清水泵房遠(yuǎn)程監(jiān)測、自動(dòng)控制創(chuàng)新技術(shù)-精品文檔資料

1、清水泵房遠(yuǎn)程監(jiān)測、自動(dòng)控制創(chuàng)新技術(shù)-精品文檔資料本頁僅作為文檔封面，使用時(shí)可以刪除This document is for reference only-rar21 year.March清水泵房遠(yuǎn)程監(jiān)測、自動(dòng)控制創(chuàng)新技術(shù)一、概述控制工作流程：水廠的水池水位由水位傳感器檢測，模擬 數(shù)據(jù)經(jīng)PLC的A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，經(jīng)過組態(tài)軟 件處理，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)角逅畼虮梅康墓た赜?jì)算機(jī)，再經(jīng)過組 態(tài)軟件的還原處理，把數(shù)據(jù)傳輸給PLC,由它根據(jù)程序來控制 變頻器，從而實(shí)現(xiàn)控制水泵電機(jī)的啟停和變頻調(diào)速，與此組成 一個(gè)完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。另外還把清水泵房的水泵機(jī)組運(yùn)行 參數(shù)傳輸?shù)剿畯S工控計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)

2、程監(jiān)視。整個(gè)供水網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)屏幕上直觀、動(dòng)態(tài)地模擬 顯示出來。人機(jī)界面友好，操作方便，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化穩(wěn)定可靠地 運(yùn)行。二、現(xiàn)狀情況分析清水橋泵房是我們水廠的原水加壓站，其水泵運(yùn)行控制方 式為由水廠值班人員根據(jù)進(jìn)水流量水池水位，以及對外供水流 量等綜合情況，根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，通知清水橋泵房的值班人員控 制水泵速度，以達(dá)到水廠的水流供需平衡。這種控制方式存在 一定的問題。水廠值班人員無法直觀地對清水泵房水泵運(yùn)行情 況進(jìn)行了解，與最快捷有效地進(jìn)行調(diào)節(jié)。水廠用戶用水量時(shí)刻 在變化，這導(dǎo)致了水廠值班人員要不定時(shí)地對清水泵房水泵進(jìn) 行控制。而操作指令從水廠值班人員打電話到清水泵房值班人 員接受并操作后，水

3、流要經(jīng)過十多公里的管道和大約半個(gè)小時(shí) 的時(shí)間差才能到達(dá)水廠。在這段時(shí)間內(nèi)，有可能造成蓄水池溢 出，浪費(fèi)水源，或原水供應(yīng)不足等問題。這種運(yùn)行方式無法及 時(shí)對供水情況作出快速反應(yīng)，水泵的增減都依賴人工進(jìn)行操 作。為了保證供水，水泵機(jī)組常處于滿負(fù)荷運(yùn)行，不但效率 低、能耗大，而且在用水量較少時(shí)段，管網(wǎng)長期處于超壓運(yùn)行 狀態(tài)。三、此項(xiàng)目的創(chuàng)新意義和目標(biāo)上述分析，傳統(tǒng)的供水方式不同程度地存在浪費(fèi)水力、電 力資源。效率低、可靠性差、原始的人工操作，沒有自動(dòng)化控 制，嚴(yán)重影響供水質(zhì)量?，F(xiàn)代社會能源日益緊缺，并且我們國 家是一個(gè)水資源和電能源短缺的國家。水、電的節(jié)約對于提高 企業(yè)效率，降低能耗，節(jié)約成本等方面

4、具有重要的意義。目前 的供水方式要朝向高效節(jié)能，自動(dòng)可靠的方向發(fā)展。變頻調(diào)速 技術(shù)以其顯著的節(jié)能效果和穩(wěn)定可靠的控制方式，在各工控領(lǐng) 域廣泛應(yīng)用。其優(yōu)越性表現(xiàn)在：1、是節(jié)能顯著。2、在開、停 電機(jī)時(shí)能減少電流對電網(wǎng)的沖擊。3、是能減少水泵電機(jī)自身的 機(jī)械沖擊損耗。也就是減少水錘效應(yīng)。所以我們隊(duì)提出此項(xiàng)課 題，應(yīng)用目前先進(jìn)的組態(tài)軟件和計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)、PLC、變頻 器等工控設(shè)備來技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制供水系統(tǒng)。四、所需電控技術(shù)簡介1、組態(tài)軟件，俗稱的人機(jī)界面、監(jiān)視控制、數(shù)據(jù)采集軟件 等，是數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，在自動(dòng)化控制系統(tǒng)屬 于控制層一級的軟件平臺，支持各種工控設(shè)備和常見的通訊

5、協(xié) 議。它基于計(jì)算機(jī)控制技術(shù)發(fā)展結(jié)果，可視性和圖形化管理功 能強(qiáng)，可直觀地模擬現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備和運(yùn)行狀態(tài)。為生產(chǎn)管理提 供方便。特點(diǎn)是強(qiáng)大的界面顯示組態(tài)功能，良好的開放性，豐 富的功能模塊，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，可編程的命令語言。選國產(chǎn)組態(tài) 軟件亞控科技組態(tài)王，價(jià)格合理，性能優(yōu)良。2、可編程序控制器(PLC),是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子 系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程的存 儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)計(jì)數(shù) 和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入/ 輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆?關(guān)外圍設(shè)備都按易于工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，按易于擴(kuò)充

6、其功 能的原則設(shè)計(jì)。特點(diǎn)是1、抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。2、適應(yīng) 性強(qiáng)，應(yīng)用靈活。3、編程及設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便。4、維修 方便，維修工作量小，功能完善。5、體積小，重量輕，功耗 低。選用目前較為主流的西門子S7-200o3、變頻器，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓和 頻率可變的交流電的裝置，它是由單片機(jī)控制，將工頻交流電 變?yōu)轭l率和電壓可調(diào)的三相交流電。近年來，大功率電力晶體 管和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，極大地促進(jìn)了交流變頻調(diào)速技術(shù) 的發(fā)展，目前在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域和節(jié)能方面已廣泛使用。它的 用途是調(diào)速、節(jié)能，提高自動(dòng)化控制水平。使用變頻器的電動(dòng) 機(jī)大大降低了啟動(dòng)電流，啟動(dòng)和停機(jī)過程平穩(wěn)，減少

7、了對設(shè)備 的沖擊，延長了電動(dòng)機(jī)及生產(chǎn)設(shè)備的使用壽命。選用水泵風(fēng)機(jī) 專用日立變頻器L300o五、供水系統(tǒng)設(shè)備組成簡介1、水泵是輸送液體或使液體增壓的機(jī)械。它將電動(dòng)機(jī)的機(jī) 械能傳送給液體，使液體流動(dòng)或壓力增加，水泵性能的技術(shù)參 數(shù)有流量、吸程、揚(yáng)程、軸功率、水功率、效率等。我們選用 的是單級雙吸離心泵，是利用葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力 作用，將水從低處揚(yáng)到高處或遠(yuǎn)處。2、電動(dòng)機(jī)是一種旋轉(zhuǎn)式電動(dòng)機(jī)器，它將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械 能，在本系統(tǒng)屮是帶動(dòng)水泵的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出機(jī)械能，。我們選 用三相交流異步電動(dòng)機(jī)，功率與水泵功率配套75KWo3、電動(dòng)閘閥，用電動(dòng)執(zhí)行器控制閥門，從而實(shí)現(xiàn)閥門的開 和關(guān)，其可分為上下兩

8、部分，上半部分為電動(dòng)執(zhí)行器，下半部 分為閥門。使用電能作為動(dòng)力來接通電動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)閥門， 實(shí)現(xiàn)閥門的開關(guān)調(diào)節(jié)動(dòng)作，從而達(dá)到對管道內(nèi)介質(zhì)的開關(guān)或是 調(diào)節(jié)目的。1#機(jī)組由于是老的機(jī)組，使用的是手動(dòng)閘閥，不能 電動(dòng)控制，所以也要改造，為節(jié)省費(fèi)用，閥體不改只增加電動(dòng) 裝置，如圖4、止回閥，啟閉件靠介質(zhì)流動(dòng)和力量自行開啟或關(guān)閉，以 防止介質(zhì)倒流的閥門叫止回閥。止回閥屬于自動(dòng)閥類，主要用 于介質(zhì)單向流動(dòng)的管道上，只允許介質(zhì)向一個(gè)方向流動(dòng)，以防 止發(fā)生事故。5、遠(yuǎn)傳壓力表，電阻遠(yuǎn)傳壓力表內(nèi)部設(shè)置一滑線電阻式發(fā) 送器，故可把被測值以電量傳至遠(yuǎn)離測量的二次儀表上，以實(shí) 現(xiàn)集屮檢測和遠(yuǎn)距離控制。此外，本壓力表并

9、能就地指示壓 力，以便于現(xiàn)場工作檢查。6、遠(yuǎn)傳水表。把水的流量實(shí)時(shí)地傳輸給控制后臺，以便值 班人員監(jiān)控和查詢。選用寧波水表股份公司生產(chǎn)的DN250遠(yuǎn)傳 水表。7、底閥DN250鑄鐵法蘭底閥。8、分體式超聲波液位儀，是由微處理器控制的數(shù)字物位儀 表。在測量屮脈沖超聲波由傳感器（換能器）發(fā)出，聲波經(jīng)物 體表面反射后被同一傳感器接收，轉(zhuǎn)換成電信號。并由聲波的 發(fā)射和接收Z間的時(shí)間來計(jì)算傳感器到被測物體的距離。由于 采用非接觸的測量，被測介質(zhì)幾乎不受限制。比投入式壽命長 且可靠。六、控制方框圖控制結(jié)構(gòu)圖監(jiān)測結(jié)構(gòu)圖七、系統(tǒng)原理圖分析1系統(tǒng)主電路2、自動(dòng)控制系統(tǒng)圖3、控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（此處插入CAD圖紙、資料）經(jīng)過我們水電隊(duì)各班組的共同努力，完成了本創(chuàng)新項(xiàng)目，使用效果達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。水廠的值班人員可以在電腦上輸 入?yún)?shù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)角逅梅康目刂齐娔X，再于控制電腦