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產(chǎn)品展示
產(chǎn)品名稱：管網(wǎng)疊壓恒壓供水設(shè)備
產(chǎn)品型號(hào)：管網(wǎng)疊壓恒壓供水設(shè)備
產(chǎn)品特點(diǎn)：管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備是使用水箱做為整個(gè)系統(tǒng)的備用水源，在自來水管網(wǎng)壓力不夠或無水時(shí)期，自動(dòng)轉(zhuǎn)入使用，補(bǔ)充供水需求，以保證供水的穩(wěn)定性和連續(xù)性。 在自來水管網(wǎng)壓力恢復(fù)后會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為正常疊壓供水方式，水箱自動(dòng)補(bǔ)給水，在自來水管網(wǎng)供水壓力正常時(shí)，自動(dòng)定時(shí)循環(huán)清潔箱體內(nèi)儲(chǔ)存適當(dāng)?shù)挠盟?，以保證供水質(zhì)量。 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是PLC控制的恒壓供水系統(tǒng)，主要用到了PLC、水泵和變頻器，系統(tǒng)采用變頻調(diào)速方式自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的速度，改變了以往先啟后停的方式，系統(tǒng)能夠自動(dòng)和手動(dòng)完成各個(gè)泵的啟動(dòng)、停止和無沖擊切換，
管網(wǎng)疊壓恒壓供水設(shè)備的詳細(xì)資料：
管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備是使用水箱做為整個(gè)系統(tǒng)的備用水源，在自來水管網(wǎng)壓力不夠或無水時(shí)期，自動(dòng)轉(zhuǎn)入使用，補(bǔ)充供水需求，以保證供水的穩(wěn)定性和連續(xù)性。在自來水管網(wǎng)壓力恢復(fù)后會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為正常疊壓供水方式，水箱自動(dòng)補(bǔ)給水，在自來水管網(wǎng)供水壓力正常時(shí)，自動(dòng)定時(shí)循環(huán)清潔箱體內(nèi)儲(chǔ)存適當(dāng)?shù)挠盟?，以保證供水質(zhì)量。
本設(shè)計(jì)的內(nèi)容是PLC控制的恒壓供水系統(tǒng)，主要用到了PLC、水泵和變頻器，系統(tǒng)采用變頻調(diào)速方式自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的速度，改變了以往先啟后停的方式，系統(tǒng)能夠自動(dòng)和手動(dòng)完成各個(gè)泵的啟動(dòng)、停止和無沖擊切換，以及故障報(bào)警，使水壓平穩(wěn)過渡。在恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)變頻器控制也進(jìn)行了必要的講解。包括變頻原理，變頻器的分類以及參數(shù)的設(shè)定。其硬件由PLC、變頻器、電機(jī)、繼電器等組成。在設(shè)計(jì)中利用PLC控制變頻器，采用PID控制器，形成以壓力為閉環(huán)的控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)供水壓力的恒定，而泵的啟動(dòng)和停止可以自動(dòng)和手動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)運(yùn)行可靠，抗干擾性強(qiáng)，且具有經(jīng)濟(jì)性。
隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)生活飲用水品質(zhì)的不斷提高，變頻恒壓供水系統(tǒng)以逐漸取代原有的水塔供水系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于多層住宅小區(qū)生活消防供水系統(tǒng)。然而，由于新系統(tǒng)多會(huì)繼續(xù)使用原有系統(tǒng)的部分舊設(shè)備，此技術(shù)用在對(duì)原有系統(tǒng)的改造過程中，既可以體現(xiàn)變頻控制恒壓供水的優(yōu)勢(shì)，又可以盡量保留原有的設(shè)備，有效的節(jié)省了大量的資金，并且可以保證系統(tǒng)的可靠的運(yùn)行。
圖 1-1
通過安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器，把出口壓力信號(hào)變成4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入PID調(diào)節(jié)器，經(jīng)運(yùn)算與給定的壓力進(jìn)行比較，得出一比較參數(shù)，送給變頻器，由變頻器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的供水量，使供水管網(wǎng)上的壓力保持在給定的壓力上，當(dāng)用水量超過一臺(tái)泵的供水量時(shí)，通過PLC控制切換器進(jìn)行加泵。根據(jù)用水量的大小由PLC控制工作泵的數(shù)量增減及變頻器對(duì)水泵的調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí)，輸入電機(jī)的電壓和頻率也隨之變化，這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。此外，系統(tǒng)還設(shè)有多種保護(hù)功能，充分保證了水泵的及時(shí)維修和系統(tǒng)的正常供水。
圖1-1為變頻恒壓供水系統(tǒng)。其中變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無極調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。傳感器的任務(wù)是檢測(cè)管網(wǎng)水壓，壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足用戶需求的水壓期望值。壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)輸入可編程控制器后，經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。還有一種方法是將壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)送入PID回路調(diào)節(jié)器，由PID回路調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號(hào)，如圖1-1中虛線所示。供水設(shè)備控制1—3臺(tái)水泵，在這些水泵中，只有一臺(tái)變頻泵。當(dāng)供水設(shè)備供電開始時(shí)，先啟動(dòng)變頻泵，管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，變頻器的輸出頻率則穩(wěn)定在這一數(shù)值上。而當(dāng)用水量增加，水壓降低時(shí)，傳感器將這一信號(hào)送入可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器，可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器則送出一個(gè)比用水量增大的信號(hào)，使變頻器的輸出頻率上升，水泵的轉(zhuǎn)速提高，水壓上升。如果用水量增加很多，使變頻器的輸出頻率達(dá)到大值，仍不能使管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值，可編程序控制器或PID回路調(diào)節(jié)器就發(fā)出控制信號(hào)，啟動(dòng)一臺(tái)工頻泵，其他泵依次類推。反之，當(dāng)用水量減少，變頻器的頻率達(dá)到小值時(shí)，則發(fā)出減少一臺(tái)工頻泵的信號(hào)，其他泵依次類推。圖1-1中M1-M3為電機(jī)，P1-P3為水泵，KM1-KM6為電機(jī)起、停、互相切換的交流接觸器。
圖1-1為變頻恒壓供水系統(tǒng)。其中變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無極調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。傳感器的任務(wù)是檢測(cè)管網(wǎng)水壓，壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足用戶需求的水壓期望值。壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)輸入可編程控制器后，經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。還有一種方法是將壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)送入PID回路調(diào)節(jié)器，由PID回路調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號(hào)，如圖1-1中虛線所示。供水設(shè)備控制1—3臺(tái)水泵，在這些水泵中，只有一臺(tái)變頻泵。當(dāng)供水設(shè)備供電開始時(shí)，先啟動(dòng)變頻泵，管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)，變頻器的輸出頻率則穩(wěn)定在這一數(shù)值上。而當(dāng)用水量增加，水壓降低時(shí)，傳感器將這一信號(hào)送入可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器，可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器則送出一個(gè)比用水量增大的信號(hào)，使變頻器的輸出頻率上升，水泵的轉(zhuǎn)速提高，水壓上升。如果用水量增加很多，使變頻器的輸出頻率達(dá)到大值，仍不能使管網(wǎng)水壓達(dá)到設(shè)定值，可編程序控制器或PID回路調(diào)節(jié)器就發(fā)出控制信號(hào)，啟動(dòng)一臺(tái)工頻泵，其他泵依次類推。反之，當(dāng)用水量減少，變頻器的頻率達(dá)到小值時(shí)，則發(fā)出減少一臺(tái)工頻泵的信號(hào)，其他泵依次類推。圖1-1中M1-M3為電機(jī)，P1-P3為水泵，KM1-KM6為電機(jī)起、停、互相切換的交流接觸器。
圖1-2
由于變頻器的轉(zhuǎn)速控制信號(hào)是由可編程控制器或PID回路調(diào)節(jié)器給出的，所以對(duì)可編程來講，要有模擬量輸入接口。由于帶模擬量輸入/輸出接口的可編程控制器價(jià)格很高，這無形中就增加了供水設(shè)備的成本。若采用帶模擬量輸入/輸出接口的可編程控制器，則要在可編程器的數(shù)字量輸出口另接一塊PWM調(diào)制板，還增加了連線和附加設(shè)備，降低了整套設(shè)備的可靠性。如果采用一個(gè)開關(guān)量輸入/輸出接口的可編程控制器和一個(gè)PID回路調(diào)節(jié)器，其成本也和帶模擬量輸入/輸出接口的可編程控制器差不多。所以，在變頻器調(diào)速恒壓給水控制設(shè)備中，PID控制信號(hào)的產(chǎn)生和輸出就成為降低給水設(shè)備成本的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
1.2變頻恒壓供水控制方式
1.2變頻恒壓供水控制方式
眾所周知，水泵消耗與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。即：
N=Kn3
N：為水泵消耗功率；
K：為比例系數(shù)
水泵設(shè)計(jì)是按工頻運(yùn)行時(shí)設(shè)計(jì)的，但除用水高峰外，大部分時(shí)間流量較小，因此可以使水泵運(yùn)行的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化，終達(dá)到節(jié)能的目的。實(shí)踐證明，使用變頻設(shè)備可使水泵運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20%，從而大大降低能耗，節(jié)能率可達(dá)20%--40%。
目前國內(nèi)各廠家的供水設(shè)備電控柜，除采用落后的繼電接觸器控制方式外，大致有以下四類：
N=Kn3
N：為水泵消耗功率；
K：為比例系數(shù)
水泵設(shè)計(jì)是按工頻運(yùn)行時(shí)設(shè)計(jì)的，但除用水高峰外，大部分時(shí)間流量較小，因此可以使水泵運(yùn)行的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化，終達(dá)到節(jié)能的目的。實(shí)踐證明，使用變頻設(shè)備可使水泵運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20%，從而大大降低能耗，節(jié)能率可達(dá)20%--40%。
目前國內(nèi)各廠家的供水設(shè)備電控柜，除采用落后的繼電接觸器控制方式外，大致有以下四類：
（1）邏輯電子電路控制方式：
這類控制電路難以實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組全部軟啟動(dòng)、全流量變頻調(diào)節(jié)。往往采用一臺(tái)泵固定于變頻狀態(tài)，其余泵均為工頻工作 狀態(tài)的方式。因此控制精度較低、水泵切換時(shí)水壓波動(dòng)大、調(diào)試較麻煩、工頻泵啟動(dòng)時(shí)有沖擊、抗干擾能力較低，但成本較低。
這類控制電路難以實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組全部軟啟動(dòng)、全流量變頻調(diào)節(jié)。往往采用一臺(tái)泵固定于變頻狀態(tài)，其余泵均為工頻工作 狀態(tài)的方式。因此控制精度較低、水泵切換時(shí)水壓波動(dòng)大、調(diào)試較麻煩、工頻泵啟動(dòng)時(shí)有沖擊、抗干擾能力較低，但成本較低。
（2）單片機(jī)電路控制方式：
這類控制電路優(yōu)于邏輯電路，但在應(yīng)付不同管網(wǎng)、不同供水情況時(shí)調(diào)試較麻煩，追加功能時(shí)往往要對(duì)電路進(jìn)行修改，不靈活也不方便。電路的可靠性和抗干擾能力都不是很高。
這類控制電路優(yōu)于邏輯電路，但在應(yīng)付不同管網(wǎng)、不同供水情況時(shí)調(diào)試較麻煩，追加功能時(shí)往往要對(duì)電路進(jìn)行修改，不靈活也不方便。電路的可靠性和抗干擾能力都不是很高。
（3）帶PID回路調(diào)節(jié)器和/或可編程序控制器（PLC）的控制方式：
此時(shí)變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。傳感器的任務(wù)是檢測(cè)管網(wǎng)水壓。壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足需要的水壓期望值。壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)在輸入可編程控制器后，經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。還有一種辦法是將壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)送入PID回路調(diào)節(jié)器，由PID回路調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后，輸入給變頻器一個(gè)調(diào)速信號(hào)。
此時(shí)變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。傳感器的任務(wù)是檢測(cè)管網(wǎng)水壓。壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足需要的水壓期望值。壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)在輸入可編程控制器后，經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號(hào)。還有一種辦法是將壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)送入PID回路調(diào)節(jié)器，由PID回路調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后，輸入給變頻器一個(gè)調(diào)速信號(hào)。
（4）新型變頻調(diào)速供水設(shè)備
針對(duì)傳統(tǒng)的變頻調(diào)速供水設(shè)備的不足之處，國內(nèi)外不少生產(chǎn)廠家紛紛推出了一系列新型產(chǎn)品。這些產(chǎn)品將PID調(diào)節(jié)器以及簡(jiǎn)易可編程控制器的功能都綜合進(jìn)變頻器，形成了帶有各種應(yīng)用宏的變頻器，由于PID運(yùn)算在變頻器內(nèi)部，這就省去對(duì)可編程存控制器存貯容量的要求和對(duì)PID算法的編程，而且PID參數(shù)的在線調(diào)試非常容易，這不僅降低了生產(chǎn)成本，而且大大提高了生產(chǎn)效率。由于變頻器內(nèi)部自帶的PID調(diào)節(jié)器采用了優(yōu)化算法。所以使水壓的調(diào)節(jié)十分平滑，穩(wěn)定。同時(shí)，為了保證水壓信號(hào)反饋信號(hào)值的準(zhǔn)確、不失信，可對(duì)該信號(hào)設(shè)置濾波時(shí)間常數(shù)，同時(shí)還可對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行換算，使系統(tǒng)的調(diào)試非常簡(jiǎn)單、方便。
針對(duì)傳統(tǒng)的變頻調(diào)速供水設(shè)備的不足之處，國內(nèi)外不少生產(chǎn)廠家紛紛推出了一系列新型產(chǎn)品。這些產(chǎn)品將PID調(diào)節(jié)器以及簡(jiǎn)易可編程控制器的功能都綜合進(jìn)變頻器，形成了帶有各種應(yīng)用宏的變頻器，由于PID運(yùn)算在變頻器內(nèi)部，這就省去對(duì)可編程存控制器存貯容量的要求和對(duì)PID算法的編程，而且PID參數(shù)的在線調(diào)試非常容易，這不僅降低了生產(chǎn)成本，而且大大提高了生產(chǎn)效率。由于變頻器內(nèi)部自帶的PID調(diào)節(jié)器采用了優(yōu)化算法。所以使水壓的調(diào)節(jié)十分平滑，穩(wěn)定。同時(shí)，為了保證水壓信號(hào)反饋信號(hào)值的準(zhǔn)確、不失信，可對(duì)該信號(hào)設(shè)置濾波時(shí)間常數(shù)，同時(shí)還可對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行換算，使系統(tǒng)的調(diào)試非常簡(jiǎn)單、方便。
恒壓供水控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
1 恒壓供水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)綜合PLC在多方面的應(yīng)用，既有開關(guān)量I/O，也有模擬量I/O，及其PID調(diào)節(jié)器的使用。另外，設(shè)計(jì)中還使用了變頻器控制。
工藝過程
隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，城市高層建筑的供水問題日益突出。一方面要求提高供水質(zhì)量，不要因?yàn)閴毫Φ牟▌?dòng)造成供水的障礙；另一方面要求保證供水的安全性和可靠性，提高供水質(zhì)量。針對(duì)這方面的要求，本設(shè)計(jì)以 PLC豐富的控制功能，達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。
本設(shè)計(jì)為三臺(tái)水泵的恒壓供水控制系統(tǒng)。工藝過程如圖1-2所示
市水網(wǎng)來水用高低水位控制器EQ來控制注水閥YV1，它們自動(dòng)把水注滿儲(chǔ)水池，只要水位低于高水位，則自動(dòng)往水箱中注水。水池的高/低水位信號(hào)由傳感器直接送給PLC，作為低水位報(bào)警用。為了保證供水的連續(xù)性，水位上下限傳感器的高低距離不是相差很大。三臺(tái)水泵根據(jù)用水量的多少，按一定的控制邏輯運(yùn)行，使供水在恒壓狀態(tài)下進(jìn)行。
工藝過程
隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，城市高層建筑的供水問題日益突出。一方面要求提高供水質(zhì)量，不要因?yàn)閴毫Φ牟▌?dòng)造成供水的障礙；另一方面要求保證供水的安全性和可靠性，提高供水質(zhì)量。針對(duì)這方面的要求，本設(shè)計(jì)以 PLC豐富的控制功能，達(dá)到系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。
本設(shè)計(jì)為三臺(tái)水泵的恒壓供水控制系統(tǒng)。工藝過程如圖1-2所示
市水網(wǎng)來水用高低水位控制器EQ來控制注水閥YV1，它們自動(dòng)把水注滿儲(chǔ)水池，只要水位低于高水位，則自動(dòng)往水箱中注水。水池的高/低水位信號(hào)由傳感器直接送給PLC，作為低水位報(bào)警用。為了保證供水的連續(xù)性，水位上下限傳感器的高低距離不是相差很大。三臺(tái)水泵根據(jù)用水量的多少，按一定的控制邏輯運(yùn)行，使供水在恒壓狀態(tài)下進(jìn)行。
管網(wǎng)疊壓供水設(shè)備控制要求
對(duì)三臺(tái)泵恒壓供水的基本控制要求：
（1）系統(tǒng)開始供水時(shí)，變頻運(yùn)行；
（2）三臺(tái)泵根據(jù)恒壓的需要，采取“先開先停”的原則接入和退出；
（3）在用水量小的情況下，如果一臺(tái)泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過3小時(shí)，則要切換到下一臺(tái)泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”可避免某一臺(tái)泵長時(shí)間工作；
（4）三臺(tái)泵啟動(dòng)時(shí)有延時(shí)，減小電流過大時(shí)對(duì)其他用電設(shè)備的沖擊；
（5）要有完善的報(bào)警功能；
（6）對(duì)電機(jī)的操作要有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制功能。
對(duì)三臺(tái)泵恒壓供水的基本控制要求：
（1）系統(tǒng)開始供水時(shí)，變頻運(yùn)行；
（2）三臺(tái)泵根據(jù)恒壓的需要，采取“先開先停”的原則接入和退出；
（3）在用水量小的情況下，如果一臺(tái)泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過3小時(shí)，則要切換到下一臺(tái)泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”可避免某一臺(tái)泵長時(shí)間工作；
（4）三臺(tái)泵啟動(dòng)時(shí)有延時(shí)，減小電流過大時(shí)對(duì)其他用電設(shè)備的沖擊；
（5）要有完善的報(bào)警功能；
（6）對(duì)電機(jī)的操作要有手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制功能。
