匯辰E7-200Smart PLC在恒壓供水中的應(yīng)用

2023-06-09 Huceen

恒壓供水背景

隨著近些年社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國各地經(jīng)歷了快速的城市化進(jìn)程，城市人口迅速增加，城市規(guī)模迅速擴(kuò)大，城市建筑的規(guī)模和髙度也不斷增長和突破，這些增長對(duì)城市供水系統(tǒng)提出了超出以往的、越來越高的要求。

目前的社會(huì)需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的供水方式發(fā)展趨勢，都普遍朝向了高效節(jié)能、自動(dòng)可靠的大方向，將恒壓供水與變頻調(diào)速這兩項(xiàng)技術(shù)相結(jié)合，正是能夠滿足現(xiàn)代社會(huì)高效節(jié)能和穩(wěn)定可靠發(fā)展趨勢的供水方式。

恒壓供水，是指通過水壓壓差作為反饋信號(hào)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，使供水的壓力保持穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)供水、用水平衡的技術(shù)。

變頻技術(shù)，是指根據(jù)系統(tǒng)對(duì)動(dòng)力需求高低，通過控制供電頻率，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到降低功耗，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)方式。

采用變頻技術(shù)后供水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

1.減少電流沖擊：水泵、電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)變頻啟動(dòng)變頻停機(jī)，啟動(dòng)停機(jī)電流都比較小，大大減少了系統(tǒng)啟動(dòng)停機(jī)對(duì)電網(wǎng)的沖擊電流和電壓波動(dòng)。

2.減少機(jī)械沖擊：可以減少對(duì)管網(wǎng)、水泵、閥門等機(jī)械系統(tǒng)的沖擊，減少了維保工作量，延長了管網(wǎng)壽命，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

3.節(jié)能降耗：可以根據(jù)實(shí)際用水需求的峰谷變化對(duì)水泵機(jī)組進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，有明顯的節(jié)電功效，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

4.提高系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的自動(dòng)化程度，同時(shí)可靠性也比較高，可以實(shí)現(xiàn)無人值守工作，大大降低了系統(tǒng)運(yùn)營的人工成本。

5.系統(tǒng)保護(hù)：系統(tǒng)擁有過流、過載、過壓、欠壓、電機(jī)缺相、短路、系統(tǒng)過熱等多項(xiàng)保護(hù)功能。

6.系統(tǒng)具有一定的擴(kuò)容和升級(jí)能力，如果需要增加供水容量，可以進(jìn)行方便的擴(kuò)容技改，如果系統(tǒng)以后需要進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度監(jiān)控，利用改造也可以很方便的實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控功能和統(tǒng)一調(diào)度。

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

變頻恒壓供水系統(tǒng)，主要的組成部分包括了報(bào)警裝置、操作界面、通信接口，控制系統(tǒng)、信號(hào)檢測和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其主要構(gòu)成部分如下圖。

國產(chǎn)PLC

變頻器恒壓供水方式的構(gòu)成圖

信號(hào)檢測

系統(tǒng)控制時(shí)，我們所需要檢測的信號(hào)有液位、水壓以及報(bào)警信號(hào):

所謂水壓力信號(hào)就是我們所說的用戶管網(wǎng)里水的壓力值，這個(gè)信號(hào)是恒壓供水控制中最為的重要的一個(gè)信號(hào)。它其實(shí)是一個(gè)模擬信號(hào)，讀取到PLC中進(jìn)行A / D轉(zhuǎn)換。此外，為了增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，我們還要檢測最大供水壓及最小供水壓以及用電接點(diǎn)的壓力值。

水泵進(jìn)水的水量充足與否主要是通過液位信號(hào)來反映。當(dāng)液位信號(hào)是有效信號(hào)的時(shí)候，為了避免水泵發(fā)生空抽的現(xiàn)象，導(dǎo)致電機(jī)損壞，控制系統(tǒng)要執(zhí)行保護(hù)系統(tǒng)的功能。我們?cè)谒锩姘惭b液位傳感器，來提供液位信號(hào)。

系統(tǒng)是不是在正常的狀態(tài)下運(yùn)行，變頻器是不是出現(xiàn)故障了，水泵的電機(jī)是不是運(yùn)行在過載狀態(tài)下，都可以通過報(bào)警信號(hào)反映出來，這個(gè)報(bào)警信號(hào)是一個(gè)數(shù)字量。

PLC控制系統(tǒng)配置

對(duì)于變頻恒壓供水系統(tǒng)的控制最重要的部分就是供水控制器。供水控制器通過收集本系統(tǒng)中的報(bào)警信號(hào)、液位以及壓力，分析從人機(jī)接口以及通訊接口而來的數(shù)據(jù)信息、處理相應(yīng)的控制算法，獲得相應(yīng)的控制措施，采用變頻調(diào)速器以及接觸器來控制水泵。

變頻器的主要作用就是有效地調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)動(dòng)速度。它的主要原理就是跟蹤由供水控制器傳輸而來的控制信號(hào)而相應(yīng)的調(diào)節(jié)泵的工作頻率，從而調(diào)節(jié)調(diào)速泵的工作速度。

變頻器的電控設(shè)備包括轉(zhuǎn)換開關(guān)保護(hù)繼電器以及一組接觸器等部分元件。主要作用就是有效地調(diào)節(jié)水泵的運(yùn)行方式、實(shí)現(xiàn)手動(dòng)與自動(dòng)轉(zhuǎn)變以及分散和集中的有效控制等相應(yīng)的工作。