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控制技术等多种技术共同作用来实现。智能控制器目前有基于单片机专用的控制器和基于PLC的智能控制器。PLC以其灵活和可靠的特点越来越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技术以及无负压供水系统标准的应用程序,在无负压供水设备中越来越多的应用。 关键词 无负压供水;和利时LM系列PLC;控制系统标准程序
2 无负压供水工艺概述 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控制器根据用户用水量的多少自动控制。系统启动后,水泵首先变频运行,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,或没有用水时,为了节能与延长水泵的使用寿命,水泵还可以进入休眠状态。当用水量增加时,水泵会自动从休眠状态中被唤醒。当一台水泵长时间运行时,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 无负压供水控制系统结构设计 采用PLC作为核心控制单元,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提供了标准的例程,用户可以直接使用这个例程搭建无负压供水控制系统,或者可以根据需要对例程进行简单的修改,这样大大提高了系统的建立效率以及系统的开放性。
本次设计针对1拖3无负压供水控制系统。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、故障报警灯等组成。PLC负责三个水泵的投切控制算法,根据管网出口的设定压力动态调节变频器的输出频率www.plcs.cn,以及实现倒泵、休眠、故障处理、无负压补偿等功能。本系统采用和利时LM系列PLC作为系统控制器,并且通过LM系列PLC自带的RS232接口连接现场的触摸屏HT6720T,触摸屏程序具有系统参数设置、显示系统运行状态、查询系统报警记录等功能。为了便于用户查询控制系统的运行状况以及设置出口压力等参数,这里还用LM系列PLC自带的RS485接口连接了一个短信数传模块,用户可以通过手机随时查询水泵的运行状况以及设定管网的出口压力。无负压供水控制系统结构如图1所示。
4 无负压供水控制系统软件设计 无负压供水控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控制系统运行工况的监视、系统运行参数设置、实时报警显示、历史报警显示等功能。触摸屏工况界面如图3所示,可以查看各个水泵的运行状态以及进水压力、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,可以进行系统参数的设置。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,可以避免因停电导致系统设定参数丢失的后顾之忧。图6为触摸屏报警查询画面,可以查询实时报警和历史报警信息。
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