标或机械等水位控制装置使供水状况有了一些改变。

不变速电机的电能大多消耗在适应供水量的变化而频繁的开停水泵中。

这样不但使电机工作在低效区、减短电机的使用寿命,而且电机的频繁开停使设备故障率很高,机械装置的故障多,可靠性差,导致水资源严重浪费,系统的维护、维修工作量较大。

随着高位生活用水和工业用水逐渐增多,传统的控制方法已经落后。

国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式,几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况,因而投资成本高。

即1968年,丹麦的丹佛斯公司发明并首家生产变频器(丹佛斯是传动产品全球五大核心供应商之一)后,随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后,国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器,像瑞典、瑞士的ABB集团推出了HVAC变频技术,法国的施耐德公司就推出了恒压供水基板,备有“变频泵固定方式”,“变频泵循坏方式”两种模式。

它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上,通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能,只要搭载配套的恒压供水单元,便可直接控制多个置的电磁接触器工作,可构成最多七台电机(泵)的供水系统。

这类设备虽然说是微化了电路结构,降低了设备成本,但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性,系统的动态性能和稳定性不高,与别的监控系统(如BA系统)和组态软件难以实现数据通信,并且限制了带负载的容量,因此在实际使用时其围将会受到限制。

目前国有不少公司在做变频恒压供水的工程,大多采用国外品牌的变频器控制水泵的转速,水管的管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制,有的采用可编程控制器(PLC)及相应的软件予以实现,有的采用单片机及相应的软件予以实现。

但在系统的动态性能、稳定性能、抗干扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说,还远远没能达到所有用户的要求。

原华为(现己更名为艾默生)电气公司和希望集团〔森兰牌变频器)也推出了恒压供水专用变频器(2.2kw-30kw),无需外接PLC和PID调节器,可完成最多四台水泵的循坏切换、定时起动、停止和定时循环(月麦丹佛斯公司的VLT系列变频器可实现七台水泵机组的切换)。

该变频器将压力闭环调节与循环逻辑控制功能集成在变频器部实现,但其输出接口限制了带负载容量,同时操作不方便且不具有数据通信功能,因此只适用于小容量,控制要求不高的供水场所。

PLC与变频器结合为核心构成的系统,可以解决水压控制系统存在的问题,变频技术以其在节能与恒压方面的优越性能达到较好的控制效果。

与传统的交流拖动系统相比,利用变频器对交流电动机进行调速控制,有许多优点,如节电、容易实现对现有电动机的调速控制、可以实现大围的高效连续调速控制、实现速度的精确控制。

变频器保护功能很强,在运行过程中能随时检测到各种故障,并显示故障类别(如电网瞬时电压降低,电网缺相,直流过电压,功率模块过热,电机短路等),并立即封锁输出电压。

这种“自我保护”的功能,不仅保护了变频器,还保护了电机不易损坏。

由于要根据现场情况调整系统参数,而PLC 在软件设计上编程简洁、直观,PLC 的软件中时间参数的调整更简单,这样更有利于运行人员掌握。

2.恒压供水系统2.1变频恒压供水系统随着变频技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高,变频恒压供水系统以其环保、节能和高品质的供水质量等特点,广泛应用于多层住宅小区及高层建筑的生活、消防供水中。

变频恒压供水的调速系统可以实现水泵电机无级调速,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、合理的节能型供水系统。

在实际应用中如何充分利用专用变频器置的各种功能,对合理设计变频恒压供水设备、降低成本、保证产品质量等有着重要意义。

变频恒压供水系统能适用生活水、工业用水以及消防用水等多种场合的供水要求,该系统具有以下特点:(1)供水系统的控制对象是用户管网的水压,它是一个过程控制量,同其他一些过程控制量(如:温度、流量、浓度等)一样,对控制作用的响应具有滞后性。

同时用于水泵转速控制的变频器也存在一定的滞后效应。

(2)用户管网中因为有管阻、水锤等因素的影响,同时又由于水泵自身的一些固有特性,使水泵转速的变化与管网压力的变化成正比,因此变频调速恒压供水系统是一个线性系统。

(3)变频调速恒压供水系统要具有广泛的通用性,面向各种各样的供水系统,而不同的供水系统管网结构、用水量和扬程等方面存在着较大的差异,因此其控制对象的模型具有很强的多变性。

(4)在变频调速恒压供水系统中,由于有定量泵的加入控制,而定量泵的控制(包括定量泉的停止和运行)是时时发生的,同时定量泵的运行状态直接影响供水系统的模型参数,使其不确定性地发生变化,因此可以认为,变频调速恒压供水系统的控制对象是时时变化的。

(5)当出现意外的情况(如突然停水、断电、泵、变频器或软启动器故障等)时,系统能根据泵及变频器或软启动器的状态,电网状况及水源水位,管网压力等工况点自动进行切换,保证管网压力恒定。

在故障发生时,执行专门的故障程序,保证在紧急情况下的仍能进行供水。

(6)水泵的电气控制柜,其有远程和就地控制的功能和数据通讯接口,能与控制信号或控制软件相连,能对供水的相关数据进行实时传送,以便显示和监控以及报表打印等功能。

(7)用变频器进行调速,用调节泵和固定泵的组合进行恒压供水,节能效果显著,对每台水泵进行软启动,启动电流可从零到电机额定电流,减少了启动电流对电网的冲击同时减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击,延长了设备的使用寿命。

2.2 课题研究的对象图2.1 供水流程简图此次设计研究的对象是一栋楼房的供水系统。

这栋楼有24层,由于高层楼对水压的要求高,在水压低时,高层用户将无常用水甚至出现无水的情况,水压高时将造成能源的浪费。

如图2.1所示,是这栋小楼的供水流程。

自来水厂送来的水先储存的水池中再通过水泵加压送给用户。

通过水泵加压后,必须恒压供给每一个用户。

2.3 变频恒压供水控制方式的选择目前国变频恒压供水设备电控柜的控制方式有:1.逻辑电子电路控制方式这类控制电路难以实现水泵机组全部软启动、全流量变频调节,往往采用一台泵固定于变频状态,其余泵均为工频状态的方式。

因此,控制精度较低、水泵切换时水压波动大、调试较麻烦、工频泵起动时有冲击、抗干扰能力较弱,但其成本较低。

2.单片微机电路控制方式这类控制电路优于逻辑电路,但在应付不同管网、不同供水情况时,调试较麻烦;追加功能时往往要对电路进行修改,不灵活也不方便。

电路的可靠性和抗干扰能力都不太好。

3.带PID回路调节器或可编程序控制器(PLC)的控制方式该方式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。

压力设定信号和压力反馈信号在输入可编程控后,经可编程控制器部PID控制程序的计算,输出给变频器一个转速控制信号。

还有一种办法是将压力设定信号和压力反馈信号送入PID回路调节器,由PID回路调节器在调节器部进行运算后,输入给变频器一个转速调节信号。

4.新型变频调速供水设备针对传统的变频调速供水设备的不足之处,国外不少生产厂家近年来纷纷推出了一系列新型产品,如华为的TD2100;施耐德公司的Altivar58泵切换卡;SANKEN的SAMCO—I系列;ABB公司的ACS600、ACS400系列产品;富士公司的GIIS/PIIS系列产品;等等。

这些产品将PID调节器以及简易可编程控制器的功能都综合进变频器,形成了带有各种应用的新型变频器。

由于PID运算在变频器部,这就省去了对可编程控制器存贮容量的要求和对PID算法的编程,而且PID参数的在线调试非常容易,这不仅降低了生产成本,而且大大提高了生产效率。

由于变频器部自带的PID调节器采用了优化算法,所以使水压的调节十分平滑,稳定。

同时,为了保证水压反馈信号值的准确、不失值,可对该信号设置滤波时间常数,同时还可对反馈信号进行换算,使系统的调试非常简单、方便。

考虑以上四种方案后,此次计采用第四种方案。

如图2.2所示。

图2.2 供水系统方案图2.4 变频构成恒压供水系统的及工作原理2.4.1 系统的构成图2.3 系统原理图如图2.3所示,整个系统由三台水泵,一台变频调速器,一台PLC和一个压力传感器及若干辅助部件构成。

三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀,以供维修和调节水量之用,三台泵协调工作以满足供水需要;变频供水系统中检测管路压力的压力传感器,一般采用电阻式传感器(反馈0~5V电压信号)或压力变送器(反馈4~20mA电流);变频器是供水系统的核心,通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。

从原理框图,我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系统、人机界面、以及报警装置等部分组成。

(1)执行机构执行机构是由一组水泵组成,它们用于将水供入用户管网,图2.3中的3个水泵分为二种类型:调速泵:是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵,用以根据用水量的变化改变电机的转速,以维持管网的水压恒定。

恒速泵:水泵运行只在工频状态,速度恒定。

它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力不足时,对供水量进行定量的补充。

(2)信号检测在系统控制过程中,需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号:①水压信号:它反映的是用户管网的水压值,它是恒压供水控制的主要反馈信号。

②报警信号:它反映系统是否正常运行,水泵电机是否过载、变频器是否有异常。

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