文 献 综 述
- 研究进展
随着国民经济的快速发展,城镇居民对水资源的需求量在飞快增长,而我国又是一个水资源匮乏的国家,所以节约用水已成为一个迫切需要关注的问题【1】。传统的供水系统,要么采用高位水箱,要么采用恒速泵打水。高位水箱造价较高,并且需要增加楼房的设计强度,加大了投资成本。恒速泵打水为满负荷运转,无法调节水量,因此浪费电能。它们的共同缺点是:管道中某点的水压不是定值,即水压不稳,时高时低【2】。近年来随着安全生产和节能的需要,煤炭、工矿、企业及民用等领域对恒压供水的要求越来越高，采用变频调速技术实现恒压供水是一种较为先进的控制策略【3】相比较于大规模的工农业生产供水系统,这种供水系统有它自身的特点: ①供水量在短时间内 (一天时间内)变化很大,这种变化在几个小时内甚至是几倍或上十倍。②对供水压力的要求比较严格,供水的压力随供水流量的变化而变化 ,甚至少量的水消耗量都需要一定的供水管道压力。③一般情况下,供水系统的水流量受到水消耗量的控制,而水流量又是通过供水水泵的输出来提供的。上述特点都是在恒压供水系统的设计中应该加以考虑的。
恒压供水的方法很多,变频器驱动水泵向管路供水,由水压传感器反馈信号与水压设定值在变频器中构成闭环, 以保持水泵供水压力恒定的方法是目前性能最好的。与其它方法相比,除了节能、卫生、安全、静音、调整方便、维修量小等特点外,还适于多系统集中控制或是实现自动化调节【4】。
可编程序控制器PLC自问世以来,发展异常迅猛。时至今日,PLC已拥有门类齐全的各种功能模块和强大的网络通讯能力,其控制范围由单机自动化、简单生产过程直至大型集散系统,可以覆盖现代工业的各个应用领域 ,满足各类受控对象的不同控制要求【5】。变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术 ,它以其独特的优良控制性被广泛应用在速度控制领域【6】。可编程控制器(PLC)变频恒压供水系统的基本控制策略是:采用变频调速的水泵与PLC,构成控制系统,根据水压的高低自动调整水泵的运行台数,完成供水压力的闭环控制,在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的【7】。
- 系统方案
恒压闭环控制电力驱动供水系统的基本工作原理为了保持供水管道的压力恒定 ,就必须实时检测管道压力并回馈给供水控制器,使其构成压力闭环控制系统。现在最常用的控制器是以 PID调节为主要手段,也有的采用了模糊控制等现代控制理论方法【8】【9】。图1给出了这种闭环控制系统的一般性框图设计。
图 1 电力驱动恒压供水系统闭环调节一般性框图
可编程控制器(PLC)加变频器构成的恒压供水系统这种系统主要以PLC组成控制单元,需要完成压力信号的采集与处理。根据设定压力,通过PLC进行PID调节【10】【11】。
多泵系统的工作原理
图 2 多泵控制系统
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