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探究雷达液位计在PLC中的应用研发

作者: 来源: 发布时间:2019-12-18 15:34:47

单双各四肖图118图    引言:通过使用PLC对城市供水管网中端高位调节水池出水雷达液位计的应用研究,可使调节水池从单纯的阀门开度改造为多参数雷达液位计,经过改造可以使逐渐废弃的供水管网中的网中高位调节水池重新恢复使用,从而避免资源浪费,节省高位调节水池建设投资成本。

    1.概述
    高位调节水池是利用地形高度修建的调节水厂送水量与城区用户用水量之差的调节构筑物,广泛运用在90年代丘林地区城市供水管网中。高位调节水池在城市供水环节中起着调峰和稳定管网供水压力的作用,但是随着城市区域扩大,供水管网长度增加,供水量上升,先期建立的进出水为同一管道的高位调节水池,极易产生溢水,因此丘林地区城市自来水公司便停用了高位调节水池,对水厂送水泵房中的水泵进行变频改造,以确保城市供水安全可靠。但是这种改造不但要投入较大的资金,而且会增加运行维护成本,就其原因主要是在城市供水管网中缺少了稳压措施。当供水最不利点压力不足时,需要水厂送水泵房水泵提高输出压力,这会使城市供水管网中非最不利供水点超出正常供水服务压力,造成压力浪费,自来水公司水厂供水电耗增加。而高位调节水池可在稳定供水最不利点压力发挥积极的作用,但是如果不改变高位调节水池的出水阀门控制方式,必然会导致水池溢水,如果应用多参数方式,对出门阀门进行微动控制,就可避免溢水,重新发挥高位调节水池的调峰和稳定压力作用,同时自来水公司可不再需要进行对送水泵房水泵变频的改造,这将降低自来水公司供水电耗,节约运行维护成本(邢国霞.PCC可编程智能调速器在朱庄水电站的应用[J].水能经济,2015(12))。

    2.雷达液位计的设计
    2.1 雷达液位计的定义
    雷达液位计是以城市供水管网中最高压力点压力、城市供水管网中最不利供水点压力值和调节池水位等参数对阀门的开度进行微动控制。这种控制模式可以使调节水池的水位在微小范围内变动,几乎可以认可为不变动,处于恒定水位,这样城市供水管网中始终存在一个定水位稳压水池,城市供水管网供水压力始终保持恒定。

    2.2 控制原理
    以城市供水管网中最高压力点的以往数据进行分析,得出平均值作为整定值,城市供水管网中最不利供水点压力值以往数据的平均值作为另一个整定值,调节池溢流水位作为第三个整定值。以上三个整定值同时传入PLC,通过编程,实现逻辑控制,微动调整出水阀门的开度。

    2.3 设备设施构成
    高位调节水池出水管阀门采用蝶阀、区域压力采集数字压力表、调节水池溢流水位液位计(0-5M投入式液位计)、PLC控制器、进出水注量计(后期安装)。

    区域压力采集数字压力表是采集压力主要部件,利用自来水公司SCADA系统构建压力控制模型以确定是否满足进出水需要。液位计主要用于控制调节池水位,防止溢流。PLC控制器主要电控核心部件接收压力水位参数以及阀门开度的反馈,带有4至20毫安电流反馈微动电调阀,主要控制出水阀门开启度。初期PLC可利用液位计采集液位和时间进行计算,后期可用安全的雷达液位计单双各四肖图118图进行液位核算,时间可采用PLC定时。压力数据传输模式由调度SCADA系统通过GPRS进行远传;液位计数据由于就在调节池上,数据传输为实时传输(张健.PLC在自来水厂加药自控系统的应用[J].科技与创新,2016(2))。

    2.4 控制方式
    2.4.1 阀门开度控制方式
单双各四肖图118图     反馈PLC微动4至20毫安,阀门开度暂定为10%、20%、30%进行控制,根据反馈以1%作自动调节。

    2.4.2 液位控制方式
单双各四肖图118图     雷达液位计算分为实时计算方式,PLC计算变量X:液位变化数*面积/时 间=单位液位。压力液位方式:估算水位高度、外部就地压力,列出不同开度液位模型。液位X要求满足一定时间(时间根据月份不同情况人工确定)内,调节池池水可以持续放入城市管网。

    2.4.3 自动蓄水过程
单双各四肖图118图     主要参数为就地点压力P1(初期可用中心点)、上水压力控制值PA、水位H1、水位上限H2、水位下限H3。打开阀门上水,当判定就地压力P1点高于PA,水位持续上升时保持100%开度上水;蓄水关闭阀门,水位H1达到上限H2,关闭阀门。当P1低于PA,持续1分钟以上,H1>H3,关闭阀门。

    2.4.4 调节放水过程
    主要控制方式:时间/液位调节。这里与传统高位调节池最大的不同,是通过阀门,控制调节时间,即不是单纯的开度、时间控制,而是根据城区管网压力,调节并计算水量算出能调节的时间。按设定在规定时间、压力下限情况下,尽可能按规定放水,延长补压时间,稳定调节池水位,最大限度避免水位波动,确保调节池水位。主要参数有:X下泄液位,X2清水池水位,T1允许下水时间启动点,T2允许下水时间停止点,P2压力点1,P3压力点2。

    2.4.5 开阀放水必要条件
    需要以下三组同时满足要求:根据P2、P3关联参数,确定P2、P3低于某一值时;时间在T1-T2间,时间来源为调度中心计算机主机;清水池水位H1高于下限水位H3。

    2.4.6 放水液位
单双各四肖图118图     分为定开度和实时液位方式:实时液位根据水位/压力建立(因PLC计算条件限制,可能要利用计算机计算,因此可以缓至下一步);开度根据水位/压力模型确定液位X。

    2.4.7 手动方式
    现场人工设定开度,时间上下水。

    2.4.8 远控方式
    调度中心设定开度,时间上下水。

    3.结语
单双各四肖图118图     雷达液位计已在乐山市自来水有限责任公司环境监测站高位调节水池得到了实践应用,产生了实际效果,在水源地迁建过程中对保证城区供水管网压力稳定起到了重要的作用。在水源地迁建过程中整个乐山城区每天的供水缺口较大,正是利用了高位调节水池的雷达液位计保证了整个城区的小时高峰用水调峰用水量,但是PLC本身的特性导致多参数阀门无法实现智能化,建议在以后采用PCC构成水位计算机,在其中植入智能算法,实现高位调节水池水位稳定智能化管理。

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