基于PLC的变频恒压二次供水系统设计

基于PLC的变频恒压二次供水系统设计

摘要:首先要明白一点就是什么是二次供水，很多人可能不明白这一点，所谓二次供水就是指生活用水的一种给水方式，自来水公司直接将自来水通过管网供给小区,由于到小区压力只有三公斤，只能达到前三层楼的高度,向三层往上的住宅用户想使用到自来水的话,就需要水泵进行加压供水所以这种方式又叫二次加压，这就是二次供水。二次供水中的水箱是目前用水高峰自来水压力不能满足多层及高层建筑用水情况下的一种补救供水方式。

1.结构形式可分为室内整体式、室内分体式、室外整体式。

2.水泵组的供给方式有两种:1.以满频率的方式进行运行,也就是水泵组电机不休眠,始终以最高转速进行供给.这种工作方式会使电机长期处于工作状态,时间长了会导致电机发热,大大剪短了电机的使用寿命,增加停水的危险2.通过变频器改变电机频率的方式进行控制,这里需要借助PLC程序运算),这样可以根据压力的大小,变频器做出频率的调整,达到设定压力,不给定频率,电机处于休眠状态,当出水压力小于设定压力时,电机从休眠状态下被唤醒,进行工作,这样不仅可以保证电机散热,也可以增加使用寿命

3.工作水泵数量可分为单台、多台

4.控制方式可分为1.直接控制2.变频器给定电机频率控制也叫模拟量变频控制

关键词:二次供水; 压力; 变频; PLC控制

Variable frequency constant pressure water supply system based on PLC two times

Abstract: First of all, we should understand what is secondary water supply. Many people may not understand this point. The so-called secondary water supply means a way of water supply for domestic use. The water company directly supplies the water through the pipeline network to the residential area. Because the pressure to the residential area is only three kilograms, it can only reach the height of the first three floors. If the residential users want to use the tap water, they need it. Pump for pressurized water supply, so this way is also called secondary pressurization, which is secondary water supply. The water tank in the secondary water supply is a remedial water supply mode under the condition that the peak tap water pressure can not meet the water demand of multi-storey and high-rise buildings.

1. The structural form can be divided into indoor integral type, indoor split type and outdoor integral type.

2. There are two ways to supply water pumps: 1. Full-frequency operation, i.e. the motor of water pumps does not sleep and always supplies at the highest speed. This mode of operation will keep the motor in working state for a long time, which will lead to motor heating, greatly shorten the service life of the motor, and increase the risk of water shutdown. 2. Control by changing the frequency of the motor through the frequency converter. In this way, according to the size of the pressure, the frequency of the converter can be adjusted to achieve the set pressure, no given frequency, the motor is in a dormant state. When the water pressure is less than the set pressure, the motor is awakened from the dormant state to work, which can not only ensure the heat dissipation of the motor, but also increase its service life.

3. The number of working pumps can be divided into single and multiple pumps.

4. The control mode can be divided into 1. Direct control 2. Frequency control of a given motor by frequency converter is also called analog variable frequency control.

Key words: The two water supply ; pressure ; frequency conversion; PLC control

第一章 课题简介

1.1 课题研究的目的和意义

从目前中国经济发展状况来说,国家处于高速发展阶段,人民的生活水平也比以前提高了很多,以前人们在意的是生活状况,现在在意的是生活品质,二次供水也映入人们的眼球,人们也越来越注重水的安全与质量,从新闻上报道小区水箱设在房顶,出现直接暴露在外面,雨水进入水箱,水箱里发现死老鼠,管道生锈腐烂,水箱角落出现蜘蛛网,从种种现象表明,解决人们生活用水安全问题已经刻不容缓,与之前相比,人们大多把水箱建在房顶,这样可以不用加压的方式供水,利用水流的惯性水通过管道逐级流入小区进水管看似节约了建造水泵组的成本,但存在很多安全问题,例如最顶端楼层水压小,一楼用户水压大的情况,水箱是直接暴露在太阳底下,水箱口如果不做好密封的很容易进入蚊虫,水箱顶部改版没有盖好的话,极容易进入雨水,安全不能保证。后来人们发现了这样的问题,逐渐的房顶建造水箱被专门建造水泵房所取代,通过在我所生活的城市,无锡,走访小区发现,老的小区泵房容易出现常年无人进入泵房检查安全,阀门生锈腐烂,泵房漏水的现象,这样不进加大了危险性,老的泵房没有专门的巡检记录表,没有专门的负责人,控制柜外表锈迹斑斑,没人检查柜内电气元件是否的正常运行,对于这种老的泵房,则需要进行泵房改造,对于新建的小区开发商泵房,也进行了查看,多数没有设立专门的泵房工作人员

从二次供水的发展方向来说,一个泵房的建立是让他能够长久的运行,保证水质的安全,如果泵房没有设置专门的人员对泵房进行定期检查,水箱定期进行清洗,那么造一个新的泵房将没有更多的意义,人民用水安全问题将是一项必须要解决的问题

1.2二次供水的优势与特点

对于现在小区二次供水大多采用地下室专门设立泵房,建造水箱储水,水泵组加压的方式进行逐级供水,什么是逐级供水也就是根据每个小区楼层数来划分低区用户,中区用户,对于20层往上的小区会有高区用户,每个区专门设立泵组,每个区的水泵选取规格不一样,基本上低区到高区,电机功率由低到高,区数越高,功率越高,扬程跟流量相比于其他泵组的水泵要高很多,这样不仅能够保证各个区都有水，由于水泵的规格不同，但都可以达到满足用户用水所需要的水压，这种二次供水的方式也是目前用的最多的,他不仅可以保证小区用户高峰期时期的用水问题,水箱储水,可以保证夜间突然停水,可以启用水箱内的水进行补给,这一点要比远远优于稳流管供水,所谓稳流罐供水适用于小区住宅不多的情况下,楼层数比较低,官网进来的水直接进入稳流灌通过短暂的蓄水直接输送到小区用户家里,可以叫做直取直供,这种方式虽然成本比较低,但不适合用户比较多的小区,这也是其最大的短处,所以对于二次供水设备的建造,我认为建造水箱储水是最合适的选择。对于以后二次供水的发展方向，我认为他会往节能低碳的方向发展，对于以后怎么设计控制系统怎么对设备进行安装将会间接影响节能的发展。

第二章 系统设计

2.1  泵房总体设计

本工程为A小区一期生活给水水泵房。本项目位于B街道与C路交叉口西北角，包含1幢32层住宅，3幢33层住宅，10幢3层住宅及部分配套用房，小区住宅1—3层市政直供，3层以上加压供水。生活给水泵房位于地下车库内（15号楼北侧地库中）

（1）本工程采用水箱+泵组加压的方式进行供水，故需设立生活水箱，水箱选取两个5mX4mX2m（长X宽X高），有效容积为25m³。本工程除图纸标明的高度是米之外，其他数据均按照毫米的方式计算，0.0米基准面为地下室房顶完成面的标高，除了特别标记外，本工程所有图纸上的管道高度均为管道中心的标高

（2）泵房内需设立集水坑，坑内放置两台排污泵用于处理污水。集水坑设立高液位和超高液位，各捆绑一个浮球开关，上下高度不得齐平，用于对集水坑液位保护，

（3）侧墙设立两个风机用于通风。水泵出水口采用静音式止回阀

（5）泵房水箱出水管道安装紫外线消毒仪。设立除湿机（湿腾工业除湿机）用于降低泵房湿度。

（6）在线余氯浊度仪、余氯仪安装在1.5米的墙壁上，用以检测水质，以便于观测

（4）设立除湿机（湿腾工业除湿机）用于降低泵房湿度。

（5）每个区出水管侧安装压力罐（GWS品牌）用于管道保压。规格低区：80L*1.0MPA，米白色；中区：80L*1.5MPA，米白色；高一区：80L*2.5MPA，米白色；高二区：80L*2.5MPA，米白色。

目   录

摘要 …………………………………………………………………………………………1

第一章 二次供水简介………………………………………………………………………2

1.1国内二次供水发展现状 …………………………………………………………………2

1.2 二次供水的优势与特点…………………………………………………………………2

第二章 系统设计………………………………………………………………………3

2.1 泵房总体设计………………………………………………………………………3

2.2小区楼层数的划分………………………………………………………………………4

以及对应区压力的设定

2.3  泵房图纸的设计……………………………………………………………………5

2.4  管道元件的规格选取…………………………………………………………………8

2.5  水泵的基本参数和规格选取…………………………………………………………9

第三章 电气系统设计……………………………………………………………10

3.1  设计范围………………………………………………………………………………10

3.2  接地系统的安装………………………………………………………………………10

3.3 设备柜的排版与布局………………………………………………………………12

3.4  电气元器件的选取…………………………………………………………………14

3.5  原理图设计……………………………………………………………………………16

第四章 软件部分……………………………………………………………………21

5.1 SoMachine编程软件的介绍 …………………………………………………………21

5.2 PLC M241简介……………………………………………………………………………22

第五章 系统常见故障的分析与解决………………………………………………………24

致谢…………………………………………………………………………………………26

参考文献……………………………………………………………………………………27

  附录

[1]：《二次供水设施卫生规范》（GB17051-2001）

[2]：《二次供水工程技术规范》（CJJ 140-2010）

[3]：《生活用水卫生标准》（GB5749-2006）

[4]：《施耐德SomachinePLC 变频器 触摸屏综合应用案例精讲》王兆宇.中国电力出版社

[5]：《建筑给水排水工程第七版》王增飞.中国建筑工业出版社

[6]：《建筑水暖电工程现场细部施工做法》闵玉辉.化学工业出版社

[7]：《给水排水管网系统第三版》刘遂庆.中国建筑工业出版社

[8]：《电气设备选择与计算实例》王越明.化学工业出版社

[9]: 《PLC模拟量与通信控制应用实践》李金城.电子工业出版社

[10]: 《施耐德电气SoMachine控制器应用技巧120例》李振.机械工业出版社

[11]: 《施耐德SoMachine控制器应用及编程指南》李幼涵.机械工业出版社

[12]: 《施耐德PLC应用技术》郑阿奇.电子工业出版社