聯(lián)合泵房恒壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用

1、聯(lián)合泵房恒壓供水系統(tǒng)的應(yīng)用摘要:濟(jì)三煤礦生產(chǎn)、生活中的用水量隨時間而變化，季節(jié)、晝夜相差很大。用水和供水的不平衡集中體現(xiàn)在水壓上，用水多而供水少則水壓低，用水少而供水多時則水壓高。本文通過介紹聯(lián)合泵房目前供水狀況、恒壓供水系統(tǒng)簡介及組成與作用，以及系統(tǒng)基本運行過程,從而實現(xiàn)聯(lián)合泵房恒壓供水。關(guān)鍵詞:PLC變頻器壓力傳感器恒壓供水濟(jì)三煤礦生產(chǎn)、生活中的用水量隨時間而變化，季節(jié)、晝夜相差很大。用水和供水的不平衡集中體現(xiàn)在水壓上，用水多而供水少則水壓低，用水少而供水多時則水壓高。恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能效果明顯，管路壓力平穩(wěn),避免了在控制壓力臨界點電機(jī)的頻繁啟停，延長了電機(jī)的使用壽命，降低了各項維修費用。1

2、聯(lián)合泵房目前供水狀況濟(jì)三煤礦的生產(chǎn)、消防及生活等用水均由地面聯(lián)合泵房供給，由于各臺水泵的壓力很難控制在工藝范圍之內(nèi)，造成系統(tǒng)壓力與流量脈動大，工作不穩(wěn)定，并且每天數(shù)次開泵、停泵，各泵始終處于工頻一停止工頻運行狀態(tài)，不僅啟動頻繁，而且能耗大，夜間低峰時壓力更難控制。2恒壓供水系統(tǒng)簡介恒壓供水控制系統(tǒng)的基本控制原理：采用電動機(jī)調(diào)速裝置與可編程(PLC)控制系統(tǒng)，進(jìn)行優(yōu)化控制泵的調(diào)速運行，并自動調(diào)整泵的運行臺數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)能降耗的目的。系統(tǒng)控制目標(biāo)是總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的總管壓力實際值進(jìn)行比較，其差值輸入CPU運算處理后,發(fā)出控

3、制指令，控制泵的投運臺數(shù)和運行電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。控制原理框圖。系統(tǒng)具有控制水泵出口總管壓力恒定、變流量供水功能，系統(tǒng)通過安裝在出水總管上的壓力傳感器，實時將壓力、流量非電量信號轉(zhuǎn)換為電信號，輸入至可編程控制器(PLC)輸入模塊,信號經(jīng)CPU運算處理后于設(shè)定的信號進(jìn)行比較運算，得出最佳的運行工況參數(shù)，由系統(tǒng)的輸出模塊輸出邏輯控制指令和變頻器的頻率設(shè)定值，控制泵的運行臺數(shù)及工況，并實現(xiàn)對每臺泵的調(diào)節(jié)控制。3系統(tǒng)組成及作用恒壓供水系統(tǒng)由PLC控制系統(tǒng)、壓力變送器、低壓電器控制柜和水泵等組成。通過變頻器和繼電器、接觸器控制水泵機(jī)組運行狀態(tài)實現(xiàn)管網(wǎng)的恒壓變流量供水要求

4、。設(shè)備運行時，壓力變送器不斷將管網(wǎng)水壓信號換成電信號送入PLC,經(jīng)PLC運算處理后，獲得最佳控制參數(shù)，通過變頻器和繼電控制元件自動調(diào)整水泵機(jī)組高效運行。3.1PLC集中控制系統(tǒng)在該系統(tǒng)中，變頻器的作用是為電動機(jī)提供可變頻率的電源，實現(xiàn)電動機(jī)的無級調(diào)速，從而使管路水壓可控；傳感器的任務(wù)是檢測管路水壓;壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足需要的水壓期望值；壓力設(shè)定信號和壓力反饋信號輸入可編程控制器后，經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制程序的計算，輸給變頻器一個轉(zhuǎn)速控制信號。3.2PID的功能將壓力傳感器反饋的水壓信號送入PID調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器將模擬量輸出給變頻器進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)。PID控制器根據(jù)壓力設(shè)定值與實際測定值進(jìn)

5、行PID運算，并給出信號直接控制變頻器的轉(zhuǎn)速以使管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定。3.3壓力變送器在生活、生產(chǎn)用水的管道出口處安裝變送器各一臺，通過壓力變送器將管路壓力信號傳輸?shù)絇LC,通過PLC控制PID調(diào)節(jié)控制供水壓力。4系統(tǒng)運行基本過程聯(lián)合泵房整個系統(tǒng)是由壓力傳感器、變頻器、電控設(shè)備、電動機(jī)和泵等組成的。啟動設(shè)備以后，上位機(jī)控制變頻器從輸出端輸出逐漸上升的頻率和電壓，對1#泵進(jìn)行軟啟動。當(dāng)頻率上升達(dá)到電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速而壓力仍然不能滿足要求的時候，則上位機(jī)控制1#泵脫開變頻器轉(zhuǎn)入工頻運行；此時，上位機(jī)控制2#泵進(jìn)行軟啟動，并根據(jù)管路的壓力調(diào)速運行來控制管路的壓力，壓力過高時上位機(jī)發(fā)出指令,1#泵停止工作；當(dāng)

6、壓力再次降低時（低于設(shè)定值）,2#泵變頻升速到電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速，直至轉(zhuǎn)入工頻運行，1#泵變頻軟啟動。供水管路的供水量和供水壓力是隨用戶的用水要求全日瞬時變化的,水泵機(jī)組如果按照額定流量和額定壓力工頻運行，則能耗大，壓力隨流量的變化而波動。通過出口壓力傳感器將實際運行中的壓力信號變換成標(biāo)準(zhǔn)電信號，輸入給上位機(jī)，經(jīng)過運算放大處理后，再根據(jù)偏差的大小來自動地整定P、I、D控制參數(shù)，控制變頻器和水泵機(jī)組，按照實際的用水量和壓力要求來變頻運行，以達(dá)到高效節(jié)能和改善供水品質(zhì)的目的。5結(jié)語聯(lián)合泵房24h供水,平均日供水量1.2萬m3/d,該泵房安裝水泵3臺（其中1臺備用，配套電機(jī)75kW）,原供水方式為工頻

7、直供，閥門控制水壓，改為恒壓供水系統(tǒng)，恒壓工作壓力0.52MPa。采用ABB510變頻器,據(jù)統(tǒng)計，在供水量不變的前提下，安裝變頻器后每日節(jié)約電能190250kwh。用電無功功率因數(shù)由0.80提高至0.88。安裝變頻器后，由于日平均轉(zhuǎn)速明顯下降，軸上的平均扭矩和磨損減小，水泵、電機(jī)的壽命大為提高。同時由于對水泵實行軟啟動，管網(wǎng)破壞明顯減小。據(jù)估計，恒壓供水后，每年節(jié)約水泵、管網(wǎng)維修費用約5萬元。參考文獻(xiàn)文君，汪引紅,鄭濤變頻恒壓供水控制技術(shù)在泵站供水系統(tǒng)中的應(yīng)用J.工業(yè)安全與環(huán)保，2006,6.倪敬,姜曉勇，施江肖，等.變頻器在節(jié)能恒壓供水系統(tǒng)中的應(yīng)用J.機(jī)電工程,2001,5.TOCo1-5hz鄧巍.PLC及變頻器在多臺泵自動恒