恒壓變頻供水設備系統(tǒng)由三臺水泵,一臺變頻調速器,一臺PLC和一個壓力傳感器及若干輔助部件構成。三臺水泵中每臺泵的出水管均裝有手動閥,以供維修和調節(jié)水量之用,三臺泵協(xié)調工作以滿足供水需要;變頻供水系統(tǒng)中檢測管路壓力的壓力傳感器,一般采用電阻式傳感器(反饋0~5V電壓信號)或壓力變送器(反饋4~20mA電流);變頻器是供水系統(tǒng)的核心,通過改變電機的頻率實現電機的無極調速、無波動穩(wěn)壓的效果和各項功能。
恒壓變頻供水設備原理圖
從原理框圖,我們可以看出變頻調速恒壓供水系統(tǒng)由執(zhí)行機構、信號檢測、控制系統(tǒng)、人機界面、以及報警裝置等部分組成。
1.執(zhí)行機構
恒壓變頻供水設備執(zhí)行機構是由一組水泵組成,它們用于將水供入用戶管網,圖2.3中的3個水泵分為二種類型:
調速泵:是由變頻調速器控制、可以進行變頻調整的水泵,用以根據用水量的變化改變電機的轉速,以維持管網的水壓恒定。
恒速泵:水泵運行只在工頻狀態(tài),速度恒定。它們用于在用水量增大而調速泵的最大供水能力不足時,對供水量進行定量的補充。
2.信號檢測
在恒壓變頻供水設備系統(tǒng)控制過程中,需要檢測的信號包括自來水出水水壓信號和報警信號:
①水壓信號:它反映的是用戶管網的水壓值,它是恒壓供水控制的主要反饋信號。
②報警信號:它反映系統(tǒng)是否正常運行,水泵電機是否過載、變頻器是否有異常。該信號為開關量信號。
3.控制系統(tǒng)
恒壓變頻供水設備供水控制系統(tǒng)一般安裝在供水控制柜中,包括供水控制器(PLC系統(tǒng))、變頻器和電控設備三個部分。
①供水控制器:它是整個變頻恒壓供水控制系統(tǒng)的核心。供水控制器直接對系統(tǒng)中的工況、壓力、報警信號進行采集,對來自人機接口和通訊接口的數據信息進行分析、實施控制算法,得出對執(zhí)行機構的控制方案,通過變頻調速器和接觸器對執(zhí)行機構(即水泵)進行控制。
②變頻器:它是對水泵進行轉速控制的單元。變頻器跟蹤供水控制器送來的控制信號改變調速泵的運行頻率,完成對調速泵的轉速控制。
③電控設備:它是由一組接觸器、保護繼電器、轉換開關等電氣元件組成。用于在供水控制器的控制下完成對水泵的切換、手/自動切換等。
4.人機界面
恒壓變頻供水設備人機界面是人與機器進行信息交流的場所。通過人機界面,使用者可以更改設定壓力,修改一些系統(tǒng)設定以滿足不同工藝的需求,同時使用者也可以從人機界面上得知系統(tǒng)的一些運行情況及設備的工作狀態(tài)。人機界面還可以對系統(tǒng)的運行過程進行監(jiān)示,對報警進行顯示。
5.通訊接口
通訊接口是恒壓變頻供水系統(tǒng)的一個重要組成部分,通過該接口,系統(tǒng)可以和組態(tài)軟件以及其他的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)進行數據交換,同時通過通訊接口,還可以將現代先進的網絡技術應用到本系統(tǒng)中來,例如可以對系統(tǒng)進行遠程的診斷和維護等
6.報警裝置
作為一個控制系統(tǒng),報警是必不可少的重要組成部分。由于恒壓變頻供水設備能適用于不同的供水領域,所以為了保證系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運行,防止因電機過載、變頻器報警、電網過大波動、供水水源中斷、出水超壓、泵站內溢水等等造成的故障,因此恒壓變頻供水設備系統(tǒng)必須要對各種報警量進行監(jiān)測,由PLC判斷報警類別,進行顯示和保護動作控制,以免造成不必要的損失。
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