自动供水系统的设计与改造

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摘要：针对供水设备不能根据供水状况自动进行调整与控制的缺陷，公司自行设计改造了自动及恒压供水系统，不仅满足了生产需要，提高了供水的可靠性，而且达到了节能的目的，具有良好的经济效益。

关键词：自动供水系统；恒压；变频

中图分类号：U664文献标识码： A

Abstract :Aiming to the defects that pumping device cann’t tune andcontrol automatically according to pump state. The auto and constant pressure pumping water system was designed and transformed by our company. It do not only fulfil creative demand, develop pumping water reliability, but also achieve the goal of saving energy, having a good economic benefits.

Key words:Automatic pumping water system Constant pressureFrequency conversion

我公司水泵房设计共有四台清水泵，四台消防泵和两台真空泵。其运行方式为：一台清水泵正常供水，其他泵备用。当系统压力过低时，通过电接点压力表的低位输出点发出警报，提醒操作人员注意观察，根据现场情况随时准备开备用泵。开备用泵前，首先要抽取吸水管道内的空气形成部分真空，以确保能够正常吸水。开动真空泵的操作流程：打开吸水管道真空电磁阀，开启真空泵，待真空度表达到-0.06MPa以上，开启水泵，待正常泵水后关闭真空泵及真空阀门，完成水泵的切换。该方式存在以下两个弊端：1、以上过程全部人工完成，操作繁琐，且由于泵房无人值守，不能根据供水情况及时调整设备运行状况，无法满足车间的生产需要。特别是当厂区内出现火情时不能迅速提供消防用水，是一重大安全隐患。2、当各车间用水量小，供水管道压力高时，水泵仍然工频运行，造成了能源的浪费。泵房设备布置如图一：

图一.

针对上述存在问题，我们对供水系统进行自动化的设计与改造。设计思想：当系统压力变化，通过安装在系统总管的压力变送器测得低于设定低限阈值持续5秒时，或检测到所有水泵均停止时，两条件满足其一，自动启动两台真空泵，同时打开两个吸水管道真空电磁阀。真空度值由安装在真空管道的绝压变送器检测，当达到设定阈值时，自动启动1#消防泵和2#清水泵，延时5秒后停两台真空泵。对1#清水泵控制方式进行改造，加装变频器，根据设定的压力，通过PLC的PID调节，实现恒压变频供水，从而达到节能的目的。

为实现上述目标，我们添加了以下设备：

增加ABB ACS800变频器一台；

增加西门子SIEMENS S7-226一块，扩展EM235模块一块;

增加真空管道总管的绝压变送器一台，以检测真空度；

增加供水管道总管的压力变送器一台，以检测供水总压；

增加水泵吸水管道上真空管道电磁阀两个，以控制真空管道与吸水管道的通断。

一、自动控制流程如图二：

二、设计主要特点：

1、泵房设备属公司一级负荷，为确保泵房设备供电正常，我们将四台清水泵和1#真空泵电源改由中心低压配电室一回供电；四台消防泵和2#真空泵电源改由中心低压配电室二回供电。这样，只要有一回路供电，就能保障随时供水。同时，对PLC的电源，我们也做了双回路电源设计。这样，才能确保自动系统的正常运行。如图三：

2、通过PLC与变频器的配合，对1#清水泵的PID调节实现了系统的恒压变频控制，不仅满足车间生产要求，而且符合企业当前节能减排的要求。

3、以绝压变送器代替真空表，以压力变送器代替电接点压力表，不仅提高了精度和可靠性，而且通过编程使之与设定的阈值比较，实现了设备的自动控制。

三、改造后的成效

1、确保了生产车间的正常供水，并能根据供水情况的变化自动调整与控制，不仅可以实时监测与控制设备，提高了设备的机动性，实现了水泵房的无人值守，更减少了人工操作的不可靠性，为逐步实现减人提效奠定了基础。

2、节能效果显著。按每天供6000方水计算，变频运行比工频运行一年可节省129180元。以下是节能效果分析，如图四。

图四.

四、结语

公司自行设计改造的自动及恒压供水系统，不仅提高工作了效率，而且节能效果显著，具有广阔的市场前景，必将对供水系统产生深远影响。

个人简介：刘磊，泰安百川纸业有限责任公司车间主任，中级工程师，从事自动化专业十五年，主要负责公司的各大型设备、各自动控制系统的维护、改造，有着丰富的现场管理经验。