基于PLC的物業(yè)供水系統(tǒng)設計

【專家解說】：以下方案，僅供參考 WHG系列變頻調速恒壓供水設備 我公司采用日本三墾公司最新一代IPF系列變頻調速器、 并配以恒壓供水控制基板IWS，開發(fā)生產出“WHG系列變頻恒壓供水設備”。該設備無需附加多余的控制器件（如PLC可編程序控制器、 PID調節(jié)器及其它的專用控制器等），提高了系統(tǒng)的可靠性。 該系統(tǒng)可根據管網瞬間壓力變化， 自動調節(jié)某臺水泵的轉速和多臺水泵的投入和退出，使管網主干管出口端保持在恒定的設定壓力值，并滿足用戶的用水要求， 使整個系統(tǒng)始終保持高效節(jié)能的最佳狀態(tài)。 該設備可取代傳統(tǒng)的水塔、高位水箱或氣壓罐等供水方式，節(jié)能效果顯著， 是國家重點推廣的節(jié)能新技術產品。 一、主要性能和特點 1、自動化程度高，可實現恒壓變量、生活供水/消防供水雙恒壓等控制方式，多種啟、停控制方式。 2、節(jié)電率30％--50％（配以節(jié)能運轉模式，還可進一步提高節(jié)能效果）。 3、變頻器可對電機進行軟啟軟停，減少設備損耗，延長電機壽命。 4、管網壓力恒定，，壓力誤差≤±1％，無沖擊。 5、功能齊全，運行可靠，操作維護簡便。 6、具有手動、自動操作功能。 7、智能化控制，可任意修改參數指令（如壓力設定值、控制順序、 控制電機數量、壓力上下限、PID值、加減速時間等）。 8、設備具有完善的電氣安全保護功能，對過流、過壓、 欠壓、過載、斷水等故障均能自動保護，特別是輸入缺相、輸出缺相保護功能，徹底解決了電機缺相運行燒毀電機的問題，提高了電機的使用壽命。 9、可根據用戶的需要，選擇各種附加功能，如電機定時切換、 添加附屬小泵，自動定時開機、關機等。 二、工作原理 在設備運行中，由于用水量的變化，使供水壓力發(fā)生變化，通過壓力傳感器將壓力變化信號傳送給運行控制器，經控制器電腦與設定壓力比較判斷后， 調整變速泵轉速或水泵運行臺數，調整供水流量使供水壓力重新回到設定的壓力值，滿足用水要求。 若用水量很小時，經控制器電腦分析確認后自動停止主供水系統(tǒng)運行，啟動夜間值班小泵，以維持管網壓力和少量用水，當用水量達到值班小泵不能維持設定的壓力時，主供水系統(tǒng)自動啟動，值班小泵停止運行，從而提高了系統(tǒng)運行的安全性，并獲得了明顯的節(jié)電效果。 三、適用范圍 1、城鎮(zhèn)居民生活區(qū)供水可供50～10000戶單樓或樓群。 2、高層建筑、飯店賓館及各類其它建筑的室內供水。 3、各類自來水廠的加壓系統(tǒng)。 4、農村居民自來水泵站。 5、各類鍋爐給水系統(tǒng)。 6、消防供水系統(tǒng)。 四、 產品及選型介紹 1 、單泵恒壓變量供水控制系統(tǒng)—WHG-□□□-(空) （1）該系統(tǒng)是為各企事業(yè)單位自備井設計制造的供水系統(tǒng)， 可利用原有舊泵進行改造，對原有供水管網不做任何改動，工程量小，見效快，節(jié)約資金。 系統(tǒng)從安裝在總管出口處的遠傳壓力表采集管網壓力， 依據該反饋信號作出判斷，并對水泵進行變頻調速，調節(jié)水泵的出水量，滿足用戶的用水需求，并達到節(jié)能目的。 （2）該系統(tǒng)還可以做成一用一備的控制方式； 如當第一臺泵出現故障時手動轉換到另外一臺泵工作，或做成第一臺水泵工作一段時間后，系統(tǒng)自動切換到另外一臺泵工作的定時切換方式。 （3）此系統(tǒng)具有自動控制回路、手動控制旁路及各相應的運行指示狀態(tài)，并且具備各種完善的保護功能，如缺相報警、過載報警、變頻器故障報警等功能。 （4>）對于控制深井泵或潛水泵的單泵恒壓變頻調速控制系統(tǒng)，因潛水泵泵的額定電流比同功率變頻器的額定電流大，輸出轉矩也比較高，因此在選用時應選比水泵額定功率大一級的控制系統(tǒng)。 2 、多泵恒壓供水固定方式控制系統(tǒng)—WHG-□□□-P 該系統(tǒng)由兩臺以上主泵（及一臺附屬小泵）組成，其中一臺變頻運行， 其余工頻運行。 該系統(tǒng)可根據壓力變化，一臺固定的水泵變速運行， 其余水泵以工頻方式自動投入，實現水壓恒定。系統(tǒng)具有自動與手動雙控制回路。 系統(tǒng)功能可根據用戶需要，選擇如下： (1) 啟動方式（先啟先停、后啟先停）； (2) 液位控制，可依據蓄水池的水位高低情況控制系統(tǒng)的啟停狀態(tài)； (3) 輔助小泵功能，在夜間用水量較小時，關掉變頻泵，通過輔助小泵維持管網一定壓力，可使節(jié)能效果更顯著。 3、多泵恒壓供水循環(huán)軟啟動方式控制系統(tǒng)--WHG-□□□-X 該系統(tǒng)為一臺變頻器依次控制每臺水泵實現軟啟動及轉速的調節(jié)，實現恒壓。 該系統(tǒng)控制原理不同于前兩種系統(tǒng)之處為，變量泵達到水泵額定轉速后，如水壓在所設定的判斷時間內還不能滿足設定恒壓值時，系統(tǒng)自動將當前變量泵狀態(tài)切換為工頻狀態(tài)，并指示下一臺泵為變量泵，運行過程同前。 除啟動方式只可為先啟先停外，固定方式系統(tǒng)的選擇功能同樣適用于該系統(tǒng)。 4 、消防加壓變頻調速供水控制系統(tǒng)—— WXG- □□□ 消防供水控制系統(tǒng)除具備可接受遠程火災信號遠程操作和遠程報警功能外，規(guī)格同 WHG 系列，可按 WHG 系列樣本選型。 五、選型建議 目前我公司生產的WHG系列恒壓供水控 制設備，固定和循環(huán)兩種方式控制精度和節(jié)能效果均相同，切換過程中對管網壓力的擾動同樣很小。不同點為：固定方式設備投資少， 運行維護簡單，故障點少，但工頻泵切換時對泵的機械磨損較大，各泵的使用壽命不均；而循環(huán)方式則可減少泵切換時的機械磨損， 使各泵的使用壽命均勻，不足之處是設備投資相對較高，因該方式泵切換時可能出現電流沖擊，日久容易造成接觸器接觸點粘連現象， 所以對接觸器質量要求較高，如選擇不當，有可能會損傷變頻器。 我們建議，對于控制功率較小的系統(tǒng)兩種方式均可選用，而控制功率較大的系統(tǒng)以固定方式為好。 六、型號規(guī)格說明 以 WHG-37M3-PF 為例說明如下： WHG---設備型號（微機控制恒壓供水設備） 37---控制水泵電機額定功率（KW） M---工頻泵普通方式啟動（C---Y-三降壓啟動方式，J---自耦降壓啟動方式） 3---控制主水泵數量（1-7） P---固定工作方式（X---循環(huán)工方式，空---一臺變頻） F---有輔助小泵（空--無輔助小泵） 七、設備節(jié)能分析 根據理論分析，當電源電壓一定時，電機消耗的功率與其轉速 的立方成正比，即 N1 / N2 =( n1 / n2)^3 其中 N1 和 N2 是電機消耗的功率， n1 和 n2 是相應于 N1 和 N2 的轉速。當水泵的揚程一定時，其出水量與轉速成正比，即： Q1 / Q2 = n1 / n2 其中， Q1 和 Q2 表示相應于 n1 和 n2 的水泵的出水量。因此在維持水泵壓力恒定的條件下，通過調整水泵機組的轉速從而調整水泵的出水量，就可以大大節(jié)約電機所消耗的功率而達到節(jié)能的目的。據統(tǒng)計大多數水泵實際平均供水量只是額定值的 70% ~ 80% ，當供水量分別為額定值的 100% 、 90% 、 80% 、 70% 時，水泵的轉速和功率與額定值之比將如下表所示： Q / Q0 n / n0 N / N0 100% 100% 100% 90% 90% 72.9% 80% 80% 51.2% 70% 70% 34.3% 一般的說，變頻調速恒壓供水方式用于生活供水，節(jié)電效率很高，可達 50% ，用于工業(yè)供水則在 30% ～ 40% 之間。對于郊區(qū)或農村用水量變化大的用戶，變頻調速恒壓供水方式 更加優(yōu)越。