正航PLC在(zài)恒壓供水系統中的(de)應用

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正航PLC在(zài)恒壓供水系統中的(de)應用
發布時(shí)間: 2013.02.19

一(yī / yì ／yí)、恒壓供水系統的(de)簡介

恒壓供水系統對于(yú)生活小區是(shì)非常重要(yào / yāo)的(de)，例如在(zài)生活小區供水過程中，若自來(lái)水供水因故壓力不(bù)足或短時(shí)斷水，可能影響居民生活。又如當發生火警時(shí)，若供水壓力不(bù)足或無水供應，不(bù)能迅速滅火，可能引起重大(dà)損失和(hé / huò)人(rén)員傷亡。所以(yǐ)，生活小區采用生活 / 消防雙恒壓供水系統，具有較大(dà)的(de)經濟和(hé / huò)社會意義。

基于(yú)上(shàng)述情況，我公司對某生活小區供水系統進行改造，上(shàng)海正航的(de)CN系列PLC 作爲(wéi / wèi)主控單元，利用正航變頻器，根據系統狀态可快速調整供水系統的(de)工作壓力，達到(dào)恒壓供水的(de)目的(de)。

二、恒壓供水控制系統的(de)基本控制工藝

采用電動機調速裝置與可編程控制器(PLC)構成控制系統，進行優化控制泵組的(de)調速運行，并自動調整泵組的(de)運行台數，完成供水壓力的(de)閉環控制，在(zài)管網流量變化時(shí)達到(dào)穩定供水壓力和(hé / huò)節約電能的(de)目的(de)。系統的(de)控制目标是(shì)泵站總管的(de)出(chū)水壓力，系統設定的(de)給水壓力值與反饋的(de)總管壓力實際值進行比較，其差值輸入CPU運算處理後，發出(chū)控制指令，控制泵電動機的(de)投運台數和(hé / huò)運行變量泵電動機的(de)轉速，從而(ér)達到(dào)給水總管壓力穩定在(zài)設定的(de)壓力值上(shàng)。恒壓供水就(jiù)是(shì)利用變頻器的(de)PID或PI功能實現的(de)工業過程的(de)閉環控制。即将壓力控制點測的(de)壓力信号(4－20mA)直接輸入到(dào)變頻器中，由變頻器将其與用戶設定的(de)壓力值進行比較，并通過變頻器内置PID運算将結果轉換爲(wéi / wèi)頻率調節信号調整水泵電機的(de)電源頻率，從而(ér)實現控制水泵轉速。供水系統選用原則是(shì)水泵揚程應大(dà)于(yú)實際供水高度，水泵流量總和(hé / huò)應大(dà)于(yú)實際最大(dà)供水量。

系統的(de)基本控制原理圖：

三、恒壓供水系統的(de)控制要(yào / yāo)求

小區變頻恒壓供水系統采用一(yī / yì ／yí)台變頻器拖動四台0.75KW功率電動機，可在(zài)變頻和(hé / huò)工頻兩種方式下運行。用戶通過人(rén)機界面對水壓設定，并可通過觸摸屏對電極轉速，頻率，運行狀态和(hé / huò)水壓等參數進行監視。

啓動方式：爲(wéi / wèi)避免啓動時(shí)的(de)沖擊電流，電機采用變頻啓動方式，從變頻器的(de)輸出(chū)端得到(dào)逐漸上(shàng)升的(de)頻率和(hé / huò)電壓。啓動前變頻器要(yào / yāo)複位。

變頻調速：根據供水管網流量、壓力變化自動控制變頻器輸出(chū)頻率，從而(ér)調節電動機和(hé / huò)水泵的(de)轉速，實現恒壓供水。如設備的(de)輸出(chū)電壓和(hé / huò)頻率上(shàng)升到(dào)工頻仍不(bù)能滿足供水要(yào / yāo)求時(shí)，PLC發出(chū)指令1号泵自動切換到(dào)工頻電源運行，待1号泵完全退出(chū)變頻運行，對變頻器複位後，2号泵投入變頻運行。

多泵切換：根據恒壓的(de)需要(yào / yāo)，采取無主次切換，即“先開先停”的(de)原則接入和(hé / huò)退出(chū)。在(zài)PLC的(de)程序中，通過設置變頻泵的(de)工作号和(hé / huò)工頻泵的(de)台數，由給定頻率是(shì)否達到(dào)上(shàng)限頻率或下限頻率來(lái)判斷增泵或減泵。在(zài)用水量較小的(de)情況下，采用輔助泵工作。

爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)避免一(yī / yì ／yí)台泵長期工作，任一(yī / yì ／yí)泵不(bù)能連續變頻運行超過3小時(shí)。當工頻泵台數爲(wéi / wèi)零，有一(yī / yì ／yí)台運行于(yú)變頻狀态時(shí)，啓動計時(shí)器，當達到(dào)3小時(shí)時(shí)，變頻泵的(de)泵号改變，即切換到(dào)另一(yī / yì ／yí)台泵上(shàng)。當有泵運行于(yú)工頻狀态，或輔助泵啓動時(shí)，計時(shí)器停止計時(shí)并清零。

故障處理：能對水位下限，變頻器、PLC故障等報警。PLC故障，系統從自動轉入手動方式。

監控程序：系統主窗體四個(gè)按鈕控件，分别爲(wéi / wèi)參數設置、實時(shí)監測、啓動和(hé / huò)關閉系統。用戶可根據實際情況修改壓力設定值。

主要(yào / yāo)控件功能包括:

(1) 壓力設定值：壓力設定值範圍:0.30-0.60Mpa。

(2) 校正系數：主要(yào / yāo)是(shì)對壓力顯示進行校正，使壓力顯示與壓力表顯示一(yī / yì ／yí)緻。

(3) 複位按鈕：運行中按下，将使系統重新啓動，各參數回到(dào)初始設置。

(4) 設定按鈕：在(zài)文本框輸入壓力設定值和(hé / huò)校正系數後，按下此按鈕，壓力設定值和(hé / huò)校正系數才能通過串口發送給下位機。

四、設備選用

主要(yào / yāo)設備如下：

設備名	型号	數量	備注
變頻器	正航ZHV1-T0.75G	1台
PLC	正航CN-CPU224XP	1台
空氣斷路器	DS253S-C10/0.03	3個(gè)
熱繼電器	DB200	6個(gè)
電流繼電器	24V DC	若幹
接觸器	ABB A12-30-01 AC220V	6個(gè)
直流電源輸入	220AC OUT:24DC	1個(gè)
控制按鈕	ABB C 3SS1-10B-11	14個(gè)
轉換開關	LW5-15D	1個(gè)
壓力變送器	ABB MV200	1個(gè)
電接點壓力表	YTXC-100-Z	1塊
電動閥門裝置	ZCS水用電磁閥	2部
觸摸屏	正航 H-T1001A	1部
信号指示		12個(gè)
控制機箱		1個(gè)
電力電纜	VV 3x4+1x2.5 mm2	米	長度根據現場定
通訊電纜	屏蔽雙絞線	米	長度根據現場定
熔斷器開關		2個(gè)
電流表		1個(gè)
電壓表		1個(gè)
互感器		1個(gè)
接線端子(zǐ)附件	BAMH	若幹