基于plc的小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文-在線瀏覽
2025-03-05 13:41本頁面
【正文】 壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力大。 恒壓供水系統(tǒng)對(duì)于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的。又如發(fā)生火災(zāi)時(shí)，若供水壓力不足或或無水供應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。 隨著電字技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)的日益完善，以變頻調(diào)速為核心的智能供水控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設(shè)備，起動(dòng)平穩(wěn)，起動(dòng)電流可限制在額定電流以內(nèi)，從而避免了起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊；由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了，從而可延長泵和閥門等東西的使用壽命。 變頻恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)相對(duì)與傳統(tǒng)的加壓供水方式，變頻恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)突出的體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：變頻恒壓供水系統(tǒng)的最顯著優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)約電能，節(jié)能量通常在1040%。變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)供水壓力穩(wěn)定而流量可在大范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而可以保證用戶任何時(shí)候的用水壓力，不會(huì)出現(xiàn)在用水高峰期熱水器不能正常使用的情況。、管理簡(jiǎn)便新型的小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)具備了過流、過壓、欠壓、欠相、短路保護(hù)、瞬時(shí)停電保護(hù)、過載、失速保護(hù)、低液位保護(hù)、主泵定時(shí)輪換控制、密碼設(shè)定等功能，功能完善，全自動(dòng)控制，自動(dòng)運(yùn)行，泵房不設(shè)崗位，只需派人定期檢查、保養(yǎng)。變頻器的無級(jí)調(diào)速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了機(jī)泵軟啟動(dòng)，避免了電機(jī)開停時(shí)的大電流沖擊，消除了水泵的水錘效應(yīng)。另外不用水塔或天面水池、控制間不設(shè)專人管理、設(shè)備故障率極低等方面都實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步減少投資，運(yùn)行管理費(fèi)低的特點(diǎn)，再加上變頻供水的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)，都決定了小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)的投資回收期短，一般約2年。，冷卻水循環(huán)，熱力網(wǎng)水循環(huán)，鍋爐補(bǔ)水等。其由水泵、止回閥、氣壓罐組成，如圖21所示。截止閥的作用是只允許介質(zhì)向一個(gè)方向流動(dòng)，而且阻止方向流動(dòng)。壓力變送器將水管的壓力信號(hào)傳給PLC，當(dāng)水管壓強(qiáng)低于設(shè)定值時(shí)，PLC啟動(dòng)水泵的啟動(dòng)，利用氣壓罐對(duì)小區(qū)小流量進(jìn)行供水；當(dāng)水管壓強(qiáng)大于設(shè)定值時(shí)， PLC停止水泵工作。其能夠達(dá)到大水泵和變頻器休息作用，啟動(dòng)小功率水泵還能夠節(jié)約電能。選取3臺(tái)流量為5L/S、功率為11KW的水泵，其同時(shí)工作時(shí)，有15L/S的流量，就能夠至少滿足180戶人的小區(qū)供水。水壓大于設(shè)定值時(shí)通過閉合交流接觸器停止一臺(tái)水泵；水壓小于設(shè)定值時(shí)，通過斷開交流接觸器啟動(dòng)一臺(tái)水泵。工作流程為變頻供水時(shí)，變頻啟動(dòng)M1，當(dāng)水壓不能滿足時(shí)工頻運(yùn)行M2，水壓還不夠時(shí)，工頻運(yùn)行M3，水壓。當(dāng)水量減小時(shí)，變頻器的頻率下限信號(hào)出現(xiàn)，停止現(xiàn)在的變頻泵，同時(shí)將上一臺(tái)變?yōu)樽冾l運(yùn)行。如果采用第一種方案，水泵都是直接啟動(dòng)和停止，沒有平滑的曲線對(duì)電機(jī)有很大的傷害；而第二中方案，電機(jī)的啟動(dòng)都是由變頻器來控制，這樣達(dá)到了軟啟動(dòng)的作用，對(duì)電機(jī)的壽命有了延長作用，而且使水壓更穩(wěn)定。 硬件總設(shè)計(jì)圖（6）系統(tǒng)原理圖當(dāng)用水量較小時(shí)，小功率水泵M4運(yùn)行，閥門打開，利用氣壓罐供水；當(dāng)用水量增大到氣壓罐不能保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定時(shí)，啟動(dòng)變頻器，把大功率水泵M1投入到變頻運(yùn)行；若還不能保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定時(shí)，把原來變頻狀態(tài)下的水泵M1投入到工頻，以保證管網(wǎng)的供水量穩(wěn)定。當(dāng)水量減小時(shí)，變頻器的頻率下限信號(hào)和管網(wǎng)的壓力上限信號(hào)時(shí)，停止現(xiàn)在的變頻泵，同時(shí)將上一臺(tái)變?yōu)樽冾l運(yùn)行。當(dāng)?shù)竭_(dá)變頻器的頻率下限信號(hào)和管網(wǎng)上限信號(hào)時(shí)，停止正在運(yùn)行的變頻器和大功率水泵，把小功率的水泵M4投入運(yùn)行，利用氣壓罐供水，以節(jié)約用電和休息變頻器。目前，一般住宅小區(qū)的設(shè)計(jì)流量主要包括以：居民生活用水、公共建筑用水、消防用水、綠化用水、澆灑道路用水、未預(yù)見水量及管網(wǎng)漏失水量。小區(qū)居民生活用水,本小區(qū)600戶居民，則總用水人數(shù)2100，按照城市住宅標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定“住宅每人最高日生活用水定額不應(yīng)小于230L”，可取300L/（人又根據(jù)《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ1588），有以下的公式： Qh = KhQd/T 式中 Qh最大小時(shí)生活用水量（m3/h）； Qd最高日用水量（m3/d）； T每日（或最大班）使用時(shí)間（h/d）； Kh小時(shí)變化系數(shù)，可取2。此外還有有臺(tái)小流量水泵用于氣壓罐供水。它的具體型號(hào)如表（4）。它采用可編程程序的儲(chǔ)存器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令。可編程控制器及其設(shè)備，都應(yīng)易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成統(tǒng)一整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)選取西門子的S7200 PLC，它可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU。 集成的24V負(fù)載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分別輸出280，400mA。 在本系統(tǒng)中有2個(gè)輸入點(diǎn)和8個(gè)輸出點(diǎn)，所以選擇CPU224最好，其輸出為280mA。3. 編程器選擇：選取STEP 7Micro/WIN32 ，通過CP5611卡對(duì)PLC編程。本設(shè)計(jì)中選取主要硬件和預(yù)計(jì)金額如表（7）?！? PLC是一種用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制的設(shè)備，一般不需要采取什么措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。PLC應(yīng)安裝在：~55oC，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。防止振動(dòng)頻率為10~55Hz的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。例如氯化氫、硫化氫等。第三章 軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)方法選取方法一：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法在一些典型的電路基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對(duì)象對(duì)控制系統(tǒng)的具體要求，不斷完善和修改。但是此系統(tǒng)是一個(gè)比較復(fù)雜的系統(tǒng)，需要大量的中間單元來完成記憶、聯(lián)系和互鎖等功能由于考慮的因素很多，他們往往交織在一起，分析起來很困難，并且很容易遺漏一些應(yīng)該考慮的問題。方法二：根據(jù)繼電器電路圖設(shè)計(jì)程序的方法編程簡(jiǎn)單，但是需要注意的問題很多，如應(yīng)遵守梯形圖語言中的語法規(guī)定、時(shí)間繼電器的處理等。方法三：順序控制設(shè)計(jì)法按照生產(chǎn)工藝預(yù)定先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有次序的進(jìn)行操作。與第二種方法相比不會(huì)有太多注意的問題。 它由步、有向連線、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作組成。 NETWORK 1 //初始狀態(tài)// //NETWORK COMMENTS// LD O AN = NETWORK 2 //// //NETWORK COMMENTS//
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