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- 正航PLC在恒压供水系统中的应用
- 发布时间: 2013.02.19
- 一、恒压供水系统的简介
恒压供水系统对于生活小区是非常重要的，例如在生活小区供水过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响居民生活。又如当发生火警时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大损失和人员伤亡。所以，生活小区采用生活 / 消防双恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。
基于上述情况，我公司对某生活小区供水系统进行改造，上海正航的CN系列PLC 作为主控单元，利用正航变频器，根据系统状态可快速调整供水系统的工作压力，达到恒压供水的目的。
二、恒压供水控制系统的基本控制工艺
采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。恒压供水就是利用变频器的PID或PI功能实现的工业过程的闭环控制。即将压力控制点测的压力信号(4－20mA)直接输入到变频器中，由变频器将其与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调节信号调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。供水系统选用原则是水泵扬程应大于实际供水高度，水泵流量总和应大于实际最大供水量。
系统的基本控制原理图：
三、恒压供水系统的控制要求
小区变频恒压供水系统采用一台变频器拖动四台0.75KW功率电动机，可在变频和工频两种方式下运行。用户通过人机界面对水压设定，并可通过触摸屏对电极转速，频率，运行状态和水压等参数进行监视。
启动方式：为避免启动时的冲击电流，电机采用变频启动方式，从变频器的输出端得到逐渐上升的频率和电压。启动前变频器要复位。
变频调速：根据供水管网流量、压力变化自动控制变频器输出频率，从而调节电动机和水泵的转速，实现恒压供水。如设备的输出电压和频率上升到工频仍不能满足供水要求时，PLC发出指令1号泵自动切换到工频电源运行，待1号泵完全退出变频运行，对变频器复位后，2号泵投入变频运行。
多泵切换：根据恒压的需要，采取无主次切换，即“先开先停”的原则接入和退出。在PLC的程序中，通过设置变频泵的工作号和工频泵的台数，由给定频率是否达到上限频率或下限频率来判断增泵或减泵。在用水量较小的情况下，采用辅助泵工作。
为了避免一台泵长期工作，任一泵不能连续变频运行超过3小时。当工频泵台数为零，有一台运行于变频状态时，启动计时器，当达到3小时时，变频泵的泵号改变，即切换到另一台泵上。当有泵运行于工频状态，或辅助泵启动时，计时器停止计时并清零。
故障处理：能对水位下限，变频器、PLC故障等报警。PLC故障，系统从自动转入手动方式。
监控程序：系统主窗体四个按钮控件，分别为参数设置、实时监测、启动和关闭系统。用户可根据实际情况修改压力设定值。
主要控件功能包括:
(1) 压力设定值：压力设定值范围:0.30-0.60Mpa。
(2) 校正系数：主要是对压力显示进行校正，使压力显示与压力表显示一致。
(3) 复位按钮：运行中按下，将使系统重新启动，各参数回到初始设置。
(4) 设定按钮：在文本框输入压力设定值和校正系数后，按下此按钮，压力设定值和校正系数才能通过串口发送给下位机。
四、设备选用
主要设备如下：
| 设备名 | 型号 | 数量 | 备注 |
| 变频器 | 正航ZHV1-T0.75G | 1台 | |
| PLC | 正航CN-CPU224XP | 1台 | |
| 空气断路器 | DS253S-C10/0.03 | 3个 | |
| 热继电器 | DB200 | 6个 | |
| 电流继电器 | 24V DC | 若干 | |
| 接触器 | ABB A12-30-01 AC220V | 6个 | |
| 直流电源 输入 | 220AC OUT:24DC | 1个 | |
| 控制按钮 | ABB C 3SS1-10B-11 | 14个 | |
| 转换开关 | LW5-15D | 1个 | |
| 压力变送器 | ABB MV200 | 1个 | |
| 电接点压力表 | YTXC-100-Z | 1块 | |
| 电动阀门装置 | ZCS水用电磁阀 | 2部 | |
| 触摸屏 | 正航 H-T1001A | 1部 | |
| 信号指示 | | 12个 | |
| 控制机箱 | | 1个 | |
| 电力电缆 | VV 3x4+1x2.5 mm2 | 米 | 长度根据现场定 |
| 通讯电缆 | 屏蔽双绞线 | 米 | 长度根据现场定 |
| 熔断器开关 | | 2个 | |
| 电流表 | | 1个 | |
| 电压表 | | 1个 | |
| 互感器 | | 1个 | |
| 接线端子附件 | BAMH | 若干 | |
