一種恒壓供水的自動(dòng)控制
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摘要
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人口的增多以及人們生活水平的不斷提高，對(duì)城市供水的數(shù)量、質(zhì)量、穩(wěn)定性提出了越來(lái)越高的要求。目前我國(guó)中小城市水廠(chǎng)尤其是老水廠(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)配置相對(duì)落后，機(jī)組的控制主要依賴(lài)值班人員的手工操作，控制過(guò)程繁瑣，而且手動(dòng)控制無(wú)法對(duì)供水的壓力和水位變化及時(shí)作出恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。為了保證供水，機(jī)組通常處于超壓狀態(tài)運(yùn)行，不但效率低、耗電量大，而且城市管網(wǎng)長(zhǎng)期處于超壓運(yùn)行狀態(tài)，磨損也十分嚴(yán)重。本論文結(jié)合我國(guó)中小城市供水廠(chǎng)的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一套基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水自動(dòng)控制系統(tǒng)。
變頻調(diào)速恒壓供水自動(dòng)控制系統(tǒng)由可編程控制器、變頻器、水泵電機(jī)組、傳感器、以及控制柜等構(gòu)成。此系統(tǒng)采用一臺(tái)變頻器拖動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行與調(diào)速，分別采用循環(huán)使用的方式運(yùn)行，通過(guò)上位機(jī)和PLC連接，開(kāi)發(fā)出數(shù)據(jù)采集和通信、設(shè)備狀態(tài)控制和數(shù)據(jù)管理的監(jiān)測(cè)程序，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)控制。
在變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中，單臺(tái)水泵工況的調(diào)節(jié)是通過(guò)變頻器來(lái)改變電源的頻率f來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速n，從而改變水泵性能曲線(xiàn)得以實(shí)現(xiàn)的。分析水泵工況的能耗比較圖，可以看出利用變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)恒壓供水，當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，流量與轉(zhuǎn)速成正比，功率以轉(zhuǎn)速的三次方下降，與傳統(tǒng)供水方式中用閥門(mén)節(jié)流方式相比，在一定程度上可以減少能量損耗，能夠明顯節(jié)能。
通過(guò)編程軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)用于供水系統(tǒng)壓力控制的PID控制器，PID控制器內(nèi)置在PLC中，該控制器對(duì)壓力給定值與測(cè)量值的偏差進(jìn)行處理，實(shí)時(shí)控制變頻器的輸出電壓和頻率，進(jìn)而改變水泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)改變水泵出水口流量，實(shí)現(xiàn)整個(gè)供水的壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)，使壓力穩(wěn)定在設(shè)定值附近。
經(jīng)測(cè)試表明，該系統(tǒng)能夠?qū)┧^(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制，能夠有效地降低能耗，保證了供水系統(tǒng)維持在最佳運(yùn)行狀況，提高生產(chǎn)管理水平，并且監(jiān)控系統(tǒng)安裝方便，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

關(guān)鍵詞:PLC控制，變頻調(diào)速，恒壓供水，水泵，節(jié)能