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plc控製供水係統在小區高層建築供水中的設計應用
時間:2022-03-19 10:11 來源:亚洲一区二区欧美日韩精品供水 作者:亚洲一区二区欧美日韩精品供水廠家 點擊:

plc控製供水係統在小區高層建築(zhu)供水中的設計應(ying)用(yong)

 

 

      隨著社(she)會(hui)經(jing)濟的迅(xun)速(su)發(fa)展(zhan),水對人民生活與工(gong)業生產的影響(xiang)日益(yi)加(jia)強,人民對供水的質(zhi)量和供水係統可靠性(xing)的要(yao)求(qiu)不(bu)斷提高(gao)。把(ba)先(xian)進(jin)的(de)自動化技(ji)術、控製技術、通訊及網絡技術等應用到(dao)供水領(ling)域(yu),成為對供水係統的新要求。

      plc控製供水係統集變頻技術、電氣技術、現(xian)代(dai)控製技術於(yu)一體(ti)。采用該(gai)係統進行供水可以提高供水係統的穩定(ding)性和可靠性,方便(bian)地實(shi)現供水係統的集中管(guan)理(li)與(yu)監(jian)控,同時係統具(ju)有良(liang)好(hao)的節(jie)能性,這在(zai)能量(liang)日益緊(jin)缺(que)的今(jin)天(tian)尤(you)為重要,所以研究設計(ji)該係統,對於提高企業效率(lv)以及人民(min)的生活(huo)水平(ping)、降低(di)能耗等(deng)方麵具有重(zhong)要的現實意(yi)義(yi)。

 

1plc控製供水係統產生的背景和(he)意義

      眾(zhong)所周(zhou)知,水是生產(chan)生(sheng)活中不可缺少(shao)的重要組(zu)成部分,在節水節能已(yi)成為時(shi)代特征的現實條(tiao)件下,亚洲一区二区三区av中文字幕這(zhe)個水資(zi)源(yuan)和電能短(duan)缺的國(guo)家(jia),長期(qi)以(yi)來(lai)在市政(zheng)供水、高層建築供水、工業生產循環(huan)供水等方麵技術一直比較(jiao)落後,自動化程度(du)低。主(zhu)要表現在用水高峰(feng)期,水的供給量常(chang)常低於需求量,出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)求量,出現水壓升(sheng)高供過(guo)於求的情(qing)況(kuang),此時將(jiang)會造成能量的浪(lang)費,同(tong)時有(you)可能使水管爆破和用水設備的損壞。在恒壓(ya)供水技術出(chu)現以前,出現過許(xu)多供水方式,以下(xia)就逐(zhu)一分析。

1.一台恒(heng)速泵(beng)直接(jie)供水係統

      這種供水方式(shi),水泵從(cong)蓄(xu)水池(chi)中抽(chou)水加壓直(zhi)接送往(wang)用戶(hu),有的甚(shen)至(zhi)連(lian)蓄水池也(ye)沒(mei)有,直接從城市公用水網(wang)中抽水,嚴重影(ying)響城(cheng)市公用管網壓力的穩定。這種供水方式(shi),水泵整(zheng)日不停運轉,有的可能在夜(ye)間用水低穀時段(duan)停(ting)止(zhi)運(yun)行。這種係統形(xing)式簡(jian)單(dan)、造(zao)價最低,但耗(hao)電、耗水嚴(yan)重,水壓不穩,供水質量極(ji)差(cha)。

2.恒速泵加水塔的供水方(fang)式

      這種(zhong)方式是水泵先向水塔(ta)供水,再(zai)由(you)水塔向(xiang)用戶供水。水塔的合(he)理高度是(shi)要求水塔最低水位(wei)略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)一位置時再啟動水泵。水泵處於斷(duan)續(xu)工作(zuo)狀態中。這種供水方式,水泵工作在額定流量額定揚(yang)程(cheng)的條件下,水泵處(chu)於高效區(qu)。這種方式顯然(ran)比前一種節電,其節電率與水塔容量、水泵額(e)定流量、用水不均(jun)勻(yun)係數、水泵的開停時間(jian)比、開(kai)停頻率等有關(guan)。供水壓力比(bi)較穩(wen)定。但(dan)這種供水方式基建設備投(tou)資最(zui)大,占地(di)麵積也最大,水壓不可調(diao),不能兼(jian)顧(gu)近期與遠(yuan)期的需要;而且(qie)係統水壓不能隨(sui)係統所(suo)需流量和係統所需要壓力下降而(er)下降,故(gu)還存(cun)在一些能量損(sun)失(shi)和二次汙(wu)染問(wen)題。而且在使(shi)用過程中,如(ru)果該係統水塔的水位監控裝置(zhi)損壞的話(hua),水泵不能進行自動的開、停,這樣水泵的開、停,將完(wan)全由人操(cao)作,這時將會出現能量的嚴重浪費(fei)和供水質量的嚴重下降(jiang)。

3.恒速泵加高位水箱的供水方式

      這種方式原理與水塔是相同的,隻(zhi)是水箱(xiang)設在建築物的頂層(ceng)。高層建築還(hai)可分(fen)層設立(li)水箱。占地麵積(ji)與設備投資都有所減少,但這對建築物(wu)的造價與設計都有影響,同時水箱受建築物的限製,容積不能過大,所以供水範(fan)圍(wei)較小。一些(xie)動物甚至人都(dou)可能進入水箱汙染水質。水箱的水位監控裝(zhuang)置也容(rong)易損壞(huai),這樣係統的開、停,將完全由人操作,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)用封閉的氣壓罐(guan)代替(ti)高位水箱蓄水,通(tong)過監測(ce)罐內(nei)壓力來控製泵的開、停。罐的占(zhan)地麵(mian)積與水塔水箱供水方式相比較小,而且可以放(fang)在地上,設備的成本比水塔要低得多。而且氣壓罐是密(mi)封(feng)的,所以大大減(jian)少了(le)水質因異(yi)物進入(ru)而被汙染(ran)的可能性。但氣壓罐供水方式也存在著許多(duo)缺點,在介(jie)紹(shao)完變頻(pin)調速供水方式後,再將二者(zhe)做一比較。

5.變頻調速供水方式

      這種係統的原(yuan)理是通過安(an)裝在係統中的壓力傳感(gan)器將係統壓力信號與設定壓力值作比較,再通過控製器調節變頻器的輸出,無級(ji)調節水泵轉(zhuan)速。使係統水壓無論(lun)流量如何(he)變化始(shi)終(zhong)穩定在一定的範圍內。變頻調速水泵調速控製方式有三種:

水泵出口恒壓控製、水泵出口變壓控製、給水係統最不利點(dian)恒壓控製。

(1) 出口(kou)恒壓控製

      水泵出口恒壓控製是將壓力傳感器(qi)安裝在水泵出口處,使係統在運行過程中水泵出口水壓恒定。這種方式適用於管路的阻(zu)力損失在水泵揚程中所占比例(li)較小,整個(ge)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)住區中應用時,由於管路能耗較大,在低峰用水時,最不利點的流出水頭(tou)高於設計值(zhi),故水泵出口恒壓控製方式不能得到最佳(jia)的節能效(xiao)果(guo)。

(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。是將每日24小(xiao)時按(an)用水曲(qu)線分成若幹時段,計算出各個時段所需的水泵出口壓力,進行全日變壓,各(ge)時段恒壓控製。這種控製方式其實是水泵出口恒壓控製的特(te)殊(shu)形式。他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小時分成的時段數及所需水泵出口壓力計算(suan)的精確(que)程度。所需水泵出口壓力計算得越(yue)符(fu)合實際情況越節能,將全天分得越細(xi)越節能,當(dang)然控製的實現也越複(fu)雜。

(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,使係統在運行過程中保(bao)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(ban)距(ju)離(li)水泵較遠,壓力信號(hao)的傳輸(shu)在實際應用中受到諸(zhu)多限製,因(yin)此(ci)工程中很少采用。

      變頻調速的方式在節能效果上明顯優(you)於氣壓罐方式。氣壓罐方式依靠(kao)壓力罐中的壓縮空氣送(song)水,氣壓罐配(pei)套(tao)水泵運行時,水泵在額定轉速、額定流(liu)量的條件(jian)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成能量的浪費。同時水泵是工頻率啟動,且啟動頻繁,又會造成一定的能耗。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(zhi)相等,這樣(yang)就(jiu)節省了許多電能,同時變頻器對(dui)水泵采(cai)用軟啟動,啟動時衝擊電流很(hen)小,啟(qi)動能耗比較小。另外氣壓罐要消耗一定的鋼量,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題(ti)。同時由於氣壓罐體積大,占地麵積一般為幾(ji)十平米(mi)。而變頻調速式中的調速裝置占地麵積僅(jin)為幾平米。由此可見(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(shang),氣壓罐方式與調速式相(xiang)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)現在它的頻繁(fan)啟動。由於氣壓罐的調節容量僅占其總(zong)容積的1/3-1/6,因而每(mei)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(zao)聲,同時由於啟動過於頻繁,壓力不穩,加之硬啟動,電氣和機械(xie)衝(chong)擊(ji)較大,設備損壞很快。變頻調速式的運行十分穩定可靠,沒有頻繁的啟動現象,加之啟動方式為軟(ruan)啟動,設備運行十分平穩,避(bi)免(mian)了電氣、機械(xie)衝(chong)擊。在小區供水中,而且由於調速式是經水泵加壓後(hou)直接送往用戶的,防(fang)止了的水質二次(ci)汙染,保證了飲(yin)用水水質可靠。

      由此可見,plc控製供水係統具有節約能源、節省鋼(gang)材、節省占地、節省投資、調節能力大、運行穩定可靠的優勢(shi),具有廣(guang)闊(kuo)的應用前(qian)景和明顯(xian)的經濟效益與社會效益。

plc控製供水係統在小區高層建築中的設計應用

 

 

      長沙亚洲一区二区欧美日韩精品供水設備有限公司新推(tui)出了恒壓供水基(ji)板,備有“變頻泵固(gu)定方式”,“變頻泵循(xun)環方式”兩種模(mo)式。它(ta)將PID調節器和PLC可編(bian)程控製器等硬(ying)件集成在變頻器控製基板(ban)上,通過設置指(zhi)令(ling)代碼實現PLC和PID等電控係統的功能,隻要搭(da)載(zai)配套的恒壓供水單元(yuan),便可直接控製多個內置的電磁(ci)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(hua)了電路結構(gou),降低了設備成本(ben),但其輸出接口的擴展功能缺乏靈(ling)活性,係統的動態性能和穩定性不高,與別的監控係統(如BA係統)和組態軟件難(nan)以實現數(shu)據(ju)通信,並(bing)且限(xian)製了帶(dai)負(fu)載的容量,因此在實際(ji)使用時其(qi)範圍將會受到限製。

      目前國內有不少公司在做變頻恒壓供水的工程,大多采用國外的變頻器控製水泵的轉速,水管管網壓力的閉環調節及多台水泵的循環控製,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)合技術指標(biao)來說,還遠遠沒能達(da)到所有用戶的要求。原深圳(zhen)華為(wei)電氣公司(si)和成都希望(wang)集團(森(sen)蘭(lan)變頻器)也推出子(zi)恒壓供水專(zhuan)用變頻器(5.5kw-22kw) ,無需外(wai)接PLC和PID調節器,可完成最多4台(tai)水泵的循環切(qie)換(huan)、定時起、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)控製功能集成在變頻器內部實現,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(gong)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(yan)究設計中,對於能適(shi)應不同的用水場合,結(jie)合現代控製技術、網絡(luo)和通訊(xun)技術同時兼顧係統的電磁兼容性(EMC)的變頻恒壓供水係統的水壓閉環控製研究(jiu)還在時一步(bu)加深(shen)。因此,有待於進一步研究改(gai)善(shan)plc控製供水係統的性能,使其能被(bei)更好的應用於生活、生產實踐(jian)。

 

 

 

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