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一、PLC控制的恒壓原理
主供水回路、備用回路、泵房和儲蓄池是供水系統(tǒng)的主要組成部分,控制系統(tǒng)是依靠壓力傳感器、變頻器、切換繼電器以及plc等共同協(xié)作完成的。經(jīng)過對自動控制的學(xué)習(xí)和認知,若想使水壓在供水工程中維持在較小范圍之內(nèi),甚至恒定,就要引入水壓力的反饋值的概念,反饋值用來和水壓初始的設(shè)定值進行對比,根據(jù)得出的偏差值,對水泵進行調(diào)試,通過電機運行情況的調(diào)整,達到對管網(wǎng)水壓調(diào)節(jié)的控制目的,由此得到一個閉環(huán)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。經(jīng)過大量的實踐研究得到的分析成果表明,通過對變頻器下達控制命令,使得電動機的轉(zhuǎn)速得發(fā)生改變,達到調(diào)節(jié)水泵壓力的目的,這樣不僅具有性能顯著的特點,而且在節(jié)電率方面表現(xiàn)也十分出色。在PLC主導(dǎo)的恒壓供水系統(tǒng)下,實質(zhì)就是將PLC和變頻器進行協(xié)調(diào)作用,當供水壓力實際值和預(yù)想有所差異的時候,PLC就會給變頻器下達指令,進行調(diào)速,完成對于整個管網(wǎng)的壓力控制。目前的供水系統(tǒng)多為多臺水泵共同工作,在水壓波動不是很明顯時,單臺水泵的調(diào)節(jié)能力就能夠達到供水標準,當用水高峰來臨,水量超過單臺水泵能夠承擔的范圍,PLC通過對切換器的控制,實現(xiàn)第二臺或者更多臺水泵的調(diào)動作用,這樣就能有效的保證壓力保持在恒定范圍內(nèi)。在供水管網(wǎng)中設(shè)置壓力的傳感器,可以檢測管網(wǎng)中的壓力大小,根據(jù)不同的系統(tǒng)要求,制定不同的壓力設(shè)定值,將傳感器在檢測過程中的實際反饋情況和設(shè)定情況進行對比,然后通過PLC運算處理,決定電泵電機組的轉(zhuǎn)速和投入運行的水泵數(shù)量,使得網(wǎng)管內(nèi)的壓力盡可能在最小的范圍內(nèi)波動,甚至達到恒定,這樣對于節(jié)能節(jié)電來講也有非凡的意義。
二、PLC控制的恒壓系統(tǒng)
當下最經(jīng)典的,使用范圍最廣的恒壓供水系統(tǒng)都是通過PID調(diào)節(jié)和PLC控制技術(shù)共同作用完成的,想準確的得到網(wǎng)管中適時的壓力值,需要借助安裝在網(wǎng)管中的檢測傳感系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)來完成,但一般情況下,供水系統(tǒng)是一個龐大復(fù)雜的管網(wǎng),具有大滯后的特點,因此當網(wǎng)管中某個距離檢測傳感器區(qū)域的壓力產(chǎn)生變化時,需要比較長的反應(yīng)時間,如果只是依賴PID調(diào)節(jié)不能滿足快速反應(yīng)和調(diào)整的要求,因此還是要借助PLC的共同參與,綜合應(yīng)用。編程序控制器選擇日本松下FP1-C40型,且配有A/D和D/A模塊。變頻器選擇FRN160G7P-4實現(xiàn)電動機的調(diào)速。PLC作為控制的核心,可以根據(jù)手動設(shè)定壓力信號與現(xiàn)場壓力傳感器的反饋值,經(jīng)過相關(guān)處理,得到壓力偏差的變化系數(shù),運算后,PLC將零到五伏特的模擬信號傳達給變頻器,使得電機的轉(zhuǎn)速得到改變,形成軟啟動。PLC通過比較模擬量輸出與壓力偏差的值,通過端口開關(guān)量的輸出驅(qū)動,切換繼電器組,確定投入運行的機組數(shù)量,使得電機的起停、變頻與工頻切換一氣呵成。在調(diào)整電機組工作數(shù)量的同時,控制其中一臺電機的變頻轉(zhuǎn)速,保證動力系統(tǒng)中壓力的穩(wěn)定,這樣就能達到恒壓的根本目的。調(diào)節(jié)控制過程中不僅能夠比較準確的進行,還能夠快速的完成。采用現(xiàn)代控制和PID相結(jié)合的方法,本質(zhì)就是在供水管網(wǎng)中安裝相應(yīng)的壓力傳感系統(tǒng),把收集到的壓力信號轉(zhuǎn)換成標準信號送入PID中,經(jīng)過調(diào)節(jié)器的比較運算,得出控制參數(shù),傳輸給變頻器,與此同時PLC協(xié)同作用,根據(jù)偏差進行調(diào)節(jié),這樣二者共同參與控制,就可將較大的偏差較快的穩(wěn)定預(yù)在期的波動范圍之內(nèi),這樣就能夠有效地解決大滯后系統(tǒng)造成的響應(yīng)速度慢問題。PLC控制恒壓供水系統(tǒng)在運行觀測方面的優(yōu)勢有很多。首先就是變頻器對于電機啟動的控制模式,軟控制可以減少設(shè)備損耗,延長電機使用年限,可以有效的節(jié)約電能消耗,節(jié)約使用成本。其次,控制流程趨近于智能化,方便在控制過程中進行參數(shù)的修改,比如壓力設(shè)定數(shù)值,壓力的上下限,PID值等方面,都能得到靈活的控制,降低了操作和整修的難度。最后,采用PLC控制的系統(tǒng),可以給完善的電器安全保護內(nèi)容的建設(shè)留下很大的空間和余地,并且可以通過編程增強自身的自我防御,給系統(tǒng)自我診斷提供了實現(xiàn)條件。
三、結(jié)束語
正如上文所說,我們可以發(fā)現(xiàn)對于恒壓供水系統(tǒng)而言,采用PLC作為控制核心,軟件結(jié)構(gòu)組成簡單,調(diào)節(jié)能力很強,同時市場價格也在逐年的降低,加上維修難度小,對于系統(tǒng)的成本節(jié)約有很多益處。除此之外,變頻器控制的電機轉(zhuǎn)速能夠?qū)崿F(xiàn)水泵電機的順利轉(zhuǎn)換,能夠在節(jié)能的基礎(chǔ)上更好的延長水泵的壽命。就目前實際應(yīng)用的成果來看,在新電工領(lǐng)域,PLC恒壓供水系統(tǒng)有著無可比擬的優(yōu)勢,在提高供水質(zhì)量的同時,無論在投建、運行的經(jīng)濟性能還是穩(wěn)定性、可靠性方面,都有著巨大的發(fā)展空間。因此應(yīng)該加強對于PLC供水系統(tǒng)的細致化研究,強化其在供水方面的主導(dǎo)型地位。
本文作者:趙福全 單位:江蘇省南京工程高等職業(yè)學(xué)校