針對(duì)畔山小區(qū)供水系統(tǒng)改造(6)

1、 廣東省電工技師論文國(guó)家職業(yè)資格全國(guó)統(tǒng)一鑒定維修電工論文國(guó)家職業(yè)資格全國(guó)統(tǒng)一鑒定 維修電工 論文（國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)）論文題目：針對(duì)畔山小區(qū)供水系統(tǒng)的改造 姓 名： 勞卓彬 身份證號(hào)準(zhǔn)考證號(hào)： 所在單位：珠海朗盈酒店 報(bào)考機(jī)構(gòu)：珠海市科維職業(yè)培訓(xùn)學(xué)校 國(guó)家職業(yè)資格全國(guó)統(tǒng)一鑒定（國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)） 維修電工 論文題目： 針對(duì)畔山小區(qū)供水系統(tǒng)的改造 編號(hào)：（ ）針對(duì)畔山小區(qū)供水系統(tǒng)的改造目 錄摘要 .1前言.11恒壓供水原理及工藝.2 1.1 工藝要求.2 1.2系統(tǒng)的組成和基本工作原理.22系統(tǒng)介紹.33系統(tǒng)運(yùn)行模式及功能.44系統(tǒng)運(yùn)行方式分析.54.1手動(dòng)

2、運(yùn)行.54.2自動(dòng)運(yùn)行.55關(guān)于故障.66關(guān)于低壓自啟動(dòng).77 AB變頻器主要參數(shù).98其他注意事項(xiàng).10結(jié)論.11致謝.12參考文獻(xiàn).12 廣東省電工技師論文摘要 畔山小區(qū)建于1995年，采用了鍍鋅水管和二次供水，使用20年，其中鍍鋅水管管內(nèi)外就產(chǎn)生了大量銹垢，流出黃水不僅污染潔具，而且?jiàn)A雜著不光滑內(nèi)壁滋生的細(xì)菌，銹蝕造成水中重金屬含量過(guò)高，嚴(yán)重危害人體健康。二次供水：,蓄水池管理不好會(huì)造成污染,如氨氮增高,游離氯會(huì)降低,細(xì)菌、總大腸菌群會(huì)超標(biāo),嚴(yán)重時(shí)水體發(fā)黃,濁度增高,還會(huì)出現(xiàn)紅蟲(chóng).因此每年必須要進(jìn)行兩次以上水池清洗，清洗后合格才能供水，且清洗水池會(huì)浪費(fèi)大量的水關(guān)鍵詞：三菱PLC；AB變頻

3、器；恒壓供水系統(tǒng)；運(yùn)行模式分析前言 變頻恒壓供水系統(tǒng)的狀況:傳統(tǒng)供水方式已不能滿足要求。恒壓供水將 PLC 和變頻技術(shù)結(jié)合起來(lái)，利用由變頻器控制的水泵，將市政管網(wǎng)水源或地下水源經(jīng)蓄水池后直接加壓送入供水管網(wǎng)，直至各個(gè)用水點(diǎn)。根據(jù)供水管網(wǎng)流量、壓力變化，由 PLC 自動(dòng)控制變頻器輸出頻率，調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保持供水壓力恒定，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。目前，恒壓供水系統(tǒng)已在國(guó)內(nèi)外許多實(shí)際的供水控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用，并取得穩(wěn)定可靠的運(yùn)行效果和良好的節(jié)能效果，是較受歡迎的中小型實(shí)用、節(jié)能供水系統(tǒng)。恒壓供水系統(tǒng)主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 節(jié)電效益高； 運(yùn)行可靠穩(wěn)定； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便； 自動(dòng)化程度高，維護(hù)量小。我這個(gè)系統(tǒng)采

4、用PLC 三菱FX2N-32MR I/O：16/16。AB變頻器，型號(hào)為22P-D208-110kW。1.恒壓供水原理及工藝 1.1 工藝要求 對(duì)三泵生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)的基本要求是： （1）生活供水時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)底恒壓值運(yùn)行，消防供水時(shí)系統(tǒng)應(yīng)高恒壓值運(yùn)行。 （2）三臺(tái)泵根據(jù)恒壓的需要，采用“先開(kāi)先?！钡脑瓌t介入和退出。 （3）在用水量小的情況下，如果一臺(tái)泵連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間超過(guò)3H，則要切換 到下一臺(tái)泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”，避免某一臺(tái)泵工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。 （4）三臺(tái)泵在啟動(dòng)時(shí)要有軟啟動(dòng)功能。 1.2系統(tǒng)的組成和基本工作原理 以一個(gè)三泵生活/消防雙恒壓無(wú)塔供水系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明其工藝過(guò)程，市網(wǎng)來(lái)水用高

5、低水位控制器EQ來(lái)控制注水閥TV1，它們自動(dòng)把水注滿儲(chǔ)水池，只要水位低于高水位，則自動(dòng)往水箱中注水。水池的高/低水位信號(hào)也直接送給PLC，作為低水位報(bào)警用。為了保障供水的持續(xù)性，水位上下限傳感器高低距離不是相差很大。生活用水和消防用水共用三臺(tái)泵，平時(shí)電磁閥YV2處于失電狀態(tài)，關(guān)閉消防管網(wǎng)，三臺(tái)泵根據(jù)生活用水的多少，按一定的控制邏輯運(yùn)行，使生活用水的恒壓狀態(tài)（生活用水底恒壓值）下進(jìn)行；當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電磁閥YV2得電，關(guān)閉生活用水管網(wǎng)，三臺(tái)泵共消防用水使用，并根據(jù)用水量的大小，使消防供水也在恒壓狀態(tài)（消防用水高恒壓值）下進(jìn)行?；馂?zāi)結(jié)束后三臺(tái)泵再改為生活供水使用。 2、 系統(tǒng)介紹 變頻器恒壓供水系

6、統(tǒng)原理如圖1所示 圖1 變頻器恒壓供水系統(tǒng)原理圖 它主要是由PLC、觸摸屏、變頻器、壓力傳感器、動(dòng)力控制線路以及3臺(tái)水泵等組成。操作人員可通過(guò)控制柜面板上的指示燈和按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)了解和控制系統(tǒng)的運(yùn)行。 通過(guò)安裝在出水管網(wǎng)上的壓力傳感器，把出水壓力信號(hào)變成420mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送入PLC，經(jīng)運(yùn)算與給定壓力參數(shù)進(jìn)行比較，得出一調(diào)節(jié)參數(shù)，送給變頻器，由變頻器控制水泵的轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)系統(tǒng)供水量，使供水系統(tǒng)管網(wǎng)中的壓力保持在給定壓力上。當(dāng)用水量超過(guò)一臺(tái)泵的供水量時(shí)，通過(guò)PLC控制加泵，根據(jù)用水量的大小由PLC控制工作泵數(shù)量的增減及變頻器對(duì)水泵的調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒壓供水。當(dāng)供水負(fù)載變化時(shí)，輸入電機(jī)的電壓和頻率也隨之

7、變化，這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)。 3、系統(tǒng)運(yùn)行模式及功能 這個(gè)系統(tǒng)具備手動(dòng)、自動(dòng)兩種運(yùn)行模式。在自動(dòng)模式下通過(guò)起動(dòng)/停止按鈕控制水泵電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與停止；變頻器根據(jù)設(shè)定壓力自動(dòng)調(diào)整電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使管網(wǎng)壓力保持在設(shè)定壓力。手動(dòng)模式下通過(guò)起動(dòng)/ 停止按鈕控制水泵電動(dòng)機(jī)；通過(guò)修改變頻器參數(shù) A145 進(jìn)行運(yùn)行頻率設(shè)定（即預(yù)設(shè)頻率 2）。該系統(tǒng)具備低壓自動(dòng)起動(dòng)水泵、故障自動(dòng)切換 備泵及故障鎖定等功能。如當(dāng)前使用泵發(fā)生故障， 系統(tǒng)將鎖定故障泵，只有通過(guò)觸摸屏解鎖后，該泵才能再次起動(dòng)。 系統(tǒng)中，如三臺(tái)控制柜均選擇“自動(dòng)”模式，則系統(tǒng)為兩用一備模式。任意起動(dòng)其中兩臺(tái)，第三臺(tái)自動(dòng)選擇為備用；如三

8、臺(tái)控制柜任意兩臺(tái)選擇 “自動(dòng)”模式，一臺(tái)選擇“手動(dòng)”模式，則兩臺(tái)為自動(dòng)模式的控制柜構(gòu)成一用一備模式。任意起動(dòng)其中一臺(tái)，另一臺(tái)自動(dòng)選擇為備用。 4、系統(tǒng)運(yùn)行方式分析 該系統(tǒng)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行方式，系統(tǒng)起動(dòng)處于自動(dòng)狀態(tài)的水泵則需要通過(guò)柜面按鈕起動(dòng)。 （1）打開(kāi)觸摸屏的“PID 設(shè)置”畫(huà)面，進(jìn)行壓力設(shè)定； （2）打開(kāi)觸摸屏的“功能設(shè)置”畫(huà)面，選擇“故障自動(dòng)切換”為“是”或“否”。當(dāng)選擇“是”時(shí)， 起動(dòng)水泵后系統(tǒng)自動(dòng)選擇備用泵，當(dāng)運(yùn)行泵發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)起動(dòng)備用泵。 （3）打開(kāi)“功能設(shè)置”畫(huà)面，選擇“低壓自動(dòng)切換”為“是”或“否”。當(dāng)選擇“是”時(shí)，當(dāng)管網(wǎng)壓力低于“低壓力設(shè)定值”設(shè)定時(shí)，會(huì)依次起動(dòng)1

9、#、2#、3#水泵，起動(dòng)過(guò)程中如管網(wǎng)壓力超過(guò)“低壓力設(shè)定值”時(shí)，不會(huì)再起動(dòng)后續(xù)泵。 4.1 手動(dòng)運(yùn)行 將水泵控制方式選擇旋鈕旋至“手動(dòng)”位置，按下控制柜面板上的“起動(dòng)”按鈕，變頻器會(huì)以 A145設(shè)定的頻率運(yùn)行。 4.2 自動(dòng)運(yùn)行 （1） 兩用一備模式（三臺(tái)水泵均正常，均可以自動(dòng)使用）將三臺(tái)水泵的“手動(dòng)/自動(dòng)”旋鈕旋到自動(dòng)位置；按下任意兩臺(tái)水泵的“起動(dòng)”按鈕，水泵起動(dòng)，并通過(guò)變頻器自動(dòng)調(diào)速運(yùn)行。需要停車(chē)時(shí)，按下“停止” 按鈕，水泵停止運(yùn)行。 在操作中值得注意的是，三臺(tái)水泵均選擇“自動(dòng)”時(shí)，任意起動(dòng)其中兩臺(tái)，第三臺(tái)自動(dòng)被選擇為 備用泵。如僅起動(dòng)一臺(tái)，則不會(huì)自動(dòng)選擇備用泵。故障自動(dòng)切換選擇為“是”后

10、，如運(yùn)行泵任意一臺(tái)泵發(fā)生故障，則自動(dòng)起動(dòng)備用泵；如選擇“否”，處于自動(dòng)狀態(tài)的水泵則需要通過(guò)柜面按鈕起動(dòng)。 （2）一用一備模式（兩臺(tái)水泵均正常，均可以自動(dòng)使用） 將任意兩臺(tái)水泵“手動(dòng)/自動(dòng)”旋鈕旋到自動(dòng)位置，組成一用一備系統(tǒng)。第三臺(tái)水泵“手動(dòng)/自動(dòng)”旋鈕旋到手動(dòng)位置；按下自動(dòng)兩臺(tái)水泵任意一 臺(tái)“起動(dòng)”按鈕，水泵起動(dòng)，并自動(dòng)調(diào)速運(yùn)行；需 要停車(chē)時(shí)，按下“停止”按鈕，水泵停止運(yùn)行。 5、關(guān)于“故障” （1）當(dāng)變頻器自身故障時(shí)，故障蜂鳴器發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)觸摸屏上顯示“故障”。 （2）當(dāng)水泵“手動(dòng)/自動(dòng)”旋鈕旋到自動(dòng)位置 時(shí)，按下“起動(dòng)”按鈕，如PLC 未收到變頻器的 運(yùn)行信號(hào)，視為變頻器故障，同時(shí)觸

11、摸屏上顯示“故障”。 （3）當(dāng)水泵“手動(dòng)/自動(dòng)”旋鈕旋到自動(dòng)位置時(shí)，因“低水壓自動(dòng)起動(dòng)”或“故障自動(dòng)切換”而自動(dòng)起動(dòng)水泵，如PLC 未收到變頻器的運(yùn)行信號(hào)，視為變頻器故障，同時(shí)觸摸屏上顯示“故障”。 （4）當(dāng)水泵“手動(dòng)/自動(dòng)”旋鈕旋到自動(dòng)位置 時(shí)，如果觸摸屏上顯示“故障”時(shí)，該水泵不能夠自動(dòng)起動(dòng)，按下柜面“起動(dòng)”按鈕也無(wú)效。當(dāng)水泵“手動(dòng)/自動(dòng)”旋鈕旋到手動(dòng)位置時(shí)，如 變頻器未故障，則按下柜面“起動(dòng)”按鈕能夠起動(dòng)水泵。但在實(shí)際操作過(guò)程中，在未查明故障原因之前不要嘗試手動(dòng)起動(dòng)水泵。 （5）如觸摸屏顯示“故障”，只有按下“解 除”后，變頻器才能再次自動(dòng)起動(dòng)。 6、關(guān)于“低壓力自起動(dòng)” （1）“手動(dòng)/

12、自動(dòng)”旋鈕旋到自動(dòng)位置時(shí)，才可以自起動(dòng)。 （2）如“低壓力自起動(dòng)”選擇了“是”，當(dāng)管網(wǎng)壓力低于“低壓力設(shè)定值”設(shè)定時(shí)，會(huì)首先起動(dòng)1#水泵，經(jīng)過(guò) 15s 延時(shí)后起動(dòng) 2#水泵，再經(jīng)過(guò) 15s 延時(shí)后起動(dòng) 3#水泵。起動(dòng)過(guò)程中如管網(wǎng)壓力超過(guò)“低壓力設(shè)定值”時(shí)，便不會(huì)再起動(dòng)后續(xù)泵。 （3）如停電再來(lái)電，“低壓力自起動(dòng)”會(huì)自動(dòng)保持停電之前的狀態(tài)。 （4）“低壓力自起動(dòng)”的應(yīng)用 在系統(tǒng)以兩用一備或一用一備模式運(yùn)行時(shí)，如果管網(wǎng)用水量增大超出變頻器調(diào)節(jié)范圍后，管網(wǎng)壓 力會(huì)下降。當(dāng)管網(wǎng)壓力低于“低壓力設(shè)定值”后，會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)備用水泵。 停電再來(lái)電時(shí)，能夠自動(dòng)起動(dòng)水泵。圖 2 為低壓力自起動(dòng)控制部分程序。 7、A

13、B 變頻器主要參數(shù)設(shè)置 本系統(tǒng)采用AB變頻器，型號(hào)為22P-D208-110kW。參數(shù)設(shè)置的前提是變頻器參數(shù)為默認(rèn)值，就是出廠設(shè)置。而且要參看電氣原理圖，確認(rèn)變頻器控制端子接線正確及變頻器型號(hào)。P 為 基本編程代號(hào)，T 為端子代號(hào)，A 為高級(jí)編程代號(hào)。 表 1 變頻器的主要參數(shù)設(shè)置8、其他注意事項(xiàng) （1） 水泵檢修時(shí)必須切斷變頻器主電源。 （2）三臺(tái)變頻器的A145參數(shù)設(shè)置要一致，從而避免多臺(tái)水泵同時(shí)手動(dòng)運(yùn)行時(shí)出水相互影響；自動(dòng)起動(dòng)水泵時(shí)加、減速時(shí)間取決于 P39、P40的設(shè)定值；手動(dòng)起動(dòng)水泵時(shí)加、減速時(shí)間取決于A147、A148的設(shè)定值。 （3）變頻器顯示面板上紅色按鍵按下后變頻器會(huì)停止工作

14、；變頻器故障時(shí)能夠清除故障，務(wù)必謹(jǐn)慎操作。 4）天氣炎熱時(shí)，必須打開(kāi)柜內(nèi)散熱風(fēng)扇，避免變頻器熱故障停機(jī)。結(jié)論 本論文針對(duì)畔山小區(qū)的生活供水改造,設(shè)計(jì)的一套由PLC、變頻器、壓力變送器、多臺(tái)水泵機(jī)組、觸摸屏等主要設(shè)備構(gòu)成的全自動(dòng)變頻恒壓供水系統(tǒng)及其監(jiān)控系統(tǒng),克服了傳統(tǒng)供水方式普遍存在的效率低、可靠性差、自動(dòng)化程度不高等缺點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能、自動(dòng)可靠、維護(hù)簡(jiǎn)單、管理方便的恒壓供水。本系統(tǒng)具有以下的特點(diǎn): (1)采用了可靠性高、使用簡(jiǎn)單、編程靈活的工控設(shè)備PLC和內(nèi)置PID調(diào)節(jié)模塊的變頻器作為主要控制設(shè)備,在全流量范圍內(nèi)利用變頻泵的連續(xù)調(diào)節(jié)和工頻泵的分級(jí)調(diào)節(jié)相結(jié)合,確保恒壓供水; （2）系統(tǒng)具有完備的故障處理能力,可通過(guò)自動(dòng)工頻運(yùn)行和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制等方式確保供水,具有故障實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警功能,具有故障電機(jī)鎖定功能; （3）系統(tǒng)采取變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)恒壓供水,節(jié)能效果明顯; 用了PID調(diào)節(jié)方式,水壓波動(dòng)小,響應(yīng)快。（4）防止二次水質(zhì)污染 隨著經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的高速發(fā)展，能源越來(lái)越緊張，而人們對(duì)供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求也不端提高，變頻器恒