摘要无负压供水系统用于生活用水的二次增压。所谓为无负压是指在水泵工作时对市政管网的给水压力不产生压降,这就需要真空抑制技术、稳流补偿技术、预压平衡补偿技术、能量储存释放技术、变频调速技术和智能节制技术等多种技术配合效用来实现。智能节制器目前有基于单片机专用的节制器和基于PLC的智能节制器。PLC以其灵活和可靠的独特之处愈来愈多地应用在无负压供水系统中。和利时公司的LM系列PLC以其强大的数据处理能力、优化的PID技术和无负压供水系统标准的应用程序,在无负压供水设备中愈来愈多的应用。
关键词无负压供水;和利时LM系列PLC;节制系统标准程序
1引言
无负压供水是在变频恒压供水的根蒂根基上发展起来的,它的先进之处在于将系统直接与自来水管网串联对接,而不用成立水池和设置水箱,供给用户的水完全在1个密封的环境中,制止了饮用水在供水过程中的二次污染。这种供水方式实现了无池供水与变频恒压供水的联合,能够达到比其它供水方式更环保节能的效果。此外在供水过程中,充分利用自来水原本的压力,因此可节电50%以上。不仅如此,无负压供水系统联合真空抑制、稳流补偿、预压平衡补偿、能量储存释放、变频调速和智能节制等技术,在供水的同时不,会对市政管网产生压降,从而保证了市政管网的正常运行。
2无负压供水工艺概述
无负压供水节制系统的核心观点就是通过变频器节制水泵的运行频率,达到节能供水的效果,同时系统还加入了市政管网保护功能、水泵保护功能和故障处理等功能。为了节约成本,目前人们大多接纳1个变频器节制多个水泵的变频运行方式,也就是我们常说的一拖二、一拖三或一拖四等节制系统。接纳这种方式,变频器轮流节制各个水泵变频运行。
水泵的运行方式有两种,一种是变频运行,一种是工频运行。水泵的运行方式由中央节制器根据用户用水量的多少自动节制。系统启动后,水泵起首变频运行,当用水量增加时,变频水泵转换为工频运行,并启动下一台水泵变频运行。用水量减少后,工频水泵退出运行,水泵的投切过程如此循环反复。
在用水量很少,或没有效水时,为了节能与延伸水泵的使用寿命,水泵还可以进入休眠状况。当用水量增加时,水泵会自动从休眠状况中被叫醒。当一台水泵永劫间运行时,为了使各个水泵均衡运行,系统会自动选择运行时间最短的水泵运行。当有水泵出现故障时,系统会自动跳过该水泵,不会影响其他水泵的投切过程。
3无负压供水节制系统结构设计
在传统的无负压供水设备中,节制器大多接纳单片机设计,这种节制器一般都不容许用户对其内部的程序举行修改。要是想增加一些功能,则必须找节制器的供应商帮助完成。这就导致了系统的灵活性较差,而且这种节制器一般都没有经过可靠性测试,在可靠性方面可能存在或多或少的问题。
接纳PLC作为核心节制单元,在可靠性上得到了保证,其开放的编程环境也使系统开发和维护更加方便。不仅如此,和利时还为无负压供水设备供给了标准的例程,用户可以直接使用这个例程搭建无负压供水节制系统,或者可以根据需要对例程举行简单的修改,这样大大提高了系统的成立效率和系统的开放性。
本次设计针对1拖3无负压供水节制系统。系统主要由PLC、变频器、离心泵、压力传感器、水位传感器、缺相保护器、故障报警灯等构成。PLC卖力三个水泵的投切节制算法,根据管网出口的设定压力动态调治变频器的输出频率,和实现倒泵、休眠、故障处理、无负压补偿等功能。本系统接纳和利时LM系列PLC作为系统节制器,并且通过LM系列PLC自带的RS232接口毗连现场的触摸屏HT6720T,触摸屏程序具有系统参数设置、预示系统运行状况、查询系统报警记录等功能。为了便于用户查询节制系统的运行状况和设置出口压力等参数,这里还用LM系列PLC自带的RS485接口毗连了1个短信数传模块,用户可以通过手机随时查询水泵的运行状况和设定管网的出口压力。无负压供水节制系统结构如图1所示。
3-1无负压供水节制系统结构图
4无负压供水节制系统软件设计
无负压供水节制系统操作界面由触摸屏HT6720T制作。操作界面主要可以完成无负压供水节制系统运行工况的监视、系统运行参数设置、实时报警预示、历史报警预示等功能。触摸屏工况界面如图3所示,可以查看各个水泵的运行状况和进水压力、目标压力和出水压力等几个重要的输出参数。
图4和图5是参数设置界面,可以举行系统参数的设置。所设置的参数均为掉电保持。LM系列PLC中掉电保持区的数据为永久保持,可以制止因停电导致系统设定参数亡失的后顾之忧。图6为触摸屏报警查询银幕,可以查询实时报警和历史报警信息。
图3触摸屏工况界面上海春姜供水生产销售热线：O21-69592448，
5系统的独特之处
基于LM系列PLC的无负压供水系统具有如下独特之处:
可靠性
可靠性是无负压供水系统的关键。与传统的单片机节制器相比,LM系列PLC在稳定性、抗干扰性和恶劣条件下的工作性能都要更胜一筹。LM系列PLC的输入和输出点都是与现场断绝的,这为系统的可靠性供给了硬件根蒂根基。系统所供给的增量PID运算功能块使系统能够根据用户的用水量迅速调治给水泵的工作频率,使给水压力以较快的速率稳定在设定值,这也在功能上保证了系统的稳定运行。
易用性
LM系列PLC体积小、集成化水平高、运算速率快、逻辑节制容量大,还可以举行在线调试和离线调试,有强大的视图功能,可以大大降低编程调试的工作量,缩短调试的周期。灵活的编程功能,可以给未来的系统升级带来极大方便。系统接纳7英寸TFT触摸屏,整个系统的运行状况一目了然,各项节制参数也可以根据不同工况举行调整,并可以生成实时报警与历史报警列表。同时,还利用LM系列PLC自带的RS485接口毗连短信数传模块,用户可以直接通过手机随时查询系统的运行工况,并可以举行管网出口压力等参数的设置。
功能性
本系统是在LM系列PLC的无负压供水标准程序的根蒂根基上成立的,实现的功能包孕了水泵的自动投切功能、休眠倒泵功能、水泵优先级判断功能、优化的故障处理功能、多时段设定功能、低水位自动保护功能、无负压功能、短信通讯功能和PLC锁定功能等。整个系统的搭建过程几乎没有对标准程序举行修改,在实现了强大功能的根蒂根基上,方便快速地完成为了节制系统的搭建。
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