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生活地埋式一體化污水處理設備變頻恒壓供水系統壓力振蕩分析與排除實例
- 2018-08-06 -

文章出處:百源水處理責任編輯:百源水處理作者:百源水處理

目前,PLC控制的恒壓供水系統在城市居住區高層住宅給水中得到了廣泛的應用。該系統可根據實際需要設置供水壓力,并自動調節泵的工作狀态,使給水泵始終處于高效率運行狀态。采用變頻器對電機進行軟起動控制,可消除啟停過程中的水錘效應,延長泵、電機設備的使用壽命。在工作時,系統網絡的壓力應該是穩定的。如果發生壓力振蕩故障,不僅會影響供水處理質量,而且會對生活地埋式一體化污水處理設備網絡部分造成損害。

 

1、變頻恒壓供水系統組成與原理

變頻恒壓供水系統主要由PLC控制單元、變頻器、泵電機、供水管網、貯水箱和壓力傳感器組成,如圖1所示。恒壓供水泵站采用多台水泵和電動機,可根據耗水量投入使用。因此,單泵電機功率小,水處理設備系統備有備用泵,用于維修和保養。水泵的數量由PLC控制,電機轉速由變頻器控制,以滿足不同耗水量的需要。
變頻恒壓供水系統組成

 

2、恒壓供水系統供水調壓的原理

恒壓供水系統供水調壓原理如圖2所示。供水壓力采用閉環控制,首先在控制面闆設定水壓給定值,通過安裝在管網出水端的壓力傳感器實測水壓的反饋信号;然後由變頻器将實測值與給定值進行比較,若給定值大于實測值,說明系統水壓低于設定值,則改變水泵電機的供電頻率,使水泵電機轉速上升,反之則降低水泵電機的轉速,使供水量減小。在用水量大時,通過PLC進行工頻/變頻切換,使水泵處于工頻下運行,反之處于變頻運行;當用水量超過一台泵的供水量時,PLC控制其它水泵加入。
恒壓供水系統的原理如圖2所示。供水壓力是閉環控制。首先,在控制面闆上設置水壓,通過安裝在管網出口處的壓力傳感器測量水壓的反饋信号。然後将測量值與變頻器的給定值進行比較。如果給定值大于測量值,則表明系統的水壓低于設定值,則泵功率發生變化。泵的供電頻率增加了泵電機的轉速,否則降低了泵電機的轉速,減少了供水量。當耗水量較大時,通過PLC進行頻率/頻率轉換,使泵在工頻下變頻運行;當水泵的耗水量超過水泵的供水量時,PLC控制其它的水泵加入。

 

恒壓供水系統供水調壓原理圖

3、PLC變頻恒壓供水的設定與調節

(1)對于供水壓力,PLC和變頻器可根據實際情況設定給定值。如果有許多供水要求(如居民的水壓和水壓),則可以單獨設置。

(2)為了實現調節的速度和系統的穩定性,PLC的水壓控制與積分和一次差動調節成比例,即PID調節,調節參數可以由用戶自己設定。

(3)PID參數整定和調節原理,如圖3所示,PID控制是将供水壓力的實際值與設定的目标值進行比較,并使控制方法的實際值達到目标值。如果PID參數的選擇不合适,則會影響控制效果。
PID參數整定和調節原理圖

4、不穩定壓力振蕩恒壓供水系統故障檢修

以三菱PLC變頻恒壓系統為例,導緻其壓力不穩定的因素可能有以下幾種。 

(1)控制器的PID參數不确定和不正确(見表1)。由于PID控制單元是PLC或變頻器,所以解決方案是根據技術要求進行複位。設定後,如果水壓在設定值中急劇波動,則調整PID指令的微分常數,适當減小設定值,并适當增加積分常數值。如果調節過慢,水壓很大,系統的設定值過大,應适當減少。
控制器的PID參數
(2)控制單元的加速和減速時間與泵馬達的功率不一緻(見表2)。當電機功率大,轉動慣量大時,減速時間應設定較長,否則應減少。對于這個參數,用戶可以通過逐步增加或減少數據進行調試,例如,15KW一般設置為10到20s。
控制單元的加速和減速時間與泵馬達的功率表
(3)供水壓力傳感器安裝位置不合理。壓力采集點離泵出口太近,出口的速度變化,使壓力反饋給控制器不穩定,導緻系統振蕩。 

(4)帶壓力水箱的供水系統在停電時能保持供水壓力,但在壓力罐上選擇壓力采集點時,也可能引起系統振蕩。原因是空氣是可壓縮的,氣體在水中的溶解度随壓力而變化,因此流出物的反饋壓力和氣體的反饋壓力在兩者之間。一定的時間差,使系統振蕩。

5、水處理廠家總結:

PLC變頻恒壓供水系統可顯著降低供水能耗,實現供水系統的優化運行,提高運行設備的使用壽命,但其故障形式多種多樣。因此,應掌握供水系統的結構和工作原理,并借助相關技術數據總結經驗,從而正确、快速地消除故障。 西安迪奧環保科技