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压力,但实际上它们通常只需工作到接近单机满负荷水平。为了保证供水和用水之间的平衡,即使在用水量多或少的情况下,供水也能相应调整,从而提高了供水质量。如果我们能够实现自动恒压供水控制,每年都能为公司节省7到10万元电费,并且减轻操作人员的劳动强度。

随着电力技术和变频调速技术的不断进步,我们开始使用以变频调速为核心的智能供水控制系统,以取代传统的大型高位储罐和压力管路。这种新系统具有更稳定的起动性能,不会对电网造成冲击;它还可以延长泵和阀门等部件寿命,同时消除了起动和停机时产生的波动性影响。

二、控制原理

为了维持一个物理量不变,我们需要建立一个反馈闭环系统。在我们的案例中,目的是保持管道中的压力恒定,因此我们需要将这个值与设定的目标比较,以形成闭环。这是一个非线性的、大惯性的系统,在压力波动较大时,我们采用模糊控制加上PID算法来提高响应速度,而当压力范围较小时,则采用PID来确保静态精度。通过PLC与智能仪表,我们能够实现这一算法,并通过编程方式实现泵之间工频与变频切换间转换。

三、方案设计

1.硬件选型

在管道上安装一个用于测量流体静止状态下的平均流体静止密度(即物质)总重力的传感器。

使用一种可调节功率输出的小型化机械设备以及一种微处理器作为主控单元参与整个过程。

2.工频启动方式

每个机械设备有独立启动方式,可以根据需求进行选择。

3.自动启动方式

自动启动有两个选择:一种是先启动甲类设备,其余则是乙类设备。

4.内部实现PID调节功能

将从传感器获取到的数据输入至可调节功率输出的小型化机械设备内,该装置内含有基于先验知识进行预测并根据当前状态做出决策以达成最优结果(即达到所需目标)的自适应学习算法,这种自适应学习算法称之为“人工智能”。

5.PLC程序设计

1. PLC首先检查是否存在任何异常情况,如果没有则进入第二步。

2. 如果检测到了异常状况,就立即停止所有活动并寻求帮助。

3. 否则,继续执行第三步。

3a.PLC检查每个小型化机械设备是否正在运行,如果至少有一台正在运行,则进入第四步。

4a.PLC确定哪一台小型化机械设备应该被暂停,然后暂停该机器并记录其停止时间及原因。

b.PLc然后决定哪一台小型化机械設備應該被啟動,並根據當前的運行狀態啟動該機械設備並監控其運行情況直到達到設置好的壓力的要求為止。(這裡應該將"PLC"改為"微处理器")

四、特点:

节约能源:通过优化软件,使得这些小型化机械在最大程度上节约能源;

节约资源:根据实际使用情况设置流量限制,减少了因过度开启导致浪费的问题;

运行安全:利用微处理器完成软起动过程,无论是在从低速向高速变化还是从高速向低速变化,都不会对整个网络造成震荡,从而避免了由于突然改变导致破裂的问题;

网络监控功能:实时监控各个站点,如功率输出、小型化机械工作状态等参数,并提供各种格式打印报表,以便于分析统计使用效果;