高層建筑中裝有PLC的無塔給水設備控制系統

無塔給水設備(bei)引言  

　　隨著我國城鄉建設的(de)(de)迅速發展,水(shui)(shui)(shui)(shui)、電(dian)供(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)應不(bu)足的(de)(de)矛盾越(yue)(yue)(yue)來越(yue)(yue)(yue)成為人們關注的(de)(de)問題。例如(ru),人們日常生活(huo)中(zhong)的(de)(de)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)量越(yue)(yue)(yue)來越(yue)(yue)(yue)大(da)(da),一(yi)天中(zhong)的(de)(de)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)量的(de)(de)波(bo)動也(ye)越(yue)(yue)(yue)來越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)。以往(wang)(wang)的(de)(de)供(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)系統中(zhong),水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)的(de)(de)選取往(wang)(wang)往(wang)(wang)是按最(zui)大(da)(da)供(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)量來確(que)定(ding),而(er)實際的(de)(de)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)量在不(bu)斷變化。高峰用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)時(shi)間較(jiao)短,這(zhe)樣水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)在很長一(yi)段(duan)時(shi)間內有較(jiao)大(da)(da)余量,不(bu)僅水(shui)(shui)(shui)(shui)泵(beng)效率低,供(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)壓力不(bu)穩(wen),而(er)且造(zao)成大(da)(da)量電(dian)力、水(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源的(de)(de)浪費;并且以往(wang)(wang)依靠(kao)手動操(cao)作(zuo)控制(zhi)泵(beng)的(de)(de)啟(qi)動、停止,也(ye)已不(bu)能(neng)滿足要求。這(zhe)里,介(jie)紹一(yi)種變頻控制(zhi)的(de)(de)無塔給水(shui)(shui)(shui)(shui)設備(bei)供(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)系統,它既(ji)能(neng)解決人工操(cao)作(zuo)的(de)(de)繁(fan)雜勞動和精(jing)神壓力,又能(neng)節約能(neng)源。  

一、無塔給水設(she)備(bei)系(xi)統(tong)介紹  

　　該無塔給水設備(bei)控(kong)制(zhi)系統(tong)(tong)主要裝置(zhi)包括：可編程(cheng)控(kong)制(zhi)器（PLC）、變頻器、壓力(li)傳感器、PID控(kong)制(zhi)器以(yi)及相(xiang)關軟件(jian)控(kong)制(zhi)單元。該裝置(zhi)形成一(yi)套完整的(de)、全自(zi)動(dong)(dong)(dong)的(de)、智能的(de)恒壓供(gong)水控(kong)制(zhi)系統(tong)(tong)。該系統(tong)(tong)能夠以(yi)三種方式(shi)工作(zuo)，分(fen)別為全自(zi)動(dong)(dong)(dong)、半自(zi)動(dong)(dong)(dong)和手(shou)動(dong)(dong)(dong)操(cao)作(zuo)方式(shi)，其中后兩種是(shi)在全自(zi)動(dong)(dong)(dong)方式(shi)出現故障時的(de)彌補。  

　　2全自(zi)動無塔(ta)給水設(she)備控制原理(li)  

　　當主水(shui)管(guan)(guan)網壓(ya)(ya)力傳感器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力信(xin)(xin)號(hao)(hao)4~20mA送給數(shu)字PID控(kong)制器(qi)(qi)，控(kong)制器(qi)(qi)根據壓(ya)(ya)力設定值與實際檢測值進行(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)PID運(yun)(yun)(yun)(yun)算，并給出信(xin)(xin)號(hao)(hao)直接控(kong)制變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)轉速以(yi)使(shi)管(guan)(guan)網的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力穩定。當用(yong)(yong)(yong)水(shui)量(liang)不(bu)是(shi)很大(da)時(shi)(shi)，一臺(tai)泵(beng)(beng)(beng)在(zai)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制下穩定運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)；當用(yong)(yong)(yong)水(shui)量(liang)大(da)到變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)全速運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)也不(bu)能保(bao)證(zheng)管(guan)(guan)網的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力穩定時(shi)(shi)，控(kong)制器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力下限(xian)信(xin)(xin)號(hao)(hao)與變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)高速信(xin)(xin)號(hao)(hao)同時(shi)(shi)被PLC檢測到，PLC自動(dong)將(jiang)(jiang)原工作在(zai)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)狀(zhuang)態(tai)下的(de)(de)(de)(de)(de)泵(beng)(beng)(beng)，投入到工頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，以(yi)保(bao)持(chi)壓(ya)(ya)力的(de)(de)(de)(de)(de)連續性(xing)，同時(shi)(shi)將(jiang)(jiang)一臺(tai)備用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)泵(beng)(beng)(beng)用(yong)(yong)(yong)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)起動(dong)后投入運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，以(yi)加(jia)大(da)管(guan)(guan)網的(de)(de)(de)(de)(de)供(gong)(gong)水(shui)量(liang)，保(bao)證(zheng)壓(ya)(ya)力穩定。若兩臺(tai)泵(beng)(beng)(beng)運(yun)(yun)(yun)(yun)轉仍(reng)，則(ze)依次將(jiang)(jiang)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)工作狀(zhuang)態(tai)下的(de)(de)(de)(de)(de)泵(beng)(beng)(beng)投入到工頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)，而將(jiang)(jiang)另一臺(tai)備用(yong)(yong)(yong)泵(beng)(beng)(beng)投入變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。當用(yong)(yong)(yong)水(shui)量(liang)減少時(shi)(shi)，首(shou)先表現(xian)為變(bian)(bian)(bian)頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)已工作在(zai)最低速信(xin)(xin)號(hao)(hao)有效，這時(shi)(shi)壓(ya)(ya)力上(shang)限(xian)信(xin)(xin)號(hao)(hao)如仍(reng)出現(xian)，PLC首(shou)先將(jiang)(jiang)工頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)泵(beng)(beng)(beng)停(ting)掉，以(yi)減少供(gong)(gong)水(shui)量(liang)。當上(shang)述兩個信(xin)(xin)號(hao)(hao)仍(reng)存在(zai)時(shi)(shi)，PLC再停(ting)掉一臺(tai)工頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)電機(ji)，直到最后一臺(tai)泵(beng)(beng)(beng)用(yong)(yong)(yong)主頻(pin)(pin)(pin)(pin)(pin)器(qi)(qi)恒(heng)壓(ya)(ya)供(gong)(gong)水(shui)[4]。另外，控(kong)制系統設兩臺(tai)泵(beng)(beng)(beng)為一組(zu)，每(mei)臺(tai)泵(beng)(beng)(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)電機(ji)累計運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)時(shi)(shi)間可顯示(shi)，24小時(shi)(shi)輪換一次，既保(bao)證(zheng)供(gong)(gong)水(shui)系統有備用(yong)(yong)(yong)泵(beng)(beng)(beng)，又保(bao)證(zheng)系統的(de)(de)(de)(de)(de)泵(beng)(beng)(beng)有相同的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)時(shi)(shi)間，確保(bao)了泵(beng)(beng)(beng)的(de)(de)(de)(de)(de)可靠壽命。  

二、無(wu)塔給水(shui)設備恒(heng)壓供水(shui)控(kong)制系統(tong)的編程(cheng)  

　　本程序用(yong)富(fu)士專用(yong)的FLEX PLC編(bian)程器編(bian)譯[1]，利用(yong)梯形圖清晰直觀地展示各設(she)備的運轉狀況等(deng)等(deng)。具體編(bian)程思想如下：  

　　首先選(xuan)擇(ze)利用FLEX PLC的輸入繼(ji)(ji)電器、輸出繼(ji)(ji)電器以及(ji)內部(bu)繼(ji)(ji)電器，確定(ding)本(ben)設(she)計(ji)方案所包括的儀(yi)器儀(yi)表(biao)。即一(yi)臺富士NB系列PLC、兩臺7.5KW水泵、一(yi)臺富士G11/P11變頻器、一(yi)臺壓(ya)力傳感器、一(yi)臺SR90系列PID調節器、若(ruo)干個(ge)空(kong)氣開(kai)關、斷路器、中間繼(ji)(ji)電器等。根據PLC接(jie)線原理圖（如(ru)圖2所示(shi)），進(jin)行詳細(xi)接(jie)線，并(bing)參考FUJI NB系列可編程控制(zhi)器得(de)參考手(shou)冊，對PLC輸入輸出端子進(jin)行定(ding)義。  

三、無塔給(gei)水設備系統操作說明  

　　4.1自動控制  

　　1. 設定用戶需要的目(mu)標壓力值  

　　系統送(song)電之后，控制柜面板上的(de)(de)電源指(zhi)示(shi)(shi)燈(deng)點亮，其(qi)下(xia)方的(de)(de)溫(wen)控表將會有顯(xian)示(shi)(shi)：PV---.---、SV---.---。其(qi)中PV---.---表示(shi)(shi)水管(guan)網中的(de)(de)實測壓力值(zhi)(zhi),SV---.---表示(shi)(shi)用戶需要的(de)(de)目(mu)(mu)標(biao)壓力值(zhi)(zhi).用戶可按(an)動▲、▼鍵(jian)使 SV---.--- 中的(de)(de)數(shu)字(zi)發(fa)生(sheng)改變，直到顯(xian)示(shi)(shi)用戶需要的(de)(de)水管(guan)網的(de)(de)壓力值(zhi)(zhi)時按(an)下(xia)ENT鍵(jian)，結束(shu)目(mu)(mu)標(biao)壓力值(zhi)(zhi)設定。  

　　2.選擇需要開啟的泵組  

　　自動(dong)(dong)/停/手動(dong)(dong)開關向(xiang)左(zuo)45度(du)扳(ban)動(dong)(dong)一次時(shi)，泵(beng)組處于(yu)啟動(dong)(dong)狀(zhuang)態(tai)，系統將(jiang)選擇1號泵(beng)組啟動(dong)(dong)；控制柜面板上(shang)的自動(dong)(dong)/停/手動(dong)(dong)開關扳(ban)到垂直位(wei)置時(shi)，四臺泵(beng)組均(jun)處于(yu)停止狀(zhuang)態(tai)。當將(jiang)自動(dong)(dong)/停/手動(dong)(dong)開關再次向(xiang)左(zuo)45度(du)扳(ban)動(dong)(dong)一次時(shi)，系統將(jiang)選擇2號泵(beng)啟動(dong)(dong)；   

　　3.變(bian)頻自動工作開(kai)始  

　　當系(xi)統檢測到(dao)某臺泵組的(de)(de)(de)啟動信號以后，便會使變頻(pin)(pin)器開始(shi)升頻(pin)(pin)工(gong)作，此時(shi)水(shui)管網中(zhong)的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)(li)開始(shi)上升，即PV---.---中(zhong)的(de)(de)(de)顯(xian)(xian)示(shi)值開始(shi)上升，并不斷趨向于用(yong)戶(hu)設定的(de)(de)(de)SV---.---中(zhong)的(de)(de)(de)目標壓(ya)力(li)(li)值。當水(shui)管網中(zhong)的(de)(de)(de)壓(ya)力(li)(li)和用(yong)戶(hu)的(de)(de)(de)設定的(de)(de)(de)目標壓(ya)力(li)(li)值相吻合（即PV---.---中(zhong)的(de)(de)(de)顯(xian)(xian)示(shi)值和SV---.---中(zhong)的(de)(de)(de)顯(xian)(xian)示(shi)值相吻合）時(shi)，變頻(pin)(pin)器的(de)(de)(de)輸出頻(pin)(pin)率便會穩(wen)定[3]。  

　　4.2自動控制(zhi)中的部分功能  

　　1.自動切(qie)換至工頻  

　　2.故障泵組(zu)自動(dong)退(tui)出運行  

　　3.定期倒換工作泵(beng)組(zu)  
 

五、無塔(ta)給(gei)水設備(bei)恒壓供水控制系統的(de)優點(dian)  

　　1.采用(yong)變頻恒(heng)壓(ya)供(gong)水，消除了(le)主管網壓(ya)力(li)波動，保(bao)證了(le)供(gong)水質量，而且節能效(xiao)果明顯(xian)，并延長了(le)主管網及其閥門的(de)使用(yong)壽命。  

　　2.用(yong)穩壓減壓閥經濟地解決了不同用(yong)水壓力的問題(ti)。  

　　3.拓寬運用變頻恒壓(ya)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)原理(li)，較好地解(jie)決了(le)加壓(ya)泵房(fang)與抽水(shui)泵房(fang)的遠程通訊總是(shi)并達到(dao)異地連鎖(suo)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)的目的。  

　　4.在抽水泵房設置連續(xu)液位顯(xian)示，并將信號傳與PLC，防止(zhi)泵缺水燒(shao)壞電機，設定的(de)(de)取水位置，確保水的(de)(de)質(zhi)量。  

　　5.電機(ji)既有電機(ji)保(bao)護(hu)器，又有軟起(qi)動(dong)器，克服(fu)了(le)起(qi)動(dong)時的大電流沖擊(ji)，相對延長(chang)了(le)電機(ji)制使(shi)用(yong)壽(shou)命。  

　　6.由(you)于采用PLC控(kong)制的(de)壓力自動控(kong)制，可以實現無人(ren)遠程操作(zuo)，系(xi)統的(de)PLC預留有RS485接口(kou)，可與(yu)公司總調度室計算機網絡進行連接。  

　　7.通過(guo)采用變頻(pin)器(qi)控制(zhi)，可在不同季節(jie)、節(jie)假日、日夜及上下班等(deng)全面調(diao)控水量。 

無(wu)塔給水(shui)設備概述

      無塔供水(shui)設(she)備(bei)，顧(gu)名思義其實就是用(yong)無負壓氣壓罐代替了傳統(tong)(tong)的(de)水(shui)塔或者蓄水(shui)池(chi)，也叫做變頻無負壓供水(shui)設(she)備(bei)，它是由(you)長沙中(zhong)贏供水(shui)設(she)備(bei)有限(xian)公司專家潛(qian)心(xin)研發改造出來(lai)的(de)智能化供水(shui)設(she)備(bei)。傳統(tong)(tong)的(de)供水(shui)方式(shi)離(li)不(bu)開蓄不(bu)池(chi)，蓄水(shui)池(chi)中(zhong)的(de)水(shui)一般自(zi)來(lai)水(shui)管供給，這樣(yang)有壓力的(de)水(shui)進入水(shui)池(chi)后變成零，造成大量的(de)能源白白浪費。

      無塔(ta)給水設備是長沙(sha)中贏供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)設(she)備(bei)有限(xian)公司專業技術人(ren)員在氣壓給水(shui)(shui)(shui)(shui)設(she)備(bei)的(de)(de)基礎(chu)上開發的(de)(de)一種(zhong)能直接與自來水(shui)(shui)(shui)(shui)管(guan)(guan)網(wang)連(lian)接，且對自來水(shui)(shui)(shui)(shui)管(guan)(guan)網(wang)不產生(sheng)任何負作用的(de)(de)成套給水(shui)(shui)(shui)(shui)設(she)備(bei)。它可以取(qu)代蓄(xu)水(shui)(shui)(shui)(shui)池，能充分(fen)利用自來水(shui)(shui)(shui)(shui)管(guan)(guan)網(wang)的(de)(de)壓力(li)直接供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)或間(jian)接供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)，避免了能源(yuan)的(de)(de)二次浪(lang)費和二次污染(ran)，大(da)幅度節(jie)省了基建投資并縮短了施(shi)工工期。無塔給水設(she)備由智(zhi)能型變(bian)頻(pin)控制(zhi)柜，穩流(liu)罐，水(shui)泵機組，儀表，閥(fa)門及管(guan)路，基座(zuo)等組成，適用于(yu)一切需要增高水(shui)壓，恒定流(liu)量的(de)給水(shui)系統。

給(gei)水設備系列

      無(wu)塔(ta)給(gei)水設(she)(she)備(bei)(bei)、氣壓(ya)給(gei)水成套設(she)(she)備(bei)(bei)、消防(fang)氣壓(ya)給(gei)水設(she)(she)備(bei)(bei)、氣壓(ya)無(wu)塔(ta)供(gong)水成套設(she)(she)備(bei)(bei)、、消防(fang)氣壓(ya)供(gong)水設(she)(she)備(bei)(bei)、生活氣壓(ya)給(gei)水設(she)(she)備(bei)(bei)、全自(zi)動變(bian)頻調速恒壓(ya)消防(fang)給(gei)水設(she)(she)備(bei)(bei)。

無塔給水(shui)設備性能特(te)點

 ;     設備可(ke)替代高位水(shui)箱、水(shui)塔(ta)，壓(ya)力相對穩定，避(bi)免(mian)水(shui)泵(beng)頻繁啟動，高效節(jie)能(neng)，噪(zao)音低。

      無塔給水設(she)(she)備產(chan)(chan)品采(cai)用CAD設(she)(she)計(ji)中心、三維(wei)模擬制(zhi)造(zao)設(she)(she)計(ji)系統進行新產(chan)(chan)品開發(fa)設(she)(she)計(ji)，優化產(chan)(chan)品結(jie)構，保證了新產(chan)(chan)品研發(fa)的質量(liang)和(he)速度。

無塔給水設備應用范(fan)圍：

1、新建的(de)住宅(zhai)小區、別墅、寫字樓、綜合樓生(sheng)活供(gong)水

2、高層建(jian)筑、消防用水、高級賓館(guan)飯店(dian)等的生活(huo)供水

3、氣壓(ya)給水(shui)(shui),地(di)面水(shui)(shui)池(chi)加壓(ya)等傳統(tong)供水(shui)(shui)系統(tong)改造(zao)。

4、各種鍋爐冷水供水系統、鍋爐熱水。

5、自來水廠的中間加壓(ya)泵站、自來水二次增壓(ya)。

6、各工礦企業的生(sheng)產、生(sheng)活用水、管(guan)網穩壓。

7、各種類型的循(xun)環水、冷卻水供應系統。

8、自來水壓力不能滿足要(yao)求(qiu)的生活、消防加壓供水等。

     無(wu)塔給水設備(bei)的泵體可采用鑄(zhu)鐵、球(qiu)鐵、碳鋼(gang)、合金鋼(gang)、不銹(xiu)鋼(gang)等(deng)材料鑄(zhu)造，另可根(gen)據用戶特殊(shu)需求定制(zhi)生(sheng)產。無(wu)塔給水設備(bei)供水系統廣(guang)泛應用(yong)于水利、建筑(zhu)、消防、電力(li)、環保、石油、化工(gong)等各個領域。