恒压供水系统

引言1如果：的用水量较大，则必须增加泵的数量或提高泵的转速，以保持管网的水压不变，水的消耗时间也要向后调节。这是恒压供水的基本理念。交流变频器的诞生和PLC的使用方便了泵速度的平稳连续调节。2恒压供水控制系统的基本控制策略使用电动机调速装置和可编程控制器(PLC)配置控制系统，优化泵组的调速运行，自动调整泵组的工作表数，完成供水压力的闭环控制，以满足管网流量变化时的恒定供水压力。系统的控制目标是泵站歧管的出水压力，将系统中设定的供水压力值与反馈的总管压力的实际值进行比较，其差异是在CPU运算处理中输入后，运行控制命令控制泵电机的运行次数和可变泵电机的速度，从而提高供水总管压力对设定压力值的稳定性。恒压供水是利用变频器的PID或PI功能实现的工业过程的闭环控制。通过将希望在压力控制点测量的压力信号(4-20ma)直接输入到变频器中，将其与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置PID操作将结果转换为频率调整信号，可以通过调整泵电机的功率频率来控制泵速度。供水系统选择原则泵头必须大于实际供水高度，泵流量总和必须大于实际最大供水。3恒压供水系统的基本配置恒压供水的主要目的是保持管网的水压不变，泵马达的速度随着用水量的变化而变化，这是利用变频器为泵马达供电。另一种方案是在多个电动机上安装一个变频器，在变频器和电动机之间切换，在供水运行中，一个泵变频运行和另一个泵工频运行以满足不同的水需求。图中显示了恒压供水泵的水配置图1。图1中的压力传感器用于检测管网的水压，是经常安装在泵站中的插座。耗水大，水压低。耗水时间，水压上升。水压传感器将水压的变化转化为电流或电压的变化传递给调节器。图1恒压供水泵配置调节器是具有以下功能的电子设备：设定水管水压的给定值，传感器接收管网水压的测量值，根据给定值和测量值的组合按一定的调制规律传输的系统拾取信号等。调节器的输出信号通常是模拟信号、4-20毫安变更的电流信号或0-10V之间变更的电压信号。信号强度与前面提到的差异成正比，用于驱动执行器装置的操作。在变频器恒压供水系统中，执行设备是变频器。使用PLC代替调节器，控制性能和精度得到了显着提高，PLC作为恒压供水系统的主控制器，代替调节器进行了水压指定值和反馈值的合成和调整工作，实现了数字PID调整。此外，泵和马达交替工作，控制泵的运行和转换，使设备在多泵组恒压供水泵站中均匀磨损。如果将连接到变频器的泵连接到主泵(主泵也交替工作)，则在主泵达到工作时的最高频率时，需要再启动一台工频泵。PLC是泵组管理执行设备。PLC也是变频器驱动控制。恒压供水泵站的变频器经常使用需要模拟控制模块的PLC模拟控制模块。该模块的模拟输入端子接受传感器发送的模拟信号，输出部将给定值与反馈值进行比较，在PID处理后发送模拟信号，根据该信号的变化改变变频器的输出频率。另外，泵站的其他控制逻辑也由PLC承担，如：手动、自动操作切换、泵站运行状态指示、泵站异常运行报警、系统自检等。配置和选择4PLC模拟扩展设备4.1PLC模拟扩展设备的配置和应用PLC的一般I/o连接埠是交换器处理连接埠，而让PLC完成类比处理的一般方法是在整体式PLC上加入类比扩充装置。模拟扩展单元将外部模拟转换为机器外所需的模拟器，从而将PLC能够处理的数字量和PLC内部计算结果数字量转换为机器外所需的模拟器。模拟扩展单元单独用于模块/计数转换，单独用于计数/模式转换，或同时具有模块/计数和计数/模式功能。S7-200系列PLC模拟扩展模块EM235具有单向模拟输出，可用于四向模拟输入和恒压供水控制。选择4.2PLC系统总开关输入点6个，开关输出点12个；1个模拟输入点，1个模拟输出点。如果选择CPU224 PLC，则还需要扩展设备。CPU226的PLC浪费很大，因为价格更高。因此，基于Siemens S7-200产品目录和市场价格，可以选择CPU222和数字卷扩展模块EM222，模拟模块EM235。此配置最经济实惠。整个PLC系统的配置为：如图2所示图2PLC系统配置5电子控制系统原理设计电子控制系统的原理图包括主原理图、控制原理图和PLC的周边接线图。5.1主电路设计图3是电子控制系统的主电路图。三个马达分别为M1、M2和M3。接触器KM1、KM3和KM5分别控制电动机M1、M2和M3的频率操作。接触器KM2、KM4和KM6分别控制电动机M1、M2和M3的变频操作。FR1、FR2和FR3分别是用于保护三个泵电动机过载的热继电器。QS1、QS2、QS3和QS4分别是变频器和三个泵电动机主回路的隔离开关。FU1主电路熔断器；VVVF是通用变频器。图3恒压供水系统主控电路5.2控制电路设计图4是由电子控制系统控制的电路图。SA是手动/自动切换开关，SA处于1的位置时处于手动控制状态。SA在2个位置战斗时处于自动控制状态。手动操作时，可以使用按钮SB1SB8控制三个电动机的启动/停止以及电磁阀YV2的通过/损坏。自动运行时，系统在PLC程序控制下运行。图4控制电路图图中的HL10是自动运行状态的电源指示灯。重置变频器的频率时，仅提供一个干式接点信号。PLC是四个输出点的一组公用COM端，而系统本身没有单独的COM端输出组，因此通过一个中间继电器KA的触点执行重置变频器的控制。图4中的q 0.0-q 0.5和。q 1.0-q 1.5是PLC的输出继电器触点。从这里可以看出，在维修方面，控制原理与泵正常运行相同，最终通过控制接触器的通过和损坏来控制泵启动和停止泵。PLC控制时间和维护时控制的主要区别在于，PLC通过变频器控制泵速度来控制水压，而维护的目的是在不控制水压的情况下维护机器，因此不需要控制速度。6电子控制编程6.1泵站软件设计与分析(1)根据“静压”要求出发的工作组的数量管理为了一定的水压，水压降低时必须提高变频器的输出频率，当泵运行不能满足一定的压力要求时，必须启动第二个泵或第三个泵。这有决定是否需要启动新泵的标准，这是变频器的输出频率是否达到了设定的频率上限值。可以通过比较说明来实现此功能。为了判断变频器的工作频率达到了上限的确定性，需要过滤由于偶然因素实现的频率波动的频率上限，在程序中考虑时间过滤。(2)台湾泵站泵组管理规范因为变频器泵站希望每个启动电动机是软起动的，所以有规定，必须交替使用每个水泵，需要多个泵站泵站运行的管理规范。在此次设计中，根据控制要求，一台泵不能连续运行3小时以上，因此每次需要启动新泵或切换变频泵时，使用新启动的泵作为变频是合理的。在特定操作中，从变频器中取出当前操作的变频器，连接到工频电源并操作，重置变频器，用于启动新操作的泵。此外，泵组管理存在一个问题，即泵运行循环控制，该设计旨在通过将1添加到泵号来实现变频器的循环控制。也就是说，3加1等于0的逻辑，将泵号码与频率泵的总数相结合，执行功率频率泵的旋转操作。6.2实施方案结构和方案功能如上所述，PLC在恒压供水系统中执行更多功能。模拟设备和PID调整都需要编写初始化和中断程序，因此，此程序可以分为三部分：主程序、子程序和中断程序。(1)系统初始化的某些任务通过放入初始化子例程来完成，从而节省了扫描时间。使用计时器中断功能实现PID控制的定时采样和输出控制。初始化子程序进程框图如图5所示。初始化的子例程仅在电气和故障结束时使用，主要用于节省大量扫描时间，以加快整个程序的运行并提高PID中断的准确性。电源的操作是CPU清除内部继电器，重置所有计时器，并验证I/O设备的连接。图5初始化程序(2)主程序流程图图6。主要程序中有泵开关信号生成、泵组接触器逻辑控制信号合成和报警处理等最多的功能。生活和火灾双重压力的两个正压值直接在程序中设置。生活用水供应时，系统设置为总范围的70%，消防用水供应时，系统设置为总范围的90%。此系统的增益和时间常数为：增益Kc=0.25、采样时间Ts=0.2s、积分时间Ti=30min。图6主控制程序(3)中断程序在图7中主要用于PID的相应计算，在PLC的NC继电器SM0.0中运行。其中包括设置：电路输入和输出选项、设置电路参数、设置循环报警选项、指定计算的内存区域、指定初始化子程序和中断程序。图7中断程序7结束语恒压供水技术通过使用变频器改变电机电源频率，达到调节泵速度，改变泵出口压力的目的，与调节阀门泵出口压力的方法相比，降低管道阻力，大大减少阻塞损失的效果。可变泵在变频条件下工作，因此，如果出口流量小于额定流量，则泵速度降低，轴承磨损和热量减少，从而延长泵和电动机的机械寿命。实现恒压自动控制，无需工人频繁操作，降低了人力的劳动强度，节省了人力。泵电机按照软起动方式设定的加速时间加速，避免电机启动时电流冲击，对电网电压产生波动的影响，防止电机突然加速，防止泵系统喘振。可变泵在变频工作状态下工作，其运行速度由外部供给决定，系统运行期间可以节省相当大的电力，经济效果明显。因此，系统具有快速的投资回收和长期利益，因此社会效益也很大。实际上，使用PLC控制恒压供水，可以随时轻松修改控制过程，以便根据不同情况更改每个构件的运行时间和运行条件。PLC控制系统比继电器或硬件逻辑电路控制系统具有更高的灵活性和通用性。2007-3-22 17336928回信变频恒压供水设备概述：变频恒压供水设备是一种新型节能供水设备。变频恒压供水设备是利用当今最先进的微机控制技术，将频率调速器和电机泵结合起来制造的机电一体化最先进的节能供水设备。变频恒压供水设备是泵送水压力(或用户水流量)的设定参数，通过微机自动控制变频器的输出频率，调节泵电机的速度，使用户网络的水压能够调节闭环，使供水系统自动保持在设定的压力值上。也就是说，水量增加，频率增加，泵速度加快；耗水减少，频率减少，泵速度减慢。变频恒压供水设备配置：变频恒压供水设备主要包括泵装置、压力仪表、压力传感器、变频控制柜等，并始终保持压力表压力(即自定义管网水压)等于用户设置值。可用于一般生活或生产用水。供水系统配置包括：1、变频恒压供水设备和市政管网并网恒压供水在供水压力满足要求时自动停止整个泵。否则，恒压供水设备将启动，压力增加，满足水要求。2、附着小泵或气压罐，为彻底消除小流量或零流量供水功耗，添加辅助小泵或辅助气压罐，在供水压力低时自动停止主泵，使小泵或气压罐运转。确保整个自定义管网始终保持适当的水压(与您设置的压力相匹配)和水(取决于您的水使用条件)。变频恒压供水设备原理图：变频恒压供水设备产品特性1.变频恒压供水设备具有超压、低压、过载、短路、断相、低电平等功能。2.变频恒压供水设备的调节精度高，通常可达到0.01MPa，系统压力始终保持为设定值。3.变频恒压供水设备运行简单方便，有故障自动储存，故障标记。压力可以直接从键盘设定。4.变频恒压供水设备与气压罐一样，效率高，效果更好，节能率为20% 50%。变频恒压供水设备，双泵定时开关功能。一对一控制。6.变频恒压供水设备结构紧凑，安装面积小，维护方便。变频恒压供水设备的适用范围1.变频恒压供水装置适用于工业及民用锅炉循环系统的恒压补充装置。2.变频恒压供水设备适用于热水加热系统的恒压补充装置及热水循环系统。3.变频恒压供水设备应用地热供暖系统、水源热泵等。4.变频恒压供水设备老锅炉自动调压膨胀装置(气压罐等)的改造。5.改造变频恒压供水设备的老热水供暖自动调节膨胀装置(气压罐、膨胀水箱等)。变频恒压供水设备控制器产品信息CPS-21E系列变频恒压供水设备控制器特性CPS-21E系列变频恒压供水设备控制器(以下简称21E控制器)是创新的下一代控制器，最初基于第三代CPS-20系列控制器，根据ISO9000质量系统的要求开发。我们综合了10年来众多用户的需求，参考了新标准，采用了最新的单片机技术和现场总线技术，结合高可靠性设计，新一代21E变频恒压供水设备控制器在可靠性、可靠性、可扩展性方面取得了很大进步，更好地满足客户的需求。变频恒压供水设备选择指南：21E变频恒压供水设备控制器主要用于工业和生活用水供应系统，可由整个泵组变频循环软启动工作方式或一个可变泵多个定量泵工作方式组成。21E变频恒压供水设备控制器具有高可扩展性，用户不仅可以选择系统中的泵数，还可以根据现场的一些特殊应用程序选择特殊类型的模块，以满足系统的要求。变频恒压供水设备PID控制原理根据反馈原则：如果要保持一个物理量不变，或基本不变，则必须将此物理量与常量值进行比较，以创建闭环系统。为了保持水压不变，必须将水压反馈值与给定值进行比较，以创建闭环系统。但是，控制系统的特点是非线性、大