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基于can總線的恒壓供水監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(已修改)

2025-07-05 00:08 本頁面
 

【正文】 基于CAN總線的恒壓供水監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計關(guān)鍵詞:恒壓供水系統(tǒng)CAN總線 變頻器 PLC技術(shù) 自動控制技術(shù)一、設(shè)計要求系統(tǒng)現(xiàn)狀小區(qū)內(nèi)有一座水廠、4個水源井;水廠內(nèi)設(shè)有水池2個,4臺供水泵為居民供水,2條供水管路;每個水源井設(shè)置1臺深井泵。供水方式為深井泵將水源井的水抽至水倉內(nèi),再由供水泵將水排至供水管道,再由供水管道供給各用戶生活的需要。系統(tǒng)組成要求水廠泵房實現(xiàn)自動控制,對4個水源井泵的遠程啟動,水井水位的監(jiān)測。系統(tǒng)由PLC(可編程邏輯控制器)及其遠程擴展模塊、操作屏、檢測部分(模擬量和開關(guān)量)、執(zhí)行部分、上位機等組成。l PLC及其遠程擴展模塊系統(tǒng)的核心部分,完成對于監(jiān)測量的處理、運算和存儲,并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果控制水泵啟停等。l 操作屏現(xiàn)場設(shè)置一臺操作屏,實時生動的顯示水泵當前運行狀態(tài),現(xiàn)場提供水泵自動控制平臺。l 模擬量檢測部分主要完成對監(jiān)控需要的模擬量的采集和處理,并送入PLC。主要包括以下幾類傳感器:216。 水倉水位傳感變送器;216。 流量傳感器;216。 壓力傳感變送器;216。 溫度傳感器。l 開關(guān)量檢測部分將液壓閘閥、電動球閥、高壓柜等的工作狀態(tài)與啟閉位置等開關(guān)量信號接入PLC,監(jiān)測系統(tǒng)當前運行狀態(tài)。l 執(zhí)行部分由就地控制箱、PLC集控柜及電動閘閥系統(tǒng)組成,可完成對水泵、閘閥、電動球閥的控制。l 上位機上位機實現(xiàn)供水自動控制系統(tǒng)和監(jiān)控中心自動控制平臺之間通信;實現(xiàn)對供水系統(tǒng)的遠程操控。設(shè)計要求設(shè)計出系統(tǒng)的詳細監(jiān)控方案,包括:216。 PLC各個模塊的型號216。 傳感器型號216。 計算機配置216。 采用的通信系統(tǒng)216。 擬采用的上位機軟件設(shè)計思路。二、引言 恒壓供水系統(tǒng)介紹  供水系統(tǒng)是國民生產(chǎn)生活中不可缺少的重要一環(huán)。傳統(tǒng)供水方式占地面積大,水質(zhì)易污染,基建投資多,傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)大部分仍然采用人工手動調(diào)整參數(shù)控制,生產(chǎn)過程中的重要參數(shù)仍然依靠人工定時記錄,用水量的需求具有時變性,在用水高峰期時,管網(wǎng)壓力達不到規(guī)定的標準壓力,造成高層建筑斷水。用水低峰期時,管網(wǎng)壓力經(jīng)常超過規(guī)定的壓力上限,極易造成爆管事故并且能源損耗嚴重。本文提出采用模糊PID算法加Smith預(yù)估補償方式變頻器恒壓控制供水系統(tǒng)具有運行經(jīng)濟、可靠性高、節(jié)能效果明顯等優(yōu)點,利用CAN現(xiàn)場總線技術(shù)構(gòu)成的底層控制網(wǎng)絡(luò),采用了分布式結(jié)構(gòu)和分散控制原理,具有使用方便、易于擴展等優(yōu)點,能有效地滿足監(jiān)控系統(tǒng)在遠程監(jiān)控的實時性和可靠性要求。變頻調(diào)速技術(shù)是一種新型成熟的交流電機無極調(diào)速技術(shù),它以其獨特優(yōu)良的控制性能被廣泛應(yīng)用于速度控制領(lǐng)域,特別是供水行業(yè)中。由于安全生產(chǎn)和供水質(zhì)量的特殊需要,對恒壓供水壓力有著嚴格的要求,因而變頻調(diào)速技術(shù)得到了更加深入的應(yīng)用。供水系統(tǒng)采用“通用變頻器+單片機(包括PID調(diào)節(jié)器)+工頻/變頻切換”的控制方案。現(xiàn)場控制器能夠完成現(xiàn)場管網(wǎng)壓力反饋值的數(shù)據(jù)采集、壓力給定值的輸入、模糊PID調(diào)節(jié)運算,最后將控制量送入變頻器,控制水泵電機的轉(zhuǎn)速,達到恒壓供水的目的。同時通過profibusfms現(xiàn)場總線接收來自其他節(jié)點(主要是上位監(jiān)控計算機)的命令或者主動將自身的數(shù)據(jù)發(fā)送到profibus總線上供上位監(jiān)控計算機接收,實現(xiàn)人機交互功能。恒壓供水方式技術(shù)先進、水壓恒定、操作方便、運行可靠、節(jié)約電能、自動化程度高,在泵站供水中可完成以下功能:  ?。?)維持水壓恒定  ?。?)控制系統(tǒng)可手動/自動運行   (3)多臺泵自動切換運行  ?。?)系統(tǒng)睡眠與喚醒,當外界停止用水時,系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài),直至有用水需求時自動喚醒  ?。?)在線調(diào)整PID參數(shù);  ?。?)泵組及線路保護檢測報警,信號顯示等   將管網(wǎng)的實際壓力經(jīng)反饋后與給定壓力進行比較,當管網(wǎng)壓力不足時,變頻器增大輸出頻率,水泵轉(zhuǎn)速加快,供水量增加,迫使管網(wǎng)壓力上升。反之水泵轉(zhuǎn)速減慢,供水量減小,管網(wǎng)壓力下降,保持恒壓供水。 系統(tǒng)硬件構(gòu)成  系統(tǒng)采用壓力傳感器、PLC和SAJ變頻器作為中心控制裝置,實現(xiàn)所需功能。 來源:輸配電設(shè)備網(wǎng)安裝在管網(wǎng)干線上的壓力傳感器,用于檢測管網(wǎng)的水壓,將壓力轉(zhuǎn)化為4~20 mA的電流或者是0~10V的電壓信號,提供給SAJ變頻器。   SAJ變頻器是水泵電機的控制設(shè)備,能按照水壓恒定需要將0~50 Hz的頻率信號供給水泵電機,調(diào)整其轉(zhuǎn)速,SAJ變頻器功能強大,即預(yù)先編置好的參數(shù)集,將使用過程中所需設(shè)定的參數(shù)數(shù)量減小到最小,參數(shù)的缺省值依應(yīng)用宏的選擇而不同。系統(tǒng)采用PID控制的應(yīng)用宏,進行閉環(huán)控制。SAJ變頻器根據(jù)恒壓時對應(yīng)的電壓設(shè)定值與
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