PLC控制與變頻器控制相結合的自動恒壓控制供水系統設計方案

1 系統簡介

為改善生產環境，沱牌公司投資清潔水技改工程并建成一座日產水2.5萬頓的供水系統，分別建設了抽水泵系統、加壓泵系統和高位水池。根據公司用水需求特點，從抽水泵系統過來的水一部分直接供給生產用水部門，一部分則需通過加壓泵輸送到高位水池，而供給生產用水部門的水壓與供給高位水池的水壓相差較大。同時高位水池距抽水泵房較遠達十多公里，高位水池的液位高低和加壓泵系統的設計以及如何與抽水泵系統“聯動”也是較難解決的。

鑒于以上特點，從技術可靠和經濟實用角度綜合考慮，我們設計了用PLC控制與變頻器控制相結合的自動恒壓控制供水系統，同時通過主水管線壓力傳遞較經濟地實現了加壓泵系統與抽水泵系統“遠程聯動”的控制目的。

2 系統方案

系統主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的變頻器、施耐德公司的軟啟動器、電機保護器、數據采集及其輔助設備組成(見圖1)。

2.1 抽水泵系統

整個抽水泵系統有150KW深井泵電機四臺，90KW深井泵電機兩臺，采用變頻器循環工作方式，六臺電機均可設置在變頻方式下工作。采用一臺 150KW和一臺90KW的軟起動150KW和90KW的電機。當變頻器工作在50HZ，管網壓力仍然低于系統設定的下限時，軟起動器便自動起動一臺電機投入到工頻運行，當壓力達到高限時，自動停掉工頻運行電機。一次主電路接線示意圖見圖2所示。

系統為每臺電機配備電機保護器，是因為電機功率較大，在過載、欠壓、過壓、過流、相序不平衡、缺相、電機空轉等情況下為確保電機的良好使用條件，達到延長電機的使用壽命的目的。

系統配備水位顯示儀表，可進行高低位報警，同時通過PLC可確保取水在合理水位的水質監控，同時也保護電機制正常運轉工況。

系統配備流量計，既能顯示一段時間的累積流量，又能顯示瞬時流量，可進行出水量的統計和每臺泵的出水流量監控。

2.2 公司內不同壓力供水需求的解決

為穩定可靠地滿足公司內部分區域供水太力(0.4～0.45Mpa)低于主管網水壓力(0.8～0.9Mpa)的要求，配備穩壓減壓閥來調節，可調范圍為0.1～0.8Mpa。

2.3 加壓泵系統

由于抽水泵房距離高位水池較遠，直接供水到高位水池抽水泵的揚程不足，為此在距離高位水池落差為36米處設計有一加壓泵房，配備立式離心泵兩臺(一用一備)電機功率為75KW，揚程36米。該加壓泵的控制系統需考慮以下條件：

(1)若高位水池水位低和主管有水，則打開進水電動蝶閥和起動加壓泵向高位水池供水;

(2)若高位水池水位滿且主管有水，則給出報警信號并關閉加壓泵和進水電動蝶閥;

(3)若主管無水表明用水量增大或抽水泵房停止供水，必須開啟出水電動蝶閥由高位水池向主管補充不。

像抽水泵一樣，我們為加壓泵配備了軟起動器和電機保護器，確保加壓泵長期可靠地運轉，同時配備了高位水池的水位傳感器和數顯儀和缺水傳感器。

為保證整個主水管網的恒壓供不，當高位水池滿且主水管有水時，加壓泵停止，此時主管壓力將“憋壓”，最終導致主管壓力上升，并將此壓力傳遞到抽水泵房，抽水泵的控制系統檢測到此壓力進行恒壓變頻控制，進而達到整個主管網的恒壓供水，這是整個控制系統設計的關鍵。