世纪星组态软件在恒压供水系统中的应用
一、概述
一般供水方式，多为根据用水量调节开停泵数量，压力偏小时加泵，压力偏高时减泵。传统的控制方式为人工手动控制，存在着如下缺点： 操作方式落后，人为因素很大；管理方式落后，无法建立严格的科学管理体制；设备运行不合理，维修量大，使用寿命短；能耗高、机械磨损大，生产成本高；采用自动恒压供水系统，可以大大改善供水性能，稳定供水压力，节约电能。
二、系统结构
系统采用一台变频器控制多台水泵以循环工作的方式，中心控制器为PLC可编程控制器，以设定压力和反馈压力为控制目标，以PID为控制算法组成闭环控制系统。以降压启动柜或软启动器作为工频运行回路或独立的后备系统。实时采集水网参数、电网参数、电机温度、设备运行状态，达到优化运行、可靠保护、确保供水、节约电耗。
三、控制方式
以出口总管网水压为控制目标，以供水时间、季节为参考值，合理组合开泵台数，减少开停泵次数，达到稳定水压、节电供水之目的。
1、通过调节开、停泵组数量和变频调速泵的转速，达到调节管网水压目的，稳定供水压力。
2、调节精度：-0.1Mpa～+0.1Mpa。
3、以管网水压为控制目标，达到高效节能供水。
4、以24小时为周期，根据用水量不同可上分段设定供水压力，PLC依据设定值自动运行。
5、以“先入先出”为准则，对水泵进行优化组合，循环投切。 通过对变频机组负荷的实时计算，确定各泵的开、停时间，使各泵在高效区段工作并磨损均匀。
6、阀门自动控制。工作程序为：
开泵----检测泵出口水压----压力达到设定值时开阀----检测阀门开尽限位。
关阀----检测阀门关尽限位----停泵。
7、通过PLC精确控制，使泵组的变、工频运行实现无扰动切换。并保证各泵的磨损均匀，
8、通过对供水量的计算，限制泵组在临界状态的频繁起停。
9、每台泵组后备手动软起控制功能，确保故障的情况下不间断供水。
10、水压异常报警，低水池水位过低自动停机，用水量极小时自动停机。
11、软启动，减少了单泵启动电流、冲击和水泵机械磨损，延长设备的使用寿命。
12、PLC与上位监控站连网功能。
13、自动运行，远程运行，手动运行。手动运行为最高优先权。
14、 监测所有设备的相关参数：电机电压、电流、温度、运行时间、运行状态、出口水压、阀门 状态、阀门故障、水池水位、管网水压、水质参数。 中心控制室进行网络通讯，协调生产。
15、 对排污泵进行实时监控和自动控制。
四、技术经济指标分析
1、对于水泵其扬程（H）、流 量（Q）、转速（N）和轴功率（P）之间存在如下关系： Q=K1*N H=K2*N2 P=K3*H*Q=K1*K2*K3*N3=K*N3
由此可见，水泵出口流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，消耗的轴功率与转速的三次方成正比。对水泵进行调速运行，不仅对供水流量与压力进行调节，而且有着非常明显的节能效果。当变频泵运行45Hz时。比工频运转节电27%。P（45）/p（50）=（45/50）3=73%
2、应用变频调速可以根据用水需求量对水泵流量进行无级调整，减少开停工频泵的次数，减少对电网及水泵机械的冲击，延长设备的使用寿命，大大减少爆管的危险性，减少工程维修费用和跑水的浪费，间接节约了成本。
3、根据供水施工的经验和运行数据分析，一般每天可分为几个档次的压力供水，其直接节电率在10%以上。考虑减少维修费用，延长设备使用寿命，提高管理水平和自动化监控能力等间接节能效率，总节能率可达18%以上。
五、上位机监控软件
《世纪星组态软件》是在PC机上开发的智能型人机接口（MMI）软件系统，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平台作为其操作系统，全中文界面，并充分利用了Windows的各种便利功能。
《世纪星组态软件》由开发系统和运行系统组成。开发系统是《世纪星组态软件》的集成开发环境，软件开发者在这个环境中完成界面的设计、数据库定义、动画连接、硬件设备安装、网络配置、系统配置等。该系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，不但能合理地抽象控制对象，而且能非常简单、方便地对数据的报警、趋势曲线、历史数据记录、安全防范等进行操作；开发者利用其丰富的图形控件和自定义图库功能，可以大大减少设计界面的时间；通过简单而实用的编程命令语言，开发者不需要编程经验就可以设计完成实际工程；方便的硬件设备安装向导和全面地支持国内国际工控底层设备，彻底实现工控现场的数据采集和监控功能。
运行系统是《世纪星组态软件》系统的实时运行环境，用于显示开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与硬件设备的数据交换。运行系统能实时而形象地反映现场的所有参数和实际情况；通过实时数据库管理从工业控制对象采集各种数据；可把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成实时和历史报警、历史数据记录、实时和历史趋势曲线等监控功能；可生成历史数据文件，用于追忆历史事件；灵活方便的组态式报表，可充分满足用户的各种报表需要。
六、工艺过程
1、主画面
2、PID 调节
一般供水方式，多为根据用水量调节开停泵数量，压力偏小时加泵，压力偏高时减泵。传统的控制方式为人工手动控制，存在着如下缺点： 操作方式落后，人为因素很大；管理方式落后，无法建立严格的科学管理体制；设备运行不合理，维修量大，使用寿命短；能耗高、机械磨损大，生产成本高；采用自动恒压供水系统，可以大大改善供水性能，稳定供水压力，节约电能。
二、系统结构
系统采用一台变频器控制多台水泵以循环工作的方式，中心控制器为PLC可编程控制器，以设定压力和反馈压力为控制目标，以PID为控制算法组成闭环控制系统。以降压启动柜或软启动器作为工频运行回路或独立的后备系统。实时采集水网参数、电网参数、电机温度、设备运行状态，达到优化运行、可靠保护、确保供水、节约电耗。
三、控制方式
以出口总管网水压为控制目标，以供水时间、季节为参考值，合理组合开泵台数，减少开停泵次数，达到稳定水压、节电供水之目的。
1、通过调节开、停泵组数量和变频调速泵的转速，达到调节管网水压目的，稳定供水压力。
2、调节精度：-0.1Mpa～+0.1Mpa。
3、以管网水压为控制目标，达到高效节能供水。
4、以24小时为周期，根据用水量不同可上分段设定供水压力，PLC依据设定值自动运行。
5、以“先入先出”为准则，对水泵进行优化组合，循环投切。 通过对变频机组负荷的实时计算，确定各泵的开、停时间，使各泵在高效区段工作并磨损均匀。
6、阀门自动控制。工作程序为：
开泵----检测泵出口水压----压力达到设定值时开阀----检测阀门开尽限位。
关阀----检测阀门关尽限位----停泵。
7、通过PLC精确控制，使泵组的变、工频运行实现无扰动切换。并保证各泵的磨损均匀，
8、通过对供水量的计算，限制泵组在临界状态的频繁起停。
9、每台泵组后备手动软起控制功能，确保故障的情况下不间断供水。
10、水压异常报警，低水池水位过低自动停机，用水量极小时自动停机。
11、软启动，减少了单泵启动电流、冲击和水泵机械磨损，延长设备的使用寿命。
12、PLC与上位监控站连网功能。
13、自动运行，远程运行，手动运行。手动运行为最高优先权。
14、 监测所有设备的相关参数：电机电压、电流、温度、运行时间、运行状态、出口水压、阀门 状态、阀门故障、水池水位、管网水压、水质参数。 中心控制室进行网络通讯，协调生产。
15、 对排污泵进行实时监控和自动控制。
四、技术经济指标分析
1、对于水泵其扬程（H）、流 量（Q）、转速（N）和轴功率（P）之间存在如下关系： Q=K1*N H=K2*N2 P=K3*H*Q=K1*K2*K3*N3=K*N3
由此可见，水泵出口流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，消耗的轴功率与转速的三次方成正比。对水泵进行调速运行，不仅对供水流量与压力进行调节，而且有着非常明显的节能效果。当变频泵运行45Hz时。比工频运转节电27%。P（45）/p（50）=（45/50）3=73%
2、应用变频调速可以根据用水需求量对水泵流量进行无级调整，减少开停工频泵的次数，减少对电网及水泵机械的冲击，延长设备的使用寿命，大大减少爆管的危险性，减少工程维修费用和跑水的浪费，间接节约了成本。
3、根据供水施工的经验和运行数据分析，一般每天可分为几个档次的压力供水，其直接节电率在10%以上。考虑减少维修费用，延长设备使用寿命，提高管理水平和自动化监控能力等间接节能效率，总节能率可达18%以上。
五、上位机监控软件
《世纪星组态软件》是在PC机上开发的智能型人机接口（MMI）软件系统，它以Windows 98/2000/NT/XP 中文平台作为其操作系统，全中文界面，并充分利用了Windows的各种便利功能。
《世纪星组态软件》由开发系统和运行系统组成。开发系统是《世纪星组态软件》的集成开发环境，软件开发者在这个环境中完成界面的设计、数据库定义、动画连接、硬件设备安装、网络配置、系统配置等。该系统具有先进完善的图形生成功能；数据库中有多种数据类型，不但能合理地抽象控制对象，而且能非常简单、方便地对数据的报警、趋势曲线、历史数据记录、安全防范等进行操作；开发者利用其丰富的图形控件和自定义图库功能，可以大大减少设计界面的时间；通过简单而实用的编程命令语言，开发者不需要编程经验就可以设计完成实际工程；方便的硬件设备安装向导和全面地支持国内国际工控底层设备，彻底实现工控现场的数据采集和监控功能。
运行系统是《世纪星组态软件》系统的实时运行环境，用于显示开发系统中建立的动画图形画面，并负责数据库与硬件设备的数据交换。运行系统能实时而形象地反映现场的所有参数和实际情况；通过实时数据库管理从工业控制对象采集各种数据；可把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成实时和历史报警、历史数据记录、实时和历史趋势曲线等监控功能；可生成历史数据文件，用于追忆历史事件；灵活方便的组态式报表，可充分满足用户的各种报表需要。
六、工艺过程
1、主画面
2、PID 调节
3、打印报表
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