一、前言
在我公司的冷却循环水系统中,运用两台45kw水泵来满足全厂设备的冷却需求。尽管这两台泵在高峰时段能够提供充足的供水,但实际上它们往往只需工作在一个泵的满负荷以下。为了确保供水和用水之间保持平衡,并提高供水质量,我们需要实现自动恒压供水控制。如果能成功实施这样的系统,每年都能为公司节省7到10万元电费,并且减轻操作工的劳动强度。
随着电力技术和变频调速技术的不断进步,以变频调速为核心的智能供水控制系统已经取代了传统的大型高位水箱和压力罐等设备。这不仅起动更加平稳,而且起动电流可限制在额定电流范围内,从而避免对电网造成冲击。此外,由于泵转速降低,可延长泵及阀门等部件寿命;还能消除起动与停机时产生的问题,如所谓“ 水锤效应”。这种系统以其稳定安全、高效率运行,成为节约能源、人力资源最优选择。
二、控制原理
为了维持一种物理量(如供水压力的)恒定,我们需要构建一个闭环系统,将该物理量与设定的恒值进行比较。我们使用反馈原理,即引入压力反馈值,与给定值相比形成闭环。在非线性、大惯性的管网环境下,我们结合PID算法与模糊控制,以适应不同情况下的需求。而PLC加上智能仪表共同实现这些复杂算法,同时对PLC编程来处理从工频到变频切换。
三、方案设计
1.硬件选型
在管道安装一台压力变送器作为反馈元件。
使用富士品牌变频器配合Siemens S7-200系列PLC参与控制。
2.工频启动方式
每台电机有独立的工频直接启动方式,用于调试或特殊情况下使用。
3.自动启动方式
有两种选择:先启动甲机或乙机。
4.变频器内部PID调节
将压力信号输入至变频器中的PID功能,使其根据设定的目标值调整电机速度达到恒压状态。
5.PLC调度两个波特开关切换
自动启动后,PLC首先让第一台波特开启并通过PID调整至50Hz,如果仍未达到目标,则切换至第二台波特开启并再次通过PID调整;当用量减少时,再次将第二台波特停止,然后将第一台波特恢复至正常工作状态以维持恒温态势。
四、恒温制备系统优势
节约能源:采用优化软件使得每个部分尽可能地节约能源。
节约用水:根据实时需求设定管网最大容许高度,为每个点设置合适出流量防止跑漏现象发生。
运行可靠:由无冲击切换实现,不会导致过大冲击,因此可以有效预防破裂事故。
网络监控功能:
实现多站点监控包括但不限于各个站点温度变化记录以及累积数据统计分析打印报表功能。
提升管理层面的决策支持能力
五、效果展示
改造完成后即投入生产应用,在保证0.6Mpa设定的同时,运行效果非常令人满意,其中包括了稳定的输出性能以及顺畅无缝的手续操作,大幅度减轻了操作员们日常任务负担。