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臺達(dá)PLC在給水設(shè)備電控系統(tǒng)中的成功應(yīng)用

無論是氣壓式或變頻調(diào)速式給水設(shè)備,廣泛采用多泵并聯(lián)的供水方式。多泵并聯(lián),采用PLC控制,多用水多開泵,少用水少開泵,使設(shè)備具有優(yōu)良的節(jié)能效果。 
1 氣壓式給水設(shè)備開泵與停泵的控制 
在多泵并聯(lián)的出水總管上裝有電接點(diǎn)壓力表。在一臺泵供水的條件下,當(dāng)用水流量增加,出水總管的壓力下降,當(dāng)壓力下降到開泵壓力PK,電接點(diǎn)壓力表的下限壓力接點(diǎn)閉合。此接點(diǎn)閉合信號輸向PLC的一個(gè)入口,當(dāng)一個(gè)入口閉合,則對應(yīng)的一個(gè)輸出口接通一臺泵的交流接觸器的控制線圈,交流接觸器吸合,則該泵自動(dòng)啟動(dòng)投入工作。在多泵并聯(lián)供水的條件下,當(dāng)用水流量進(jìn)一步增大,再次引起電接點(diǎn)壓力表下限壓力開泵壓力 接點(diǎn)閉合,與上述相同的原理用PLC控制第二臺泵自動(dòng)投入。當(dāng)有多臺泵并聯(lián)供水,則第三臺、第四臺、……泵自動(dòng)投入的控制原理按此類推。對于不同的輸入輸出口可用PLC的地址碼分別指定。反之,在多泵并聯(lián)供水的條件下,當(dāng)用水流量減少,出水總管的壓力升高,當(dāng)壓力升高到上限壓力停泵壓力?。校?,電接點(diǎn)壓力表的上限壓力接點(diǎn)閉合,此壓力接點(diǎn)閉合信號輸向PLC的一個(gè)入口。當(dāng)PLC的停泵接點(diǎn)閉合,則PLC的一個(gè)輸出口 一臺泵停泵,自動(dòng)退出并聯(lián)供水。多臺水泵并聯(lián)供水,各臺水泵自動(dòng)退出的控制原理按此類推。合理編寫控制程序,用PLC控制可以實(shí)現(xiàn)先開的水泵先停或先開的水泵后停的控制原則,采用后一種控制原則,水泵的開、停次序固定不變并便于記憶,在使用上比較方便。 
合理應(yīng)用PLC輸出繼電器吸合的延時(shí)功能,可以實(shí)現(xiàn)水泵投入或退出的延時(shí)控制。延時(shí)時(shí)間Δt由水泵的大小及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)確定。改變控制軟件即可改變?chǔ)ぃ糁荡笮 ?nbsp;
2 變頻調(diào)速恒壓給水設(shè)備的開泵與停泵控制 
對于多泵并聯(lián)變頻調(diào)速恒壓變流量給水設(shè)備而言,也可以采用PLC控制各臺工頻泵的自動(dòng)投入與退出。 
由多臺泵并聯(lián)恒壓供水自動(dòng)調(diào)節(jié)原理可知,多泵并聯(lián)恒壓供水,只要其中最大的一臺泵是變頻調(diào)速泵,其余各泵是工頻恒速泵即可實(shí)現(xiàn)多泵并聯(lián)恒壓變流量供水。變頻器的價(jià)格與其功率成正比,因此最經(jīng)濟(jì)的配泵方案是各并聯(lián)水泵的大小相同。 
當(dāng)用水流量小于一臺泵的流量時(shí),由一臺變頻泵自動(dòng)調(diào)速供水。當(dāng)用水流量增大,變頻泵的轉(zhuǎn)速頻率 升高以維持恒壓;當(dāng)變頻泵的轉(zhuǎn)速升高到工頻轉(zhuǎn)速,使變頻器的一個(gè)可編程輸出繼電器吸合,給出一個(gè)接點(diǎn)閉合信號例如ABB公司的ACS401變頻器的一個(gè)可編程輸出繼電器吸合 ,此接點(diǎn)閉合信號相當(dāng)于上述氣壓式給水設(shè)備出水總管電接點(diǎn)壓力表的開泵壓力信號;此接點(diǎn)閉合信號送向PLC的一個(gè)入口,控制第一臺工頻泵自動(dòng)投入。在一臺變頻泵與一臺工頻泵并聯(lián)恒壓供水的條件下,當(dāng)用水流量繼續(xù)增大,變頻泵的轉(zhuǎn)速升高到工頻轉(zhuǎn)速,按上述同樣原理,變頻器的同一可編程輸出繼電器又吸合該繼電器當(dāng)頻率≥50Hz吸合,≤49Hz釋放 ,按同樣原理,利用PLC控制第二臺工頻泵自動(dòng)投入;其余各臺工頻泵自動(dòng)投入的控制原理按此類推。 
在多泵并聯(lián)恒壓供水的條件下,當(dāng)用水流量減少,則變頻泵的轉(zhuǎn)速頻率 下降以維持恒壓供水。當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到水泵不出水的界限值相當(dāng)于零流量頻率時(shí)的轉(zhuǎn)速 ,變頻器的另一個(gè)可編程輸出繼電器吸合,給出一對接點(diǎn)閉合信號;此信號相當(dāng)于上述氣壓式給水設(shè)備出水總管電接點(diǎn)壓力表停泵信號;此接點(diǎn)信號送到PLC的一個(gè)入口,控制一臺工頻泵自動(dòng)停泵退出。合理編制PLC控制軟件可以按要求實(shí)現(xiàn)工頻泵先開先?;蛳乳_后停的控制。其余各臺工頻泵的自動(dòng)退出控制按此類推??刂聘鞴ゎl泵自動(dòng)退出的可編程輸出繼電器相當(dāng)于氣壓式給水設(shè)備出水總管上電接點(diǎn)壓力表的上限壓力接點(diǎn),當(dāng)頻率≤零流量頻率時(shí)吸合,當(dāng)頻率≥零流量頻率+1 時(shí)釋放。 
3 用PLC控制備用泵的自動(dòng)投入 
在多泵并聯(lián)的供水系統(tǒng)中,隨用水流量的變化可以用PLC控制各泵的自動(dòng)投入或退出。如上所述。在所述情況下,通常把最后投入的一臺泵定為備用泵。在正常情況下當(dāng)各臺主泵投入工作后,供水流量滿足了設(shè)計(jì)要求,供水壓力達(dá)到規(guī)定的要求對于變頻恒壓供水系統(tǒng),變頻泵的頻率不會(huì)升高到工頻頻率 ,不會(huì)給出備用泵開泵的信號,則備用泵最后一臺工頻泵 不會(huì)自動(dòng)投入。萬一并聯(lián)泵中有一臺或數(shù)臺有故障,使供水流量達(dá)不到規(guī)定的要求并引起供水壓力下降對于變頻恒壓供水系統(tǒng)則引起變頻泵的頻率上升 ,當(dāng)供水壓力下降到低于開泵壓力PK對于變頻恒壓供水系統(tǒng),當(dāng)變頻泵的頻率上升到工頻頻率 ,則由PLC控制使用備用泵自動(dòng)投入。 
在有些電控設(shè)計(jì)中,當(dāng)備用泵自動(dòng)投入,為了防止用電總量超過規(guī)定值,自動(dòng)切除有故障的一臺泵。對于多泵并聯(lián)的場合,在技術(shù)上難以判斷究竟哪一臺泵有故障,按下述原理編制PLC控制程序可以找出有故障的泵,首先切除No.1泵;如果No.1泵有故障,在備用泵投入后切除No.1泵的水壓應(yīng)不再下降對于變頻恒壓給水系統(tǒng),變頻泵的頻率應(yīng)不再上升 。如果No.1泵無故障,在備用泵投入并切除No.1泵后,水壓仍然會(huì)下降對于變頻恒壓給水系統(tǒng)變頻泵的頻率仍然會(huì)繼續(xù)上升 。合理編制PLC控制軟件,此時(shí)由PLC控制應(yīng)重新接入No.1泵而切除No.2泵,如此依次輪換切除各臺水泵,直到供水壓力不再下降為止對于變頻恒壓給水系統(tǒng),直到變頻泵的頻率不再上升為止 。如果輪換切除各臺水泵,供水壓力仍然下降對于變頻恒壓給水系統(tǒng),變頻泵的頻率仍然上升 ,則說明供水壓力不夠不是由于一臺水泵故障引起,而是由于用水流量大于設(shè)計(jì)值或故障泵多于一臺引起的。為了充分發(fā)揮備用泵的作用,在備用泵自動(dòng)投入時(shí)最好不切除主泵。但這樣的電控設(shè)計(jì)要增大設(shè)備的總用電量把備用泵視同其它水泵一樣,投入同時(shí)工作 。 
4 用PLC判斷并濾去水流指示器的虛假脈沖信號 
水流指示器是一種裝在出水管路上的用以給出管中有水流動(dòng)的信號裝置。當(dāng)管中有水流動(dòng),水流指示器的一對接點(diǎn)閉合。在自動(dòng)消防系統(tǒng)中,當(dāng)消火栓或自動(dòng)噴頭工作,管中的水流動(dòng),水流指示器發(fā)信號,此信號可用來自動(dòng)啟動(dòng)消防水泵。但是,管路中如發(fā)生水錘沖擊、穩(wěn)壓泵啟停等都會(huì)引起水流指示器的接點(diǎn)瞬間閉合脈沖信號 ,并會(huì)引發(fā)消防泵誤啟動(dòng)的事故。因此,我國民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ/T16-92 規(guī)定,不宜采用水流指示器作為自動(dòng)啟動(dòng)消防泵的信號。我公司為用戶提供的全自動(dòng)消防給水設(shè)備曾采用水流指示器控制啟動(dòng)消防泵。在消防給水設(shè)備穩(wěn)壓泵自動(dòng)啟、停過程中曾引發(fā)水流指示器發(fā)訊而誤啟動(dòng)消防泵的事故。 
應(yīng)當(dāng)指出,水錘、穩(wěn)壓泵啟、停引發(fā)水流指示器發(fā)訊是接點(diǎn)閉合的脈沖信號,而管路中有水流動(dòng)引起水流指示器發(fā)訊是持續(xù)的接點(diǎn)閉合信號。脈沖信號是虛假的,持續(xù)信號是真實(shí)的。利用PLC中繼電器接點(diǎn)閉合的延時(shí)功能,合理編寫控制軟件,可以成功地濾去虛假的脈沖信號而保存真實(shí)的持續(xù)信號。利用PLC進(jìn)行上述控制已在我公司有關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用,證明是成功的。 
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