全自動多泵組合供水系統(tǒng)的開發(fā)

全自動多泵組合供水系統(tǒng)的開發(fā)

摘要:提出一種利用PLC控制的全自動組合供水系統(tǒng),系統(tǒng)的泵站由5臺揚程相同流量不等級差相近的水泵和兩只電接點壓力表組成,5臺不同流量的水泵相互不同組合可實現(xiàn)30級供水流量,實現(xiàn)準(zhǔn)恒壓供水效果。同時本系統(tǒng)還同時實現(xiàn)了消防信號和水池缺水停泵和故障自動倒泵功能。

關(guān)鍵詞:PLC;控制;水泵;組合供水

1前言

在當(dāng)前應(yīng)用較普遍的是變頻恒壓供水系統(tǒng)具有供水壓力穩(wěn)定,能實現(xiàn)水泵電機的軟啟動、軟停止和高效節(jié)能等特點。但也有其缺點:①變頻器及配套器件價格昂貴,其配套器件通常占供水設(shè)備總投資很大份額;②對用戶的使用,維護要求高;③變頻器的下調(diào)頻率只有在100%到30%的范圍內(nèi)才具有明顯的節(jié)能效果。如果再下調(diào)頻率,就會出現(xiàn)水泵運轉(zhuǎn)而不出水的工況,也就是說,在用水低峰期不僅不能變頻恒壓供水,而且水泵工況惡化,發(fā)熱造成的損耗也會比額定功率提高25%;④變頻器產(chǎn)生的高次諧波對附近的電子類電器設(shè)備(如電視機、收音機、手機等)的干擾較大。要抑制這種干擾,必須配置高性能的噪聲濾波器,但這樣又會使本來就比較昂貴的變頻器投資更大,工作可靠性也會相應(yīng)降低。由于變頻恒壓供水的優(yōu)缺點兼而有之,因此比較適用于大容量的恒壓供水系統(tǒng),對一般用戶而言,采用變頻恒壓供水是否最佳,值得研究和有待實踐。文中將詳細介紹一種既經(jīng)濟又可靠的水控制系統(tǒng)。

2組合全自動供水系統(tǒng)的構(gòu)思

所謂恒壓供水,是指供水系統(tǒng)的供水壓力始終保持在差值較小的上、下限之間。PLC控制的組合全自動供水系統(tǒng),指的是當(dāng)供水系統(tǒng)的用水量變化時,由裝在供水主管道的電接點壓力表檢測設(shè)定的供水壓力上限P上限和下限P下限的開關(guān)信號,輸入PLC后,PLC根據(jù)這兩個壓力開關(guān)的信號的狀態(tài),自動控制數(shù)臺揚程相同、流量不等的水泵組合啟動運行。當(dāng)供水壓力P供水P上限時,由于控制系統(tǒng)控制失靈未能停泵。在這種情況下P供水一直等于或大于P上限,即X1始終閉合,在梯形圖中用該觸點驅(qū)動T15同樣設(shè)定時間為600s,如果該定時器有輸出信號,同樣驅(qū)動蜂鳴器,發(fā)出故障報警信號。該蜂鳴器通過導(dǎo)線連接到值班房中,一旦發(fā)生故障便可立即處理。

消防及低水位停泵

當(dāng)出現(xiàn)消防信號或水池低水位(水池必須至少留有200m3水以作消防用水)時,即使P供水<P下限,泵3-泵5三臺大流量泵則立即退出運行,然后自動投入消防水泵。而兩臺小流量泵(泵1和泵2)則分別延時30S停泵,減少水錘對系統(tǒng)的沖擊。只有當(dāng)消防和低位水池缺水信號均消失后水泵電機才能按程序投入運行。

5供水控制系統(tǒng)的調(diào)試

系統(tǒng)脫機調(diào)試

將程序?qū)懭隤LC按以下幾種情況進行調(diào)試。①用水上升期模擬,觀察PLC輸出指示燈,接通水壓下限接點X0,10秒后Y0燈亮,再過10秒,Y1燈亮,直至Y0、Y1、Y2、Y3、Y5、Y6、Y10燈亮后斷開水壓下限接點X0,此時所有燈均不滅。符合要求。②用水下降期模擬,緊接著上一步斷開水壓下限接點X0,保持水壓上限接點X1接通,10秒后Y0燈滅,再過10秒,Y1燈也滅,最后Y0到Y(jié)10燈均滅,斷開水壓上限接點X1,Y0到Y(jié)10任何一個燈都不亮,只有再次接通水壓下限接點X0時才又從Y0開始點亮。③模擬用水量交替變化情況,取流量/H為測試點,分兩種情況,第一是先增后減,即從/H到72m3/H再到50m3/H,模擬水壓低斷開水壓上限接點X1接通水壓下限接點X0直至Y0、Y1、Y2燈亮,再模擬水壓低接通水壓下限接點X0斷開水壓上限接點X1,Y3、Y5燈亮后又模擬水壓高斷開水壓下限接點X0接通水壓上限接點X1,10秒后Y0燈滅,再過10秒Y1燈滅,又過10秒Y2燈滅后剩下Y3、Y5。此時模擬水壓高斷開水壓下限接點X0接通水壓上限接點X1,則Y3、Y5燈也滅,又模擬水壓低接通水壓下限接點X0斷開水壓上限接點X1,Y0、Y1、Y2燈間隔10秒點亮。模擬水壓高再接通水壓上限接點X1斷開水壓下限接點X0,Y0燈滅,剩下Y1、Y2燈亮;第二先減后增,即從/H到50m3/H再到72m3/H,接通水壓下限接點X0當(dāng)Y0、Y1、Y2燈亮后模擬水壓高斷開水壓下限接點X0接通水壓上限接點X1,Y0燈滅,剩下Y1、Y2燈亮,再模擬水壓低接通水壓下限接點X0斷開水壓上限接點X1,10秒后Y0燈亮,再過10秒后Y3、Y5陸續(xù)點亮。即Y0、Y1、Y2、Y3、Y5均點亮,模擬水壓高斷開水壓下限接點X0接通水壓上限接點X1,10秒后Y0燈滅,再過10秒Y1燈滅,又過10秒Y2燈滅后剩下Y3、Y5。④故障模擬,接通水壓下限接點X0,當(dāng)Y0、Y1燈亮?xí)r接通泵1故障接點水壓上限接點X11,Y0燈立即滅,Y11、Y16燈立即點亮,此時即使水壓上限接點X11斷開,Y11、Y16燈也不滅直至故障復(fù)位按X16鈕接通后才能滅。如果繼續(xù)接通水壓下限接點X0斷開水壓上限接點X1,10秒后Y2燈亮。按以上步驟再分別接通X12、X13、X14、X15。⑤水池低水位或消防信號模擬。先接通水壓下限接點X0斷開水壓上限接點X1,此時分兩種情況測試,第一,當(dāng)Y0、Y1燈亮?xí)r接通X7或X10,在水壓下限接點X0仍接通時,Y1、Y0每隔10秒燈滅。且不復(fù)亮,只有X7或X10斷開10秒后Y0燈才亮。第二,當(dāng)Y0、Y1、Y2、Y3、Y5、Y6、Y10均亮后接通X7或X10,Y2、Y3、Y5、Y6、Y10燈則立即滅,然后Y1、Y0間隔10秒燈滅,在不斷開X7或X10的情況下使水壓下限接點X0接通600秒,Y0到Y(jié)10燈均不亮。

PLC在線有載調(diào)試

接上水泵電機主線路電源,用點動按鈕分別啟動每臺水泵電機,如果電機轉(zhuǎn)向與水泵運行方向相同時則分別在對應(yīng)線端標(biāo)上U1、V1、W1或U2、V2、W2標(biāo)簽。如果電機轉(zhuǎn)向與水泵運行方向相反時則將任兩根電源線對調(diào)后再試,轉(zhuǎn)向相同后再分別在對應(yīng)線端標(biāo)上U1、V1、W1或U2、V2、W2標(biāo)簽。

電接點壓力表水壓下限P下限和上限P上限的調(diào)試設(shè)定

調(diào)試的關(guān)鍵是電接點壓力表水壓下限P下限和上限P上限的設(shè)定。我們用燃氣熱水器根據(jù)最高樓層中熱水器可靠點火供熱水時泵站最低供水壓力做為P下限,而供水壓力上限則根據(jù)本泵站的最小流量級差(/H),在所選用的水泵的H-Q曲線上查出此流量差所對應(yīng)的揚程差值H差,在泵組的H-Q曲線上取最大的H差max,則P上限=P下限+H差max,根據(jù)以上方法,本供水系統(tǒng)的P下限=,H差max=,則P上限=。

6結(jié)束語

本供水系統(tǒng)建成并投入運行至今已一年多,實踐表明,這種供水方式與變頻恒壓供水方式相比,具有以下優(yōu)點:①控制系統(tǒng)簡單,價格低,投資少,設(shè)備折舊費低;②工作可靠,壽命長;③對使用、維護的技術(shù)要求低;④自動化程度相等;⑤節(jié)能效果比變頻恒壓供水差一些,但比傳統(tǒng)供水方式好得多;⑥對泵站周圍電子類電器等無噪聲干擾;⑦在供水系統(tǒng)控制系統(tǒng)的整個壽命期中,從投資、折舊、節(jié)能、維修等方面衡量,本系統(tǒng)綜合效益優(yōu)于同容量的變頻恒壓供水系統(tǒng),但主要缺點是水泵啟停頻繁,所以本系統(tǒng)只適用于供水量較小的場合。對市政等大型泵站不適用。

參考文獻:

[1]汪曉光,孫曉瑛,王艷丹等.可編程控制器原理及應(yīng)用(上.下)冊.機械工業(yè)出版社

王兆義.可編程控制器實用技術(shù);機械工業(yè)出版社,

李紅斌,張承慧,宋軍,萬軍.遠程供水變頻調(diào)速計算機控制系統(tǒng)設(shè)計.2002(01):14～18.

陳虹,史旺旺,唐鴻儒,劉正意.中小型水廠自動化技術(shù)的實現(xiàn)方法.給水排水;2001,27(