PLC控制與變頻器控制相結合的自動(dòng)恒壓控制供水系統設計方案

1 系統簡(jiǎn)介

為改善生產(chǎn)環(huán)境，沱牌公司投資清潔水技改工程并建成一座日產(chǎn)水2.5萬(wàn)頓的供水系統，分別建設了抽水泵系統、加壓泵系統和高位水池。根據公司用水需求特點(diǎn)，從抽水泵系統過(guò)來(lái)的水一部分直接供給生產(chǎn)用水部門(mén)，一部分則需通過(guò)加壓泵輸送到高位水池，而供給生產(chǎn)用水部門(mén)的水壓與供給高位水池的水壓相差較大。同時(shí)高位水池距抽水泵房較遠達十多公里，高位水池的液位高低和加壓泵系統的設計以及如何與抽水泵系統“聯(lián)動(dòng)”也是較難解決的。

鑒于以上特點(diǎn)，從技術(shù)可靠和經(jīng)濟實(shí)用角度綜合考慮，我們設計了用PLC控制與變頻器控制相結合的自動(dòng)恒壓控制供水系統，同時(shí)通過(guò)主水管線(xiàn)壓力傳遞較經(jīng)濟地實(shí)現了加壓泵系統與抽水泵系統“遠程聯(lián)動(dòng)”的控制目的。

2 系統方案

系統主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的變頻器、施耐德公司的軟啟動(dòng)器、電機保護器、數據采集及其輔助設備組成(見(jiàn)圖1)。

2.1 抽水泵系統

整個(gè)抽水泵系統有150KW深井泵電機四臺，90KW深井泵電機兩臺，采用變頻器循環(huán)工作方式，六臺電機均可設置在變頻方式下工作。采用一臺 150KW和一臺90KW的軟起動(dòng)150KW和90KW的電機。當變頻器工作在50HZ，管網(wǎng)壓力仍然低于系統設定的下限時(shí)，軟起動(dòng)器便自動(dòng)起動(dòng)一臺電機投入到工頻運行，當壓力達到高限時(shí)，自動(dòng)停掉工頻運行電機。一次主電路接線(xiàn)示意圖見(jiàn)圖2所示。

系統為每臺電機配備電機保護器，是因為電機功率較大，在過(guò)載、欠壓、過(guò)壓、過(guò)流、相序不平衡、缺相、電機空轉等情況下為確保電機的良好使用條件，達到延長(cháng)電機的使用壽命的目的。

系統配備水位顯示儀表，可進(jìn)行高低位報警，同時(shí)通過(guò)PLC可確保取水在合理水位的水質(zhì)監控，同時(shí)也保護電機制正常運轉工況。

系統配備流量計，既能顯示一段時(shí)間的累積流量，又能顯示瞬時(shí)流量，可進(jìn)行出水量的統計和每臺泵的出水流量監控。

2.2 公司內不同壓力供水需求的解決

為穩定可靠地滿(mǎn)足公司內部分區域供水太力(0.4～0.45Mpa)低于主管網(wǎng)水壓力(0.8～0.9Mpa)的要求，配備穩壓減壓閥來(lái)調節，可調范圍為0.1～0.8Mpa。

2.3 加壓泵系統

由于抽水泵房距離高位水池較遠，直接供水到高位水池抽水泵的揚程不足，為此在距離高位水池落差為36米處設計有一加壓泵房，配備立式離心泵兩臺(一用一備)電機功率為75KW，揚程36米。該加壓泵的控制系統需考慮以下條件：

(1)若高位水池水位低和主管有水，則打開(kāi)進(jìn)水電動(dòng)蝶閥和起動(dòng)加壓泵向高位水池供水;

(2)若高位水池水位滿(mǎn)且主管有水，則給出報警信號并關(guān)閉加壓泵和進(jìn)水電動(dòng)蝶閥;

(3)若主管無(wú)水表明用水量增大或抽水泵房停止供水，必須開(kāi)啟出水電動(dòng)蝶閥由高位水池向主管補充不。

像抽水泵一樣，我們?yōu)榧訅罕门鋫淞塑浧饎?dòng)器和電機保護器，確保加壓泵長(cháng)期可靠地運轉，同時(shí)配備了高位水池的水位傳感器和數顯儀和缺水傳感器。

為保證整個(gè)主水管網(wǎng)的恒壓供不，當高位水池滿(mǎn)且主水管有水時(shí)，加壓泵停止，此時(shí)主管壓力將“憋壓”，最終導致主管壓力上升，并將此壓力傳遞到抽水泵房，抽水泵的控制系統檢測到此壓力進(jìn)行恒壓變頻控制，進(jìn)而達到整個(gè)主管網(wǎng)的恒壓供水，這是整個(gè)控制系統設計的關(guān)鍵。