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

3 系統實(shí)現功能

3.1 全自動(dòng)平穩切換，恒壓控制

主水管網(wǎng)壓力傳感器的壓力信號4～20mA送給數字PID控制器，控制器根據壓力設定值與實(shí)際檢測值進(jìn)行PID運算，并給出信號直接控制變頻器的轉速以使管網(wǎng)的壓力穩定。當用水量不是很大時(shí)，一臺泵在變頻器的控制下穩定運行;當用水量大到變頻器全速運行也不能保證管網(wǎng)的壓和穩定時(shí)，控制器的壓力下限信號與變頻器的高速信號同時(shí)被 PLC檢測到，PLC自動(dòng)將原工作在變頻狀態(tài)下泵投入到工頻運行，以保持壓力的連續性，同時(shí)將一臺備用的泵用變頻器起動(dòng)后投入運行，以加大管網(wǎng)的供水量保證壓力穩定。若兩臺泵運轉仍，則依次將變頻工作狀態(tài)下的泵投入到工頻運行，而將另一臺備用泵投入變頻運行。

當用水量減少時(shí)，首先表現為變頻器已工作在最低速信號有效，這時(shí)壓力上限信號如仍出現，PLC首先將工頻運行的泵停掉，以減少供水量。當上述兩個(gè)信號仍存在時(shí)，PLC再停掉一臺工頻運行的電機，直到最后一臺泵用主頻器恒壓供水。另外，控制系統設計六臺泵為兩組，每臺泵的電機累計運行時(shí)間可顯示，24小時(shí)輪換一次，既保證供水系統有備用泵，又保證系統的泵有相同的運行時(shí)間，確保了泵的可靠壽命?？刂葡到y圖見(jiàn)圖3。

3.2 半自動(dòng)運行

當PLC系統出現問(wèn)題時(shí)，自動(dòng)控制系統失靈，這時(shí)候系統工作處于半自動(dòng)狀態(tài)，即一臺泵具有變頻自動(dòng)恒壓控制功能，當用水量不夠時(shí)，可手動(dòng)投入另外一臺或幾臺工頻泵運行。

3.3 手動(dòng)

當壓力傳感器故障或變頻器故障時(shí)，為確保用水，六臺泵可分別以手動(dòng)工頻方式運行。

4 實(shí)施效果

實(shí)際運行證明本控制系統構成了多臺深井泵的自動(dòng)控制的最經(jīng)濟結構，在軟件設計中充分考虎變頻與工頻在切換時(shí)的瞬間壓力與電流沖擊，每臺泵均采用軟起動(dòng)是解決該問(wèn)題關(guān)鍵。變頻器工作的上下限頻率及數字PID控制的上下限控制點(diǎn)的設定對系統的誤差范圍也有不可忽視的作用。

①采用變頻恒壓供水，消除了主管網(wǎng)壓力波動(dòng)，保證了供水質(zhì)量，而且節能效果明顯，并延長(cháng)了主管網(wǎng)及其閥門(mén)的使用壽命。

②用穩壓減壓閥經(jīng)濟地解決了不同用水壓力的問(wèn)題。

③拓寬運用變頻恒壓控制原理，較好地解決了加壓泵房與抽水泵房的遠程通訊總是并達到異地連鎖控制的目的。

④在抽水泵房設置連續液位顯示，并將信號傳與PLC，防止泵缺水燒壞電機，設定的取水位置，確保水的質(zhì)量。

⑤電機既有電機保護器，又有軟起動(dòng)器，克服了起動(dòng)時(shí)的大電流沖擊，相對延長(cháng)了電機制使用壽命。

⑥由于采用PLC控制的壓力自動(dòng)控制，可以實(shí)現無(wú)人遠程操作，系統的PLC預留有RS485接口，可與公司總調度室計算機網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行連接。

⑦由于系統采用閉環(huán)恒壓控制，電機在滿(mǎn)足主水很容易網(wǎng)的壓力的前提下，節能效果顯著(zhù)，年節電61萬(wàn)度，折合為人民幣36萬(wàn)元。

⑧通過(guò)采用變頻器控制，可在不同季節、節假日、日夜及上下班等全面調控水量，按日節水100噸計，則年可節水36500噸。