生活小區(qū)有近千用戶,現(xiàn)在的供水系統(tǒng),在用水量大的時(shí)間段,出現(xiàn)嚴(yán)重的供水不足,水壓下降,嚴(yán)重影響住戶的生活質(zhì)量〗锍蹋現(xiàn)供水系統(tǒng)采用水泵定速控制,通過(guò)改變閥門的大小的方法調(diào)節(jié)流量和壓力,以達(dá)水壓恒定寸癌。這種方式在運(yùn)行中存在以下問(wèn)題榆浓。

1.人工操作存在調(diào)節(jié)滯后,整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性差,自動(dòng)化程度低,使得溢水管經(jīng)常排水造成資源浪費(fèi)；

2.水泵定速運(yùn)行,不僅造成電能的浪費(fèi),而且由于泵長(zhǎng)期高速運(yùn)行,易使軸承損壞,影響泵的使用壽命,且備用水泵出現(xiàn)過(guò)銹死的現(xiàn)象其神；

3.每年夏天用水高峰時(shí)段水壓不能得到保證,當(dāng)出現(xiàn)了突發(fā)性電網(wǎng)故障時(shí),由于水量不足給住戶生活造成不便殴衡；

為了提供恒壓供水,因而對(duì)生活小區(qū)供水系統(tǒng)進(jìn)行改造就顯得非常重要。

系統(tǒng)要求:

1.原供水系統(tǒng)

原供水系統(tǒng)采用兩臺(tái)(一臺(tái)備用)7.5KW電機(jī)控制水塔水位,通過(guò)改變閥門的大小的方法調(diào)節(jié)流量和壓力,以達(dá)到調(diào)節(jié)水壓供水,系統(tǒng)中電機(jī)采用硬啟動(dòng),且供水中只有一種壓力垄窃。

2.改造后供水系統(tǒng)要求

(2)水泵工作時(shí)可由變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)換為工頻運(yùn)行,也可由工頻運(yùn)行轉(zhuǎn)換為變頻運(yùn)行,工頻運(yùn)行與變頻運(yùn)行之間有連鎖控制蟀腌。

(3)當(dāng)電機(jī)由變頻運(yùn)行切換至工頻電網(wǎng)運(yùn)行和由工頻電網(wǎng)切換到變頻器電動(dòng)運(yùn)行時(shí),必須有一定的延時(shí),進(jìn)行速度穩(wěn)定后接觸器才自動(dòng)合閘,以防止操作過(guò)電壓和電機(jī)高速產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)損壞電力電子器件。

(4)具有自動(dòng)吐莲、穩(wěn)定抠偏、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)等陪瘟。

改造方案確定及系統(tǒng)的構(gòu)成

1.改造方案

(1)根據(jù)系統(tǒng)節(jié)能鞋剔、經(jīng)濟(jì)的要求選用三臺(tái)10KW電機(jī)控制三臺(tái)水泵進(jìn)行供水。其中一臺(tái)備用,當(dāng)用水高峰時(shí)兩臺(tái)水泵運(yùn)行以滿足水壓要求,用水低峰時(shí)一臺(tái)水泵運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的阐逗。

(2)選用PLC池躁、變頻器、壓力傳感器韵谋、時(shí)控開關(guān)作為控制單元,實(shí)現(xiàn)出水管網(wǎng)壓力的自動(dòng)化控制,水泵之間的自動(dòng)切換和閥門的自動(dòng)開關(guān)等,大幅度提高設(shè)備的自動(dòng)化水平和可靠度褒选。

2.系統(tǒng)構(gòu)成

變頻器是調(diào)速核心設(shè)備,其主要作用是通過(guò)改變輸出電源頻率而對(duì)電機(jī),水泵實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速,達(dá)到隨用水量變化而自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)、水泵轉(zhuǎn)速,使管網(wǎng)保持恒壓的目的振诬。另外,系統(tǒng)通過(guò)軟硬件實(shí)現(xiàn)過(guò)壓過(guò)流過(guò)熱等較齊全的保護(hù)功能,以及對(duì)電機(jī)實(shí)施熱啟動(dòng),每臺(tái)水泵均具有變頻,手動(dòng)等操作功能蹭睡。從而,根據(jù)用水所需的壓力來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)速度控制壓力,達(dá)到節(jié)能的目的

系統(tǒng)改造

1.元件選型

(1)時(shí)控開關(guān)選用LT311A型時(shí)控開關(guān)。它為單片機(jī)可編程時(shí)間控制器,具有24個(gè)可預(yù)置的時(shí)間程序,按順序設(shè)置可組成12對(duì)定時(shí)開關(guān)赶么。其中1～8程序組成4對(duì)定時(shí)開關(guān)為第一路輸出,9～16程序組成4對(duì)定時(shí)開關(guān)為第二路輸出,17～24程序組成4對(duì)定時(shí)開關(guān)為第三路輸出,若將三路輸出合并為一路使用,可實(shí)現(xiàn)每天12次開12次關(guān)的定時(shí)控制

(2)壓力傳感器選用PS4型壓力傳感器,該傳感器具有開關(guān)量與模擬量輸出功能,傳感器的測(cè)量范圍為0.3~0.8Mpa,外形引腳如圖四所示肩豁。其開關(guān)量輸出可通過(guò)壓力預(yù)置,當(dāng)檢測(cè)到的壓力達(dá)到預(yù)置壓力時(shí)開關(guān)閉合。

(3)PLC選型:根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)數(shù)選擇禽绪。時(shí)控開關(guān)有三個(gè)時(shí)控輸出信號(hào),再加上啟動(dòng)蓖救、停止,手動(dòng)控制三臺(tái)電機(jī)及六個(gè)電磁閥等共計(jì)有22個(gè)輸入點(diǎn),22個(gè)輸出點(diǎn)；另整個(gè)系統(tǒng)對(duì)PLC沒(méi)有特殊功能指令要求,因此可選擇經(jīng)濟(jì)小型的FXON-60MR型PLC印屁。

(4)根據(jù)電機(jī)的功率選擇變頻器:電機(jī)功率為10KW,可選擇日本三菱公司的FR-A540-10KW變頻器,其變頻器本身具有制動(dòng)功能,可不用外接制動(dòng)元件循捺。

2.全系統(tǒng)控制

(1)時(shí)間壓力匹配控制

①時(shí)控開關(guān)時(shí)間設(shè)定:0:00~5:00,11:00~14:00,21:00~24:00為1~6組時(shí)間程序,由第一路輸出斩例；5:00~8:00,14:00~17:00為8~11組時(shí)間程序,由第二路輸出；8:00~11:00,17:00~21:00為17~20組時(shí)間程序由第三路輸出从橘。然后接于PLC輸入端的X10念赶、X11、X12端子恰力。

②壓力設(shè)置分別為0.38MPa叉谜、0.5MPa、0.47MPa镰饶、0.52MPa缆乐、0.48MPa、0.53MPa烧骗、0.42MPa,其實(shí)現(xiàn)可通過(guò)PLC輸出的開關(guān)量信號(hào)來(lái)控制變頻器2端子輸入電壓大小以達(dá)到實(shí)現(xiàn)的目的

③變頻器在某一時(shí)段給定壓力后,與壓力傳感器檢測(cè)到的壓力信號(hào)反饋到變頻器的4端子進(jìn)行比較,可隨時(shí)調(diào)整變頻器輸出頻率,以達(dá)到實(shí)際壓力與給定壓力相等,從而實(shí)現(xiàn)了變頻器的PID控制禽糊。

(2)變頻運(yùn)行與工頻運(yùn)行的轉(zhuǎn)切換

當(dāng)電機(jī)的變頻供電頻率上升到工頻運(yùn)行時(shí),則PLC控制繼電器斷開變頻器的供電,直接由電網(wǎng)進(jìn)行供電,當(dāng)供水管壓力還達(dá)不到要求時(shí),第二臺(tái)電機(jī)變頻啟動(dòng)運(yùn)行。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)情況有如下特點(diǎn):當(dāng)壓力達(dá)到0.5Mpa時(shí)變頻器輸出頻率為工頻,此時(shí)要求將變頻運(yùn)行切換成電網(wǎng)供電運(yùn)行铜诽。其實(shí)現(xiàn)是將壓力傳感器設(shè)定值為50Hz,通過(guò)傳感器開關(guān)量的輸出來(lái)控制PLC,實(shí)現(xiàn)電機(jī)變頻與電網(wǎng)運(yùn)行的切換阔萧。

5)變頻器程序設(shè)置如下:

Pr79=2；(操作模式選擇外部操作模式)

Pr128=20懂棘；(PID控制動(dòng)作選擇負(fù)反饋)

Pr129=300%男梆；(PID比例范圍)

Pr130=180s；(PID積分時(shí)間)

Pr134=3s先赛；(PID微分時(shí)間)

Pr1=10Hz贸卦；(下限頻率)

Pr2=50Hz；(上限頻率)

Pr904=0mA;0Hz挪确；(傳感器輸出校正)

Pr905=16mA;50Hz槽畔；(傳感器輸出校正)

結(jié)束語(yǔ):

采用該P(yáng)LC控制的恒壓變頻供水系統(tǒng)肯定能保證小區(qū)用戶的用水,同時(shí)很大程度上降低了維修的勞動(dòng)強(qiáng)度和延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命,實(shí)現(xiàn)了真正的自動(dòng)控制,不僅可解決了現(xiàn)供水系統(tǒng)存在的問(wèn)題,而且節(jié)能效果顯著。因此,從節(jié)能和改善用戶的生活條件上有著重大的價(jià)值胁编。

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