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UniMAT PLC在恒温恒压供水系统中的应用

 一、采用恒温恒压供水的好处
  恒温恒压供水系统对于生活是非常重要的,例如在房屋供水过程中,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。恒温供水则能保证供给用户的水保持在设定的温度范围内。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,我公司为一酒店开发供水系统,采用西门子224CPU加上我们自己的UniMAT数字量??楹臀露饶?樽魑骺氐ピ?,利用西门子变频器,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、供水控制系统的基本控制策略
  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。
  变频器与PLC的通信只需要调用USS库程序,编程简单明了。UniMAT温度??椋?31.7PD22)的测温误差控制在1℃
之内,能有效的保证水温的检测工作,各数字量输入通道检测低水位信号,输出通道按设定好的程序控制各开关和水阀的动作,保障系统正确无误的运行。

 三、供水系统的基本构成
  变频恒压供水系统采用一台西门子变频器拖动四台0.5KW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?!钡脑蚪尤牒屯顺?。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。
  供水系统分三部分储水,一部分为冷水,一部分为加热过的热水,两部分的水通过水阀控制汇集到第三个储水部分,该部分装有水温探测器,回馈温度信号至UniMAT温控???,再通过PLC控制前两部分水阀的开关,把第三部分水的温度保持在一设定的范围。
  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、温度设定值。
  主要控件功能包括:
(1) 压力设定值范围:0.30-0.60Mpa;水温设定值范围:
5℃-60℃。
(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。

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