LM在小區(qū)變頻供水中的應用
小區(qū)供水系統(tǒng)用于對小區(qū)內生活、消防和噴淋用水的自動供給,是住宅小區(qū)公用設施的重要組成部分。供水系統(tǒng)通過對水泵、閥門等設備的開、關和聯(lián)鎖來實現(xiàn)小區(qū)的正常供水,從而達到居民正常生活和人員、設備安全的目的。
我國的電動機用電量占全國發(fā)電量的60%~70%,風機、水泵設備年耗電量占全國電力消耗的1/3。風機、水泵等設備傳統(tǒng)的調速方法是通過調節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調節(jié)給風量和給水量,其輸出功率大量能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。變頻調速恒壓供水控制裝置能夠極大地改善給水管網(wǎng)的供水環(huán)境,該系統(tǒng)可根據(jù)管網(wǎng)瞬間壓力變化,自動調節(jié)水泵電機的轉速和多臺水泵的投入和退出,使管網(wǎng)主干出口端保持在恒定的壓力值,整個供水系統(tǒng)始終保持高效節(jié)能和運行在最佳狀態(tài)。
結構原理
一個完整的變頻供水系統(tǒng)包括的設備有控制裝置、變頻器、水泵機組、壓力傳感器、儲水罐等。
1.控制裝置 控制系統(tǒng)是整個變頻供水系統(tǒng)中最重要的組成部分,主要完成各種信號的采集處理以及結果的運算輸出。
2.變頻器 通過變頻器改變交流電的頻率,實現(xiàn)節(jié)能、調速的目的。
3.水泵機組 水泵機組是水壓的發(fā)生裝置,一般由2到4臺水泵組成,為供水系統(tǒng)中的儲水罐補充壓力。
4.壓力傳感器 檢測水泵的出口壓力或者儲水罐的壓力,從而控制變頻器的頻率調節(jié)以及水泵的工作臺數(shù)。
5.儲水罐 主要作用是穩(wěn)定供水系統(tǒng)的出口壓力。
控制功能
采用HOLLiAS LM PLC作為變頻供水系統(tǒng)的控制裝置,來進行水泵機組的投入切換控制和變頻器的頻率調節(jié),采用觸摸屏對水壓、頻率高低限、切換時間以及PID等參數(shù)進行設定,監(jiān)視當前的工作狀態(tài)、頻率以及系統(tǒng)的出口壓力情況,采用壓力傳感器檢測系統(tǒng)的出口壓力。
1.頻率控制 LM PLC采集壓力傳感器檢測到的系統(tǒng)出口壓力信號,并將系統(tǒng)出口壓力的采集值與設定值進行比較,在程序中進行PID調節(jié)運算,通過模擬量輸出模塊輸出標準的4~20mA模擬量信號給變頻器,從而實現(xiàn)變頻器的頻率調節(jié)控制。
2.水泵投切控制 通過觸摸屏可以設定高頻頻率和低頻頻率,變頻器具有模擬量輸出功能,可以把頻率轉換成標準的4~20mA信號傳遞給LM PLC系統(tǒng),程序中進行變頻器運行頻率的比較判斷,產生頻率高低報警信號。若頻率高于高頻設定頻率持續(xù)設定時間則產生一個高頻報警信號,LM PLC判斷當前泵的工作臺數(shù),若不是全部水泵投入工作,就增加一臺水泵工作;若頻率低于低頻設定頻率持續(xù)設定時間則產生一個低頻報警信號,就停止一臺水泵的工作。
3.水泵工作時間平衡控制 水泵的投切采取先啟先停、后啟后停、先停先啟、后停后啟的控制原則,從而增加水泵的使用壽命。
系統(tǒng)特點
采用LM PLC的變頻供水系統(tǒng)具有以下特點:
采用PLC實現(xiàn)多臺水泵的投入和切換,可靠性好,靈活性大,抗干擾能力強。另外,通過PLC和變頻器還可以實現(xiàn)對系統(tǒng)過熱和過流、電源欠壓和過壓、短路、瞬間斷電、過載等的保護功能,對啟動和運行中出現(xiàn)的各種故障均能給出相應的狀態(tài)指示和報警信號。
系統(tǒng)有自動和手動兩種工作方式,便于調試和檢修,并可在出現(xiàn)故障時切換到手動控制方式,保證連續(xù)供水。
變頻器容量遠遠小于系統(tǒng)容量,從而大大降低了電控系統(tǒng)的造價。采用變頻調速方式調節(jié)水壓,可較好地節(jié)省能源。
實踐表明,以HOLLiAS LM PLC為核心的變頻供水系統(tǒng),成本低、工作性能穩(wěn)定、節(jié)能效果顯著,較之以前的供水系統(tǒng)在工作效率上大大提高。
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