plc控製供水係統在(zai)小區(qu)高(gao)層建築(zhu)供水中的(de)設計應(ying)用

      隨(sui)著社(she)會(hui)經濟的迅(xun)速發(fa)展(zhan)，水對(dui)人民生(sheng)活(huo)與(yu)工(gong)業生產的影響(xiang)日益加強，人民對供水的質量和供水係統可靠性的要(yao)求不斷(duan)提高。把(ba)先(xian)進(jin)的自動化(hua)技術、控製(zhi)技術、通訊(xun)及(ji)網絡(luo)技術等應用到(dao)供水領(ling)域(yu)，成為對供水係統的新(xin)要求。

      plc控製供水係統集變頻(pin)技術、電氣技術、現(xian)代控製技術於一體(ti)。采用該(gai)係統進行供水可以提(ti)高供水係統的穩(wen)定性(xing)和可靠性，方便地實(shi)現供水係統的集中管理與監(jian)控，同時(shi)係統具(ju)有良好(hao)的節能性，這在能量日益(yi)緊缺(que)的今天(tian)尤(you)為(wei)重要，所(suo)以研(yan)究(jiu)設計(ji)該係統，對於(yu)提高企(qi)業效(xiao)率(lv)以及人民的生活水平、降(jiang)低能耗(hao)等(deng)方(fang)麵具有重要的現實意義(yi)。

1plc控製供水係統產生的背(bei)景(jing)和意(yi)義

      眾所周知，水是生產生活中不(bu)可缺少的重(zhong)要組成部分(fen)，在節水節(jie)能已(yi)成為時代特(te)征(zheng)的現實條件(jian)下(xia)，视频污app這個(ge)水資(zi)源和電能短缺的國(guo)家(jia)，長期以來在市政供水、高層建築供水、工業生產(chan)循(xun)環供水等方麵(mian)技術一直(zhi)比(bi)較(jiao)落後(hou)，自動化程(cheng)度低(di)。主要表現在用水高峰(feng)期，水的供給(gei)量常(chang)常低於需求量(liang)，出(chu)現水壓降低供不應求的現象(xiang)，而在用水低峰期，水的供給量常常高於需(xu)求(qiu)量，出現水壓升(sheng)高供過(guo)於求的情(qing)況，此時將會造成能量的浪(lang)費(fei)，同時有(you)可能使水管爆(bao)破(po)和(he)用水設備的損壞。在恒壓供水技術出現以前，出現過許(xu)多供水方式(shi)，以下就(jiu)逐(zhu)一分析(xi)。

1．一台(tai)恒(heng)速泵直接供水係統

      這種供水方式，水泵(beng)從(cong)蓄水池(chi)中抽水加(jia)壓(ya)直接(jie)送往用戶(hu)，有的甚(shen)至(zhi)連(lian)蓄水池也(ye)沒(mei)有，直接從城市(shi)公用水網(wang)中抽水，嚴(yan)重影(ying)響城(cheng)市公用管網壓力的穩定(ding)。這種供水方式，水泵整(zheng)日不停(ting)運(yun)轉，有的可能在夜(ye)間用水低穀(gu)時段停止運行。這種(zhong)係統形(xing)式簡(jian)單、造價(jia)最低，但耗電、耗水嚴重，水壓不穩，供水質量極(ji)差(cha)。

2．恒速泵加水塔的供水方式

      這(zhe)種方式是(shi)水泵先向(xiang)水塔供水，再由水塔(ta)向用戶供水。水塔的合理高度是要求水塔最低水位(wei)略(lve)高於供水係統所需要壓力。水塔注滿(man)後水泵停止，水塔水位低於某(mou)一位置時再(zai)啟(qi)動水泵。水泵處於斷續工作狀(zhuang)態中。這種供水方式，水泵工作在額定流量額定揚程的條(tiao)件下，水泵處於高效區。這種方式顯(xian)然比前一種節電，其(qi)節電率與水塔容量、水泵額(e)定流量、用水不均(jun)勻(yun)係數(shu)、水泵的開停時間(jian)比、開停頻率等有關。供水壓力比較穩定。但這種供水方式基(ji)建設備投(tou)資最大，占(zhan)地麵積也最大(da)，水壓不可調，不能兼顧近期與遠(yuan)期的需要；而(er)且係統水壓不能隨係統所需流(liu)量和係統所需要壓力下降而下降，故還存(cun)在一些(xie)能量損失和二次汙(wu)染(ran)問題(ti)。而且在使用過程中，如果(guo)該係統水塔的水位監控裝(zhuang)置(zhi)損壞(huai)的話，水泵不能進行自動的開、停，這樣水泵的開(kai)、停，將完全由(you)人操(cao)作，這時將(jiang)會出現能量的嚴重浪費和供水質(zhi)量的嚴重下降。

3．恒速(su)泵加高位水箱(xiang)的供水方式

      這種方式原(yuan)理與水塔是相(xiang)同(tong)的，隻(zhi)是水箱設在建築物(wu)的頂層(ceng)。高層建築還可分層設立(li)水箱。占地麵積與設備投資都(dou)有所減(jian)少，但這對建築物的造價與設計都有影響，同時水箱受(shou)建築物的限(xian)製，容積(ji)不能過大，所以供水範圍較小。一些動物甚至人都可能進入(ru)水箱汙染水質。水箱的水位監控裝置也容易(yi)損壞，這樣(yang)係統的開、停，將完(wan)全由人操作(zuo)，使係統的供水質量下降能耗增(zeng)加。

4．恒速泵加氣壓罐供水方式

      這種方式是利(li)用封(feng)閉的氣壓罐(guan)代(dai)替高位水箱蓄(xu)水，通(tong)過監測罐內(nei)壓力來(lai)控製泵的開、停。罐的占地麵積與水塔水箱供水方式相比較小，而且(qie)可以放在地上，設備的成本(ben)比水塔要低得多。而且氣壓罐是密(mi)封的，所以大大減少了水質因(yin)異物進入而被汙染的可能性。但(dan)氣壓罐供水方式也存在著許多缺點，在介紹(shao)完變頻調(diao)速供水方式後，再將二者做(zuo)一比較。

5．變(bian)頻調速供水方式

      這種係統的原理是通過安(an)裝在係統中的壓力傳(chuan)感(gan)器(qi)將係統壓力信(xin)號與設定壓力值(zhi)作比較，再通過控製器調節變頻器的輸出，無級(ji)調節水泵轉速。使係統水壓無論流量如何變化始(shi)終(zhong)穩定在一定的範(fan)圍內。變頻調速水泵調速控製方式有三種：

水泵出口恒壓控製、水泵出口(kou)變壓控製、給水係統最不利點恒壓控製。

(1) 出口恒壓控製

      水泵出口恒壓控製是將壓力傳感器安裝在水泵出口處(chu)，使係統在運行過程中水泵出口水壓恒定。這種方式適(shi)用於管路的阻(zu)力損失(shi)在水泵揚程中所占比例(li)較小(xiao)，整個給水係統的壓力可以看(kan)作是恒定的，但這種控製方式若(ruo)在供水麵積較大的居(ju)住(zhu)區中應用時，由於管(guan)路能耗較大，在低峰用水時，最不利點(dian)的流出水頭(tou)高於設計值，故水泵出口恒壓控製方式不能得(de)到最(zui)佳的節能效果。

(2) 出口變壓控製

      水泵出口變壓控製也是將壓力傳感器安裝在水泵出口處，但其壓力設定值不隻是一個。是將每(mei)日24小時按(an)用水曲(qu)線(xian)分成若幹(gan)時段(duan)，計算出各(ge)個時段(duan)所需的水泵出口壓力，進行全日變壓，各時段(duan)恒壓控製。這種控製方式其實是水泵出口恒壓控製的特殊(shu)形式。他(ta)比水泵出口恒壓控製方式能更(geng)節能，但這取(qu)決(jue)於將全天24小時分成的時段(duan)數及所需水泵出口壓力計算的精確程度。所需水泵出口壓力計算(suan)得越符(fu)合實際(ji)情況(kuang)越(yue)節能，將全天分得越細越節能，當(dang)然(ran)控製的實現也越複(fu)雜(za)。

(3) 最不利點恒壓控製

      最不利點恒壓控製是將壓力傳感器安裝在係統最不利點處，使(shi)係統在運行過程中保持(chi)最不利點的壓力恒定。這種方式的節能效果是最佳的，但由於最不利點一般距(ju)離(li)水泵較遠，壓力信號的傳輸(shu)在實際應用中受到諸(zhu)多限製，因此工程中很(hen)少采用。

      變頻調速的方式在節能效果上(shang)明顯優於氣壓罐方式。氣壓罐方式依(yi)靠壓力罐中的壓縮(suo)空(kong)氣送水，氣壓罐配套(tao)水泵運行時，水泵在額定轉速、額定流量的條件下工作。當係統所需水量下降時，供水壓力將超出係統所需要的壓力從而造(zao)成能量的浪費。同時水泵是工頻率啟動，且啟動頻繁，又(you)會造成一定的能耗。而變頻恒壓供水在係統用水量下降時可無級調節水泵轉速，使供水壓力與係統所需水壓大致相等，這樣就節省了許多電能，同時變頻器對水泵采用軟(ruan)啟動，啟動時衝擊電流很小，啟動能耗比較小。另外氣壓罐要消(xiao)耗一定的鋼量，這也是它的一個較大的缺點。而變頻調速供水係統的變頻器是一台由微機控製的電氣設備，不存在消耗多少鋼材的問(wen)題。同時由於氣壓罐體積大，占地麵積一般(ban)為幾十平米(mi)。而變頻調速式中的調速裝置占地麵積僅(jin)為幾(ji)平(ping)米。由此(ci)可見(jian)變頻調速供水方式比氣壓罐供水方式將節省(sheng)大量占地麵積。在運行效果上，氣壓罐方式與調速式相比也存在著一定差距。氣壓罐方式的運行不穩定，突(tu)出表(biao)現在它(ta)的頻繁啟動。由於氣壓罐的調節容(rong)量僅占其總(zong)容積的1/3-1/6，因而每個罐的調節能力很小，隻得依靠頻繁的啟動來保證(zheng)供水，這樣將產生較大的噪聲，同時由於啟動過於頻繁(fan)，壓力不穩，加之硬(ying)啟動，電氣和機械衝(chong)擊較大，設備損(sun)壞很快(kuai)。變頻調速式的運行十(shi)分穩定可靠，沒有頻繁的啟動現象，加之啟動方式為軟啟動，設備運行十分平穩，避(bi)免(mian)了電氣、機械(xie)衝擊(ji)。在小區供水中，而且由於調速式是經(jing)水泵加壓後直接送(song)往(wang)用戶的，防(fang)止(zhi)了(le)的水質二次汙染，保(bao)證了飲(yin)用水水質可靠(kao)。

      由此可見，plc控製供水係統具有節約(yue)能源(yuan)、節省鋼(gang)材(cai)、節省占地、節省投資、調節能力大、運行穩定可靠的優(you)勢(shi)，具有廣闊的應用前(qian)景和明(ming)顯的經濟效益與社會效益。

      長(zhang)沙(sha)免费可以看污污网站供水設備有限公司新推(tui)出了恒壓供水基板(ban)，備有“變頻泵固(gu)定方式”，“變頻泵循環方式”兩種模(mo)式。它將PID調節器和PLC可編(bian)程控製器等硬件集成在變頻器控製基板上，通過設置指令(ling)代碼(ma)實現PLC和PID等電控係統的功能，隻要搭(da)載(zai)配(pei)套的恒壓供水單(dan)元(yuan)，便可直接控製多個內置的電磁接觸(chu)器工作，可構成最多7台電機(泵)的供水係統。這類(lei)設備雖微化了電路結(jie)構，降低了設備成本，但其輸出接口的擴展功(gong)能缺乏靈(ling)活性，係統的動態性能和穩定性不高，與別(bie)的監控係統(如BA係統)和組(zu)態軟件難(nan)以實現數據(ju)通信，並(bing)且限製了帶(dai)負(fu)載的容量，因此在實際使用時其範圍(wei)將會受到限製。

      目(mu)前國內有不少(shao)公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用國外(wai)的變頻器控製水泵的轉(zhuan)速，水管管網壓力的閉環調節及多台水泵的循環(huan)控製，有的采用可編程控製器(PLC)及相應的軟件予(yu)以實現;有的采(cai)用單片機及相應的軟件予(yu)以實現。但在係統的動態性能、穩定性能、抗(kang)擾(rao)性能以及開放性等多方麵的綜(zong)合(he)技術指(zhi)標來說(shuo)，還遠遠沒能達到所有用戶的要求。原深圳(zhen)華(hua)為電氣公司和成都希(xi)望集團(tuan)(森(sen)蘭(lan)變頻器)也推出子(zi)恒壓供水專用變頻器(5.5kw-22kw) ，無需外接PLC和PID調節器，可完成最多4台水泵的循環切換(huan)、定時起(qi)、停和定時循環。該變頻器將壓力閉(bi)環調節與循環邏(luo)輯(ji)控製功能集(ji)成在變頻器內部(bu)實現，但其輸出接口限製了帶負載容量，同時操作不方便且不具有數據通信功能，因此隻適用於小容量，控製要求不高的供水場(chang)所。

      可以看出，目前在國內外plc控製供水係統的研究設計中，對於能適應不同的用水場合，結合現代控製技術、網絡和通訊技術同時兼(jian)顧係統的電磁(ci)兼容性(EMC)的變頻恒壓供水係統的水壓閉環控製研究還(hai)在時一步加深(shen)。因此，有待於進一步(bu)研究改善(shan)plc控製供水係統的性能，使其能被更好的應用於生活、生產實踐(jian)。