1引言

本文是針對某生活小區(qū)實(shí)際情況，結(jié)合用戶生活/消防雙恒壓供水控制的要求進(jìn)行改造的技術(shù)心得，作為變頻器在供水控制應(yīng)用中的案例。

2雙恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1雙恒壓供水原理

如圖1所示，市網(wǎng)自來水用高低水位控制器eq來控制注水閥yv1，自動(dòng)把水注滿儲水水池，只要水位低于高水位，則自動(dòng)向水箱注水。水池的高低水位信號也直接送給plc，作為水位報(bào)警。為了保持供水的連續(xù)性，水位上、下限傳感器高低距很小。生活用水和消防用水共用四臺泵，平時(shí)出水電磁閥（3通閥）yv2處于失電狀態(tài)，關(guān)閉消防管網(wǎng)，四臺泵根據(jù)生活用水的多少，按一定的控制邏輯運(yùn)行，維持生活恒壓供水。當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電磁閥yv2得電，關(guān)閉生活用水管網(wǎng)，四臺泵供消防用水使用，并維持消防用水的高恒壓值?；馂?zāi)結(jié)束后，四臺泵改為生活供水使用。

2.2系統(tǒng)控制要求

（1）生活供水時(shí)，系統(tǒng)低恒壓運(yùn)行，消防供水時(shí)高恒壓值運(yùn)行。

（2）四臺泵根據(jù)恒壓的需要，采取先開先停的原則接入和退出。

（3）在用水量小的情況下，如果一臺泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過1天，則要切換下一臺泵，系統(tǒng)具有倒泵功能，避免一臺泵工作時(shí)間過長。

（4）四臺泵在啟動(dòng)時(shí)都要有軟啟動(dòng)功能。

（5）要有完善的報(bào)警功能。

（6）對泵的操作要有手動(dòng)控制功能；手動(dòng)只在應(yīng)急或檢修時(shí)使用。

3電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1供水變頻器選型

山東新風(fēng)光公司的jd-bp32-xf型是專用供水變頻器，使用空間電壓矢量控制技術(shù)適用于寬泛的傳動(dòng)要求，在恒壓供水中可以采用這類變頻器。jd-bp32-xf型變頻器除具有變頻器的一般特性外，還具有以下特性：水壓高、水壓低輸出接口，變頻器運(yùn)行上限、下限頻率可以任意設(shè)定，可以方便地進(jìn)行雙壓力控制，內(nèi)置智能pi控制，非常適用于供水控制要求。在本例中選用jd-bp32-22f（22kw）供水變頻器拖動(dòng)水泵。

3.2plc應(yīng)用設(shè)計(jì)

（1）控制系統(tǒng)的i/o點(diǎn)及地址分配。根據(jù)圖1所示及控制要求，統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng)的輸入、輸出信號的名稱，代碼及地址編號如下表1所示。

（2）plc系統(tǒng)選型。選用西門子主機(jī)cpu222（8入6繼電器出）1臺，加上擴(kuò)展模塊em222（8繼電器輸出）1臺。系統(tǒng)共有開關(guān)量輸入點(diǎn)8個(gè)，開關(guān)量輸出點(diǎn)10個(gè)，滿足系統(tǒng)供水控制要求。

（3）壓力傳感器。在供水系統(tǒng)中，壓力傳感器既可以采用壓力變送器，也可以采用遠(yuǎn)傳壓力表。在本例中采用簡單廉價(jià)的遠(yuǎn)傳壓力表，壓力表相應(yīng)接線端子接到變頻器主控板。

3.3電氣控制系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)

電氣控制系統(tǒng)原理圖包括主電路圖、控制電路圖及plc外圍接線圖三部分。

（1）主電路圖。圖2所示為電控系統(tǒng)主電路。四臺電機(jī)分別為m1、m2、m3、m4。接觸器km1、km3、km5、km7，分別控制m1、m2、m3、m4的工頻運(yùn)行；接觸器km2、km4、km6、km8，分別控制m1、m2、m3、m4的變頻運(yùn)行；fr1、fr2、fr3、fr4分別為四臺水泵電機(jī)過載保護(hù)用的熱繼電器；qs1、qs2、qs3、qs4和qs5分別為變頻器和四臺泵電機(jī)主電路的隔離開關(guān)；fu1、fu2、fu3和fu4為主電路的熔斷器；bpq為供水專用變頻器。

（2）控制電路圖。圖3所示為電控系統(tǒng)電路。圖中sa為手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，sa打在1的位置為手動(dòng)控制狀態(tài)，打在2的狀態(tài)為自動(dòng)控制狀態(tài)。手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可用按鈕sb1~sb10控制四臺泵的起/停和電磁閥yv2的通/斷；自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)在plc程序控制下運(yùn)行。圖中的hl12為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)電源指示燈。

（3）plc接線圖。圖4所示為plc及擴(kuò)展模塊外圍接線圖?；馂?zāi)時(shí)，火災(zāi)信號sa1被觸動(dòng)，i0.0為1。

3.4控制程序設(shè)計(jì)

（1）程序中使用的plc內(nèi)部器件及功能，如下表2所示。

生活/消防雙恒壓的兩個(gè)恒壓值是jd-bp32-xf供水專用變頻器直接設(shè)定的。在本實(shí)例中，根據(jù)用戶要求，生活壓力設(shè)定為0.35mpa，消防壓力設(shè)定為0.60mpa。

壓力低、壓力高信號分別由變頻器內(nèi)部主控板14腳、15腳給出。

供水運(yùn)行下限頻率、供水運(yùn)行上限頻率由變頻器程序設(shè)定。在本系統(tǒng)中，運(yùn)行下限頻率設(shè)為22hz，

運(yùn)行上限頻率設(shè)為50hz。plc供水控制系統(tǒng)流程如圖5所示。

（2）系統(tǒng)plc控制程序

4結(jié)束語

隨著變頻調(diào)速技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)在小區(qū)已普遍使用。用變頻器來實(shí)現(xiàn)恒壓供水，與其它供水方式相比較而言，其優(yōu)點(diǎn)是非常明顯的。節(jié)能效果十分顯著，啟動(dòng)平穩(wěn)，啟動(dòng)電流小，避免了電機(jī)啟動(dòng)時(shí)對電網(wǎng)的沖擊，延長了泵和閥門等的使用壽命，消除了啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)。供水控制系統(tǒng)提高了小區(qū)的供水質(zhì)量。各項(xiàng)控制指標(biāo)達(dá)到使用要求。