基于臺(tái)達(dá)plc與變頻器實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)自動(dòng)恒壓控制

　　3.2 公司內(nèi)不同壓力供水需求的解決

　　為穩(wěn)定可靠地滿足公司內(nèi)部分區(qū)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(wěn)壓減壓閥來(lái)調(diào)節(jié)，可調(diào)范圍為0.1~0.8mpa。

　　3.3 加壓泵系統(tǒng)

　　由于抽水泵房距離高位水池較遠(yuǎn)，直接供水到高位水池抽水泵的揚(yáng)程不足，為此在距離高位水池落差為36米處設(shè)計(jì)有一加壓泵房，配備立式離心泵兩臺(tái)（一用一備）電機(jī)功率為75kw，揚(yáng)程36米。該加壓泵的控制系統(tǒng)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）若高位水池水位滿且主管有水，則給出報(bào)警信號(hào)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(bǔ)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(jī)保護(hù)器，確保加壓泵長(zhǎng)期可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)配備了高位水池的水位傳感器和數(shù)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(dāng)高位水池滿且主水管有水時(shí)，加壓泵停止，此時(shí)主管壓力將“憋壓”， 終導(dǎo)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(tǒng)檢測(cè)到此壓力進(jìn)行恒壓變頻控制，進(jìn)而達(dá)到整個(gè)主管網(wǎng)的恒壓供水，這是整個(gè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

　　4.1 全自動(dòng)平穩(wěn)切換，恒壓控制

　　主水管網(wǎng)壓力傳感器的壓力信號(hào)4~20ma送給數(shù)字pid控制器，控制器根據(jù)壓力設(shè)定值與實(shí)際檢測(cè)值進(jìn)行pid運(yùn)算，并給出信號(hào)直接控制變頻器的轉(zhuǎn)速以使管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定。當(dāng)用水量不是很大時(shí)，一臺(tái)泵在變頻器的控制下穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)用水量大到變頻器全速運(yùn)行也不能保證管網(wǎng)的壓和穩(wěn)定時(shí)，控制器的壓力下限信號(hào)與變頻器的高速信號(hào)同時(shí)被 plc檢測(cè)到，plc自動(dòng)將原工作在變頻狀態(tài)下泵投入到工頻運(yùn)行，以保持壓力的連續(xù)性，同時(shí)將一臺(tái)備用的泵用變頻器起動(dòng)后投入運(yùn)行，以加大管網(wǎng)的供水量保證壓力穩(wěn)定。若兩臺(tái)泵運(yùn)轉(zhuǎn)仍，則依次將變頻工作狀態(tài)下的泵投入到工頻運(yùn)行，而將另一臺(tái)備用泵投入變頻運(yùn)行。

　　當(dāng)用水量減少時(shí)，首先表現(xiàn)為變頻器已工作在 低速信號(hào)有效，這時(shí)壓力上限信號(hào)如仍出現(xiàn)，plc首先將工頻運(yùn)行的泵停掉，以減少供水量。當(dāng)上述兩個(gè)信號(hào)仍存在時(shí)，plc再停掉一臺(tái)工頻運(yùn)行的電機(jī)，直到 后一臺(tái)泵用主頻器恒壓供水。另外，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)六臺(tái)泵為兩組，每臺(tái)泵的電機(jī)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間可顯示，24小時(shí)輪換一次，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)的泵有相同的運(yùn)行時(shí)間，確保了泵的可靠壽命。控制系統(tǒng)圖見(jiàn)圖2。

　　4.2 半自動(dòng)運(yùn)行

　　當(dāng)plc系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)失靈，這時(shí)候系統(tǒng)工作處于半自動(dòng)狀態(tài)，即一臺(tái)泵具有變頻自動(dòng)恒壓控制功能，當(dāng)用水量不夠時(shí)，可手動(dòng)投入另外一臺(tái)或幾臺(tái)工頻泵運(yùn)行。

　　4.3 手動(dòng)

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

5 實(shí)施效果

　　實(shí)際運(yùn)行證明本控制系統(tǒng)構(gòu)成了多臺(tái)深井泵的自動(dòng)控制的 經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，在軟件設(shè)計(jì)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(tái)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(shù)字pid控制的上下限控制點(diǎn)的設(shè)定對(duì)系統(tǒng)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(jié)能效果明顯，并延長(zhǎng)了主管網(wǎng)及其閥門(mén)的使用壽命。

　　②用穩(wěn)壓減壓閥經(jīng)濟(jì)地解決了不同用水壓力的問(wèn)題。

　　③拓寬運(yùn)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(yuǎn)程通訊總是并達(dá)到異地連鎖控制的目的。

　　④在抽水泵房設(shè)置連續(xù)液位顯示，并將信號(hào)傳與plc，防止泵缺水燒壞電機(jī)，設(shè)定的取水位置，確保水的質(zhì)量。

　　⑤電機(jī)既有電機(jī)保護(hù)器，又有軟起動(dòng)器，克服了起動(dòng)時(shí)的大電流沖擊，相對(duì)延長(zhǎng)了電機(jī)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(xiàn)無(wú)人遠(yuǎn)程操作，系統(tǒng)的plc預(yù)留有rs485接口，可與公司總調(diào)度室計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。

　　⑦由于系統(tǒng)采用閉環(huán)恒壓控制，電機(jī)在滿足主水很容易網(wǎng)的壓力的前提下，節(jié)能效果顯著，年節(jié)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(jié)、節(jié)假日、日夜及上下班等全面調(diào)控水量，按日節(jié)水100噸計(jì)，則年可節(jié)水36500噸。

　　總之，采用該plc控制的恒壓變頻供水系統(tǒng)肯定能保證該大型飲料廠的足量用水，同時(shí)很大程度上降低了維修的勞動(dòng)強(qiáng)度和延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命，實(shí)現(xiàn)了真正的自動(dòng)控制，不僅可解決了現(xiàn)供水系統(tǒng)存在的問(wèn)題，而且節(jié)能效果顯著。因此，從節(jié)能和改善供水條件上有著重大的價(jià)值。