无负压管网叠压恒压供水系统设计.doc

PAGE PAGE 2 国家职业资格全国统一鉴定 维修电工技师论文 （国家职业资格二级） 无负压管网叠压恒压供水系统设计 姓 名： 身份证号： 准考证号： 所在省市： 所在单位： 无负压管网叠压恒压供水系统设计 姓名： 单位： 摘要: 用可编程控制器（PLC），变频器以及触摸屏控制的供水系统，具有消除负压力，合理利用自来水管道的压力等优点。在设施上，通过稳流补偿器以及增加负压消除器，达到消除负压力和保存自来水管道的压力的效果。通过PLC与变频器作为核心控制部件，触摸屏为用户调节给定压力及其它参数的工具，使用变频器内部的PID运算，时刻跟踪管内压力与给定压力偏差，自动调节水泵的转速，实现闭环控制，达到恒压供水目的。 关键词:无负压管网叠压恒压供水系统；PLC及变频供水系统；变频器；供水改造方案 引言：进入20世纪以来，可编程控制器（PLC），变频器技术及触摸屏的使用已经广泛应用到各行业。随着人们的生活条件的提高，大多数人已经不能满足于传统的供水方式了。随着时代的发展，变频控制恒压供水设备已经广泛用于多层住宅、别墅以及生活小区中。恒压供水系统可以根据用住户的水量来自动调节水泵的转速以达到恒定的供水压力，是现在使用最简单、最合理的控制方式。传统压力开关控制供水方式不节约电、供水压力不稳定以及使用不方便等不足。变频恒压供水技术是一种新型的控制技术，特别在供水行业中具有节约用电、恒定供水压力、自动化程度高以及操作简便等功能。但也存在缺陷，如若恒压系统不带水箱，由于增加了供水压力，使得供水量增加，会造成管道产生负压力，或者带上水箱会浪费自来水管道输送的压力。无负压管网叠压恒压供水系统是在恒压供水控制系统的基础上增加了消除负压力，以及利用自来水管道的压力进行叠加到所需要的压力的供水系统。具有更节约占地面积、无需清理水池、消除自来水管道负面压力以及节能的效果。无负压管网叠压恒压供水系统具有多重有优点，节约资源、不用建水池或者水箱、与自来水管道连接直接加压到设定的压力。充分利用自来水管道原有的压力，直接加压到设定的压力，从而达到更节能，消除自来水管道负压力以及减少占地面积的作用，综上所述该系统更适合用于生活用水。 正文： 1.无负压管网叠压恒压供水系统的组成及原理 1.1 系统的组成主要分为供水管道组成以及供水控制两部分。 供水部分如图1所示，从自来水从进水口进入稳流补偿器，把原有的压力储存起来，在原有压力的基础上经过水泵加压直接达到设定压力，水泵组之间设有开关主要是为了方便更换水泵组。两个水泵出水处安装水流开关主要是切换使用泵以及备用泵管道的开关。若自来水进水压力达到设定压力，自来水直接通过中间的止回阀直接至用户，水泵无需启动。 供水控制部分如图2所示。在自动运行模式下，若1号泵运行，则2号泵停止作为备用，利用水流开关X1,X2检测水流状况，X3作为报警开关，压力传感器使用PLC内部供电，反馈压力到FXON-3A转换成数字信号传输到PLC。通过PLC内部程序设定，Y0,Y1开断KM1,KM2的电源来控制1号泵、2号泵的运行，Y4则作为警铃的开关，Y10作为变频器启动开关，FXON-3A输出模拟信号到变频器2、5端子，控制变频器输出转速达到控制水泵的输出转速。 图1 图2 1.2变频器内部的PID控制以及特殊功能模块FX0N-3A 三菱FR+A700型变频器内置PID控制功能用图3说明，通过设定的压力点与压力传感器反馈的压力作对比，产生偏差值，其偏差值有内部PID调节器根据设定的参数进行运算，得出调节信号，用来控制变频器的输出电压和频率，从而改变水泵的转速，达到管网的水压力恒定，实现恒压供水功能。 图3 通过压力三菱特殊功能模块FXON-3A采集4-20MA的压力模拟信号图4 图4 2系统控制电路的设计及控制内容 2.1系统控制主要内容 （1）两台水泵，一台运行，一台备用，自动运行泵累计100小时轮换一次，两台水泵切换由KM1,KM2控制。 （2）切换后气功和停电后启动报警5秒，水泵运行异常时，自动切换到备用泵，并报警。 （3）使用三菱