plc控製供水係統在小區高層建築(zhu)供水中的設計應(ying)用(yong)

      隨著社(she)會(hui)經(jing)濟的迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan)，水對人民生活與工(gong)業生產的影響(xiang)日益(yi)加(jia)強，人民對供水的質(zhi)量和供水係統可靠性(xing)的要(yao)求(qiu)不(bu)斷提高(gao)。把(ba)先(xian)進(jin)的(de)自動化技(ji)術、控製技術、通訊及網絡技術等應用到(dao)供水領(ling)域(yu)，成為對供水係統的新要求。

      plc控製供水係統集變頻技術、電氣技術、現(xian)代(dai)控製技術於(yu)一體(ti)。采用該(gai)係統進行供水可以提高供水係統的穩定(ding)性和可靠性，方便(bian)地實(shi)現供水係統的集中管(guan)理(li)與(yu)監(jian)控，同時係統具(ju)有良(liang)好(hao)的節(jie)能性，這在(zai)能量(liang)日益緊(jin)缺(que)的今(jin)天(tian)尤(you)為重要，所以研究設計(ji)該係統，對於提高企業效率(lv)以及人民(min)的生活(huo)水平(ping)、降低(di)能耗等(deng)方麵具有重(zhong)要的現實意(yi)義(yi)。

1plc控製供水係統產生的背景和(he)意義

      眾(zhong)所周(zhou)知，水是生產(chan)生(sheng)活中不可缺少(shao)的重要組(zu)成部分，在節水節能已(yi)成為時(shi)代特征的現實條(tiao)件下，视频污app這(zhe)個水資(zi)源(yuan)和電能短(duan)缺的國(guo)家(jia)，長期(qi)以(yi)來(lai)在市政(zheng)供水、高層建築供水、工業生產循環(huan)供水等方麵技術一直比較(jiao)落後，自動化程度(du)低。主(zhu)要表現在用水高峰(feng)期，水的供給量常(chang)常低於需求量，出現水壓降低供不應求的現象(xiang)，而在用水低峰期，水的供給量常常高於需(xu)求量，出現水壓升(sheng)高供過(guo)於求的情(qing)況(kuang)，此時將(jiang)會造成能量的浪(lang)費，同(tong)時有(you)可能使水管爆破和用水設備的損壞。在恒壓(ya)供水技術出(chu)現以前，出現過許(xu)多供水方式，以下(xia)就逐(zhu)一分析。

1．一台恒(heng)速泵(beng)直接(jie)供水係統

      這種供水方式(shi)，水泵從(cong)蓄(xu)水池(chi)中抽(chou)水加壓直(zhi)接送往(wang)用戶(hu)，有的甚(shen)至(zhi)連(lian)蓄水池也(ye)沒(mei)有，直接從城市公用水網(wang)中抽水，嚴重影(ying)響城(cheng)市公用管網壓力的穩定。這種供水方式(shi)，水泵整(zheng)日不停運轉，有的可能在夜(ye)間用水低穀時段(duan)停(ting)止(zhi)運(yun)行。這種係統形(xing)式簡(jian)單(dan)、造(zao)價最低，但耗(hao)電、耗水嚴(yan)重，水壓不穩，供水質量極(ji)差(cha)。

2．恒速泵加水塔的供水方(fang)式

      這種(zhong)方式是水泵先向水塔(ta)供水，再(zai)由(you)水塔向(xiang)用戶供水。水塔的合(he)理高度是(shi)要求水塔最低水位(wei)略高於供水係統所需要壓力。水塔注滿(man)後水泵停止，水塔水位低於某(mou)一位置時再啟動水泵。水泵處於斷(duan)續(xu)工作(zuo)狀態中。這種供水方式，水泵工作在額定流量額定揚(yang)程(cheng)的條件下，水泵處(chu)於高效區(qu)。這種方式顯然(ran)比前一種節電，其節電率與水塔容量、水泵額(e)定流量、用水不均(jun)勻(yun)係數、水泵的開停時間(jian)比、開(kai)停頻率等有關(guan)。供水壓力比(bi)較穩(wen)定。但(dan)這種供水方式基建設備投(tou)資最(zui)大，占地(di)麵積也最大，水壓不可調(diao)，不能兼(jian)顧(gu)近期與遠(yuan)期的需要；而且(qie)係統水壓不能隨(sui)係統所(suo)需流量和係統所需要壓力下降而(er)下降，故(gu)還存(cun)在一些能量損(sun)失(shi)和二次汙(wu)染問(wen)題。而且在使(shi)用過程中，如(ru)果該係統水塔的水位監控裝置(zhi)損壞的話(hua)，水泵不能進行自動的開、停，這樣水泵的開、停，將完(wan)全由人操(cao)作，這時將會出現能量的嚴重浪費(fei)和供水質量的嚴重下降(jiang)。

3．恒速泵加高位水箱的供水方式

      這種方式原理與水塔是相同的，隻(zhi)是水箱(xiang)設在建築物的頂層(ceng)。高層建築還(hai)可分(fen)層設立(li)水箱。占地麵積(ji)與設備投資都有所減少，但這對建築物(wu)的造價與設計都有影響，同時水箱受建築物的限製，容積不能過大，所以供水範(fan)圍(wei)較小。一些(xie)動物甚至人都(dou)可能進入水箱汙染水質。水箱的水位監控裝(zhuang)置也容(rong)易損壞(huai)，這樣係統的開、停，將完全由人操作，使係統的供水質量下降能耗增(zeng)加。

4．恒速泵加氣壓罐供水方式

      這種方式是利(li)用封閉的氣壓罐(guan)代替(ti)高位水箱蓄水，通(tong)過監測(ce)罐內(nei)壓力來控製泵的開、停。罐的占(zhan)地麵(mian)積與水塔水箱供水方式相比較小，而且可以放(fang)在地上，設備的成本比水塔要低得多。而且氣壓罐是密(mi)封(feng)的，所以大大減(jian)少了(le)水質因異(yi)物進入(ru)而被汙染(ran)的可能性。但氣壓罐供水方式也存在著許多(duo)缺點，在介(jie)紹(shao)完變頻(pin)調速供水方式後，再將二者(zhe)做一比較。

5．變頻調速供水方式

      這種係統的原(yuan)理是通過安(an)裝在係統中的壓力傳感(gan)器將係統壓力信號與設定壓力值作比較，再通過控製器調節變頻器的輸出，無級(ji)調節水泵轉(zhuan)速。使係統水壓無論(lun)流量如何(he)變化始(shi)終(zhong)穩定在一定的範圍內。變頻調速水泵調速控製方式有三種：

水泵出口恒壓控製、水泵出口變壓控製、給水係統最不利點(dian)恒壓控製。

(1) 出口(kou)恒壓控製

      水泵出口恒壓控製是將壓力傳感器(qi)安裝在水泵出口處，使係統在運行過程中水泵出口水壓恒定。這種方式適用於管路的阻(zu)力損失在水泵揚程中所占比例(li)較小，整個(ge)給水係統的壓力可以看(kan)作是恒定的，但這種控製方式若(ruo)在供水麵積較大的居(ju)住區中應用時，由於管路能耗較大，在低峰用水時，最不利點的流出水頭(tou)高於設計值(zhi)，故水泵出口恒壓控製方式不能得到最佳(jia)的節能效(xiao)果(guo)。

(2) 出口變壓控製

      水泵出口變壓控製也是將壓力傳感器安裝在水泵出口處，但其壓力設定值不隻是一個。是將每日24小(xiao)時按(an)用水曲(qu)線分成若幹時段，計算出各個時段所需的水泵出口壓力，進行全日變壓，各(ge)時段恒壓控製。這種控製方式其實是水泵出口恒壓控製的特(te)殊(shu)形式。他比水泵出口恒壓控製方式能更(geng)節能，但這取(qu)決(jue)於將全天24小時分成的時段數及所需水泵出口壓力計算(suan)的精確(que)程度。所需水泵出口壓力計算得越(yue)符(fu)合實際情況越節能，將全天分得越細(xi)越節能，當(dang)然控製的實現也越複(fu)雜。

(3) 最不利點恒壓控製

      最不利點恒壓控製是將壓力傳感器安裝在係統最不利點處，使係統在運行過程中保(bao)持(chi)最不利點的壓力恒定。這種方式的節能效果是最佳的，但由於最不利點一般(ban)距(ju)離(li)水泵較遠，壓力信號(hao)的傳輸(shu)在實際應用中受到諸(zhu)多限製，因(yin)此(ci)工程中很少采用。

      變頻調速的方式在節能效果上明顯優(you)於氣壓罐方式。氣壓罐方式依靠(kao)壓力罐中的壓縮空氣送(song)水，氣壓罐配(pei)套(tao)水泵運行時，水泵在額定轉速、額定流(liu)量的條件(jian)下工作。當係統所需水量下降時，供水壓力將超出係統所需要的壓力從而造成能量的浪費。同時水泵是工頻率啟動，且啟動頻繁，又會造成一定的能耗。而變頻恒壓供水在係統用水量下降時可無級調節水泵轉速，使供水壓力與係統所需水壓大致(zhi)相等，這樣(yang)就(jiu)節省了許多電能，同時變頻器對(dui)水泵采(cai)用軟啟動，啟動時衝擊電流很(hen)小，啟(qi)動能耗比較小。另外氣壓罐要消耗一定的鋼量，這也是它的一個較大的缺點。而變頻調速供水係統的變頻器是一台由微機控製的電氣設備，不存在消耗多少鋼材的問題(ti)。同時由於氣壓罐體積大，占地麵積一般為幾(ji)十平米(mi)。而變頻調速式中的調速裝置占地麵積僅(jin)為幾平米。由此可見(jian)變頻調速供水方式比氣壓罐供水方式將節省(sheng)大量占地麵積。在運行效果上(shang)，氣壓罐方式與調速式相(xiang)比也存在著一定差距。氣壓罐方式的運行不穩定，突(tu)出表(biao)現在它的頻繁(fan)啟動。由於氣壓罐的調節容量僅占其總(zong)容積的1/3-1/6，因而每(mei)個罐的調節能力很小，隻得依靠頻繁的啟動來保證(zheng)供水，這樣將產生較大的噪(zao)聲，同時由於啟動過於頻繁，壓力不穩，加之硬啟動，電氣和機械(xie)衝(chong)擊(ji)較大，設備損壞很快。變頻調速式的運行十分穩定可靠，沒有頻繁的啟動現象，加之啟動方式為軟(ruan)啟動，設備運行十分平穩，避(bi)免(mian)了電氣、機械(xie)衝(chong)擊。在小區供水中，而且由於調速式是經水泵加壓後(hou)直接送往用戶的，防(fang)止了的水質二次(ci)汙染，保證了飲(yin)用水水質可靠。

      由此可見，plc控製供水係統具有節約能源、節省鋼(gang)材、節省占地、節省投資、調節能力大、運行穩定可靠的優勢(shi)，具有廣(guang)闊(kuo)的應用前(qian)景和明顯(xian)的經濟效益與社會效益。

      長沙免费可以看污污网站供水設備有限公司新推(tui)出了恒壓供水基(ji)板，備有“變頻泵固(gu)定方式”，“變頻泵循(xun)環方式”兩種模(mo)式。它(ta)將PID調節器和PLC可編(bian)程控製器等硬(ying)件集成在變頻器控製基板(ban)上，通過設置指(zhi)令(ling)代碼實現PLC和PID等電控係統的功能，隻要搭(da)載(zai)配套的恒壓供水單元(yuan)，便可直接控製多個內置的電磁(ci)接觸(chu)器工作，可構成最多7台電機(泵)的供水係統。這類(lei)設備雖微化(hua)了電路結構(gou)，降低了設備成本(ben)，但其輸出接口的擴展功能缺乏靈(ling)活性，係統的動態性能和穩定性不高，與別的監控係統(如BA係統)和組態軟件難(nan)以實現數(shu)據(ju)通信，並(bing)且限(xian)製了帶(dai)負(fu)載的容量，因此在實際(ji)使用時其(qi)範圍將會受到限製。

      目前國內有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國外的變頻器控製水泵的轉速，水管管網壓力的閉環調節及多台水泵的循環控製，有的采用可編程控製器(PLC)及相應的軟件予(yu)以實現;有的采用單片機及相應的軟件予(yu)以實現。但在係統的動態性能、穩定性能、抗(kang)擾(rao)性能以及開放性等多方麵的綜(zong)合技術指標(biao)來說，還遠遠沒能達(da)到所有用戶的要求。原深圳(zhen)華為(wei)電氣公司(si)和成都希望(wang)集團(森(sen)蘭(lan)變頻器)也推出子(zi)恒壓供水專(zhuan)用變頻器(5.5kw-22kw) ，無需外(wai)接PLC和PID調節器，可完成最多4台(tai)水泵的循環切(qie)換(huan)、定時起、停和定時循環。該變頻器將壓力閉(bi)環調節與循環邏(luo)輯(ji)控製功能集成在變頻器內部實現，但其輸出接口限製了帶負載容量，同時操作不方便且不具有數據通信功(gong)能，因此隻適用於小容量，控製要求不高的供水場(chang)所。

      可以看出，目前在國內外plc控製供水係統的研(yan)究設計中，對於能適(shi)應不同的用水場合，結(jie)合現代控製技術、網絡(luo)和通訊(xun)技術同時兼顧係統的電磁兼容性(EMC)的變頻恒壓供水係統的水壓閉環控製研究(jiu)還在時一步(bu)加深(shen)。因此，有待於進一步研究改(gai)善(shan)plc控製供水係統的性能，使其能被(bei)更好的應用於生活、生產實踐(jian)。