楼宇恒压供水控制系统设计说明

楼宇恒压供水控制系统设计

学生：闫忠全

专业班级：09电气2班

指导教师：袁勇

完稿日期：2012年3月20日DOC文档.

目录

容摘要 (3)

一、传统供水系统的概况 (4)

二、PLC、变频恒压供水系统方案分析及论证 (4)

1．变频调速恒压供水系统控制原理 (5)

2．变频调速恒压供水系统特点及适用围 (6)

3．传统供水系统异步电动机的调速 (7)

4．PLC、变频恒压供水系统异步电动机的调速 (8)

三、PLC、变频恒压供水系统方案的设计 (9)

1．恒压供水系统的基本构成 (9)

2．恒压供水的原理 (11)

3．系统功能 (11)

4．恒压供水系统控制分析 (12)

5．水泵的转速与其扬程H、流量Q及功率的关系 (13)

6．变频技术参数及调试参数 (14)

7．设备的选择 (16)

8．模拟供水系统拟定 (20)

9．电气控制系统设计 (21)

10．PLC输入输出接线图及程序 (25)

四、故障处理的程序设计 (29)

五、结束语 (30)

参考文献 (31)

楼宇恒压供水控制系统设计

闫忠全

【容摘要】随着我国改革开放的不断深入,我国的经济、文化、教育等各方面都在日新月异地向前发展。科学技术更是突飞猛进。在高压供水技术上，从80年代以来，我国变频调速恒压供水设备开发成功后，经过多年的应用，技术上已经成熟，目前在消防用水、生活用水、工业用水、园林景观用水等，以及各行生产企业运用相当广泛！70、80年代建设的水塔-水泵联合供水或气压罐供水方式，在节能、环保和维护方面存在一些比较突出的问题，尤其是生活用水二次污染的控制难度很大。进入90年代电力电子器件向着大容量、高频率、响应快、低损耗的方向发展。作为应用现代电力电子器件与微计算机技术有机结合的交流变频调速装置，随着产品的开发创新和推广应用，使得交流异步电动机调速领域发生一场巨大的技术革命。目前自动恒压供水系统应用的电动机调速装置均采用交流变频技术，而系统的控制装置采用PLC控制器，因PLC不仅可实现泵组、阀门的逻辑控制，并可完成系统的数字PID调节功能，可对系统中的各种运行参数、控制点的实时监控，并完成系统运行工况的CRT画面显示、故障报警及打印报表等功能。自动恒压供水系统具有标准的通讯接口，可与城市供水系统的上位机联网，实现城区供水系统的优化控制，为城市供水系统提供了现代化的调度、管理、监控及经济运行的手段。改造原有供水设备，充分发挥其社会效益的同时，最大限度的提高供水设备的经济效益。不但管理单位或部门比较重视，作为现代化企业更应该为此努力！

【关键词】楼宇自控系统生活给水楼宇自动化恒压供水

一、传统供水系统的概况

随着社会的迅速发展，人们对生活用水需求的不断提高，而目前世界水资源紧缺，传统的供水方式离不开蓄水池、水箱等储水设施，而蓄水池中的水一般由自来水管网供给，这样，原来有压力的水进入水池后就变成了零压力，然后再从零压力开始加压，造成大量电力资源的浪费；另外还须建筑面积比较大的专用泵房；电机运行存在噪音污染和振动，给住宅小区的居民生活带来很大的不便；而且当供电线路停电时无法保持供水；特别是在用水高峰期间产生自来水水压低、水流小的不稳定现象使得住宅小区、宾馆、办公楼的生活用水无法得到保证；对于离市区较偏、自来水压较低的工矿企业生活、生产用水也无法得到相应的供应。

图1-1 传统供水系统原理图

二、PLC、变频恒压供水系统方案分析及论证

传统的供水方式普遍存在不同程度的浪费且效率低、可靠性差、自动化程度低等缺点，严重影响了居民用水和工业用水。随着变频技术的发展和人们对生活饮用水要求的不断提高，变频调速恒压供水系统以其环保、节能和高品质的供水特点被广泛应用于住宅小区及高层建筑的生活、消防中。变频调速恒压供水系统可以实现水泵电动机无级调速，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不同的用水要求，是比较合理的节能型供水系统之一。在实际应用中如何充分利用变频器置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供水设备、降低成本、保证供水质量等有着重要的意义。变频调速恒压

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，不论是设备的投入，运行的经济合理性，还是系统的稳定性、自动化程度等方面都具有很大的优势，而且具有显著的节能效果。

1 变频调速恒压供水系统控制原理

设备投入运行前，首先应设定设备的工作压力等相关参数，设备运行时，由压力传感器连续采集供水管网中的水压及水压变化信号，并将其转换为电信号传送至变频器控制系统，控制系统将反馈回来的信号与设定压力进行比较和运算，如果实际压力比设定压力低，则发出指令控制水泵加速运行，如果实际压力比设定压力高，则控制水泵减速运行，当达到设定压力时，水泵就维持在该运行频率上。当用水量不是很大时，一台泵在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也不能保证管网的压力稳定时，控制器的压力下限信号与变频器的高速信号同时被PLC检测到，变频器自动将原工作在变频状态下的水泵，投入到工频运行，以加大管网的供水量，保证压力稳定。若两台泵运行仍不能保证管网的压力稳定，则依次将变频工作状态下的水泵投入到工频运行，而将下一台泵投入变频运行。当用水量减少时，首先表现为变频器已工作在最低速信号有效，这时压力上限信号如果仍出现，PLC首先将工频运行的水泵停掉，以减少供水量。当上述两个信号仍存在时，PLC再停下一台工频运行的水泵，直到最后一台水泵用主变频器恒压供水。如果一台水泵连续运行时间超过3小时，则切换下一台水泵，这样可以避免某一台水泵因长期工作时间过长而降低寿命，同时也进一步提高了工作效率，节约了能源。

变频调速恒压供水系统由变频器、泵组电机、供水管网、储水箱、(智能PID 调节器)、压力变送器、PLC控制单元等部分组成，控制系统原理图如图2-1所示。其中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使管网水压连续变化，同时变频器还可作为电机软启动装置，限制电机的启动电流。压力变送器的作用是检测管网水压。智能PID调节器实现管网水压的PLC调节。PLC控制单元则是泵组管理的执行设备，同时还是变频器的驱动控制，根据用水量的实际变化，自动调整其它工频泵的运行台数。变频器和PLC 的应用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。水泵电机实现变频软启动, 消除了对电网、电气设备和机械设备的冲击，延长电机设备的使用寿命。如图2-1所示：