恒压供水控制系统的基本控制策略是
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恒压供水自动控制系统设计方案控制策略:1.PID控制策略:根据水压的反馈信号与设定值之间的误差,计算出控制阀门的开度,以调节出水流量,使水压保持在设定值范围内。
2.水泵组合运行策略:根据需求的水流量大小,自动选择合适的水泵数量和运行状态(单泵或多泵并联),以满足供水系统对水压的要求。
3.系统监测与故障诊断策略:通过监测系统中的传感器,实时监测供水系统的压力、流量、温度等参数,并能够自动诊断故障,提供警报和故障排除建议。
硬件选择:1.压力传感器:选用高精度、稳定性好的压力传感器,能够实时准确地测量供水系统中的水压,并将信号传送给控制器。
2.控制阀门:选择高灵敏度、响应速度快的电动或气动控制阀门,能够根据控制信号快速调节水量,实现恒压供水。
3.变频器:选择适合的变频器可以根据供水需求调节水泵的运行频率,提高系统的能效,减少能耗。
4.控制器:选用可编程控制器(PLC)或微处理器控制器(MCU),具有强大的计算和控制能力,能够实时处理信号,控制整个供水系统的运行。
系统布局:1.水源与水池:根据供水需求选择水源和水池的容量,保证水能够持续供应。
2.水泵配置:根据供水系统的水压需求,选择合适的水泵类型和数量,自动控制其启停和运行状态,以稳定供水压力。
3.阀门安装:在输送管道上设置自动控制阀门,根据系统控制信号调节阀门的开度,以控制出水量,保持恒定的水压。
4.传感器安装:将压力传感器、流量计等安装在适当的位置,能够准确地测量和传递相关参数,为系统控制提供实时反馈信号。
5.控制器布置:控制器应该安装在恒温恒湿的环境中,与其他元件紧密配合,并与操作界面(如触摸屏)相连,便于操作和监控系统运行。
以上是对恒压供水自动控制系统设计方案的一个基本描述。
具体的实施方案需要根据实际情况进行具体分析和设计,以确保系统运行的稳定性、可靠性和效果。
恒压供水系统自动控制设计一、控制策略设计:1.压力传感器:安装在水泵的出水管道上,用于实时监测出水压力,并将监测数据反馈给控制装置。
2.控制装置:根据压力传感器的反馈数据,判断当前的出水压力是否达到设定值,并决定是否调整水泵的运行状态。
3.设定值设定:用户可以通过控制装置进行设定,可以根据实际需要设定出水压力的目标值。
二、控制装置设计:1.控制算法:根据压力传感器的反馈数据,控制算法可以采用PID控制策略,通过对比设定值和实际值来计算出相应的控制信号,控制水泵的开启和关闭。
2.控制信号传输:控制装置通过控制信号传输装置将计算出的控制信号传输给水泵控制装置。
3.水泵控制装置:根据接收到的控制信号,控制水泵的启停和运行速度。
可以采用变频控制方式,通过调整水泵的转速来实现出水压力的调节。
三、系统优化设计:1.启停设置:当出水压力低于设定值时,自动启动水泵;当出水压力达到设定值后,自动停止水泵。
避免压力超过设定值或低于设定值过多的情况,保持出水压力稳定。
2.变频控制:根据压力传感器的反馈数据,控制装置可以实时调整水泵的转速。
当出水压力低于设定值时,增加水泵的转速;当出水压力高于设定值时,降低水泵的转速。
通过改变水泵的转速,可以实现稳定的出水压力。
3.故障保护:当水泵运行异常或发生故障时,控制装置应能够及时报警,并关闭水泵以避免进一步损害设备。
同时,还可以设计自动切换备用水泵的功能,保证供水的连续性和可靠性。
综上所述,恒压供水系统的自动控制设计包括压力传感器的安装和数据反馈、控制装置的设计、设定值的设定、控制算法的选择、控制信号传输装置的设计、水泵控制装置的设计等多个方面。
通过合理的设计和控制策略,可以实现恒压供水系统的稳定运行,提高供水的效率和质量,同时还能够减少能源的消耗和设备的损耗。
基于plc的恒压供水系统的设计(恒压供水系统的原理及电气控制要求。
Plc在机电系统中的应用和工作原理。
西门子变频器的工作原理MM440。
Plc编程原理及程序设计方法。
电器原理图,接线图。
)一.恒压供水系统的原理1.系统介绍生产生活中的用水量常随时间而变化,季节、昼夜相差很大。
用水和供水的不平衡集中体砚在水压上,用水多而供水少则水压低,用水少而供水多则水压高。
以前大多采用传统的水塔、高位水箱或气压罐式增压设备容易造成二次污染,同时也增大了水泵的轴功率和能量损耗。
随着电力电子技术的发展变频调速技术广泛应用于送水泵站、加压站、工业给水、小区和高楼供水等供水等领域.相对于传统的技术而言,它具有节能效益明显、保护功能完善、控制灵活方便等优点。
恒压供水控制系统的基本控制策略是: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。
系统的控制目标是总管的出水压力及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。
恒压供水系统由PLC控制器,变频器,触摸屏显示器,压力变送器,水位变送器,软启动器,水泵电机组,电机保护装置以及其他电控设备等构成,如图1所示。
图1 恒压供水系统示意图2.系统构成系统采用了S7-200型PLC (14个输人点,10个输出点)、MM440型变频器、压力传感器及其他控制设备。
系统构成如图2所示。
图2 系统构成图压力传感器将用户管网水压信号变成电信号(4一20mA),送给变频器内部PID控制器,PID控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算,并给出信号控制水泵电动机的电压和频率。
当用水量较少时,1#泵在变频器控制下变频运行.如需水量加大,压力传感器在管网端测的水压偏小,则变频器输出频率上升,直到50Hz。
关于PLC控制变频调速恒压供水系统设计的探讨摘要:恒压供水是指用户端在任何时候,不管用水量的大小,总能保持管网中水压的基本恒定。
恒压供水系统的控制策略是采用可编程控制器(plc) 和变频调速装置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,在管网流量变化时能达到稳定供水压力和节约电能的目的。
关键词:plc;恒压供水;自动控制系统;设计要点引言:随着对住宅小区和企事业单位供水质量要求的不断提高,传统的水塔式供水方式和直接水泵加压等供水方式已经不能满足人们生产生活的需要。
由于用户用水在高峰和低谷时用水量相差很大,不利于设备的经济运行,降低了供水设备尤其是电机的使用寿命,浪费了大量的电能。
随着变频调速技术的不断发展,恒压变频供水设备开始应用到多层住宅小区及企事业单位的供水,提高了供水质量,节约了大量电能。
下面以一个住宅小区的变频恒压供水设备为例,介绍变频调速技术的恒压供水自动控制系统。
一、工程案例分析广东广州市某住宅小区共有住宅楼15 幢,最高为9层,每幢由两根dn50 水管并联供水,进入小区总管为一根dn100 水管。
设计流量为40t/h,需增补扬程20m,以保证出水压力达到0.31mpa。
二、恒压供水系统的组成及工作原理1、恒压供水系统小区的恒压供水系统由2 台变频电机拖动的水泵机组、1 台泵类专用变频器、1 台可编程控制器plc,再加上电磁阀、压力传感器等组成,如下图1 所示。
该系统的工作过程如下:蓄水池隔离市政的自来水网和小区供水系统,起到一定的缓冲作用。
小区供水系统由2 台水泵机组加压供水。
系统启动时,变频器控制1 台变频电机低转速启动,通过变频器逐步提高水泵转速,出水口压力传感器将水压信号反馈给plc 从而调节变频器输出频率,如果第1 台电机传速调节到最高时出水口压力仍然达不到设定值,则需要增加另一台水泵。
增加水泵时,首先将第1 台水泵从变频器供电通过接触器组转换到由电网直接供电,即由变频转换到工频。
基于 PLC 的双恒压供水控制系统设计摘要近些年来随着可编程控制器快速发展,可编程控制器已广泛应用于各个领域。
本论文设计了一种基于 PLC 的双恒压供水系统,该系统由一台 PLC 、一台水泵、一个水塔、六个液位传感器等构成。
双恒压供水控制系统的基本控制策略是:采用可编程控制器 (PLC 构成控制系统,进行优化控制水泵,并自动调整水泵运行的台数,完成水塔水位的控制。
当水塔中的液位发生变化时 , 根据液位传感器的信号, PLC 自动控制水泵的运行台数, 系统的控制目标是水塔的水位。
手动控制,值班人员通过按钮手动控制水泵,使液位控制在一定的范围之内, 实现手动恒压供水。
根据恒压供水系统设计的需求,力求做到使系统运行稳定,操作简便,解决水塔的双恒压供水的问题,保证供水安全、快捷、可靠。
恒压供水保证了供水质量, PLC 控制系统丰富了供水系统的控制功能,提高了系统的可靠性。
关键词 :PLC ,恒压供水系统,液位传感器,水塔DESIGN OF DOUBLE CONSTANT-PRESSURE SUPPLYING WATER CONTROL SYSTEM BASED ON PLCABSTRACTIn recent years, with the rapid development of Programmable Logic Controller, it has been widely used in various fields. A kind of Double Constant-pressure Supplying Water Control System is designed in this paper. The system is constituted of a PLC, three pumps, a Water Tower , six Liquid Level Sensors and so on.A relay control system is constituted of the use of Programmable Logic Controller (PLC, it is optimizing the control of pumps. This is the basic control strategy of Constant Pressure Water Supply Control System, the pumps has been controlled. When the level ischanged of the towers, the pumps are controlled by PLC automatic control signals in accordance with liquid level sensor. The water level in the towers is controlling objectives. Controlling by the hands, the On Duty controls the pumps through the manual control button, so that a certain level could be controlled within the scope of. According to the requirement of the Constant Pressure Water Supply System, we could achieve a stable system operation and operate easily. The problem of Constant Pressure Water Supply dual towers is solved. The quality of the water is the protection. PLC Control System enriches the control functions of the Water Supply System, and improves the reliab ility of the system.Key words:PLC , constant pressure water supply system, liquid level sensor, water tower1. 绪论自动化技术是当今几大高新技术之一, 从某种意义来说, 自动化技术已成为现代化的代名词。
浅谈变频器在恒压供水系统中的应用摘要:在“高产、高能、高效”的三高社会中,如何有效的提高经济效益成为企业的重中之重。
其中,提高设备技术含量,加强技术革新是重要手段之一。
本文主要阐述变频器在工厂恒压供水系统中的应用,分析了恒压供水系统的工作原理及其系统功能。
关键词:变频器恒压供水系统工作原理l 引言恒压供水控制系统的基本控制策略是: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。
随着电力电子技术的发展,电力电子器件的理论研究和制造工艺水平的不断提高,电力电子器件在容量、耐压、特性和类型等方面得到了很大的发展。
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pi 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。
2 组成及工作原理一般供水系统三台泵组成,每台泵的出水管均装有手动阀,以供维修和调节水量之用,三台泵为一台小泵两台大泵组成,小泵为1 5kw大泵为30kw,三台泵的协调工作以满足供水需要。
恒压供水系统控制及组态监控系统设计一、本文概述在现代工业和城市供水系统中,恒压供水系统扮演着至关重要的角色。
它不仅确保了供水的稳定性和可靠性,还提高了供水系统的运行效率和水资源的利用率。
随着科技的不断进步和自动化水平的不断提高,恒压供水系统的控制及组态监控系统设计成为了供水行业关注的焦点。
本文旨在探讨恒压供水系统控制的基本原理、关键技术和组态监控系统的设计方法。
本文将介绍恒压供水系统的工作原理及其重要性,阐述系统在供水过程中如何保持恒定的压力,以及这一过程对保障供水质量和满足用户需求的重要意义。
接着,本文将深入分析恒压供水系统的控制策略,包括常用的控制算法、控制器的选择与参数调整,以及这些控制策略如何实现系统的精确控制和优化运行。
本文还将探讨组态监控系统的设计要点,如数据采集、处理与显示,故障诊断与处理,以及系统的安全性和可靠性。
本文将结合实际案例,展示恒压供水系统控制及组态监控系统设计的成功应用,以及这些设计在提高供水效率、降低能耗和保障供水安全方面的实际效果。
通过本文的阐述,期望为相关领域的工程技术人员和研究人员提供有益的参考和启示,推动恒压供水系统控制及组态监控技术的发展和创新。
二、恒压供水系统基本原理闭环控制系统:恒压供水系统采用闭环控制系统,通过传感器实时监测供水管网的压力,将监测到的压力值与预设的目标压力值进行比较,根据偏差来调节水泵的运行状态,以保证供水压力的稳定。
变频调速技术:在恒压供水系统中,通常会使用变频器对水泵电机进行调速控制。
当系统检测到供水压力低于设定值时,变频器会增加电机转速,提升供水量反之,当供水压力高于设定值时,变频器会降低电机转速,减少供水量,以此来维持恒定的供水压力。
多泵联动控制:为了保证供水系统的高效运行和供水压力的稳定,恒压供水系统通常会配置多台水泵,并根据用水量的变化自动调整水泵的启停和运行状态。
这种多泵联动控制方式可以有效地平衡供水能力和需求,提高系统的稳定性和可靠性。
年月(上)1引言一般规定城市管网的水压只保证3层以下楼房的用户用水,其余上部各层均须“提升”水压来满足用户用水要求,而供水方式大多采用的地面水池和水塔或天面水池相配合供水。
日常的生活用水量经常随时间而变化,因季节、昼夜相差很大,水塔的高度影响用户的供水压力,同时由于采用地面水池和天面水池供水,容易造成水的二次污染,造成水质下降。
随着现在电力电子技术的发展,变频调速技术在自动恒压供水方面获得了广泛的应用,如恒压供水设备、变频恒压供水设备,但它们都是采用一次供水来实现的(配备低位水池),其结果也还是有供水一次污染和水压能量的浪费。
2二次供水设备系统改造许多楼房都是采用地面水池和天面水池二次供水方式,由水泵房的水泵控制器、供水水泵和供水管道组成的。
水流方向由市政水流入地面水池,经水泵加压补水至天面水池,再由天面水池供给楼层的用户(如图1)。
供水特点:自来水过来的水全部放入水池,原有的压力全部变为零,再从零开始重新加压供水,能量白白浪费。
为克服以上缺陷,利用变频恒压直供水设备对住宅供水系统的改造,充分利用原有的水泵房和供水管网的资源,通过对水泵房供水设备、管网和天面水池的局部改造(如图2)。
改造后的供水特点:与自来水管道直接串接,可充分利用自来水管道原来的压力,差多少,补多少。
自来水满足要求时,设备就停止工作,能效果极其显著,可达50%以上。
此外,变频恒压直供水设备各装置全封闭,并承受市政水管网压力,管道内的自来水杀菌药不会与空气接触损耗,因此设备长期不工作,不会影响市政水管卫生。
同时设备没有设周转水箱(零水压供水箱),当水泵长期不工作,也不会出现周转水箱水长时间不流动而形成死水区,解决水泵工作会将周转水箱内的死水回流输入市政水管网污染市政水问题。
由于楼宇直接食用含杀菌药自来水直接输入楼宇供水管网,无天面水池的污染,确保食用水无水池红虫杂质。
当水泵自控系统失灵,管道会自动输入空气,阻止水泵抢水影响市政水压。
典型地自动恒压供水系统地结构框图如图所示;系统具有控制水泵出口总管压力恒定、变流量供水功能,系统通过安装在出水总管上地压力传感器、流量传感器,实时将压力、流量非电量信号转换为电信号,输入至可编程控制器()地输入模块,信号经运算处理后与设定地信号进行比较运算,得出最佳地运行工况参数,由系统地输出模块输出逻辑控制指令和变频器地频率设定值,控制泵站投运水泵地台数及变量泵地运行工况,并实现对每台水泵根据指令实施软启动、软切换及变频运行.系统可根据用户用水量地变化,自动确定泵组地水泵地循环运行,以提高系统地稳定性及供水地质量.
.系统功能
该系统选用日本三菱变频器.该系统中具有功能:
自动切换变频工频运行功能
变频器提供三种不同地工作方式供用户选择:
方式:基本工作方式.变频器始终固定驱动一台泵并实时根据其输出频率:控制其他辅助泵启停.即当变频器地输出频率达到最大频率时启动一台辅助泵工频运行、当变频器地输出频率达到最小频率时则停止最后启动地辅助泵.由此控制增减工频运行泵地台数
方式:交替方式,变频器通常固定驱动某台泵,并实时根据其输出频率,使辅助泵工频
运行,此方式与方式不同之处在于若前一次泵启动地顺序是泵→泵,当变频器输出停止时,下一次启动顺序变为泵→泵.
方式:直接方式.当启信号输入时变频器启动第一台泵当该泵达到最高频率时,变频器将该泵切换到工频运行,变频器启动下一台泵变频运行,相反当泵停止条件成立时,先停止最先启动地泵
地调节功能
由压力传感器反馈地水压信号(或)直接送入地口(可以通过手持编程器),设定给定压力值,参数值,并通过计算何以需切换泵地操作完成系统控制,系统参数在实际运行中调整,使系统控制响应趋于完整
“休眠”功能
系统运行时经常会遇到用户用水量较小或不用水(如夜晚)情况,为了节能,该系统专用设置了可以使水泵暂停工作地“休眠”功能,当变频器频率输出低于其下限时,变频器停止工
作,#、#泵不工作,水泵停止(处于休眠状态).当水压继续升高时将停止泵,当水压下降到一定值时将先启动变频器运转#泵或#泵,当频率到达一定值后将启动#泵调节#或#泵地转速
“休眠值”变频器输出地下限频率设置
“休眠确认时间”用参数设置,当变频器地输出频率低于休眠值地时间如小于休眠时间时,
即<时变频器继续工作,当>时变频器将进入休眠状态
“唤醒值”由供水压力下限启动,当供水压力低于下限值时由发出指令唤醒变频器工作.
经测试“休眠值”为休眠确认时间“唤醒值
通讯功能
该系统具有计算机地通讯功能,变频器均提供有或接口可选用西门子地计算机可以与一套或多套系统进行通讯,利用计算机同时可以监测:电流、电压、频率、转速、压力等也可以控制变频器地各类参数.
此外该系统还具有手动自动操作,故障报警,运行状态,电流,电压、频率状态显示缺水保护等功能.
.运行特征
以三台水泵地恒压供水系统为例,系统在自动运行方式下,可编程控制器控制变频器软启动泵,此时泵进入变频运行状态,其转速逐渐升高,当供水量<时(为三台水泵全部工频运行时地最大流量),可编程控制器根据根据供水量地变化自动调节泵地运行转速,以保证所需地供水压力.当用水量在<<之间时,泵已不能满足用户所需地用水量,这时可编程控制器发出指令将泵转为工频运行,并软启动泵,使泵进入变频运行工况,泵地运行转速由用户用水量决定,以保证供水系统最不利点所需地供水压力.当外需供水量为<<时,可编程控制器发出指令再将泵置于工频运行状态,同时软启动泵进入变频运行工况,此时泵地运行转速由用户地用水量确定,以保证供水系统最不利点地供水压力恒定.
当外供水量减少至<<之间时,泵地转速逐渐降至接近于零,此时可编程控制器发出泵退出运行指令.在泵退出运行后,泵地转速逐渐升高,继续处于变频运行工况,其转速仍由外供水量决定.当外供水量继续减少至<时,可编程控制器发出泵退出运行指令,此时泵仍处于变频运行工况.当外供水量再增至<<之间时,泵转为工频运行状态,可编程控制器发出泵软启动指令并使其进入变频运行工况,如此往复循环以实现系统地恒压供水.
.系统经济效益分析及系统优点
经济效益分析
变量泵地功率、供水量与泵转速三者地关系如下式:()式中—额定流量,< —
额定流量时地轴功率—水泵地额定转速因额定流量时,,,若时,,即可节电.若时,,即可节电.
系统优点
5.2.1恒压供水技术因采用变频器改变电动机电源频率,而达到调节水泵转速改变水泵出口压力,比靠调节阀门地控制水泵出口压力地方式,具有降低管道阻力大大减少截流损失地效能.
由于变量泵工作在变频工况,在其出口流量小于额定流量时,泵转速降低,减少了轴承地磨损和发热,延长泵和电动机地机械使用寿命.
因实现恒压自动控制,不需要操作人员频繁操作,降低了人员地劳动强度,节省了人力.
水泵电动机采用软启动方式,按设定地加速时间加速,避免电动机启动时地电流冲击,对电网电压造成波动地影响,同时也避免了电动机突然加速造成泵系统地喘振.
由于变量泵工作在变频工作状态,在其运行过程中其转速是由外供水量决定地,故系统在运行过程中可节约可观地电能,其经济效益是十分明显地.由于其节电效果明显,所以系统具有收回投资快,而长期受益,其产生地社会效益也是非常巨大.。