基于变频器的高层恒压供水系统设计

点赞:5854 浏览:19259 近期更新时间:2024-01-11 作者:网友分享原创网站原创

摘 要:根据网管和水泵的运行特性曲线,阐明了高层供水系统的变频调速节能原理.本次设计主要以高层供水系统为控制对象,采用PLC和变频技术相结合的技术,设计一整套的高层恒压供水系统,该系统主要有变频器,PLC(可编程序控制器),压力变送器,水泵机组构成一个完整的闭环调节体统.这套系统实现了对高层居民用水的保障.

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关 键 词:恒压供水;PLC控制;变频调速

中图分类号:TU976.4文献标识码:A文章编号:1007-9599(2012)08-0000-02

在高层建筑用户中,随着不同时间段,用户的用水量也在发生这变化.当用户用水量大的时刻,很容易引起供水量的不足,导致缺水的状况;到了夜间用户大多处于休息时刻,又引发供水过多的现象.因此,用水与供水市场无法达到平衡,这个不平衡就反映在供水压力上:用水大于供水,则压力低;用水小于供水,则压力大.供水压力保持了恒定,就能达到供水与用水的恒定,也就可以保障居民在不同时段用水变化时都确保用水稳定,安全,也能达到节能的效果.

一、高层恒压建筑的供水方式

过去住宅建筑供水总体可以分为两种:1.水塔水箱供水,将水输送到高层水塔,依靠自流的方式供给客户,使用这种方式下用户用水无法达到用水恒压的保证,并且高位水箱容易引发水质的二次污染,水塔占地面积大,投资成本高.2.气压罐供水,市政供水输送到气压罐,液体在气压罐内其他的压力的作用下传送给用户,这种方式的缺点是:水压的波动受气压罐上限和下限的约束,电机启动频繁,容易损坏设备.

变频调速恒压供水式的主要优点是:首先不存在水质的二次污染问题;解决了占地大,投资成本高的问题;一整套完整的闭环系统运行下,根据采集到的不同信号,进行判断,计算后,由PLC的控制下控制变频器动作,保证出水压力的恒定;电机的软启动,能够延长设备的使用寿命;具有高效地节能性;稳定安全的供水,满足用户在不同时间段的用水需求.

二、变频调速恒压供水系统的组成和工作原理

变频调速恒压给水体统示意图如图1所示.系统由一台PLC,一台变频器,压力传感器和水泵机组等组成.系统中包含三台电机,分别为M1,M2,M3,接触器KM1,KM3,KM5,分别控制M1,M2,M3工频运行,接触器KM2,KM4,KM6分别控制M1,M2,M3变频运行.在水泵出口母管处装设压力变送器和液面传感器,将压力信号送入PLC,PLC将接收到的信号进行比较,计算,并发出指令对变频器进行控制.如果检测得网管压力大于设定值,则系统不启动,当网管压力小于设定值时,系统启动.变频器带一号泵软启动,此时1#泵处于变频调速运行状态,变频器根据收到的信号随时调整水泵的转速.当1#水泵达到额定的转速仍不能满足水压值要求时,则该水泵自动切换到工频下运行,变频器则控制2#水泵,使之软启动并运行.以此类推,直到管网压力满足压力设定要求.在用水高峰过后,由于投入多台水泵而使管网压力超过设定值,系统根据先投先停的原则,一次停止1#水泵,2#水泵.先投先停的原则下可以实现对多台水泵的平均使用,有利于延长水泵的使用寿命.对于所有泵的起停控制,完全有管网压力决定.系统中包括有过载保护,欠压和失压保护,PE接地保护.


三、变频供水系统主要流程

在PLC控制系统中,变频器通过连接PLC对水泵电机出厂时压力点处设置的压力变送器为反馈信号,进行系统的闭环控制,同时为了配合突然情况改变的供水情况,可以人工手动频率控制.本次设计的主要流程是在系统正常,进入自动运行根据采集信号的判断,有PLC控制变频器进行水泵机组的增减水泵台数,控制运行水泵的工频,变频变化,系统发生问题则发出警报.

四、总结

我国的高层建筑供水方式越来越朝着高效节能、自动化高,稳定可靠的方向发展.变频调速技术凭借着显著的节能效果和稳定可靠的控制方式,在高层居民生活用水的恒压供水系统中广泛的使用.其优越性主要表现在:首先拥有明显的节能特性;二是在开、停机时使用软启动,减小了启动电流对电网的冲击,消除了水锤效应和供水水压对管网系统的冲击;最后减小水泵、电机自身的机械冲击损耗,延长设备使用时间,保障居民的稳定用水.

这套变频恒压供水系统是基于PLC和变频器,集变频技术、电气技术、现代控制技术于一体.系统运行时可靠的提高了供水系统的稳定性,同时系统具有良好的节能性,这在能源日益紧缺的今天尤为重要,所以研究设计该系统,在提高居民生活用水,保障社会和谐稳定发展具有重要的意义.