一.恒壓供水系統(tǒng)
供水系統(tǒng)又稱為供水設備,是國民經濟中生產生活不可缺少的重要組成。傳統(tǒng)供水設備存在占地面積大,水質易污染,基礎建設投資大,而且最為主要的缺點是水壓在大多情況不能保持恒定,容易出現(xiàn)水壓不足,導致部分設備不能正常工作,甚至出現(xiàn)無水斷水現(xiàn)象,嚴重影響人民的日常生產生活。
恒壓供水系統(tǒng)正是為解決壓力不足,無法到達用戶用水的高度或流量,而專門研發(fā)設計的新型環(huán)保節(jié)能的專業(yè)系統(tǒng)設備。其原理是將管網中的實際壓力通過專業(yè)壓力傳感器采集后反饋到控制系統(tǒng)中與系統(tǒng)中給定壓力進行比較,當管網壓力不足時,變頻器增大輸出頻率,水泵轉速加快,供水量增加,迫使管網壓力上升。反之,如果水網壓力較大時,變頻器減小輸出功率,水泵轉速減慢,供水量減小,管網壓力下降,保持恒壓供水。供水系統(tǒng)一般由水泵機組,變頻控制柜,人機界面與PLC控制柜,隔膜壓力罐,壓力傳感器和一些輔件構成。其中臺達變頻調速技術是一種新型成熟的交流電機無極調速技術,它以其獨特優(yōu)良的控制性能被廣泛應用于速度控制領域,特別是供水行業(yè)中。由于安全生產和供水質量的特殊需要,對恒壓供水壓力有著嚴格的要求,因而其變頻調速技術得到了更加深入的應用。恒壓供水方式由于采用全套臺達自動化技術中的PLC與人機界面,所以其具有技術水平先進、水壓實現(xiàn)恒定、操作方式簡單、工作運行可靠、節(jié)約電力能源、自動化程度高, 在泵站供水中可完成以下功能:
。1)保持水管壓力恒定,保證供水流量;
。2)控制方式可實現(xiàn)手動控制/自動控制之間的自由切換;方便正常運行與檢修處理;
。3)多臺水泵之間能夠實現(xiàn)定時自動順序切換,保證水泵的使用頻率,以防水泵用長時間使用或長時間不不使用出現(xiàn)損害;
。4)系統(tǒng)睡眠與喚醒,系統(tǒng)能夠通過對水壓的實時監(jiān)控與人機界面的設置進入睡眠與喚醒,當外界停止用水時,系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài),直至有用水需求時自動喚醒;
。5)通過操作界面的給定與調整修改PID參數(shù),滿足實際使用要求;
。6)泵組及主回路及線路保護檢測報警,信號顯示等;
二.系統(tǒng)配置:
本系統(tǒng)主要選用:
臺達PLC DVP32ES00 R2
臺達人機界面 DOP-BO5S100 65536 Colors
變頻器 VFD系列三相380VAC
(一)PLC DVP32ES00 R2
臺達DVP-ES系列PLC
臺達PLC以高速、穩(wěn)健、高可靠度而著稱,廣泛應用于各種工業(yè)自動化機械;
本系列是順序控制主機的代表,提供小型PLC最具經濟效益的解決方案。
臺達DVP-ES系列PLC型號特性:
1. 主機點數(shù):14 / 24 / 32 / 40 / 60 (本系統(tǒng)選用24點)
2. 最大I/O點數(shù):256點 (本系統(tǒng)選用24點)
3. 程序容量:4K Steps
4. 通訊端口:內置RS-232與RS-485,兼容MODBUS ASCII / RTU通訊協(xié)議。 (其中RS232用來與PC以及人機界面通訊,RS485用來與變頻器通訊)
5. 高速脈沖輸出:支持2點(Y0, Y1)獨立高速脈沖輸出功能,最高可達10kHz。
6. 內置四點高速計數(shù)器:
臺達DVP-ES系列PLC最佳應用:
指單一計數(shù)器最高計數(shù)范圍 圓織機、電梯控制、包裝機、送料機、電容剪腳機(步進電機控制)、食品加工機、景觀噴水池
本系統(tǒng)I/O對照表
I/0對照表
名稱 功能 地址
輸
入
信
號 變頻器故障 X0
變頻器頻率達到 X1
1KM 1#變頻器轉 X2
3KM 2#變頻器轉 X3
5KM 3#變頻器轉 X4
7KM 4#變頻器轉 X5
1FR 1#水泵故障 X6
2FR 2#水泵故障 X7
3FR 3#水泵故障 X10
4FR 4#水泵故障 X11
無水信號 X12
自動 X13
手動 X14
X15
輸
出
信
號 2KA 變頻運行 Y0
1KM 1#泵變頻 Y1
2KM 1#泵工頻 Y2
3KM 2#泵變頻 Y3
4KM 2#泵工頻 Y4
5KM 3#泵變頻 Y5
6KM 3#泵工頻 Y6
7KM 4#泵變頻 Y7
8KM 4#泵工頻 Y10
1KA 手動控制 Y11
Y12
Y13
Y14
Y15
Y16
Y17
(二)人機界面 DOP-BO5S100 65536 Colors
本系統(tǒng)通過人機界面與PLC的連接對整個系統(tǒng)實現(xiàn)實時監(jiān)控與操作;
DOP-BO5S100 65536 Colors具有價格便宜,使用方便,編程界面簡單,功能較強等特點;
主要操作界面如下:
保護畫面:平時作為系統(tǒng)啟動主畫面和實現(xiàn)屏保功能;
主控畫面:進入各個監(jiān)視與控制畫面;
運行控制畫面一:實現(xiàn)控制系統(tǒng)的手動與自動切換,對各泵單獨進行手控啟動與停止,進行自動控制的手動與停止;
運行控制畫面二:水泵選擇,人為的禁止某臺水泵的啟停,起到保護水泵的作用;
參數(shù)設置畫面:對主要參數(shù)進行控制設定
運行狀態(tài)畫面:選擇進入各狀態(tài)畫面;
運行數(shù)據畫面:系統(tǒng)運行的主要參數(shù)顯示;
系統(tǒng)示意圖顯示畫面:顯示水壓情況,各個水泵的實際情況;
故障記錄畫面:記錄設備運行時間內的故障記錄,為診斷與分析系統(tǒng)提供條件;
故障解鎖畫面:對故障自鎖進行解除確認復位;
壓力設定畫面:根據實際情況對水壓進行設定;
定時換泵畫面:顯示各泵運行時間,啟動與設定換泵時間;
(三)變頻器
變頻器采用VFD系列三相380VAC產品;與PLC采用RS485通訊,進行具體數(shù)據通訊,另外模擬量輸入口直接采集壓力傳感器信號,數(shù)字量口進行運行控制與反饋;
變頻器在本系統(tǒng)的主要作用主要是兩個方面:首先,實現(xiàn)對各水泵電機的軟啟動與軟停止,因為每臺電機的投入都是從0HZ一致平穩(wěn)遞加到最大使用頻率直到超過50HZ變速投入工頻運行,而當水壓過大時,也是將電機頻率由當前頻率緩慢下降,直到0HZ,退出運行;其次,實時變速控制,其本在實際適用條件下,任何時候都有一臺水泵電機是運行在變速情況下的,即能夠在水壓上實現(xiàn)其平穩(wěn)性。