1. 研究目的与意义
随着社会经济的迅速发展,人们对供水质量和供水系统靠性的要求不断提高;同时,传统的恒速泵加压、水塔高位水箱供水、气压罐供水等供水方式普遍不同程度存在效率低、可靠性差、自动化程度不高等特点,难以满足当前生活的需要。利用先进的自动化控制技术以及通信技术,设计高性能、实现节能减排的变频恒压供水系统成为必然趋势。
众所周知,水是人类生活、生产中不可或缺的重要物资,在节水节能已成为时代特征的现实条件下,我们这个水资源和电能短缺的国家,长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后,自动化程度低,而随着我国社会经济的发展,人们生活水平的不断提高,以及住房制度改革的不断深入,如城市中各类小区建设发展十分迅速,同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。小区供水系统的建设史其中的一个重要方面,供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到人们的正常工作和生活,也直接关系到基础设施水平的高低。为了实现供水系统的日常监控维护,采用组态软件设计了此监控系统。
西门子公司的组态软件wincc是windows control conter (视窗控制中心)的简称,是一种可以在windows
2. 国内外研究现状分析
变频恒压供水是在变频调速技术的发展之后逐渐发展起来的。在早期,由于国外生产的变频器的功能主要限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制、起制动控制、压频比控制及各种保护功能。应用在变频恒压供水系统中,变频器仅作为执行机构,为了满足供水量大少需求不同时,保证管网压力恒定,需在变频器外部提供压力控制器和压力传感器,对压力进行闭环控制。从查阅的资料的情况来看,国外的恒压供水工程在设计时都采用一台变频器只带一台水泵机组的方式,几乎没有用一台变频器拖动多台水泵机组运行的情况,因而投资成本高。随着变频技术的发展和变频恒压供水系统的稳定性、可靠性以及自动化程度高等方面的优点以及显著的节能效果被大家发现和认可后,国外许多生产变频器的厂家开始重视并推出具有恒压供水功能的变频器,像日本Samco公司,就推出了恒压供水基板,具有变频泵固定方式、变频泵循环方式两种模式,它将PLD调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上,通过设置指令代码实现PLC和PLD等电控系统的功能,只要搭配配套的恒压供水单元,便可直接控制多个内置的电磁接触器工作,可构成最多7台电机(泵)的供水系统。这类设备虽微化了电器结构,降低了设备成本,但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性,系统的动态性能和稳定性不高,与别的监控系统(如AB系统)和组态软件难以实现数据通信,并且限制了带负载的容量,因此在实际使用时其范围将会受到限制。
目前国内有不少公司在做变频恒压供水的工程,大多采用国外的变频器控制水泵的转速,水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制,有的采用可编程控制器(PLC)及相应的软件予以实现;有的采用单片机及相应的软件予以实现,但在系统的动态性能、稳定性能、抗干扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标来说,还远远没能达到所有用户的要求。在国内外变频器调速恒压供水控制系统的研究设计中,对于能适应不同的用水场合,结合现代控制技术、网络和通讯技术同时兼顾系统的电磁兼容性(EMC),的变频恒压供水系统的水压闭环控制研究得不够。因此,有待于进一步研究改善变频恒压系统的性能,使其能被更好的应用于生活、生产实践。3. 研究的基本内容与计划
研究计划安排
1~2周:提出设计方案和思路,确定主要的研究内容和研究方法。
3周:变频恒压供水监控系统方案的设计。
4. 研究创新点
结合以往供水系统的不足之处以及现代供水的具体要求,选用siemens s7.200可编程控制器做微处理器,采用无线通讯技术,以组态软件wincc作为监控界面,设计了一套恒压变频供水方案。这套方案主要实现了以下几个特点:
(1)可编程控制器的应用。改变了原来供水系统完全依赖手工操作,只是简单地接通接触器运行,操作过程繁琐等缺点,基本实现了整个供水系统的自动控制。
(2)实现了上位机与plc的连接,根据供水的实际情况,开发出了集数据采集和通信、设备状态控制程序以及监控界面。操作人员和管理人员可以方便观察设备当前运行状况以及水位、管网压力等信号。
