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福建龍巖恒壓供水系統(tǒng)控制裝置

下面對某廠的供水系統(tǒng)做一介紹

根據(jù)供水系統(tǒng)的實際裝機(jī)情況我們在供水系統(tǒng)各裝二套傳動風(fēng)機(jī)水泵型S變頻調(diào)速控制柜，其中1#變頻柜供兩臺55KW水泵切換(循環(huán))使用;2#變頻柜供兩臺93KW水泵切換(循環(huán))使用，兩套變頻調(diào)速控制柜共用一套自動控制系統(tǒng)及中央電腦監(jiān)控系統(tǒng)(工控機(jī))(如圖二所示)

(1) 系統(tǒng)控制

整個系統(tǒng)控制信號，包括壓力設(shè)定信號，工頻和變頻故障信號處理，水位故障檢測處理均由主控PLC或監(jiān)控電腦設(shè)定，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)主要通過中央電腦監(jiān)控系統(tǒng)(工控機(jī))完成對工藝流程參數(shù)的檢測、各機(jī)組的協(xié)調(diào)控制以及數(shù)據(jù)的處理、分析等任務(wù)，下位機(jī)PLC主要完成數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)場設(shè)備的控制及連鎖等功能。 對于整個系統(tǒng)的運(yùn)行信號進(jìn)行綜合，尤其是當(dāng)出現(xiàn)故障狀態(tài)時的系統(tǒng)處理操作，是整個系統(tǒng)的核心控制部分。

(2) 變頻器內(nèi)部控制

變頻器內(nèi)部控制及功能，主要是指變頻器內(nèi)部PID功能模塊，內(nèi)部PID功能使現(xiàn)場技術(shù)員設(shè)置和調(diào)試方便，相對于原來的硬件PID板控制，省去了硬件維護(hù)需要，節(jié)省了成本。主控環(huán)節(jié)的壓力設(shè)定信號與系統(tǒng)壓力信號反饋形成閉環(huán)以維持管網(wǎng)恒定壓力(簡稱閉環(huán)控制)。變頻器還具有休眠功能，內(nèi)置RS485或RS232通訊接口，采用聯(lián)機(jī)控制。

(3) 電機(jī)控制

本方案的控制方式將按福建龍巖恒壓供水系統(tǒng)系統(tǒng)的通用自動功能進(jìn)行設(shè)計。

變頻節(jié)能系統(tǒng)是在保留原有工頻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝的，(SD-YP)風(fēng)機(jī)水泵型變頻器本身就還具有工頻、變頻轉(zhuǎn)換功能，變頻節(jié)能系統(tǒng)的聯(lián)動控制功能與原工頻系統(tǒng)的聯(lián)動控制功能相同，變頻節(jié)能系統(tǒng)與原工頻系統(tǒng)之間要設(shè)置聯(lián)鎖以確保系統(tǒng)工作。

(4)系統(tǒng)執(zhí)行控制

用壓力傳感器對供水系統(tǒng)母管(供水管道)出口的水壓進(jìn)行采樣，轉(zhuǎn)換成電量信號后送至PID控制器，控制器將該信號與設(shè)定值進(jìn)行比較運(yùn)算后輸出一類比信號(一般為4—20MA、0—10V)給變頻器，變頻器根據(jù)該類比信號決定其輸出頻率，改變水泵轉(zhuǎn)速并調(diào)節(jié)供水壓力(供水量)以達(dá)到福建龍巖恒壓供水系統(tǒng)的目的(如圖三所示)。

(5)PLC硬件設(shè)計

PLC選用天津羅升公司的豐煒PLC-VB系列產(chǎn)品,水泵M1、M2、M3、M4、可變頻運(yùn)行，也可工頻運(yùn)行，需要PLC的四個輸出信號控制，變頻器的運(yùn)行與關(guān)斷全由PLC的一個輸出信號控制，變頻器極限頻率的檢測信號占用PLC的一個輸入點，設(shè)定水壓的上、下限壓力值，當(dāng)管網(wǎng)壓力處于上、下限位置時，傳感器分別輸出頻率檢測信號進(jìn)入PLC的兩個輸入點，與變頻器一起實現(xiàn)。保證管網(wǎng)的壓力平穩(wěn)。

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福建龍巖恒壓供水系統(tǒng)控制裝置

概述福建龍巖恒壓供水系統(tǒng)

由水泵的工作原理可知：水泵的流量與水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，水泵的揚(yáng)程與水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速的平方成正比，水泵的軸功率等于流量與揚(yáng)程的乘積，故水泵的軸功率與水泵(電機(jī))的轉(zhuǎn)速的三次方成正比(即水泵的軸功率與供電頻率的三次方成正比)。如下表圖一所示：

根據(jù)上述原理可知改變水泵的轉(zhuǎn)速就可改變水泵的功率。

例如：將供電頻率由50HZ降為45HZ，則P45/P50=453/503=0.729，即P45=0.729P50

將供電頻率由50HZ降為40HZ，則P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50，依上述公式計算。

供水系統(tǒng)在設(shè)計時是按現(xiàn)場供水需求(及工況)來考慮的，供水水泵的運(yùn)行工況也相同，即按單機(jī)的供水需求量來考慮的;在實際使用中有很多時間水泵都需要根據(jù)實際工況進(jìn)行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)的做法是用開停補(bǔ)(減)泵及開關(guān)閥門的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，用開停補(bǔ)(減)泵會有啟動沖動電流，開關(guān)閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)增大了系統(tǒng)的節(jié)流損失，且對系統(tǒng)本身的調(diào)節(jié)也是階段性的，調(diào)節(jié)速度緩慢，減少損失的能力很有限也使整個系統(tǒng)工作在波動狀態(tài)，對于供水系統(tǒng)超壓爆管這類故障幾乎無能為力。

而通過在供水水泵加裝變頻調(diào)速器裝置，則可以一勞永逸的解決好這個問題，可實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)控制，可使系統(tǒng)工作狀態(tài)平緩穩(wěn)定，并可通過變頻節(jié)能收回投資。變頻節(jié)能的效果是十分顯著的，特別是調(diào)節(jié)范圍大的系統(tǒng)及設(shè)備，通