恒壓變頻供水控制柜設計安裝詳細介紹:
污水處理廠,自來水廠,造紙,電鍍,...以及我們的生活用水,都需要穩(wěn)定有序的供水。這就離不開恒壓變頻控制柜,恒壓供水是一種水利系統(tǒng)的供水方式。供水是國民生產(chǎn)生活中不可缺少的重要一環(huán)。傳統(tǒng)供水方式占地面積大,水質(zhì)易污染,基建投資多,而最主要的缺點是水壓不能保持恒定,導致部分設備不能正常工作。
恒壓供水能夠保持供水壓力的恒定,可使供水和用水之間保持平衡,即用水多時供水也多,用水少時供水也少,從而提高了供水的質(zhì)量。
變頻調(diào)速技術是一種新型成熟的交流電機無極調(diào)速技術,它以其獨特優(yōu)良的控制性能被廣泛應用于速度控制領域,特別是供水行業(yè)中。由于安全生產(chǎn)和供水質(zhì)量的特殊需要,對恒壓供水壓力有著嚴格的要求,因而變頻調(diào)速技術得到了更加深入的應用。恒壓供水方式技術先進、水壓恒定、操作方便、運行可靠、節(jié)約電能、自動化程度高,在泵站供水中可完成以下功能:
(1)維持水壓恒定;
(2)控制系統(tǒng)可手動/自動運行變頻恒壓供水控制柜
(3)多臺泵自動切換運行;
(4)系統(tǒng)睡眠與喚醒,當外界停止用水時,系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài),直至有用水需求時自動喚醒;
(5)在線調(diào)整PID參數(shù);
(6)泵組及線路保護檢測報警,信號顯示等。
將管網(wǎng)的實際壓力經(jīng)反饋后與給定壓力進行比較,當管網(wǎng)壓力不足時,變頻器增大輸出頻率,水泵轉(zhuǎn)速加快,供水量增加,迫使管網(wǎng)壓力上升。反之水泵轉(zhuǎn)速減慢,供水量減小,管網(wǎng)壓力下降,保持恒壓供水。
系統(tǒng)硬件
系統(tǒng)采用壓力傳感器、PLC和變頻器作為中心控制裝置,實現(xiàn)所需功能。 安裝在管網(wǎng)干線上的壓力傳感器,用于檢測管網(wǎng)的水壓,將壓力轉(zhuǎn)化為4~20 mA的電流或者是0~10V的電壓信號,提供給變頻器。
變頻器是水泵電機的控制設備,能按照水壓恒定需要將0~50 Hz的頻率信號供給水泵電機,調(diào)整其轉(zhuǎn)速SAJ變頻器功能強大,即預先編置好的參數(shù)集,將使用過程中所需設定的參數(shù)數(shù)量減小到最小,參數(shù)的缺省值依應用宏的選擇而不同。系統(tǒng)采用PID控制的應用宏,進行閉環(huán)控制。變頻器根據(jù)恒壓時對應的電壓設定值與從壓力傳感器獲得的反饋電流信號,利用PID控制宏自動調(diào)節(jié),改變頻率輸出值來調(diào)節(jié)所控制的水泵電機轉(zhuǎn)速,以保證管網(wǎng)壓力恒定要求。系統(tǒng)的其它優(yōu)點
變頻器
變頻調(diào)速的特點及分析
用戶用水量一般是動態(tài)的,因此供水不足或供水過剩的情況時有發(fā)生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上,即用水多而供水少,則壓力低;用水少而供水多,則壓力大。保持供水壓力的恒定,可使供水和用水之間保持平衡,即用水多時供水也多,用水少時供水也少,從而提高了供水的質(zhì)量。
恒壓供水系統(tǒng)對于用戶是非常重要的。在生產(chǎn)生活供水時,若自來水供水因故壓力不足或短時斷水,可能影響生活質(zhì)量,嚴重時會影響生存安全,如發(fā)生火災時,若供水壓力不足或或無水供應,不能迅速滅火,可能引起重大經(jīng)濟損失和人員傷亡。所以,用水區(qū)域采用正藝恒壓供水系統(tǒng),能產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益和社會效益。
隨著電力技術的發(fā)展,變頻調(diào)速技術的日臻完善,以變頻調(diào)速為核心的智能供水控制系統(tǒng)取代了以往高位水箱和壓力罐等供水設備,起動平穩(wěn),起動電流可限制在額定電流以內(nèi),從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊;由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了,從而可延長泵和閥門等東西的使用壽命;可以消除起動和停機時的水錘效應。其穩(wěn)定安全的運行性能、簡單方便的操作方式、以及齊全周到的功能,將使供水實現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電、節(jié)省人力,最終達到高效率的運行目的。
變頻應用方式
通常在同一路供水系統(tǒng)中,設置多臺常用泵,供水量大時多臺泵全開,供水量小時開一臺或兩臺。在采用變頻調(diào)速進行恒壓供水時,就用兩種方式,其一是所有水泵配用一臺變頻器;其二是每臺水泵配用一臺變頻器。后種方法根據(jù)壓力反饋信號,通過PID運算自動調(diào)整變頻器輸出頻率,改變電動機轉(zhuǎn)速,最終達到管網(wǎng)恒壓的目的,就一個閉環(huán)回路,較簡單,但成本高。前種方法成本低,性能不比后種差,但控制程序較復雜,是未來的發(fā)展方向,比如上海正藝科技的恒壓供水控制系統(tǒng)就可實現(xiàn)一變頻器控制任意數(shù)馬達的功能。下面講到的原理都是一變頻器拖動多馬達的系統(tǒng)。
PLC控制原理
根據(jù)反饋原理:要想維持一個物理量不變或基本不變,就應該引這個物理量與恒值比較,形成閉環(huán)系統(tǒng)。我們要想保持水壓的恒定,因此就必須引入水壓反饋值與給定值比較,從而形成閉環(huán)系統(tǒng)。但被控制的系統(tǒng)特點是非線性、大慣性的系統(tǒng),控制和PID相結(jié)合的方法,在壓力波動較大時使用模糊控制,以加快響應速度;在壓力范圍較小時采用PID來保持靜態(tài)精度。這通過PLC加智能儀表可時現(xiàn)該算法,同時對PLC的編程來時現(xiàn)泵的工頻與變頻之間的切換。實踐證明,使用這種方法是可行的,而且造價也不高。
要想維持供水網(wǎng)的壓力不變,根據(jù)反饋定理在管網(wǎng)系統(tǒng)的管理上安裝了壓力變送器作為反饋元件,由于供水系統(tǒng)管道長、管徑大,管網(wǎng)的充壓都較慢,故系統(tǒng)是一個大滯后系統(tǒng),不易直接采用PID調(diào)節(jié)器進行控制,而采用PLC參與控制的方式來實現(xiàn)對控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用。
變頻控制原理
用變頻調(diào)速來實現(xiàn)恒壓供水,與用調(diào)節(jié)閥門來實現(xiàn)恒壓供水相比,節(jié)能效果十分顯著(可根據(jù)具體情況計算出來)。其優(yōu)點是:
1、 起動平衡,起動電流可限制在額定電流以內(nèi),從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊;
2、 由于泵的平均轉(zhuǎn)速降低了,從而可延長泵和閥門等的使用壽命;3、 可以消除起動和停機時的水錘效應;
一般地說,當由一臺變頻器控制一臺電動機時,只需使變頻器的配用電動機容量與實際電動機容量相符即可。當一臺變頻器同時控制兩臺電動機時,原則上變頻器的配用電動機容量應等于兩臺電動機的容量之和。但如在高峰負載時的用水量比兩臺水泵全速供水量相差很多時,上海正藝科技的工程師建議,可考慮適當減小變頻器的容量,但應注意留有足夠的容量。
雖然水泵在低速運行時,電動機的工作電流較小。但是,當用戶的用水量變化頻繁時,電動機將處于頻繁的升、降速狀態(tài),而升、降速的電流可略超過電動機的額定電流,導致電動機過熱。因此,電動機的熱保護是必需的。對于這種由于頻繁地升、降速而積累起來的溫升,變頻器內(nèi)的電子熱保護功能是難以起到保護作用的,所以應采用熱繼電器來進行電動機的熱保護。
在主要功能預置方面,最高頻率應以電動機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時間在采用PID調(diào)節(jié)器的情況下,升、降速時間應盡量設定得短一些,以免影響由PID調(diào)節(jié)器決定的動態(tài)響應過程。如變頻器本身具有PID調(diào)節(jié)功能時,只要在預置時設定PID功能有效,則所設定的升速和降速時間將自動失效。
恒壓供水系統(tǒng)特點
1、節(jié)電:優(yōu)化的節(jié)能控制軟件,使水泵實現(xiàn)最大限度地節(jié)能運行;
2、節(jié)水:根據(jù)實際用水情況設定管網(wǎng)壓力,自動控制水泵出水量,減少了水的跑、漏現(xiàn)象;
3、運行可靠:由變頻器實現(xiàn)泵的軟起動,使水泵實現(xiàn)由工頻到變頻的無沖擊切換,防止管網(wǎng)沖擊、避免管網(wǎng)壓力超限,管道破裂。
4、聯(lián)網(wǎng)功能:采用全中文工控組態(tài)軟件,實時監(jiān)控各個站點,如電機的電壓、電流、工作頻率、管網(wǎng)壓力及流量等。并且能夠累積每個站點的用電量,累積每臺泵的出水量,同時提供各種形式的打印報表,以便分析統(tǒng)計。
5、控制靈活:分段供水,定時供水,手動選擇工作方式。
6、自我保護功能完善:如某臺泵出現(xiàn)故障,主動向上位機發(fā)出報警信息,同時啟動備用泵,以維持供水平衡。萬一自控系統(tǒng)出現(xiàn)故障,用戶可以直接操作手動系統(tǒng),以保護供水。
系統(tǒng)應用范圍
1、自來水廠、加壓泵房
2、居民生活區(qū)、賓館及其它建筑
3、企業(yè)生產(chǎn)用水
4、鍋爐循環(huán)水系統(tǒng)
5、農(nóng)田灌溉系統(tǒng)
同其它供水方式相比較,變頻恒壓供水系統(tǒng),除了具有顯著的節(jié)能效果外,還有以下顯而易見的優(yōu)勢:
1、恒壓供水技術因采用變頻器改變電動機電源頻率,而達到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力,比靠調(diào)節(jié)閥門的控制水泵出口壓力的方式,具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。
2、由于變量泵工作在變頻工況,在其出口流量小于額定流量,泵轉(zhuǎn)速降低,減少了軸承的磨損和發(fā)熱,延長泵和電動機的機械使用壽命。
3、水泵電動機采用軟啟動方式,按設定的加速時間加速,避免電動機啟動時的電流沖擊,對電網(wǎng)電壓造成波動的影響,同時也避免了電動機突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振。徹底消除水錘現(xiàn)象。
4、實現(xiàn)恒壓自動控制,不需要操作人員頻繁操作,降低了人員的勞動強度,節(jié)省了人力。
使用領域
1、自來水供水、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng),亦可用于熱水供應、恒壓噴淋等系統(tǒng)。
2、工業(yè)企業(yè)生活、生產(chǎn)供水系統(tǒng)及工廠其它需恒壓控制領域(如空壓機系統(tǒng)的恒壓供氣、恒壓供風)。各種場合的恒壓、變壓控制,冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)。
3、污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)。
4、農(nóng)業(yè)排灌、園林噴淋、水景和音樂噴泉系統(tǒng)。
5、賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)
供水設備工作條件
1、輸送介質(zhì):冷熱清潔、非易燃易爆并不含固體顆粒或纖維的液體。
2、液體溫度:常溫型 -15 ℃至 +70 ℃ 熱水型 +70 ℃ 至 +120℃
3、周圍環(huán)境:無水滴、蒸汽,無漂浮性塵埃及金屬微粒場所。無日光照射,高溫及嚴重落塵場所。無腐蝕、易 燃性氣體及液體場所。無震動、保養(yǎng)檢查容易之場所。
4、環(huán)境溫度:最高 +45℃且通風良好。
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