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1、M2均投入运行,实际压力大于设定值时,变频器将降低输出频率.当达到下限运行一段时间,实际压力仍大于设定压力时,则由PLC控制,M2停机,经过一定时间后,实际压力仍大于设定压力时,M1由工频切换至变频运行,从而满足供水压力的需求. 根据上述要求设计电气控制图、PLC的I/O接线图,设计PLC程序及A/D和D/A转换程序,并设计PLC与上位机间的通讯设计,实现供水系统的实时监控功能. 在上位机上用MCGS工控软件组态图1-1所示的模拟仿真控制,实现恒压供水系统的离线控制.系统中由A/D转换模块采集给定值和现行压力由控件进行模拟,根据控制要求能动画模拟仿真控制系统的控制过程.组态电气控制线路,根据控制要求能动画其动作过程.完成上位机与PLC间的通讯,实现恒压供水系统的实时在线控制.能够显示实时数据和历史数据报表. 图1-1 供水系统工艺流程图 第2章 恒压供水系统 2.1 变频恒压供水系统 随着变频技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断提高,变频恒压供水系统以其环保、节能和高品质的供水质量等特点,广泛应用于多层住宅小区及高层建筑的生活、消防供水中.变频恒压供水的调速系统可以实现水泵电机无级调速,依据用水量的变化自动调节系统的运行参数,在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求,是当今最先进、合理的节能型供水系统.在实际应用中如何充分利用专用变频器内置的各种功能,对合理设计变频恒压供水设备、降低成本、保证产品质量等有着重要意义.变频恒压供水方式与过去的水塔或高位水箱以及气压供水方式相比,不论是设备的投资,运行的经济性,还是系统的稳定性、可靠性、自动化程度等方面都具有无法比拟的优势,而且具有显著的节能效果.目前变频恒压供水系统正向着高可靠性、全数字化微机控制、多品种系列化的方向发展.追求高度智能化、系列化、标准化,是未来供水设备适应城镇建设中成片开发、智能楼宇、网络供水调度和整体规划要求的必然趋势. 变频恒压供水系统能适用生活水、工业用水以及消防用水等多种场合的供水要求,该系统具有以下特点: (1)供水系统的控制对象是用户管网的水压,它是一个过程控制量,同其他一些过程控制量(如:温度、流量、浓度等)一样,对控制作用的响应具有滞后性.同时用于水泵转速控制的变频器也存在一定的滞后效应. (2)用户管网中因为有管阻、水锤等因素的影响,同时又由于水泵自身的一些固有特性,使水泵转速的变化与管网压力的变化成正比,因此变频调速恒压供水系统是一个线性系统. (3)变频调速恒压供水系统要具有广泛的通用性,面向各种各样的供水系统,而不同的供水系统管网结构、用水量和扬程等方面存在着较大的差异,因此其控制对象的模型具有很强的多变性. (4)在变频调速恒压供水系统中,由于有定量泵的加入控制,而定量泵的控制(包括定量泉的停止和运行)是时时发生的,同时定量泵的运行状态直接影响供水系统的模型参数,使其不确定性地发生变化,因此可以认为,变频调速恒压供水系统的控制对象是时时变化的. (5)当出现意外的情况(如突然停水、断电、泵、变频器或软启动器故障等)时,系统能根据泵及变频器或软启动器的状态,电网状况及水源水位,管网压力等工况点自动进行切换,保证管网内压力恒定.在故障发生时,执行专门的故障程序,保证在紧急情况下的仍能进行供水. (6)水泵的电气控制柜,其有远程和就地控制的功能和数据通讯接口,能与控制信号或控制软件相连,能对供水的相关数据进行实时传送,以便显示和监控以及报表打印等功能. (7)用变频器进行调速,用调节泵和固定泵的组合进行恒压供水,节能效果显著,对每台水泵进行软启动,启动电流可从零到电机额定电流,减少了启动电流对电网的冲击同时减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击,延长了设备的使用寿命.[3] 2.2 课题研究的对象 楼宇恒压供水是提高供水质量的有效措施.目前已广泛运用,在未来建筑中供水装置的恒压控制是必不可少的.实验室条件下,恒压供水装置有两大部分组成.其一是模拟供水系统,其二是供水系统控制装置. 模拟供水系统由进水箱、出水箱、主泵、副泵、检测传感器、阀门、显示单元及底架组成. 供水系统控制装置主要由PC机、PLC可编程控制器、变频器及继电接触器回路构成. 2.3 变频恒压供水控制方式的选择 目前国内变频恒压供水设备电控柜的控制方式有: 1.逻辑电子电路控制方式 这类控制电路难以实现水泵机组全部软启动、全流量变频调节,往往采用一台泵固定于变频状态,其余泵均为工频状态的方式.因此,控制精度较低、水泵切换时水压波动大、调试较麻烦、工频泵起动时有冲击、抗干扰能力较弱,但其成本较低. 2.单片微机电路控制方式 这类控制电路优于逻辑电路,但在应付不同管网、不同供水情况时,调试较麻烦;