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PLC系統控制的樓房給水設備變頻恒壓供水系統

1.樓房給水設備概述 

    變頻調速技術是一種新型的、成熟的交流電機無級調速驅動技術，它以其 優良的控制性被廣泛應用在速度控制領域。特別是在供水行業中，由于生產安全和供水質量的特別需要，對恒壓供水壓力有著嚴格要求，變頻調速技術也得到了更加深入的應用。

    自來水公司六廠日產水量60萬噸，擔負著成都市區及周邊地區70%以上的供水任務。自1996年年底六廠的三期工程投產后開始向郫縣供水，使得我廠的供水方式從單一的重力流供水變為重力流和壓力流結合供水的方式。自向郫縣供水以來，由于考慮到現階段郫縣的用水量較少，從節約能耗的角度出發，我廠使用一臺泵同時向郫縣供水和提供我廠的自用高壓水。為了滿足六廠自用水壓力，保證廠內各個工藝環節設備（如消毒環節中的水射器）能正常工作，我廠自用水壓力須較恒定的控制在0.3Mpa以上，采用變頻調速控制是保證壓力恒定較為有效的方法。根據我們對郫縣城區供水量的了解，發現郫縣全天各時段用水量變化較大（見后圖5），如果不對供水量進行調節，管網壓力的波動也會很大，容易出現管網失壓或爆管事故。采用變頻恒壓供水控制后，當郫縣用水量較小時，這時相應管道和泵出口壓力均較大，變頻恒壓控制方式將會降低泵的頻率，減小泵出水量，從而降低管網壓力；反之亦然。這樣，小時用水量變化較大也不會造成管網壓力有較大的波動。經過長期運行實踐，證明了變頻調速手段實現樓房給水設備恒壓供水不僅保證廠內自用高壓水壓力足夠且穩定，而且保證了郫縣供水的安全可靠性。

 

2.樓房給水設備控制系統構成

    整個樓房給水設備恒壓供水系統有兩組變頻泵，每組均由一臺變頻器和一臺水泵組成；系統以PLC為控制核心，由PLC采集壓力信號和輸出控制變頻泵的運行?？刂葡到y構成如圖1所示。

    PLC處理器選用的是Allen-Bradley公司的PLC-5型處理器，變頻泵選用的是ABB公司的SAMISTAR系列的315F660/690型的變頻器和水泵。系統由兩只量程為0~1.0Mpa的壓力變送器分別檢測兩臺水泵后的輸水管道的壓力，壓力變送器將檢測到的壓力信號轉換為4~20mA的電流信號，送到PLC子站的模擬量輸入模板（1771-IFE），通過PLC的PID運算，由模擬量輸出模板（1771-OFE）輸出4~20mA的電流控制變頻泵的運行。

 

3.樓房給水設備控制原理及功能實現

    3.1PLC控制系統簡介

    我廠采用Allen-Bradley公司的PLC-5型處理器通過DH+通訊方式構建了全廠PLC工業控制網絡，通過DH+網絡上的RSView工作站實現人機對話。RSView工作站是指運行人機圖形界面軟件（RSView32）的計算機工作平臺，該工作站建在中心控制室，是實現生產現場無人值守和運行集中管理的調度中心。利用RSView32可以有效地對控制過程進行監視和控制，可以實現圖形化的人機對話界面，模擬生產運行的流程，在模擬流程上更加直觀地實現生產流程的全自動運行監視、遠程人工直接干預操作（如PID指令運行參數遠程設定）、控制環節報警監視等功能?？刂平缑嫒鐖D2。

    3.2恒壓供水的控制原理

    SAMISTAR變頻器具有REMOTE和LOCAL兩種操作方式。

LOCAL操作方式下，通過LOCALSTART/STOP開關啟停變頻器，通過fREFLOCALINPUT0輸入端口的電位開關人工調節變頻器工作頻率；通過LOCAL/REMOTE輸入點可以將變頻器切換到REMOTE操作方式下，在REMOTE方式下，通過REMOTESTART/STOP輸入點進行PLC遠程啟停變頻器，通過fREFREMOTEINPUT0端口輸入頻率控制信號（百分比）控制變頻器工作頻率。根據供水量情況，我們把變頻器的工作頻率上限設定為水泵基頻，即頻率變化范圍控制在0~50Hz，在此范圍內水泵運行頻率和定子相壓成正比（及與變頻器輸入頻率成正比），這使得變頻器輸入、水泵運行頻率和泵的輸出壓力成較好的線形關系，可得到較好的控制效果。SAMISTAR變頻器對用戶開放的I/0接口位于TERMINALBLOCKCARD上，主要使用的有：X11-1（REMOTESTART/STOP）；X11-4（LOCAL/REMOTE）；X11-13/14（fREFREMOTEINPUT0、4~20mA信號輸入）；X11-15/16（輸出4~20mA變頻器運行頻率信號）；X11-17/18（輸出4~20mA變頻泵運行電流信號）。變頻器由PLC遠程控制時，啟動是由PLC向X11-4輸出信號，使變頻器切換到外部設備控制方式（REMOTE方式），再向X11-1輸出信號，啟動變頻器。在恒壓調節時，PLC處理器把檢測到的壓力信號作為反饋值，與PID運算的壓力設定值（由調度人員根據情況在REView上設定）進行比較，再經過PID運算得到調節后的修正值，通過模擬量輸出模板（1771-OFE）輸出到X11-13/14，作為REMOTE方式下變頻器的頻率控制信號，由于該信號是相對變頻器工作頻率上限的百分比，所以變頻器將輸入信號進行內部運算后轉為真實工作頻率。為了使三期變頻恒壓供水自動控制系統與全廠自動控制網絡有機地結合起來，全面實現對恒壓供水系統

 

樓房供水設備介紹：

    樓房供水設備由氣壓罐、水泵及電控系統三部分組成，突出優點是，不需建造水塔，投資小、占地少，布置靈活，建成投產快。采用水氣自動調節、自動運轉、節能與自來水自動并網，停電后仍可供水， 

    樓房供水設備調試后不需看管。廣泛用于企業單位、住宅區及農村的生產、生活、辦公供水，適用于供水戶在5000戶以內，日供水量在3000m3以內場所，供水高度達100米以上。 

     樓房供水設備一般設在地面或地下室。有自來水的單位，使用可以調節高峰用水量，增加水壓，能在高峰用水時，滿足大面積用水和高樓層用水。沒自來水的單位、工廠或農村，只需將接通水源電源，即可得到穩定的水量水壓，滿足用水需要。 

 

樓房供水設備安裝順序：

1、整套水泵運到現場。附帶底座者已裝好電動機。找平底座吋可不必卸下水泵和電機。

2、將底座放在地基上。在地腳螺釘附近墊楔形墊鐵。將底座墊高約20-40毫米。準備找平后填充水螺漿之用。

3、用水平儀檢査底座的水平度。找平后扳緊地腳螺母用水泥漿填充底座。

4、經3-4天水泥干固后。再檢査一下水平度。

5、將底座的支持平面、水泵腳、電機腳的平面上的污物清洗去除；,。并把水泵和電機放到底座上。

6、調整泵軸水平。找平后適當上緊螺母。以防走動。待調節完畢后再安裝電機。在不合水平處墊以鐵板,

泵和聯軸器之間留有一定間隙。

7、把平尺放在聯軸器上。檢査水泵軸心線與電機軸心線是否重合。若不重臺。在電機或泵的腳下墊以薄片,使兩個聯軸器外圓與平尺相平。然后取出墊的幾片薄鐵片。用經過刨制的整塊鐵板來代替鐵片。并重新檢査安裝情況。

為了檢查安裝的精度。在幾個相反位置上用塞尺。測量兩聯軸器平面的間隙。聯軸器平面一周上較大和較小間隙差數不得超過0.3毫米。兩端中心線上下或左右的差數不得超過0.1毫米。

 

樓房供水設備主要控制參數

  選用樓房增壓供水設備的主要控制參數包括設備的流量、壓力、電機容量等。 

 

樓房供水設備主要控制參數

    選用樓房增壓供水設備的主要控制參數包括設備的流量、壓力、電機容量等。 

樓房增壓供水設備采用了系統工程技術，流體控制技術、微機變頻技術、過秤組態技術、數據處理技術、遠程通訊技術實現疊壓（農村生活）供水的全過程，通過可調控人機界面顯示運行狀態。樓房增壓供水設備-二次供水系統以全新的設計原理、流程和結構，實現了真正意義上的管網疊壓技術，節能、降耗、環保、衛生。