供水控制系统

供水控制系统（共12篇）

供水控制系统 篇1

1 概述

在某些领域供水系统中, 保持供水压力的恒定, 使供水和用水之间保持平衡是非常重要的。随着变频调速技术的日臻完善, 以变频调速为核心, 利用变频器、PLC等器件的有机结合, 构成的智能供水控制系统取代了高位水箱等传统的恒压供水设备。

随着信息技术的发展, 单一的控制功能已不能满足供水系统全网监控的需要, 集控制、通信、管理等功能于一体的综合供水控制系统将成为未来的发展方向, PLC控制的变频恒压供水全网监控系统正是在这种背景下产生的。

2 系统介绍

2.1 工艺流程

在供水系统总出水管上安装压力变送器检测出水压力、安装流量计检测供水流量, 在蓄水池安装液位变送器检测液位, 首先将检测的压力变送器和液位变送器输出的4~20m A信号通过PLC模拟量输入模块输入到PLC, 然后将检测的压力信号与设定的压力值进行PID运算, 运算结果通过PLC模拟量输出摸块输出, 控制变频器的输出频率来调整水泵电机的转速, 保持供水压力的恒定, 这样就构成了以设定压力为基准的压力闭环系统。

2.2 控制思想

采用变频调速恒压供水时有两种方式:一种是每台水泵配一台变频器;另一种是所有泵配一台变频器。本系统采用的是后者, 既一台变频器拖动多台水泵。

2.3 控制策略

根据被控制系统的特点, 遵循粗调与细调相结合的原则, 采用现代控制理论和PID控制相结合的方法, 通过监测供水流量变化情况, PLC实现压力变化情况的自动识别:

2.3.1 在压力波动范围过大时使用模糊控制, 以加快响应速度。

2.3.2 在压力波动在正常范围时使用PID控制, 以保持静态精度。

2.3.3 在压力波动范围过小时设置死区, 以防止变频器输出振荡。

2.4 控制系统结构

本系统采用“集中控制设定值计算参数+分散控制”的集散控制结构, 这种结构具有控制网络依赖性小的优点, 可以充分降低对系统控制网络的可靠性的要求。

2.5 控制方式

2.5.1 手动控制

根据需要, 可现场或远程手动控制系统, 直接控制泵的运行和变频器的输出。

2.5.2 自动控制

首先检测水池水位, 若水池水位符合设定要求, 1#水泵变频启动 (若1#水泵故障或无响应切换至2#水泵) , 运行频率为此时压力变送器检测压力信号反馈PLC经PID运算后输出的变频器频率, 若变频器输出频率上升至50Hz, PLC延时一定时间后, 出水压力上升到设定压力, 1#水泵继续变频调速运行;若出水压力仍低于压力设定值, 将1#水泵切换为工频, 变频启动2#水泵, 以此类推增加水泵, 直至出水压力达到设定压力。若出水压力超过设定压力, 则PLC控制变频器降低输出频率, 减少出水量来稳定出水压力。若变频器输出频率低于水泵设定出水频率, 而出水压力仍高于设定压力值时, PLC开始计时, 若在一定时间内, 出水压力降低到设定压力, PLC放弃计时, 继续变频调速运行;若在一定时间内出水压力仍高于设定压力, 根据先投先停的原则, PLC将停止正在运行的水泵中运行时间最长的工频泵, 直至出水压力达到设定值。

2.6 功能描述

2.6.1 水泵连锁控制功能

当水池水位低于设定报警水位时, PLC生成液位低报警信号, 并上传至中控室;当水池水位低于停泵水位时, PLC生成液位低于报警信号, 上传至中控室, 并停止所有水泵运行。

2.6.2 自动启动功能

在发生突然断电或其它故障导致水泵停止运行情况时, 系统设置了故障恢复后变频器自动启动功能, 首先变频启动1#水泵。

2.6.3 自动切换功能

系统采用一台变频器拖动多台水泵的运行方式, 实现水泵间的无缝自动切换, 以及水泵电机变频到工频、工频到变频工作方式的无冲击自动切换。

2.6.4 故障处理功能

(1) 变频器故障处理功能; (2) 泵故障处理功能; (3) 自控系统故障处理功能。

2.6.5 数据采集监测和控制功能

监控服务器能够采集监测全部供水系统的各种过程参数, 可以直接修改设定各种控制参数。

2.6.6 远程控制功能

在中控室可实现对供水系统各泵站或管网供水压力、PID运行指令参数、变频器运行频率、各泵的在线/检修状态等参数的设置, 并可以控制各水泵的运行。

2.6.7 报警功能

可将报警分为不同级别, 产生报警信号并记录, 操作人员可以对报警进行确认和查询。当通讯链路出现故障时, 中控室可进行故障诊断并生成报警信息。

2.6.8 多条通讯线路并行工作

可以多条通讯线路并行工作, 同一时刻巡检多个泵站或管网, 实现实时在线监控。

2.6.9 趋势功能

能够根据要求产生各种趋势曲线, 通过调节时间跨度显示任意时刻的过程参数值。

2.6.10 报表功能

能够定时或按照操作指令打印各种过程参数及统计数据的日报表。

2.6.11 数据分析功能

针对供水系统特点, 利用实时仿真系统模拟分析有针对性的协调控制措施, 保证系统供水量和需水量的协调抑制和整个系统的稳定、经济运行, 同时利用仿真系统预测供水系统未来供水参数变化和调节方案, 通过仿真系统还可以补充供水全网监控系统没有的参数。此外, 根据系统运行的历史数据预测系统的负荷情况, 并给出最佳的管网运行参数, 包括系统供水压力、PID运行指令参数等, 据此进行实时的在线优化调度分析, 给出运行指导。

2.7 系统配置

2.7.1 监控服务器

选用台湾研华公司出品的工业用控制计算机IPC 610, 作为整个监控系统的数据采集和人机界面的核心, 是供水系统优化控制的硬件平台。

2.7.2 组态软件

选用北京亚控公司出品的KINGVIEW 6.53工业监控软件, 有较强的兼容性。

选用S7-200系列CPU-224主机, 模拟量输入、输出采用EM231 CN和EM 232 CN模块, PLC编程采用STEP7-Micro/WIN编程软件。

2.7.4 变频器

选用ABB的ACS-550系列通用变频器。

2.7.5 通讯

可根据实际工况选用有线或无线通讯方式连接PLC和监控服务器。

2.7.6 压力变送器、液位变送器

主要用于采集各种水压和液位信号。

2.7.7 流量计

主要用于采集供水流量信号。

2.8 功能扩展

对于供水时段性较强的供水系统, 可以引入分段供水、定时供水的控制思想, 通过对系统负荷、过程参数等数据进行整理分析, 结合经验值, 预测运行参数, 制定供水量、供水压力等参数随时间变化的曲线, 各个泵站或管网的控制系统就能够根据时间对出水压力进行优化控制。

3 应用范围及推广前景

本系统基于变频调速技术、自动控制理论、过程控制技术、电机拖动原理及远程通讯技术, 具有一定的故障诊断及处理功能, 实现了图形化人机对话界面、全网监控、集中管理、分散控制、现场无人值守, 优化了供水控制系统, 提高了供水效果和供水质量, 进一步实现了节能降耗, 大大降低了运行成本, 发挥了更大的经济效益和社会效益。

根据国内外基于网络自控技术的发展趋势, 将网络技术、测控技术、故障诊断技术、计算机技术、人工智能技术相结合, 实现具有仿人功能的智能供水系统是未来的发展趋势, 可推广到油田、油库、污水处理、农田灌溉、恒压补水喷淋及消防等领域。

参考文献

[1]邵裕森, 戴先中.过程控制工程 (第二版) [M].北京:机械工业出版社, 2000.

[2]邵裕森.过程控制及仪表 (修订版) [M].上海:上海交通大学出版社, 1995.

[3]夏德钤.自动控制理论[M].北京:机械工业出版社, 2000.

[4]Behrouz Forouzan.Introduction to Data Communications and Networking (影印版) .北京:机械工业出版社, 1999.

供水控制系统 篇2

1.题目：PLC控制城市供水系统

2.摘要：城市供水系统的主要功能是在用水量不断变化的情况下，维持管内压力在一定范围内，既能满足用水的需求，又能最大程度节约能源、延长设备寿命。为了实现城市供水系统简单、高效、低能耗的功能，并且实现自动化的控制过程。采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。

PLC具有体积较小、设计周期短、数据处理和通信方便、易于维护与操作、明显降低成本等优点，可满足城市供水系统的控制要求。PLC作为城市供水系统使设计过程变得更加简单，可实现的功能变得更多。

3.关键词：城市供水PLC节约能源变频器

4.目录

第一章绪论

1.1：城市供水的意义

1.2：PLC控制城市供水的好处

第二章 PLC控制城市供水系统的原理

1.1: 原理框图

1.2：工作流程

第三章 PLC控制城市供水系统的硬件选用

1.1：PLC的选型

1.2：接触器的选用

1.3：变频器的选用

1.4: 其他设施的选用

供水管网调度系统的设计 篇3

目前供水公司对供水调度的主要依据是供水压力的高低和流量的大小。供水管网压力和流量的监测不仅能帮助调度人员实时掌握各个区域的供水情况，还能为及时发现爆管、停水等异常现象，减少漏水损失，保障供水安全。管网压力、流量历史数据的保存也为以后的月数据分析、年数据分析提供基础。因此管网压力、流量数据的采集和存储在供水调度中起到至关重要的作用。设计一个能帮助调度人员实时监测管网动态，帮助管理层决策的数据分析调度系统，是保障安全供水的迫切要求。

1、供水调度系统的功能需求

根据供水管网调度的要求，供水管网调度系统主要包含五大功能模块：数据采集、数据传输、数据画面展示、数据分析、数据发布。数据采集：主要是采集管网中需要监测的被测量，主要由管网压力、流量等。数据传输：将分散布置的各个管网点数据传回到总调度中心。数据画面展示：将传回的数据在画面上有效展示，帮助调度人员实时掌握管网动态。数据分析：将历史数据通过趋势图曲线或者其他方式直观展示天、月、年数据趋势变化。数据发布：将实时数据和历史数据发布到网上，便于管理人员进行查看，帮助其决策。

2、供水调度系统的具体建设

2.1整体系统构成

根据以上的功能分析，供水管网调度系统主要由供水管网调度中心（含系统主机、服务器）、N个管网PLC站点组成。管网调度中心设置在总公司调度室，管网PLC站点安装在管网监测点上，系统采用一对多的组网方式（1：N）。其中管网PLC站点是基础，主要是采集管网压力、流量等参数，然后通过GPRS网络或Internet网络传回数据到调度系统主机。系统主机进行数据处理（数据画面展示、曲线分析、网络发布、数据补传等），并将数据存储到服务器中。备机的作用主要是防止主机掉电、死机等特殊情况的数据丢失。

2.2管网PLC站点的设计

PLC站点主要实现的功能为：

模拟量/开关量输入（压力、流量、或者水泵、阀门的工作状态）；实时接收中心调度室的的命令（随机点测、定时巡测、补调数据等），将相应的数据（流量、压力、开关状态等）发送回中心调度室；定时存储数据：（30分钟或15分钟存一次，时間可调），定时将数据通过GPRS

传送至中心调度室。PLC站点主要由主机（PLC）、直流开关电源、GPRS模块、接线端子等几部分组成，其实际接线箱如图2所示。其中PLC选用的是西门子CPU224XP型号，本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点，还具有2个RS485通讯/编程口。在实际设计时，一个RS485口可以与GPRS模块通讯，另一个可以作为程序下载口或者流量信号（RS485输出）采集输入端。如果流量输出信号是脉冲输出，则可通过开关量接口输入；如果是4～20mA模拟信号，则通过模拟量接口接入。目前仅采集的是压力、流量模拟量数据，如果还想采集余氯、浊度等其他模拟量，则可通过扩展模拟量模块来接入。

2.2供水管网调度中心软件的设计

本软件系统的主要功能包括数据通信、数据存储和管理、曲线分析、报表打印、系统组态（画面展示）等功能，见图1。该软件系统可以完成管网压力、流量、水厂数据的数据采集和分析处理。

图1供水管网调度中心功能图

2.3WEB发布软件的设计

WEB软件系统采用ASP.NET进行开发，该最大的特点是和供水管网调度中心软件系统进行无缝的结合，供水管网调度中心软件系统定义的画面、报表都可以在WEB里面查看，供水管网调度中心软件系统的图形画面、报表定义改变后，直接进行发布，即可更新到WEB里面，系统维护非常简单；另外WEB显示采用动态局部刷新技术，背景图经过压缩，而且在数据更新时，只是数据显示的位置进行局部更新，画面背景不变，画面无抖动，实时性高。WEB软件仅进行数据显示，无控制功能，保证系统的安全性。

3、经济效益和社会效益

在该系统投入使用前，对相关管网压力状况是无法实时监测的，供水系统的运行是根据人工的经验来进行调度的，缺乏科学的手段和依据；本系统投入使用后，调度运行人员可以实时动态地掌握整个管网关键点的压力，动态调整水厂的机泵开机组合，在保障供水服务压力、及时发现供水事故、保障管网的安全运行等方面效果明显；另外，系统记录的历史数据，也是公司今后进行管网设计和分析的重要数据来源。该系统的建设不仅提高了供水效率，而且为管网改建扩建提供宝贵的依据。

4、结论及展望

该供水管网调度系统得到了很好的应用，为供水调度提供了科学技术手段。现在仅采集管网压力、流量数据，如果后期有余氯、浊度等水质参数需要采集，则可通过扩展模拟量模块接入，非常简单。系统五脏俱全，具有投入相对较少等优点，尤其针对分散的管网点，采用了GPRS通信方式，非常实用。当然，该系统也存在一些不足：（1）系统组态相对复杂，且功能少，画面不够美观。该调度中心软件是基于VB开发，不像Intouch或IFIX等专门的工控组态软件比较成熟，有专门的库图，并能通过简单脚本编写实现系统组态。（2）系统的兼容性相对较差，尤其对不同品牌的PLC的接入，需要开发专门的驱动程序。希望在功能丰富性、使用简单化及系统兼容性等方面有进一步的完善。

供水控制系统 篇4

离石区位于山西省西部, 吕梁山中段西侧, 是吕梁市所在地, 地貌东北高、西南低, 气侯炎热多雨, 寒冷少雪, 平均气温8.9℃, 年平均降雨量450 mm~550 mm。供水加压站始建于1982年, 生产工艺是从城市管网接入水源送至200 m3接水池、经加压泵房加压后送至用户, 在管网末端最高点设有500 m3高位水池用来保持供水不足时压力的平衡, 实行24 h连续运行的传统增压模式, 日产水量在1 500 m3~1 800 m3, 供水区域高差39 m, 供水运行系统由2台离心式水泵一用一备工频运行, 吨水耗能0.34度/t, 运行人员8人, 以4班3运转的值班模式, 承担着市区龙山2万余人口的生活用水任务。

因人工操作常出现断水和溢水现象, 为了节约人力费用, 降低改造成本, 提高供水能力和服务水平, 根据进水水压和用水量的实际情况, 计划分为不同时段予以增压, 在小流量时减少了泵站开泵台数, 利用了部分进水压力增压, 从而降低运行成本和用户初期成本, 达到稳压供水的效果。因此选用具有合适流量、扬程、性能的无负压设备, 与市政直供管道连接, 把市政管道中原有压力引入无负压进水端, 经设备叠压增压后传输给下端用户, 同时利用末端500 m3高位水池水在夜间低峰时停止水泵运行供给用户, 达到满足用户用水和控制调节供水的目的。

1 改造方案的整体设计

系统主要由中央控制器、ABB变频器、文本显示器组成, 功能如下:

1) 中央控制器实现控制功能。

压力控制, 通过压力传感器送入的数据, 进行PID调节控制转速;流量控制, 通过流量变送器采集的数据和设定的流量值, 控制加泵和减泵;定时切换, 通过计算累计运行时间, 保证每台泵的动作时间基本一致;故障处理, 采集电机过热故障信号, 故障时可方便的进行切换。

2) 通过变频器实现对水泵转速的控制。

3) 通过端子控制接受中央控制器指令, 执行对水泵转速的控制, 保证恒定的供水压力。

4) 通过文本显示器实现人机交换, 并可实现现场参数的显示、设备运行状况显示、故障记录显示、设备参数设定。

2 改造方案具体设计

2.1 无负压设备运行原理

1) 设备采用微机变频技术, 通过稳压补偿系统使设备与市政配水管网直接链接。根据用户实际高差设定出水点的工作压力;工控计算机实时检测配水管网实际压力值, 通过实际压力值与设定压力值对比比较, 降低或升高变频器的频率。正常供水时, 水泵从稳压补偿罐来水调节区中取水增压, 供水调节区通过双向补偿器对瞬时高峰用水量差值补偿, 保护了市政来水管网的压力不受干扰。供水调节区在正常供水时, 通过双向补偿器与市政供水管网连通, 能够有效保护市政管网压力稳定, 控制系统独特设计和双腔罐体的设计, 能够避免压力管道流速的急剧变化所产生的水力冲击现象。

2) 对加压泵站而言, 由于市政供水流量变化较大, 且供水时段较集中, 工频切换水锤效应较大, 会使水泵轴承机封损害较大大, , 所以采用稳压供水系统。使每台水泵通过变频调速控制其转速, 可以达到恒压供水, 控制水泵的运行数量可以满足用水流量, 并可选择时段设定不同的给水压力。故其优点如下:

a.变频启动电流由小逐渐到大, 且启动平稳, 对电网的冲击小。

b.由于水泵转速低于工频转速, 有利于电机和水泵使用寿命。

c.停机电流由大逐渐到小防止了停机时的水锤效应。

d.分时段供水, 可降低其低峰时的浪费。

充分利用500 m3高位水池缓解和调节作用, 利用水池水位设定高中低控制点调整频率、泵的启动、停止, 特别是在夜间供水低峰时水位满后停泵时间保持较长并满足了用户用水需求, 节能效果明显。

2.2 方案中的参数选择

根据工程概况所给数据:流量Q=100 m3/h, 扬程H=50 m, 分析水泵性能曲线后, 选择了水泵为3台格兰富立式双吸泵, 相应流量和扬程时运行于水泵高效区, 即使在常规流量下, 水泵经过变频依然在40 Hz左右运行, 保证了水泵最大可能在高效区运转。

2.3 系统组成元件

选用3台CR90-3水泵:Q=100 m3/h, H=50 m, N=22 k W, 两用一备。系统利用原有500 m3水池1个;设备进水口径DN200;阀门包括:蝶阀、软连接、橡胶板止回阀;出水口径DN150。

2.4 方案中的防止水锤和空气破坏措施

装水锤消除器或安全阀, 进行泄水减压, 安装缓闭止回阀, 延长缓闭减压, 在凸起部位安装自动排气阀以防止水锤和空气破坏。

2.5 方案中的流速设计

根据《室外给水设计规范》和《给水排水设计手册》[1,2,3,4,5]等资料, 依据水力学中的流量Q、流速V、管径D的关系:

供水管网的流速最高不宜超过2.5 m/s, 不淤流速应大于0.7 m/s。通常, 各城市采用的经济流速Ve范围如下:

该加压站管网管径在100 mm~300 mm之间, 因此选择经济流速Ve=0.5 m/s~1.1 m/s。

2.6 方案中的节能降耗措施

1) 变频调速技术在水泵中应用发展, 可根据水泵负载特性来调整电机转速和启动时间长短等参数, 获得节能特性。在供水泵站采用变频无负压技术, 可以充分利用市政管网原有压力, 叠加增压, 达到了节能和稳定运行的目的。供水无负压变频的节能降耗原理, 就是离心式水泵输出特性, 取决于水泵的种类和供水管网系统的阻力特性, 见图1, 图2。

从节能的角度出发, 改造原存在于工频运行设备, 较多利用变频调速改变水泵转速, 以满足工频调整频率时对性能的要求。因此, 水泵调整转速时的H—Q曲线改变为图3, 水泵的性能特性曲线N与管道性能曲线DE的交点A0为水泵正常使用时的工作点。

2) 通过节流控制、变频、无负压的比较, 说明无负压的节能工作原理。

节流控制:在图4中阻力曲线由DE改变为DE1是通过控制阀门的开启度, 以达到控制供水摩擦阻力的目的, 摩擦阻力变大后, 扬程则由H0上升到H1位置, 运行工况点从A0变为A1位置, 流量由Q0降低为Q1, 达到节流目的。

变频调速控制:当管网性能曲线不变时, 改变水泵转速将N变为N1, 工频点的位置由A0点移动到A2点, 此时输出流量与使用节流控制时的输出流量相同, 但扬程由H0降到H2, 与节流控制相比, 扬程更低, 更节能。

无负压设备:就是利用了市政管网原有的压力, 即水泵进口压力加水泵扬程才等于普通变频的扬程, 因此水泵扬程低于普通变频扬程, 两种工频下水泵扬程差为Δh=h-h1。速度从n变为n1, 工频A0点移到A3点, 扬程从H0降到H3, 流量将从Q0减小到Q1, 与用节流控制时输出的流量相同。

以上三种方法运行时A1点、A2点以及A3点的泵轴功率分别为:

即用节流控制流量比用变频调速控制时多浪费了ΔP的功率, 比用变频无负压时多浪费了ΔP1的功率, 而且消耗随着阀门的开度减小而增加。用变频调速控制比用无负压时多浪费了ΔP2的功率, 因此节能潜力巨大。所以, 最有效的节能措施就是采用变频无负压供水。一般应用变频无负压节电率为20%~50%, 效益显著。

另外, 变频调速控制时, 由水泵的叶轮相似定律, 当转速从n0变为n2时, Q, H, P大致变化关系为:

2.7 改造前后24 h运行参数对照

改造前后吨水单位耗电和供水量发生巨大变化, 改造前吨水单位耗电为0.336度/m3;改造后吨水单位耗电为0.187度/m3;吨水节能降低了44.34%;供水量提高了62.1%。改造前后24 h运行参数对照表见表1。

3 无负压与高位水箱相结合供水模式的优势

供水方式的优点是:

1) 可以避开用水高峰期。建筑用水有很大的不均匀性, 早晚高峰期的用水很集中。如果水箱有水, 就可以不开泵, 或设定时间段参数, 避开用水高峰。只要能避开用水高峰期, 就可以保证市政管网压力不会下降。

2) 水泵不需要24 h运转, 中间间歇停机时间长, 节能效果明显。建筑用水的特点就是不均匀性强, 变化系数大。利用高位水箱供水, 可以有效地解决这个问题。水泵如果选型合适, 将始终在最高效的工频区间运转, 并且利用高位水箱, 低位起、高位停的控制逻辑, 可以使下端无负压设备运行时间较短, 节能效果明显。

3) 有效的利用了市政管网压力, 叠加增压, 差额补偿。即使上端市政管网无水, 利用变频模式向高位水箱供水也可以超越其他无负压设备的高效节能性。

4) 增压水箱结构为全封闭设计, 通气孔采用往复式吸排气过滤装置, 能够有效的过滤灰尘和杂质, 水箱底部设置枝状引水装置, 有效增加取水面积, 保证水质鲜活度, 解决了水箱滞留层、死水层的问题。

5) 水箱内部装有智能化增压装置, 在水泵切换时, 保持用户管网压力稳定, 水泵处于高效区运行。控制系统中增加时间控制器, 定时对水箱水源循环使用, 保证水箱中水质新鲜。

6) 采用数据光纤实现了无人值守远程控制、监视, 管网压力平稳故障率减少, 运行以来年供水量提高62.1%, 吨水耗能降低了44.3%, 收到了良好效益。

4 结语

采用无负压技术, 智能增压装置运行时, 市政进水和水箱储水同时作为取水水源。当市政管网压力充足时, 从市政管网取水向高位水箱供水;当市政管网供水不足时, 智能增压装置启动, 从水箱取水, 补充市政管网供水的不足, 保证外网不出现无负压。满足用户设定值后再送至高位水箱, 如未达到设定值高位水箱可通过已存水, 传输给用户。当高位水箱满水后 (高水位) 水泵自动停运, 高位水箱处于低水位时, 下端无负压水箱设备自动开启, 设备自动运行, 实现了无需人员值守, 是一个供水稳定, 投资少, 逐步调节增压的供水方案。

摘要：鉴于加压泵站长期采用水泵从清水池吸水二次加压方式存在诸多弊端, 采用了性能可靠的无负压设备取代传统模式的高扬程水泵和清水池, 改造后的系统能够有效控制其压力和流量, 实现恒压供水, 而且节能, 并对水锤、空气等问题有所改进, 优化了加压站的供水系统。

关键词：加压站,无负压设备,恒压供水,节能

参考文献

[1]GB 50015—2003, 建筑给水排水设计规范[S].

[2]GB 17051—1997, 二次供水设施卫生规范[S].

[3]GB 50242—2002, 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范[S].

[4]GB 50013—2006, 室外给水设计规范[S].

恒压供水系统 开题报告 篇5

题 目

系别：机电工程系

专业：机电一体化

班级：

学号：

姓名：

一、选题目的和意义

随着我国社会经济的发展，工业化和城市化进程的加快，城市人口和城镇建设规模不断扩大，人们生活水平日益提高，因此对城市的供水系统提出了更高的要求。供水系统主要表现在其可靠性、稳定性、经济性等方面，它们将直接影响到我们的正常工作和生活和工作，也体现了供水管理水平的高低。

而我国在市政供水无法满足一个小区的供水要求，控制自动化水平低。其主要表现在用水高峰期，供应量低于需求量，经常出现小区四楼以上经常缺水出现供不应求的现象，而在低峰期，出现一楼水压过高，供应量又高于需求量，出现供过于求的现象，经常造成水管破裂供水系统损坏电能和水资源的浪费，传统的供水由市政局提供水，大都采用恒速泵加压供水、高水位水塔，但可靠性不高，不经济，自动化程度低难以满足人们生活的需求，本文根据城市小区的现状设计一套恒压供水系统。这套系统具有压力恒定，能实现泵驱动电动机的软启动、软停止闭环控制系统等高效节能的优点。随着PLC控制技术和变频器调速技术的发展，提高供水系统可靠性，利用先进的自动化技术，控制技术，设计高性能，高效率，高节能的恒压供水系统成为必然趋势。其具有广阔的应用前景和可观的经济社会效应。

恒压供水是在PLC控制技术和变频器调速技术发展之后发展起来的，在早期，由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、启制动控制方面，应用在恒压变频供水系统中是变频器仅作为执行机构，在设计是都采用一台变频器控制一台水泵机组的方式，因此投资成本高，随着变频技术的发展和变频供水系统的稳定性和可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可，国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器，像日本SAMC公司，就推出了恒压供水基板，备有“变频泵固定方式”和“变频泵循环方式”两种模式。它将PID调节器和PLC等硬件集成在变频器控制基板上，通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能，可构成最多

小区恒压供水系统设计 7台电机的供水系统。这类设备虽然微化了电路结构，降低了设备成本，但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性，系统的动态性和稳定性都不高，与别的监控系统

（如BA系统）和组态软件难以实现数据通信，并且限制了带负载的容量，因 此咋爱实际使用时其范围将会受到限制。

目前国内有不少工作在做变频恒压供水的工程，国内变频器主要采用进口元件组装或国外进口变频器，结合PID或PLC调节器实现恒压供水，在小容量、控制要求的变频供水领域，国产变频器发展较快，并以其价格低廉的优势占领了相当部分小容量变频恒压供水系统。但在系统的动态性能、稳定性能、抗扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说，还远没有达到所有用户的要求。如艾默生电气公司和成都希望集团也推出恒压供水专用变频器（5.5KW-22KW），无需外接PLC和PID调节器，最多可完成4台水泵的循环切换、定时起、停和定时循环，但其输出端口限制了带负载容量，同时操作不方便且不具有数据通信功能，因此只适用于小容量，控制要求不高的供述场所。但国内外变频调速恒压供水系统的研究设计中，对于能适应不同的用水场合，结合现代控制技术、网络和通讯技术同时兼顾系统的电磁兼容性（EMC）的变频恒压供水系统的水压闭环控制研究得不够。因此，有待于进一步研究改善变频恒压供水系统的性能，使其能被更好的应用于生活、生产实践。

二、主要研究内容 2.1总设计思想： 1）了解恒压供水系统的要求及各个泵的工作循环流程。2）用可编程器PLC控制泵的起停，变频器控制泵的流量。2.2硬件系统

1）PLC（选型、I/O分配、外部接线）2）压力传感器（选型、外部连线）3）电动机（选型、接线）4）变频系统（选型、接线）5）泵（选型、接线）2.3软件系统 1）PLC控制程序设计 2）变频系统程序设计

供水控制系统 篇6

关键词：供水 控制系统 优化设计

中图分类号：TM762文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（b）-0213-02

针对某科考船船舶供水控制系统在实际操作使用中出现的各类故障现象及使用缺陷进行统计与总结，进行了相应的改进方案设计，提出了针对性改进的措施，并对优化改进后的系统的效益进行统计对比，为船舶同行业的类似问题改进提供了一定参考和依据

1 供水系统情况介绍

1.1 系统基本情况

某科考船船舶供水系统中现设计有淡水水舱、淡水柜以及淡水压力柜、饮水压力柜、消防水压力柜等设备装置多处。船舶淡水的洗涤、饮用通过淡水输送泵、补水泵以及相关阀件、管系的合理操作下，实现全船船员日常的生活淡水供应以及消防水的使用。而使用较多的压力柜主要能储压，确保水压的稳定。图1为该船供水系统示意图。

1.2 基本工作原理

压力水柜的基本的工作原理是：压力柜通过充入压缩空气储压，压力柜附装了2台补水泵，首先补水泵启动向柜内注水至相应水位（水位计的2/3刻度），此时停止供水，压缩空气通过水柜充气阀向水柜内充气，待柜内压力升至工作压力时，停止进气，关闭充气阀。水柜内压力会随着柜内水量的减少而降低，当压力降到最低工作压力时，压力开关会自动控制补水泵电机启动，重新进行注水，如果用水量继续增大或者主水泵故障损坏时，备用泵启动与主泵同时工作。原理如图2所示。

2 供水系统存在的设计缺陷

2.1 淡水压力柜淡水泵的启停控制无法与淡水柜实现联锁功能

船舶长期在海上航行工况下工作，人员多，用水消耗量大，在实际使用中淡水柜的高低位浮球经常出现误动作故障，常常出现淡水柜在低位浮球不动作，水柜无水且压力柜需要补水的情况下，压力水柜的补水泵一直空转、干磨，严重影响正常的淡水供应，还加速设备的损壞，增大设备管理维修费用。

2.2 淡水压力柜两台补水泵无法实现正常情况下的交替使用

压力水柜控制系统中通过压力控制器来实现水泵的启停运行，实现补水功能，但是在正常情况下，据管理人员长期观察，一台泵长期启用，而另外一台则长期不用，主备设备使用不平衡，设备的系统利用率不高，整体效益低，使用不科学。

2.3 压缩空气无法自动补气

考虑到压力水柜在运行一个时期以后，由于水柜内空气部分溶解于水或者泄露，导致压力降低水位过高，如果管理人员检查确认不到位，很难及时人为充气，就会出现补水泵启停工作失常，导致补水泵频繁启动。不仅增加电能能耗，同时缩短设备使用寿命。

3 优化方案

针对船舶供水系统设备在使用过程中先后出现过的问题，为了有效的管理利用好供水设备，更好的为广大船员服务，现将供水控制系统的问题系统进行优化，设计改造如下：以淡水压力水柜系统为例（实现过程）

3.1 淡水压力柜补水泵的启停控制无法与淡水柜实现联锁功能的优化方案

3.1.1 原因分析

我船的淡水供给系统为两级供应，即先淡水输送泵将水舱中的淡水输送至下甲板的洗涤水柜，然后由平台甲板上淡水泵加压至淡水压力柜后送至全船的所有船员舱室及厨房洗菜等处。

淡水柜与淡水压力柜之间的电气上没有任何联系，但是在系统上它们之间是有“优先级别”之分的即水柜必须有水然后淡水压力柜才能工作，反之淡水压力水泵将要干磨至水泵密封烧坏，此现象在我们兄弟船舶中出现过，出现问题的源头是由于淡水柜的低位浮球阀不动作导致淡水输送泵没有及时的调拨淡水，导致淡水柜排空淡水，压力柜两台补水泵长时间运转至损坏。

3.1.2 优化方案设计

针对该问题现象，提出几点优化设想：

（1）我们可以在淡水柜低液位报警浮球处接一路信号给压力水柜补水泵，实现水泵即时停止，将淡水柜与压力柜之间利用电气控制线路加以联锁控制使其能够实现双重保护，即淡水柜水位不够或没有水后可以立即停止压力柜的马达运行，同时压力水柜发出报警信号。

（2）改变淡水柜高低位控制信号部件，液位浮球由于其采用机械式球阀结构，机械式球阀长时间浸泡在水中，容易产生结垢、锈蚀使其动作不灵敏、卡死等弊端，在水柜储水情况下拆卸、保养不方便，可以使用价格低廉的电子接触开关采集水位信号，电子开关结构简单，具有灵活、可靠性高等优点。

3.2 淡水压力柜两台补水泵无法实现正常情况下的交替使用

在压力水柜电气控制回路设计增加泵交替控制元件，实现双泵交替使用功能，可以采用泵交替继电器（参考船舶生活污水处理系统的真空收集装置）。如图3所示。

3.3 增加压力继电器实现自动补气

实现压缩空气自动给水柜补气，需要根据水柜安装的附件实际以及压缩空气要求，不断优化实现。设想在压缩空气进气阀开关处加装电磁阀，电磁阀的开关信号主要来自压力增加一个相应量程的继电器，压力继电器的压力采集可以根据从压力水柜采集压缩空气处于正常水位值时的液位位置或水柜内水压压力表的数值来确定。

4 效益对比与应用前景

经过上述方案优化后，大大减少了压力水柜补水泵等设备的非正常损坏，节约了能源，减少电能消耗，先后进行比对，水泵的故障率明显减少。更换备件的周期变长。以淡水压力柜补水泵为例，功率11 kW的电机，平均每年节约电能100 kWh，以一台淡水压力柜一年为一个周期统计，水泵、电机更换轴承、密封等备件以原设备厂家的报价计算，大要节省经费1万元，全船所有压力水柜节约电能费用、备品备件以及设备维修费用可以节省10万余元每年，降低设备运行成本，降低设备使用人员管理维护强度，延长设备的使用寿命。

相应的设计改造在类似的船舶压力水柜系统中可以有效借鉴和运用，具有一定的推广前进。

5 结语

本文主要从某科考船供水系统压力水柜等设备存在的设计缺陷进行总结研究，分析了控制系统存在的问题，并根据实际情况提出了优化方案，并对优化改进后的系统的效益进行统计对比，为船舶同行业的类似问题改进提供了一定参考和依据。

参考文献

[1]王肇庚.运输船舶设备与系统[M].北京：人民交通出版社，2001.

PLC自动控制供水变频系统 篇7

随着工控技术的发展, 原有的水塔供水系统已逐渐被直接式管道叠压变频供水技术所取代, 广泛应用于多层住宅小区生活、消防供水系统。传统的供水是由一个或多个水泵提供, 电机为了适应供水量的变化而不得不频繁地启、停水泵, 这样不但会使水泵电机工作效率低, 使用寿命短, 而且电机的频繁启动和停止会产生很大的冲击, 从而导致设备故障率升高, 且这些水泵都是以高出实际用水高度的扬程来提升水压, 其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。

针对所存在的问题, 结合工控行业的发展, 特别是PLC和变频技术在社会各个领域的应用, 可以用它来解决水压控制系统存在的以上问题。并且变频技术在供水领域有节能、安全与恒压方面的优势。

2系统介绍

整个控制系统主要是由PLC、变频器、压力变送器、液位探测器、稳流罐、水泵电机等组成, 如图1所示, 设备工作原理:市政管网的自来水进入稳流罐, 罐内空气从真空消除器排出, 待水满后真空消除器自动关闭。当自来水管网压力和流量能够满足用水要求时, 系统由旁通水管直接供水;当自来水管网压力不能满足用水要求时, 系统压力信号由远传压力表反馈给变频器, 水泵运行, 并根据用水量的大小自动调节转速达到恒压供水, 若运转水泵达到工频转速时, 则启动另一台水泵变频运转。水泵供水时, 若自来水管网供水量大于水泵流量, 系统形成接力供水;用水高峰时, 当自来水管网供水小于水泵流量, 稳流罐内的水作为补充水源仍能正常供水, 此时, 空气由真空消除器进入稳流罐, 罐内真空遭到破坏, 确保了自来水管网不产生负压;用水高峰过后, 系统恢复到接力供水状态。当自来水管网停水, 造成稳流罐内液位不断下降, 液位探测器将信号反馈给变频控制器, 水泵自动停机, 以保护水泵机组。

以某小区的供水系统为例, 根据白天用水量很大, 晚上特别是零点以后, 用水量又特别小的用水规律, 为了节省资源, 选用一台小功率电机和二台大功率电机, 用一台小功率电机来拖动一个水泵, 以便于晚上或白天的某个时间段用水量很小的时候工作, 在用水量大的时候, 就让二台大功率电机的某台或其中的两台电机工作, 当用水量特别大的时候就让三台电机同时运行, 来满足人们用水的要求。同时, 由于系统中采用了压力变送器, 可以方便地调节变频器, 通过控制系统使管道内的水压稳定在一个基本不变或者变化量极小的范围内, 从而实现恒压供水。

系统工作原理如图2所示。由图可知, 控制信号的采集是由压力变送器和液位传送器来完成的, 由压力变送器采集的管道中的压力信号, 经数/模转换电路转换成数字信号后与事先设定的数值相比较, 根据比较的结果, 控制相应的输出来决定让哪一个水泵电机工作, 并且决定是以工频方式工作还是以变频方式工作。在该系统中, 一台变频器带三台水泵电机, 每台水泵电机既可以在常规工频模式下工作, 也可以在变频模式下工作。但是每台水泵电机在任一时刻只能处于变频工作模式或工频工作模式中的一种, 在设计中通过用PLC内部的输出继电器进行互锁, 同时在外部用两个交流接触器互锁来保证它的安全与可靠。

如图3所示, 当压力变送器传来的信号显示管道中的水压较低时, 向PLC发出一个控制信号, 首先2QF合上使变频器通电, 然后使2KM线圈得电, 这时M1电机开始变频启动, 在M1电机启动后, 压力变送器从管道中传来的压力信号一方面经过模/数转换模块的转换, 其值与设定的压力值相比较, 判断用户终端水压的高低, 另一方面将这个由压力变送器传来的信号送到变频器中内置的PID调节器中。由PID根据管道中的压力信号来输出相应的频率, 控制水泵电机的转速。

当M1经过变频器的调节已达到工频后。经过一段时间 (可以根据对系统灵敏度的要求来调整) , 从管道中采集一个压力信号与设计值比较, 若管道中的压力仍然低于设定的压力, 则由PLC发出控制指令, 使2KM断开、1KM得电闭合, 从而将M1电机从变频器脱离, 使它直接与工频电源相连接工频运行, 同时, 也让4KM闭合, 使M2电机与变频器相连。这时压力变送器传来的信号经PID调节后控制M2电机的转速, 使管道内的压力与设定的压力值相接近。

同理, 当M3经过变频器的调节已达到工频后, 经过一段时问, 从管道中采集一个压力信号与设计值比较, 若管道中的压力仍然低于设定的压力, 则由PLC发出控制指令, 使6KM断开, 然后接通5KM, 使M3也处于工频模式运行, 直到满足设定的压力值为止。

由于水泵电机的使用寿命有限, 为了让电机的工作时间尽可能相同, 在这里采用先启先停的原则来控制水泵电机, 即当管道内的压力高于设定的压力时, 先停止M1, 让M2与M3工作, 经过一段时间后, 再采集管道内的压力信号, 与设定值比较, 若仍然高于设定压力, 则把M2停止, 只留下M3依靠PID的控制工作, 当压力再次低于设定压力时, 启动M1, 如此循环。当在某一时间段内人们的用水量特别少。例如在深夜几乎没有人用水时, 用一台大功率水泵电机在变频的模式下工作也可能使管道内的压力高于设定压力, 这时PLC发出指令, 使大功率电机全部停止运行, 再将小功率电机与变频器接通, 使小功率电机在变频模式下运行, 直到小功率电机M1经PID调节频率达到50Hz一段时间后, 仍不能达到设定的压力, 这时PLC先将小功率泵断开, 然后起动大功率泵M2, 如此重复循环。

当有消防信号时, 由于灭火的用水量特别大, 这时不管水泵电机在什么模式下运行, 都把它切换到工频模式或者手动模式, 由三台水泵并列运行来对系统供水, 从而保证大量用水的需要。

3 PLC的控制

根据系统的设计需求, 在满足控制要求的原则上, 尽量降低成本, 选用台达公司EH系列的PLC-DVP-32EH。其输入点数、输出点数可满足本设计的需求, 并留有一定的余量。台达EH系列PLC具有体积小、速度快、功能较强的特点。具体的PLC接线图如图4所示。

4程序控制流程图

程序流程如图5所示。编程软件采用台达PLC编程软件WPLSOFT-2。它应用于所有EH系列的PLC的编程软件, 具备对PLC程序的注释、输入和编辑、程序检查、运行状态和数据的监控及测试、各种系统参数的设置、数据传输及文件管理等功能。

5结束语

在供水系统中采用变频调速运行方式, 系统可根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速或加减工作泵的数量, 使供水系统管网中的压力保持在给定值, 以求最大限度地节能、节水、节资源, 并使系统处于可靠运行的状态, 实现恒压供水。减泵时采用先启先停的切换方式, 使各水泵的寿命延长的同时降低了管道阻力, 减少了截流损失。实现自动控制不需要操作人员频繁操作, 降低了人员的劳动强度, 节约了人力、财力。

摘要：本文作者主要对PLC自动控制供水变频系统控制原理、硬件选择、软件设计进行了阐述。同时根据水泵压力自动调节水泵电机的转速、数量等方法做了介绍, 供同行参考。

关键词：PLC,自动控制,供水,变频器

参考文献

[1]台达可编程序控制器DVP-EH系列使用手册[R].

[2]昊明亮.可编程序控制器实训教程[M].北京:化学工业出版社, 2007.

[3]高勤.可编程序控制器应用技术[M].北京:电子工业出版社, 2006.

基于双闭环控制的供水系统 篇8

关键词：双闭环,自整定模糊PID,变频调速,PLC

0 引言

本文设计了以PLC为核心的双闭环供水系统。提出转速和水压双闭环控制,采用自整定模糊PID控制算法,以水泵电动机的转速和管网水压为设定参数,由PLC控制投入运行水泵的数量,自动调整水泵电机的转速,实现恒压供水。

1 供水系统的组成

供水系统如图一所示,由三台泵组成,一台可编程控制器和一台变频器以切换控制任一台电动机调速。水泵可工频运行和变频运行,通过PLC和变频器将各台水泵按照先启先停的原则,依照一定的规律顺序投入运行和顺序停止运行,使整个的供水回路处于最佳的配置状态。PLC根据水泵电动机的转速和管网水压,改变变频器的频率,微调当前水泵的转速,使转速变化跟随管网压力变化(实际上是跟随用户用水量的变化)。

2 双闭环模糊PID控制器设计

双闭环模糊自整定PID控制器如图二所示。在常规的水压闭环PID基础上,以被控水泵电机的转速和管网压力的反馈值与目标值的误差E和误差变化率EC作为输入,用模糊数学的方法对PID的参数Kp、Ki、Kd进行在线自整定,以满足不同E和EC对控制器参数的不同要求,从而使被控对象具有良好的动态性能和静态性能。

2.1 软件设计

2.1.1 水压闭环软件设计

为了提高控制精度,加快系统的响应能力,水压闭环采用自整定模糊控制PID控制策略,根据模糊推理和模糊逻辑运算规则去修改各种控制参数。本文取M=-5,N=5,把误差分为9个等级,即-5,-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5。将偏差e、偏差变化率ec、输出量u的变化范围设定为[-5,+5]区间连续变化量,使之离散化,构成含7个整数元素的离散集合,即{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}。这里假设误差e、误差变化率ec和输出控制变化量u的论域为{e}{ec}{u}={-5,-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5}。在实际工作中,精确输入量的变化一般不会在[-5,5]之间,如果其范围是在[a,b]之间的话,可以通过下式变换,将在[a,b]之间变换的变量△e转换为[-5,5]之间变化的变量e。

2.1.2 转速闭环软件设计

当偏差较小时,为了使系统具有很好的稳定性,采用转速内环PID控制,由于计算机控制系统为离散系统,采用增量式PID离散表达式表示为:

式(2)中,△u(k)—k时刻的输出控制量;T—采样周期;e(k)—第k次采样时水压实际测量值与设定值的误差的误差值;Kp、Ki、Kd—比例、积分、微分系数。

采用转速内环PID控制具有很短的过渡过程,转速只有较小的偏差,控制算法简单、快速和高精度。

2.2 Kp、Ki、Kd的模糊规则

输出Kp、Ki、Kd用以确定控制量,并规定论域为:Kp、Ki、Kd={-5,-4,-3,-2,-1,0,+1,+2,+3,+4,+5},输出量的语言变量模糊集为:Kp、Ki、Kd={NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB},各个语言值的定义分别由给出的三角隶属函数曲线来描述,采用加权平均法,通过计算机计算出Kp、Ki、Kd,建立相关的模糊规则表。

本供水系统有49条控制规则。控制规则可以用下面的形式表示:

R1:如果e是PB,并且ec是PB,那么Kp是0,Ki是PB,Kd是PB。

R2:如果e是PB,并且ec是PM,那么Kp是NB,Ki是PB,Kd是PS。

……

R49:如果e是NB,并且ec是NB,那么Kp是PB,Ki是NB,Kd是NS。

3 仿真结果研究

由于实际供水系统很难建立精确的数学模型,因此采用供水系统的近似模型在某仿真软件中进行仿真研究,模糊控制、PID控制、自整定模糊PID控制这三种控制算法对供水系统的控制效果进行研究。

3.1 供水系统的近似模型

由供水系统的特性可知,供水系统的数学模型可等效为带纯滞后、死区的两个惯性环节串联,用式(3)表示。

其中,死区时间T3=0.8,仿真补偿。在PID控制中,Kp=0.08,Ki=0.025,Kd=0.04;在模糊控制中,Ke=70,Kec=2.5,Ku=0.45;在模糊PID控制中,Kp==0.1,Ki=0.022,Kd=0.022,Ke=60,Kec=2.45,Ku=0.6。

自整定模糊PID控制的仿真框图如图三所示。

3.2 仿真结果分析

当水泵选定后,交流电机的机电时间常数则可以确定,我们选择T1为10s。在工程实践中,按照工程经验,初步确定在供水时,设定压力为4个大气压时,供水系统的模型用式(3),当用户规模发生变化时,模型参数也会发生改变。对所设计的供水系统进行仿真,输出曲线如图四所示。采用双闭环自整定模糊PID控制率更能抑制死区特性对系统的影响。仿真结果表明双闭环模糊PID控制的各种控制指标优于经典控制,同时模糊控制对于消除供水系统的滞后有明显的效果,并且双闭环自整定模糊PID控制有比较强的鲁棒性和快速性。

4 结束语

转速水压双闭环模糊自调整PID控制恒压供水系统投入工作以后,经过一年多的运行,其效果是明显的。该供水系统的超调量小、上升时间短、稳态精度高,控制效果较单一的PID控制和模糊控制明显提高。该控制方式不仅具有快速的动态响应速度和良好的控制精度,而且当对象参数和结构发生变化时,具有良好的鲁棒性和适应能力,与原阀门控制水压相比,平均节电达到25%以上。

参考文献

[1]王锡仲,蒋志坚,高景峰.变频优化调压节能供水装置的研制[J].给水排水,1998,24(10).

[2]李治国.供水系统中水泵的节能控制[J].流体机械,2005,33(2).

[3]Coulbeck B,Tennant S.Development of a demand prediction program for use in optimal control ofwater supply.Systems Science,1985,11(1).

[4]Perry P F.Demand forecasting in water supply networks.Journal of Hydraulics,1981,107(9).

[5]章卫国,杨向忠.模糊控制理论与应用[M].西安:西北工业大学出版社,1999.

供水控制系统 篇9

在自来水行业,随着技术的革新和进步,传统上利用大小泵切换来适应管网供水压力的泵群控制方式已不能满足社会的需求。利用变频调速技术实现恒压供水,既保证管网压力的稳定,又能减少电耗,降低操作人员的劳动强度,延长电机水泵的使用寿命。该技术已广泛地应用于工业生产及城镇供水。

广西南宁自来水公司虎丘加压站是陈村水厂一期配套工程,总设计规模8万m3/d,加压泵站共有3台220 kW水泵及1 台90 kW水泵,其中一台220 kW的3#水泵采用了变频恒压控制系统。

2 系统介绍

2.1 直接转矩控制技术

ACS600的核心技术是直接转矩控制(DTC)技术,是交流传动领域电机控制方式的一次革命。它从零速开始不使用电机轴上的脉冲码盘反馈就可以实现电机速度和转矩的精确控制,开环动态速度控制精度可以达到闭环磁通量控制精度。ACS600静态速度控制精度为标称速度的0.1%～0.5%,满足了绝大多数的工业应用。在DTC中,定子磁通和转矩被作为主要的控制变量,高速数字信号处理器与先进的电机软件模型相结合使电机的状态每秒钟被更新40 000次。由于电机状态实际值和给定值的比较值被不断更新,逆变器的每一次开关状态都是独立确定的,这意味着传动可以产生最佳的开关组合并对负载扰动和瞬时掉电等动态变化作出快速反应。

2.2 系统构成

2.2.1 控制原理

控制原理如图1所示,变频器、压力变送器及给定构成了一个稳定的闭环系统。通过给定电位器由用户确定供水管压力,系统根据给定压力与反馈压力的偏差进行PID运算和DTC控制运算,变频器输出不同电压及频率的电源驱动水泵电机,通过改变水泵的流量来达到保证供水管压力恒定的目的。

2.2.2 系统接线原理

图2为整个变频控制柜接线原理图。控制柜安装在加压泵房的电气室内,压力变选器安装在出口管的盲板侧。

3 变频供水系统运行状态

整个系统投入运行以后,达到了系统自动控制、节能运行的目的,但也出现了几个方面的问题。

3.1 安全生产

系统能稳定地控制供水总管的压力。虎丘加压站的现供水能力满足当前实际用水量要求,变频器通过调节水泵电机转速,实现用户侧需要多少水,水泵就提供多少水,达到供给的动态平衡,既保证了管网的安全,又减少了操作人员的劳动强度和换泵的繁琐程序。

系统具有完善的保护功能,如接地、过载、过压、缺相等保护功能,能保证系统安全可靠运行。

3.2 节能运行

根据水泵的流量特性,水泵电机的转速(N)、水泵电机功率(P),水泵的流量(Q)、水泵的扬程(H)有如下关系:Q1/Q2=N1/N2,h1/H2=(N1/N2)2,P1/P2=(N1/N2)3,由此可知:电机功率与水泵转速成正比,如水泵转速下降10%,则电机的功率可下降27%。

由于虎丘加压站用户侧的水量是不断变化的,当需水量处于波谷期时,变频器通过降低水泵电机转速带来的节能效益是很可观的。

ABB变频器具有的软启动及平滑停车功能,限制并降低了电机的启动和停车电流,使电机平滑启动和停车,减少了大电流对电机绕组的冲击,减少了电机突然启动和停止对水泵的冲击,对电机和水泵起了保护作用,延长了电机和水泵的使用寿命,同时减少对管道、阀门的冲击和磨损,延长了管道和阀门的使用寿命,减少了设备的维护量。

4 系统出现的问题及解决方案

变频供水系统经过几个月的运行,出现了电机电流相间不平衡及直流母线电压脉动(SUPPL’PHASE)现象。特别是后者,曾多次造成保护性停车。这对于最注重社会效益的自来水厂行业来说,是不允许出现的。现予以分析并提出解决的办法。

4.1 电流相间不平衡分析

电机电流相间不平衡主要出现在系统启动的过程中,经观察,相间电流相差在几十到一百安培之间,而这时的变频器工作正常。后检查变频器的温度达到96℃,接近其报警温度。如果变频器长期在这样的高温环境下工作,将严重影响逆变器的工作性能而产生电压波形的畸变,最终使电机相间电流出现不平衡现象。而变频器温升的主要原因是冷却通风效果不好:一是环境温度过高;二是电气柜的设计不合理,使冷却出风口的热风又返回冷却进风口,造成冷却风道的温度越来越高。

解决的办法:提供空调环境,对电气柜的布局进行改造,使变频器冷却进风口和冷风出风口隔离,加强其冷却效果,只要变频器的温度降下来,电机电流相间不平衡的现象就会消除。

4.2 直流母线电压脉动分析

通常,中间电路直流母线电压脉动的出现原因可能是主电源缺相,一个熔断器烧断或是整流桥内部发生故障。当直流电压脉动为直流电13%时,变频器自动保护性停车。经多次检查,虎丘加压站的变频器没有上述的故障现象,由于变压器高压侧因高次谐波的干扰而多次发生烧保险现象,我们使用示波器对变频器的进线电源进行长时间的检测,发现三相电源进线的高次谐波严重,电压波形有畸变现象。这就是产生直流母线电压波动的原因。由于直流母线上并联有一个大电容,当电源有高次谐波存在,整流块的输出侧(直流母线)电压必然会产生波动,一旦高次谐波严重,电压波动为直流电压的13%时,变频器自动保护性停车,而这完全是外部原因引起的故障。

解决办法:在变频器的电源进线侧加装一台进线电抗器来净化变频器的进线电源。另外,由于欧洲的供电质量较高,在ABB变频器直流母线电压脉动的保护值的设计较保守。实际上可以将13%的电压脉冲值调整到20%,放宽直流电压脉动的保护范围,因为此时变频器的工作仍然是很完全可靠的。这是一种简单经济的解决办法,但不能彻底解决问题,一旦高次谐波严重,进线电源波形失真,将使直流母线电压脉动达到直流电压的20%,变频器仍会保护性停机。

4.3 设计上的不合理分析

在设计上,变频系统只是单独给3#水泵供电,对1#、2#、4#水泵的控制是完全独立的,没有工艺上的连锁控制实现互为备用。这样,整个加压站水泵房的设备没有有机地结合在一起发挥最大的功效。

由于自来水行业生产的特殊性,社会效益是时刻摆在第一位的,也就是说无论发生什么情况,都应该保证供水管网的压力稳定。要做到这点,加压站的4组水泵的自动连锁启动功能是必需的,如果其中一组水泵发生故障,备用水泵可以自动投入运行,以维持供水总管压力的稳定。

解决方案:利用ABB变频器强大的I/O功能和一台小型的可编程序控制器(PLC)的控制,整个加压站设备就可自动实现以下功能。

4.3.1 4个泵组自动连锁启动,互为备用功能

当变频器发生故障时,可以将变频电源切断,工频运行4#水泵(小泵)维持水压,而如果水压达不到要求,关闭小泵,工频投入大泵运行,相应阀门的开启和关断也自动实现。保证供水压力稳定,实现安全生产。

4.3.2 变频器的辅机控制功能

可以利用一台变频器控制加压站的3台220 kW的水泵。例如:3#水泵的供水能力达不到需求时,3#水泵投入工频运行,变频器控制1#水泵的转速并提供3#水泵不足的水量;1#、3#水泵的供水能力达不到要求时,1#、3#水泵投入工频运行,变频器控制2#水泵的转速并提供1#、3#水泵不足的水量。这样,既保证了管网的压力稳定,实现安全生产,又能最大限度地节能降耗。

4.3.3 水泵轮换工作控制功能

当一台水泵长期工作,必然会引起过度磨损和发热而造成损坏。对此,应利用变频器和PLC的功能实现水泵轮换工作,使水泵的工作时间合理安排,充分利用所投入的资源,力争创造最大的效益。

5 结论

供水控制系统 篇10

关键词：89C51单片机,变频供水,PID控制

引言

随着我国城市化的快速发展, 城市中的高层建筑以及高层居民小区也越来越多, 随之而来的高层供水问题也应运而生。目前对于供水系统中多采用交流异步电机作为拖动动力, 然而由于被控对象即供水系统中的管道压力是一个不确定的参数, 因此我们就有必要通过供水压力的变化来改变电机的转速, 从而达到节能的效果。在较多的供水方案中, 恒压变频供水系统是目前应用的最多的一种, 它的主要思想就是保持供水管道内压力恒定, 也就是水泵电机转速的调节根据供水管道压力的大小而定。当供水需求量大时, 水压变小, 调节水泵转速使其加快, 压力上升。当供水需求量小时, 水压过大, 调节水泵转速使其减速, 压力下降。此控制方案的优点是自动化程度高、节能 (节约水源, 节约电能) 、可靠性高, 抗干扰强等。与传统的供水系统方案对比, 由于采用了PID仪表和PLC控制器相结合, 因此造价高, 功能单一。文章正是克服了传统方案中的缺点而设计的。因此非常适用于高层建筑、居民区的取暖锅炉自动供水需要。

1 硬件系统设计

1.1 硬件选择

该供水控制系统以89C51 单片机为核心, 在硬件结构设计方面, 利用此芯片的P0、P2 口作输入、输出I/O口, 又因为该芯片片内有EPROM, 对于此系统来说, 无需外扩EPROM。本控制系统采用74LS164 (4 片) 来驱动数码管作为显示部分, 片外数据存储器外扩一片RAM6264, 将开机设定的一些原始参数保存进去。供水管道的压力大小信号由压力传感器MPX2000 采集, 将采集来的压力信号经放大电路 (由LM358 组成双运放电路) 进行放大, 然后送入模数转换器ADC0809。计算出的控制参数经SLE4520 三相可编程脉宽调制器变成相应宽度的脉冲模拟信号, 送入变频器中, 以控制其输出频率的大小。考虑到此供水系统在不同场合调试时参数的设定, 我们对此系统设置四键小键盘、LED显示模块, 操作方便, 易于安装。

1.2 控制原理

在设计该变频恒压供水系统时, 将检测压力信号大小的压力传感器安装在水泵出水管道上, 并把检测到的管道压力即水压变成0~5V或4~20MA的模拟信号, 然后将此模拟信号变换成相应的数字信号 (由A/D转换完成) , 最后将转换后的数字信号送入89C51 单片机进行数据处理。水压偏差值的大小就是通过比较单片机处理后的数据与设定压力得来的。将偏差值经PID调节得到最终的控制参数, 经SLE4520 三相可编程脉宽调制器变成相应宽度的脉冲模拟信号, 送入变频器中, 以控制其输出频率的大小, 以此改变水泵的电机转速, 达到控制管道压力的目的。当供水管道压力比给定压力小时, 系统变频器的输出频率将会升高, 进而加快水泵转速, 管道压力随之升高;反过来, 当供水管道压力比给定压力大时, 系统变频器的输出频率将会降低, 进而减慢水泵转速, 管道压力随之降低, 最终达到恒压供水的目的, 供水系统的原理框图及硬件结构图分别如图1 所示:

此供水系统由三台水泵组成, 控制方式有多种, 根据应用场合的不同可以采用三泵联运、二泵联运、一用一备、一用二备、定时换泵等。在联运的工作方式下, 当某台变频泵电机频率达到工频时 (50Hz) , 若水压还达不到设定值, 那么将此泵切换为工频工作, 同时启动下一台水泵变频运行, 直到达到给定压力为止。

2 软件系统设计

2.1 软件系统的组成

在系统软件设计方面, 主要由主程序、定时中断显示和频率输出子程序组成。为了防止在程序运行中死机现象的发生, 系统每隔1S复位一次, 即软件程序采用定时复位方案, 主程序和子程序采用模块化设计。为了消除干扰信号, 采用平均值的数字滤波方法, 由于供水管道水压为一阶惯性环节和纯滞后环节相串联, 在控制算法上采用典型的PID算法。

要想使恒压供水系统中管道水压恒定, 实际上就是要满足管道内供水能力和用水流量的平衡, 换句话说就是要满足用户的用水流量, 然而在现实中, 流量是一个连续的量, 供水与用水之间并不存在差异, 为了说明问题, 当两者之间不适应时导致水压发生的变化, 我们假定Qg为供水流量, Qu为用水流量。因此在动态的情况下, 供水系统中水压的大小P与供水能力和用水流量之间的平衡情况有关, 如果以安装压力表的位置作为分界点, 把压力表之前的流量称为供水流量 (Qg) , 压力表之后的流量称为用水流量 (Qu) , 则有如下关系:

如Qg>Qu, 则p↑;

如Qg<Qu, 则p↓;

如Qg=Qu, 则p=const (恒量) 。

2.2 PID控制算法概述

变频器内部的PID调节器中, ps是压力变送器, 它在测量管道压力p的同时, 还将测得的压力信号转换成电压信号或电流信号。该信号在控制系统中作为反馈信号, 用Xf表示。所以反馈信号也就是实测的压力信号, 即Xf正比于p。变频器预制为PID控制方式, Xf接至变频器的反馈信号输入端VPF (电压信号) 或IPF (电流信号) 。与用户要求的压力大小对应的信号称为目标信号, 用Xt表示。由电位器Rp或键盘直接给出。Xt和Xf两者是相减的, 其合成信号Xd= (Xt-Xf) ;经过PID调节处理后成为频率给定信号Xg, 决定变频器的输出频率fx。

当用水流量减小, 使Qg>Qu时, 则供水压力p↑→Xf↑→Xd↓→fx↓→电动机转速nx↓→Qg↓→Qg=Qu直至压力大小回复到目标值 (Xt≈Xf) , 从而达到平衡;

反之, 当用水流量增加, 使Qg<Qu时, 则p↓→Xf↓→Xd↑→fx↑→nx↑→Qg↑→Qg=Qu→Xt≈Xf又达到新的平衡。

因此, 供水系统总是根据用户的用水情况不断地处于自动调整状态中。

3 结束语

本套拖动电机变频调速控制系统由单片机系统控制, 实现供水系统的恒压变频调速。本套系统中水泵电动机启动平稳, 系统动态性能良好, 稳态性能误差很小, 抗干扰性能强, 满足了实际控制的要求。

参考文献

[1]谭建成.电机控制专用集成电路[M].北京:机械工业出版社, 1997..

浅谈矿井供水系统的节能改造 篇11

【关键词】矿井供水；改造；节能降耗

矿井水是由于采矿活动造成采动区域及周边区域水文地质与与水文地质单元隔水构造的破坏，从而改变了地下水及地表水的径流方向和地面污染严重，最终在采空区或者采动区所汇集的水体。部分矿井水由于水质好，无污染，可以作为生产生活用水直接使用，徐州一些煤矿正大力推广，由此取得了较好的经济效益和社会效益。

王庄煤矿地处徐州北郊，离城市较远，市自来水公司不能给企业直接供。因矿区周围的小造纸厂多，地面污染严重，地表水不能使用。而该矿井下具有丰富的矿井水资源，是良好的生活用水。王庄煤矿通过水泵输送井下深处的熔岩水来供水，由于提水高度较大，过去每年电费支出很高，但同时该矿的供水又有着巨大的节能潜力。

1、供水系统节能改造的措施

王庄煤矿供水系统的经济运行（主要是节电和节水）是一个综合性课题，也是需要综合手段来展开节能工作。针对该矿供水系统的运行状况，分析了进行技术改造和节水管理方面的系列问题，认为水泵的改型更新节能潜力很大，节能效果好，投资回收快面对运行工况偏离高效区的水泵进行测算后实施了更新；根据用水量的变化及调节运行流量不同的水泵；另外用水量变化及时调节运行流量不同的水泵；另外认真做好水泵和供水设施的检查维护工作，加强了企业的用水管理。

1.1选用高效水泵

由于当时的设备和技术条件限制，原有井下泵房采用200TSW-6型水泵，Q=300m3/h，H=2.34MPa，配套电机功率为360KW，水泵效率为64%.经测算分析，该泵的工况点远离高效区，从而大大降低了水泵效率，造成较大的电能浪费。后经过调研论证，改用200D43X5型水泵Q=288m3/h，H=2.15kPa，配套电机功率为300KW，泵的效率为80%。两种水泵的工况点略有不同但200D型水泵的工况点A2点比200TSW型水泵的效率A1点高得多，在同时满足流量和杨程的前提下，配套电机功率降低了60KW.若按运行18h/d计算，可节电31.54x104（kW﹒h）/a。

1.2实施堵水工程

王庄煤矿的供水水源是利用井下的屯头系的涌水，正常流量达2.07m3/min，屯头系的涌水积累到井下仓中，再有泵抽到井上清水沉淀池中。为了减少井下水在水沟和水仓中的污染，降低了排水的电耗，在井下打出专用巷道并实施堵水工程在屯头泵北巷的两个进口处砌筑了钢筋混凝土堵水墙，将水堵在后墙内水的静压常年保持在1.7MPa左右，同时安装DN250管道将压力水引至水泵入口进行利用。

引压力水至进水泵进水以后，就相当于在水泵前串联了一性能稳定的且不耗能的增压站。在这种情况下水泵性能曲线向上平移了H’，这个H’就是压力水向水泵提供的动压，经测定正常运行时吸水管的动压力为0.7MPa（相当于增加了0.7MPa的扬程）。并能保持稳定状态。因此利用正压力水能减少水泵叶轮的级数或者更换功率小的水泵，可以减少水泵的电耗。

1.3变二级供水为一级供水

最初，王庄煤矿的供水系统为两级提水方式，在井下和地面各有一个泵房，井下泵房将井下水抽送至地面的清水沉淀池，再经过地面泵房转送至各用户。地面泵房安装的水泵为6DA8x2型，Q=144m3/h，H=560KPa，功率为40KW。通过多年运行发现存在以下缺陷：（1）供水可靠性差。二级供水涉及的环节多，供电设施，水泵机组，管路，阀门等系统中的任何一个环节出问题都会引起全矿停水。（2）水易受污染。地面清水池因受到人为因素和环境因素的作用，池水的水质会下降。（3）电耗高。由于地面水泵扬程大大高于所需扬程，使得水泵效率降低，水泵的工况点偏向高流量区，耗电量增大。（4）管理维修复杂。（5）运行成本高，需单独配备多名操作人员。（6）占地面积大。

在井下水泵的扬程满足使用要求的情况下，尤其是堵水后的井下水泵的扬程富余量较大，故对地面的管道进行了改造，并切断了地面泵站系统，由二级供水变为一级供水。此举可以减少人工工资支出约5万元每年，节约设备维修材料费1万元每年，节电3.3x104（kW﹒h）/a。

1.4减少叶轮数量

王庄煤矿供水管网实际需要水压经测算为2.15MPa，使用正压水后，原来使用200D43x5型水泵扬程较实际高出许多，势必造成工况点偏移，流量增大，使水泵长期在低效区运行，造成电能浪费。为了降低改造成本，对现有的5级泵抽掉一级叶轮使之成为4级泵，使原水泵的铭牌扬程由2.15MPa将至1.72MPa，配套电机功率减小为220kw。减少一级叶轮后，水泵的工况点向左偏移，同时水泵效率点也由η1升至η2点。水泵机组改造费用共投资6万元，水泵可节电12.78x104（kW﹒h）/a。一年可以收回全部投资。

1.5切削叶轮直径

由于后来地面管网的逐步改造，管理措施的逐步到位，实际需水量与水压有所减少，运行200D43x4型水泵工况点向高流量区偏移，使泵的实际效率降低。若再抽掉一级叶轮又不能满足高峰用水的需要，造成高层用户无水。为此通过切削水泵叶轮直径、降低叶轮圆周速度对水泵特性再次进行调整。

经测定200D43x4型水泵在动压为0.7MPa运行状态下电压为6kV，工作电流为19.5A，功率因数为0.95，水泵切轮前功率为193kw，现将叶轮外径切去8%，则切削后水泵流量为265m3/h，扬程为1.46MPa，功率为150kw。切削后的总扬程（2.16MPa）近似于实际需要水压，流量略有下降，功率比切叶轮前下降了43kw，但是工况点更接近高效率点。

2、矿井供水系统的经济运行

王庄煤矿的供水是由自备水源，提水泵站和管网等组成的独立供水系统，进行节能改造后，在保证水量，水压的前提下，以减少运行费用为目标，对该矿的供水系统运行情况进行不断的分析和研究，找出了最佳的改进方案，并分阶段予以实施，取得了较好的经济效果。

3、结束语

恒压供水变频调速控制系统设计 篇12

1 方案设计

供水系统的控制方案主要有3种,即恒速泵供水、高位储水供水和气压罐供水[4,5,6],其中,恒速泵供水是利用速度不变的水泵实时提供输水动力,当达到用水需求时,需要关闭水泵,当再次用水时,需要再次开启水泵,频繁开启、关闭水泵,耗电量较大,影响局部电压稳定,故此种供水系统应用较少。高位储水则是扩大或延长水泵的工作时间,利用恒速水泵不断向储水池供水,利用储水池实现用水备存,同时,减小水泵的开启、关闭频率,然而,高位储水泵需要建设较大的高位储水装置,占用空间大,造价成本高,在实际工程中应用较少。气压罐供水与高位储水供水的控制原理相同,区别在于,水泵的动力通过气压泵储存在气罐中。

本文设计的供水系统拟采用变频控制原理,同时利用水压传感器测试供水管路的压力信号,利用PID进行水压与电动机频率之间的信号变化,利用可编程控制器实时调整电动机的作业频率。通过改变电动机作业频率,实现水泵转速随水压变化而调节,达到节约电能、电动机连续作业、动力与供水动态调整的目的。

2 恒压供水变频调速控制系统的构成

2.1 系统构成

基于变频器进行恒压供水的控制系统构成如图1所示,供水的动力元件主要包括水泵1、水泵2和水泵3,其中,水泵3起到辅助供水作用;水泵的作业调节元件为变频器,供水系统的信号采集及调控元件为PID控制器,供水系统的逻辑换算元件为可编程控制器,此外,在本系统设计中,用上位机作为监控器,用远传压力表作为供水系统末端的压力采集元件。

2.2 系统工作原理

压力传感器分布在供水系统末端的管网中,当供水系统水源不足时,管网中的压力随之减小,压力传感器检测到的电压信号减弱,并将电压信号传递到PID控制中,控制器将接收到的电信号传递到可编程控制器,经过逻辑运算后得到反馈信号,将反馈的电信号传递给水泵的变频器,通过变频器调节水泵的转速,改善供水系统的动力状态,使供水系统处于供水工况,随着供水启动,供水系统压力逐渐升高,升高的压力信号实时被压力传感器采集,整套供水系统处于动态平衡调节中。

3 恒压供水变频调速控制系统的设计

3.1 变频调速选型

变频器是一种电压频率变换器,即将固定频率的交流电变换成频率、电压连续可调的交流电,以供给电动机运转的电源装置。它在变频调速恒压供水系统中起着非常重要作用,是水泵电机调速的执行者。

变频调速原理如公式1所示,当电机的转差率和磁极对数固定时,通过改变电源频率,实现电机转速的调整。

其中,n表示电机转速;f表示电源频率;s表示电机转差率;p表示电机磁极对数。

变频器的选用,需要综合考虑输入侧额定值、输出侧额定值、额定输出容量等。变频器容量的选择,一般根据负载性质及大小。变频器的控制方式主要有恒转矩负载、恒功率负载、二次方律负载3种。本系统设计中,综合考虑异步电动机的额定电流及变频器容量,选择西门子Micro Master430型变频器,co-trust S7-200系列中的CPU224,其输入频率为47Hz~63Hz,输出频率未0Hz~650Hz,功率因数为0.98,变频器效率为96%~98%,防护等级为IP20。

3.2 可编程控制器选型

可编程控制器(PLC)是恒压供水变频调速控制系统的核心部件,PLC容量是指I/O点数的数量,点数太多容易提高部件成本,点数太少导致余量不足,通常综合考虑被控对象的输入信号和输出信号的总点数,余量按照10%~15%的空间预留。本系统设计中,1路压力模拟量输入,1路电压模拟量输出,故选用TD200系列西门子变频器。

3.3 压力传感器

本系统设计中,供水系统的压力信号采集需通过压力传感器,故选择了YTZ-150型电位器式远传压力表,该电阻远传压力表适用于测量对铜合金不起腐蚀作用的液体、蒸汽和气体等介质的压力。电阻远传压力表,可把被测值以电量值传至远离测量点的二次仪表上,以实现集中检测和远距离控制。此外,本仪表能就地指示压力,以便于现场工艺检查。起止电阻值为3Ω~20Ω,满度电阻值为340Ω~400Ω,工作电压≤6V。

3.4 电路图设计

根据恒压供水的使用要求和变频器、可编程控制器的工作原理,设计本系统的电路图,如图2所示。图中,M1,M2,M3为3台水泵电机,KM为相应电机的接触器,FR为相应电机的热继电保护器,QF为空气开关。从图2中可以清晰看到,3台电机的控制原理相同,均由接触器和热继电保护器控制,实现小电流控制大电流,提高电机的使用安全性。变频器改变三台电机的供电频率,实现电机转速的自动调节,通过电动机转速的无极调节,实现供水系统水压的动态稳定,达到恒压供水目的。在此电路图中,当供电系统无需调速控制时,可直接对3台电机进行调节。

4 结论

本文对恒压供水系统进行了关键部件选型和控制系统电路原理图设计,恒压供水变频调速系统的核心部件是变频器和远传压力表,恒压供水系统中变频器选用西门子Micro Master430型,远传压力表为YTZ-150型,电路原理图设计实现了1个变频器控制3台水泵,通过远传压力表和变频器实现了恒压供水。该控制系统结构简单,成本较低,安全性能较好,比较适应当前供水系统的电气化改造现状。

参考文献

[1]郑伟.基于PLC的变频恒压供水系统在洗煤厂的应用[J].机械管理开发,2016(7).

[2]姜宏.浅谈恒压供水系统[J].科技创新与应用,2016(22).

[3]金昊.无级变频调速在恒压供水系统中的应用[J].电脑知识与技术,2016(15).

[4]梁庆燊.试论水厂PLC变频恒压供水技术的应用[J].中国高新技术企业,2016(5).

[5]杨扬.PLC变频调速恒压供水在供水系统中的实践[J].科技与创新,2016(3):104-105.