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PLC在无负压供水设备中的应用

来源:www.pack4540.com   发布时间:2014-3-24 9:27:55   浏览次数:次   标签:

 一、设备概述

    随着我国城市化水平的提高,城市人口急剧增加,居民小区不断建设且楼房层数越来越高,使原来自来水管网压力出现不足,很多城市普遍存在着用水高峰期高层楼房上不去水的现象,导致高层居民用水难。目前,一般的解决办法是修建水池或水箱,通过水泵二次加压供水。
 
    为解决此类问题,当前均采用先进的全自动无负压供水设备,此供水设备可直接与自来水管网串接,通过负压消除器和稳压平衡器保护自来水管网不形成负压,避免了修建混凝土蓄水池或设水箱的麻烦。此设备充分利用了自来水管网的原有压力,在原有压力的基础上叠加一部分压力,差多少,补多少,使二次加压设备的选型减小,节省投资,同时在使用过程中也可大大节能,是目前最先进最新的二次供水方式。
 
二、设备应用范围
1、流量范围:1.5-1600吨/小时;
2、扬程范围:21.6-225米;
3、稳流罐:0.5立方-50立方;
4、压力范围 0 ~ 2.5MPA
5、压力调节精度:±0.01兆帕;
6、环境温度:0-40℃.
7、相对湿度 90 % 以下(电控部分)
8、电源 380v(1 ± 10 % ) ;50HZ ± 2HZ
9、控制方式 单台,恒压
 
三、设备方案:
    本设备主要由变频控制柜、稳流调节器、负压抑制器、水泵机组、仪表、阀门及管路等组成。
1、在本自动控制系统中,变频器我们采用了美国艾默生,同时,为方便用户进行实时监控设备运行状态以及便于维修,我们采用了人机界面触摸屏,控制器采用了艾默生EC20,由于它具有两个通讯端口,并且可任意选择通讯协议。 
2、EC20控制器通过COM0端口与人机界面通讯,人机界面作为主站,通过EMERSON PROTOCOL 协议与可编程通讯,控制器为从站,通过MODBUS协议通讯。通过COM1端口与变频器通讯,可编程控制器此时作为主站,变频器为从站,采用的是自由口通讯协议。
3、通过此种组网方式,用户对于压力设定、输出频率、辅泵频率、PID数值、切换时间、 延时时间、超压设定、压力反馈等数十种参数可在触摸屏上显示、 设置、修改,方便操作。对水泵工作状态、变频器工作状态 和系统水位等多个参数,实现了即时跟踪。满足远距离监测、监控及控制功能。
 
同时,还可方便监测设备故障,方便维修。具有故障实时记忆功能。
 
四、    控制部分:
1、本设备具有手动和自动两种控制方式。
2、在自动运行中无水停机、有水自动开机,两台泵循环运行,先启先停,定期切换。
3、PID调节:PID闭环调节实现水泵恒压运行。采用EC20的PID指令,由于本设备直接连于自来水管网,当自来水压力低于用户所需要的设定压力时,微机控制水泵启动运行,直到管路的实际压力等于设定压力,此时变频器控制的水泵以一恒定转速运行,保持管网压力为设定值。自来水压力越高,变频器转速越低,自来水压力越低,变频器转速越高。当自来水压力达到设定值时,设备停止运行。充分利用自来水管网压力,又确保用户所需的恒定压力。
4、零流量停机控制功能:不论是在一台还是两台泵运行时,自来水满足要求压力时,设备就停止工作,由自来水直供,变频器处于休眠状态。自来水压力不足时,设备工作,此方式充分利用自来水管道原有的压力差多少,补多少,节能效果极其显著,可达20%- 70%以上。
 
五、PLC程序要点
1、压力调节:通过CONTROLSTAR编程软件中PID指令向导,自动生成PID_SET和PID_EXE 2个子程序,其中PID_SET是参数设置程序,PID_EXE是PID调用。
 
 2、变频器控制
CONTROLSTAR编程软件有专门的变频器指令,可实现EC20和艾默生变频器的无缝连接。
   2.1 通过系统块界面设置EC20的通讯端口1的自由口协议参数,
包括波特率、奇偶校验、数据位、停止位、帧间超时时间等。用户不需要复杂的编程。
 
2.2 通过“变频器连接表”可方便列出挂在端口1网络上的变频器设备。包括站号、型号、协议等。
 
2.3 通过集成在CONTROLSTAR编程软件中的专用变频器指令,包括FRQ(给定频率)、FWD(正转)、GET(读变频器频率、电流、转速)、REV(反转)、STP(停止),可以方便实现变频器的启停、读写频率
 
六、总结:
    在本案例中,我们采用艾默生高性能变频器以及先进的可编程控制器,满足了用户在无负压供水中的应用。
1、智能化程度高   微机控制全自动运行,性能稳定可靠,泵房可实现无人职守。
2、恒压:PLC的PID闭环调节,恒压精度高,将水泵的运行严格遵照高效曲线执行,从而使得系统在接近理想状态下工作,压力输出值精度有效保证在±0.01兆帕范围内。在水压波动下,具有过载、短路、过流等各种自动、保护功能。
3、节能 变频器的零流量停机功能,使设备在管网压力达到设定值后,停机,处于休眠状态,待压力不足时,重新启动。真正实现节能功能。
4、良好的通讯方式,方便用户远距离监控、监测及控制设备和变频器等。同时利用通讯功能,不需再使用模拟量模块,安装维护方便,进一步节约成本。
 

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