淺談電工新技術(shù)在恒壓供水方面的應(yīng)用

王建民

[摘要]對于個別工業(yè)與特殊用戶來講，恒壓供水系統(tǒng)是至關(guān)重要的，供水設(shè)備是針對在壓力不足導(dǎo)致水高度得不到滿足進而影響到流量的情況下而研發(fā)的。在社會不斷發(fā)展的今天，城市的用水量極具增加，但受到環(huán)境的影響，用戶的用水需求也會隨之變化，供水條件若不能隨之變化，則會導(dǎo)致供水過?；蚬┧蛔愕默F(xiàn)象發(fā)生。

[關(guān)鍵詞]電工新技術(shù) 恒壓供水系統(tǒng)的使用

供水系統(tǒng)的水壓需要保持在一個恒定的狀態(tài)，就目前來說，很多控制方式已在實踐中獲得了豐碩的成果，其中，電工技術(shù)是最值得研發(fā)的重要領(lǐng)域。近年來，PLC作為電工新技術(shù)，在恒壓供水方面有著諸多的成功案例，并被廣泛的使用到供水系統(tǒng)當(dāng)中。

一、供水系統(tǒng)的現(xiàn)狀

以近些年的實踐總結(jié)來看，我國主要的供水方式主要有水池變頻泵供水、恒速泵加壓供水、無負壓供水、高位水塔水箱供水、單片機變頻調(diào)速供水等。這些供水方式雖然在原理上有著一定的差異，但追根溯源，其主題思想都是為保障用戶能夠平穩(wěn)、正常的用水。但是隨著我國人民生活水平不斷的提高，供水系統(tǒng)若只停留在原層面，將無法保證供水質(zhì)量與用戶所需，因此，供水系統(tǒng)的水壓恒定保持極為必要。此外，此方式還能做到將水資源科學(xué)合理的利用，有效減少浪費。在電工新技術(shù)的領(lǐng)域中，若想實現(xiàn)恒壓供水，主要的借助手段分為以下幾種。①邏輯電路控制法：此方法的特點是控制的精度不夠高，水泵在互相切換時，會導(dǎo)致水壓波動較大，進而將調(diào)試的難度增加，但若存在干擾時，其對干擾的抵抗能力不強。②單片機路控制法：此方法在功能性上優(yōu)于邏輯電路控制法，但由于管網(wǎng)與供水條件的千差萬別，其應(yīng)用難度較大，控制方式的變更與修改的靈活性不高。③PLC恒壓系統(tǒng)：就目前來看，OLC恒壓系統(tǒng)的性能在所有的供水系統(tǒng)中是最為優(yōu)秀的，其控制方式與修改時的靈活性更高，在操作修改時都較為簡單。

二、PLC控制恒壓的原理

PLC恒壓系統(tǒng)是由主供水回路、備用回路、泵房和儲蓄池為主要組成部分，而控制系統(tǒng)則是由傳感器、變頻器、切換繼電器與PLC等組成。若想將水壓在供水的工作中維持在一定的范圍之內(nèi)或恒定，就需要引入水壓力反饋值的概念。反饋值是用來將水壓與初始設(shè)定值進行對比，利用所得出的偏差值對水泵相應(yīng)的調(diào)試，并通過對電機運行情況的調(diào)整，達到對管網(wǎng)的水壓調(diào)節(jié)、控制的最終目的，借由此得到一個閉環(huán)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。在經(jīng)過大量實踐研究所得出的分析結(jié)果表示，通過對變頻器下達控制指令，使電機的自身轉(zhuǎn)速發(fā)生改變，從而達到調(diào)節(jié)水泵壓力的目的，此控制指令不僅有著性能顯著，并且在節(jié)電方面的表現(xiàn)也十分出色。恒壓供水系統(tǒng)在PLC的主導(dǎo)下，其本質(zhì)是將PLC與變頻器進行協(xié)調(diào)，若供水壓力實值與預(yù)想存在差異時，PLC會給變頻器下達指令，對其進行轉(zhuǎn)動速度的調(diào)整，從而完成整個管網(wǎng)的壓力控制。就目前來說，供水系統(tǒng)一般為多臺水泵同時工作，在水壓波動不明顯時，單臺水泵的調(diào)節(jié)能力能夠達到標準，但當(dāng)用水高峰來臨時，所需用水量超過單臺水泵的最大承載范圍時，單臺水泵的調(diào)節(jié)能力便會減弱。通過PLC對切換器的控制，可以實現(xiàn)二臺或多臺水泵的同時調(diào)動，有效的將壓力保持在恒定范圍內(nèi)。若在供水管網(wǎng)中設(shè)置壓力傳感器，便能實現(xiàn)檢測管網(wǎng)中的壓力大小，可根據(jù)不同的系統(tǒng)要求制定相應(yīng)的壓力設(shè)定值，并在傳感器工作時，將實際的檢測反饋交給PLC，經(jīng)過PLC的運算處理，最終決定電泵電機組的轉(zhuǎn)速與投入需要運行的水泵數(shù)量，使管網(wǎng)的內(nèi)部壓力最大程度的在最小范圍內(nèi)波動，達到恒定狀態(tài)。

三、PLC控制的恒壓系統(tǒng)

當(dāng)下被應(yīng)用最廣泛的恒壓供水系統(tǒng)均是通過PID調(diào)節(jié)與PLC控制技術(shù)的共同協(xié)作下完成。若想準確的得到管網(wǎng)的實時壓力值，則需要借助安裝在管網(wǎng)中檢測傳感系統(tǒng)與反饋系統(tǒng)的輔助來完成，但在一般情況下，供水系統(tǒng)是一個錯綜復(fù)雜的管網(wǎng)，具有較大的延遲性，因此，當(dāng)管網(wǎng)中某個距離檢測傳感器區(qū)域的壓力產(chǎn)生變化時，往往需要較長時間才能做出反應(yīng)。若單單以PID來調(diào)節(jié)，無法滿足快速反應(yīng)與調(diào)整的要求，因此，需要借助PLC的同步參與。還可以手動設(shè)定壓力信號與壓力傳感器的反饋值，再經(jīng)過相關(guān)處理得到壓力偏差的變化系數(shù)，在運算后，PLC將得到的模擬信號傳輸至變頻器，使電機的轉(zhuǎn)速得到改變，從而形成軟啟動。PLC通過對模擬量輸出與壓力偏差值的對比，再通過端口開關(guān)量的驅(qū)動輸出，對繼電器組進行切換，以確定投入運行所需的機組數(shù)量，使電機的啟停、變頻、工頻行云流水的切換。在調(diào)整電機組工作數(shù)量的同時，需將其中一臺電機的變頻轉(zhuǎn)速進行控制，以此保證在動力系統(tǒng)中的穩(wěn)定壓力達到恒壓的根本目的。

四、結(jié)語

如上文所述，不難發(fā)現(xiàn)對恒壓供水系統(tǒng)而言，以PLC作為控制的核心，不僅軟件結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)能力強，同時市場價格也在逐年遞減，加之其維修護理難度較小，對于系統(tǒng)本身的成本節(jié)約有著諸多益處，除此之外，能夠在節(jié)能的基礎(chǔ)上更好的延長水泵使用壽命。以目前PLC的實際應(yīng)用來看，在新電工領(lǐng)域中，PLC恒壓供水系統(tǒng)有著無可比擬的優(yōu)勢，在提高供水質(zhì)量的同時，在投建、運行的經(jīng)濟性與穩(wěn)定性等方面都有著巨大發(fā)展空間，因此，應(yīng)對PLC恒壓供水系統(tǒng)的細致化研究進行有力的加強。