第一篇：基于plc的恒壓供水系統(tǒng)

基于PIC的恒壓供水系統(tǒng)

主要功能

1、全自動完成多臺水泵機組軟啟動,變頻到工頻運行以及停止的全部操作過程.2、根據(jù)用水量的變化,變成多臺泵組的啟動和停止.3、有壓力設定值和實際壓力值的LED顯示功能.4、有LED頻率指示,變頻異常指示,電機故障工況顯示.5、保護功能:具有欠壓保護,過壓保護,過載保護,短·保護,失速防止,燒損防止等功能.基于PIC的恒壓供水系統(tǒng)運營環(huán)境

1、環(huán)境溫度：5~50℃;相對濕度：≤90%，無凝露。

2、周圍空氣無腐蝕性氣體、水蒸汽、粉塵等明顯污染。

3、安裝場所的最大海拔高度1000m。

基于PIC的恒壓供水系統(tǒng)常用組合方式

立式系列二次供水設備噸位為2-20噸，系立式供水設備，具有占地面積小的優(yōu)點，以水井或蓄水池做水源，適用于地面面積小，用水量少的用戶。

臥式系列二次供水設備噸位為10-100噸，系臥式供水設備，以水井或蓄水池做水源，適用于企業(yè)事業(yè)單位，農村等用水量較大的用戶使用。

調查：居民對二次供水概念不熟

什么是二次供水?記者在采訪中得知，許多市民對這一概念還不了解，不明白二次供水的真正含義。其實，二次供水是用水單位將來自城市集中式供水系統(tǒng)的生活飲用水經貯存、加壓或再處理(如過濾、軟化、消毒等)后，經管道輸送給用戶的供水方式，通常是解決高樓層居民水壓難題而采取的特殊供水方式。據(jù)不完全統(tǒng)計，現(xiàn)在有近七成的用水人口飲用的是城市二次供水。

改進：室外管道應有防凍措施

該規(guī)范明確規(guī)定，嚴禁二次供水管道與其他管道直接連通，而除了對二次供水設施安裝嚴格要求外，還對材料的使用也作出明確規(guī)定，包括埋地給水管道應根據(jù)承受壓力等級、地面荷載力的不同選用耐腐蝕、壽命長的管材、管件等。在安裝時，二次供水室外管道應有防凍措施，二次供水管道應作藍色色標，并標明二次供水。二次供水引入樓內的立管應在建筑物首層設置閥門等。

防污：儲水池周圍應隔離污染源

在用水管理條例中明確，二次供水設施管理主體應當加強二次供水的日常管理，建立水質管理制度和檢測檔案;定期進行水質常規(guī)檢測，每季度不得少于一次;定期對各類儲水設施清洗消毒，每半年不得少于一次。

而為了防止二次供水水質污染，《技術規(guī)范》要求，埋地式生活飲用水儲水池周圍10米以內不得有化糞池、污水處理建筑物、滲水井、垃圾堆放點等污染源;周圍2米以內不得有污水管和污染物。生活飲用水池(箱)應與其他用水的水池(箱)分開設置等。

變頻恒壓供水設備的質量高低是決定二次供水品質好壞的關鍵，但一段時間以來，我國無負壓二次供水設備行業(yè)比較混亂，因沒有統(tǒng)一標準進行性能檢測，設備中關鍵部件不能正確使用，極易形成安全隱患。

基于PIC的恒壓供水系統(tǒng)的分類

1)按供水方式分：(1)恒壓變量供水系統(tǒng)：水泵的出口壓力始終保持一個恒定值，設備的供水量可隨用戶用水量的需求而變化。(2)變壓變量供水系統(tǒng)：系統(tǒng)的控制壓力檢測點設在用戶給水系統(tǒng)的末端，用此測定壓力來控制水泵運行的轉速，此時水泵的出口壓力是變化的，用戶的用水量也是變化的。

2)按控制方式分：(1)微機控制型：控制核心由單片機組成。(2)PC控制型：控制核心由可編程序控制器組成。

3)按水泵臺數(shù)分：(1)單臺式：控制一臺水泵調速運行，另一臺泵備用，兩臺交替使用。(2)多臺并聯(lián)式：控制一臺水泵變頻調速運行，多臺工頻運行。還可按結構形式和系統(tǒng)用途等方面分類。

基于PIC的恒壓供水系統(tǒng)使用的領域

1、自來水供水、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)，亦可用于熱水供應、恒壓噴淋等系統(tǒng)。

2、工業(yè)企業(yè)生活、生產供水系統(tǒng)及工廠其它需恒壓控制領域(如空壓機系統(tǒng)的恒壓供氣、恒壓供風)。各種場合的恒壓、變壓控制，冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)。

3、污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)。

4、農業(yè)排灌、園林噴淋、水景和音樂噴泉系統(tǒng)。

5、賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。

基于PIC的恒壓供水系統(tǒng)的兩個特點：

1.供水管網壓力穩(wěn)定：設備由微機構成自動閉環(huán)控制，能在0.5秒內使變化的壓力恢復正常，壓力調節(jié)精度為設定值的±5%。

2.供水功能全，保險系數(shù)高：設備局部出現(xiàn)故障時，能啟用應急功能繼續(xù)供水。該設備可與市政供水網自動并網運行，并具有雙恒壓功能，即能滿足生活生產用水的正常壓力和流量，有能在出現(xiàn)火情時自動轉換為高壓大流量供水，可一機多用。

無負壓變頻供水設備

變頻恒壓供水設備

基于PIC的恒壓供水系統(tǒng)應用范圍：

1、新建的住宅小區(qū)、別墅、寫字樓、綜合樓生活供水。

2、高層建筑、消防用水、高級賓館飯店等的生活供水。

3、氣壓給水,地面水池加壓等傳統(tǒng)供水系統(tǒng)改造。

4、各種鍋爐冷水供水系統(tǒng)、鍋爐熱水。

5、自來水廠的中間加壓泵站、自來水二次增壓。

6、各工礦企業(yè)的生產、生活用水、管網穩(wěn)壓。

7、各種類型的循環(huán)水、冷卻水供應系統(tǒng)。

8、自來水壓力不能滿足要求的生活、消防加壓供水等。

基于PIC的恒壓供水系統(tǒng)使用的領域

1、自來水供水、生活小區(qū)及消防供水系統(tǒng)，亦可用于熱水供應、恒壓噴淋等系統(tǒng)。

2、工業(yè)企業(yè)生活、生產供水系統(tǒng)及工廠其它需恒壓控制領域(如空壓機系統(tǒng)的恒壓供氣、恒壓供風)。各種場合的恒壓、變壓控制，冷卻水和循環(huán)供水系統(tǒng)。

3、污水泵站、污水處理及污水提升系統(tǒng)。

4、農業(yè)排灌、園林噴淋、水景和音樂噴泉系統(tǒng)。

5、賓館、大型公共建筑供水及消防系統(tǒng)。

基于PIC的恒壓供水系統(tǒng)適用范圍

A、城鄉(xiāng)居民生活供水

變頻供水設備廣泛用于各城鄉(xiāng)的樓宇、生活小區(qū)供水，并有效杜絕了細菌的滋生、紅蟲的繁殖，為廣大的住戶提供更純凈、更優(yōu)質的飲用水，既保證了居民用水安全，又節(jié)約了能耗，節(jié)省了費用開支。

典型的工程有：婁底新化鑫景名苑、邵陽洞口一中、株洲醴陵方正房產、長沙陽光麗景小區(qū)、衡陽鑫盛置業(yè)、江西九江德山房產(星子田園小區(qū))等。

B、大型賓館、酒店、醫(yī)院等商業(yè)供水

變頻供水設備廣泛應用于各大型的賓館、酒店，能有效杜絕細菌的滋生、紅蟲的繁殖，為廣大的用戶提供更優(yōu)質、更純凈的水，令入住的客人喝得放心，住得開心，同時也提升了企業(yè)形象。

典型的工程有：長沙奧盛酒店、湘潭潤玉酒店、韶關辦公大樓、常德清真第一春、株洲九天國際廣場、湘潭圣保力KTV、湘西民族賓館及益陽維多利亞賓館等。

C、工業(yè)供水

變頻供水設備廣泛用各類工業(yè)用水。

典型的工程有：武漢葆春蜂王漿有限公司、邵陽市科瑞化學品有限公司、株洲湘蜀自控科技公司、湖北廣水防水材料廠等。

D、舊供水系統(tǒng)的改造

絕大多數(shù)的多層樓宇及部分高層樓宇，都是采用了上行下給的水池二次供水，住戶長期受到水質的二次污染、水漏耗大及水壓不足等困擾。

典型的工程有：中國水電八局，湘潭金榮廣場、湖南省工商業(yè)聯(lián)合會、柳城海潤廣場、株洲中央皇庭、湘潭新城庭院、湘潭湖湘林語等。

E、“一戶一表”改造的配套使用

典型的工程有：常德澧縣自來水廠、常德桃源縣白洋河自來水廠，株洲醴陵孫家灣自來水廠、邵東翰林院項目等。

第二篇：恒壓供水plc程序

湖南沃爾特水設備

恒壓供水plc程序

產品特點

1.恒壓供水plc程序 按輔助供水方式可分為無輔助供水、小型水泵輔助供水、小型氣壓水罐輔助供水3種

無輔助供水：同型號水泵互為備用，小流量供水時效率較低;

小型水泵輔助供水：有兩種以上規(guī)格的水泵(主泵和副泵)，大流量條件下主泵運行，小流量條件下啟用副泵，夜間流量接近零時仍然存在能量浪費;

小型氣壓水罐輔助供水：小流量條件下切換到氣壓供水方式，避免能量浪費，隔膜式氣壓水罐可緩沖水錘壓力波動。

2.恒壓供水plc程序 按穩(wěn)流罐構造可分為氣水分離、氣水接觸2種

氣水分離：利用膠囊將水和空氣隔離，空氣與水無接觸，衛(wèi)生條件好，對水錘壓力波動有緩沖作用;

氣水接觸：消除負壓時空氣通過過濾器進入穩(wěn)流罐，空氣與水有接觸，衛(wèi)生條件取決于過濾器質量。

3.恒壓供水plc程序 按供水壓力可分為恒壓變量、變壓變量2種

恒壓變量：供水量隨用水量變化，但供水水壓保持設定值的供水方式。控制簡單，但節(jié)能不充分;

變壓變量：供水量隨用水量變化，供水水壓按設定供水工作曲線或配水管網終端多點壓力控制的供水方式。節(jié)能充分，控制系統(tǒng)比較復雜，管網壓力有波動。

恒壓供水plc程序安裝使用及保養(yǎng)

1恒壓供水plc程序安裝應選擇通風良好、灰塵少、不潮濕的場地，環(huán)境濕度為-10℃-40℃。在室外應設防雨，防雷等設施。

2、為方便恒壓供水plc程序安裝、保養(yǎng)、設備四周應留70cm空間，人孔處應保留1.5m空間，四周地面應設排水溝。

3、選定恒壓供水plc程序場地后，要處理好地基、在用砼澆注或用磚石砌筑罐體支承座。待基座完全固化后，再吊裝罐體并放穩(wěn)，隨后安裝附件，接通電源。

4、在試車前，應先關閉供水閥，檢查恒壓供水plc程序各密封閥情況，不允許有泄露現(xiàn)象，開車后，應注意機泵轉向。當壓力表指針到上限時，機泵自動停止。打開供水閥，即可正常供水、如需定時供水，可把選擇開關扳到手動位置。

湖南沃爾特水設備

5、恒壓供水plc程序泵機組應經常檢查，定期保養(yǎng)并加注潤滑油。離心泵和止回閥如發(fā)現(xiàn)漏水現(xiàn)象，應及時緊固法蘭螺絲或更換石棉根，檢查機泵底腳螺栓不能松動，以防損壞恒壓供水plc程序。

6、恒壓供水plc程序系統(tǒng)，應防水、防塵、經常檢查線路絕緣情況，連接螺栓是否松動和保險絲完好等情況。壓力表外部最好用透明材料包裹，以防損壞恒壓供水plc程序。

7、罐體如發(fā)現(xiàn)漆皮脫落，應及時涂漆保養(yǎng)，以延長恒壓供水plc程序使用壽命。

長沙沃爾特恒壓供水plc程序特點

1.恒壓供水plc程序投資少、無水池、不用消毒。

2.恒壓供水plc程序體積小、占地少、安裝方便。

3.恒壓供水plc程序高效節(jié)能，全部充分利用自來水管網壓力，三重強制疊壓、耗電少，運行費低。

4.恒壓供水plc程序全不銹鋼流道，全密封帶壓穩(wěn)流補償系統(tǒng)，徹底隔絕污染源，清潔環(huán)保。

5.恒壓供水plc程序水壓穩(wěn)定，不會造成市政管網壓力波動。

6.恒壓供水plc程序全自動控制運行，無人值守設計。

7.恒壓供水plc程序超強保護，故障自動顯示，報警。

8.恒壓供水plc程序模擬屏人機對話，可隨時查詢、設定、調整運行參數(shù)。

9.恒壓供水plc程序旁通設計，自動切換，停電不停水。

10.恒壓供水plc程序高壽命。運行效率高，可提高水泵的壽命3倍以上。

恒壓供水plc程序性能特點：

1、恒壓供水plc程序具有強大的貯能保壓能力，特別是在夜間時應付少量供水時,可以大大節(jié)約電能.2、調節(jié)容積(水泵每啟動一次可供用戶使用的水量)大.泵每啟動一次,可以長時間地維持管網壓力,設備啟動次數(shù)少,運行費用低

3、恒壓供水plc程序設備采用國際領先的補氣技術

湖南沃爾特水設備

氣壓罐的補氣采用微電腦電子檢測、限量補氣與排氣技術，隨時保證罐內氣體有一定容積，根本解決了氣體長期失效帶來的水泵頻繁啟動問題，填補了國際、國內在該問題上的技術空白。

4、恒壓供水plc程序不同用戶的現(xiàn)場條件,無塔自動上水器可采取以下不同的配置

(1)、恒壓供水plc程序的水源是自備井: 1)潛水泵+控制系統(tǒng)+氣壓罐

2)潛水泵 +水池(水箱)+控制系統(tǒng)+氣壓罐

(2)恒壓供水plc程序的水源是自來水: 1)離心管道泵+控制系統(tǒng)+氣壓罐

2)離心管道泵 +水池(水箱)+ 控制系統(tǒng)+氣壓罐

恒壓供水plc程序變頻控制原理

用變頻調速來實現(xiàn)恒壓供水，與用調節(jié)閥門來實現(xiàn)恒壓供水相比，節(jié)能效果十分顯著(可根據(jù)具體情況計算出來)。其優(yōu)點是：

1、起動平衡，起動電流可限制在額定電流以內，從而避免了起動時對電網的沖擊;

2、由于泵的平均轉速降低了，從而可延長泵和閥門等的使用壽命;

3、可以消除起動和停機時的水錘效應;

一般地說，當由一臺變頻器控制一臺電動機時，只需使變頻器的配用電動機容量與實際電動機容量相符即可。當一臺變頻器同時控制兩臺電動機時，原則上變頻器的配用電動機容量應等于兩臺電動機的容量之和。但如在高峰負載時的用水量比兩臺水泵全速供水量相差很多時，可考慮適當減小變頻器的容量，但應注意留有足夠的容量。

夏小姐 ***

恒壓供水plc程序適用范圍

1、恒壓供水plc程序適用于有水池的高層建筑、賓館、學校、城鎮(zhèn)居民小區(qū)、企事業(yè)單位、新農村建設農村的生活用水。

2、恒壓供水plc程序適用于工廠、工礦企業(yè)的生活或者生產用水。

3、恒壓供水plc程序適用于各類水廠、供水站、污水廢水廠、農業(yè)排灌站等供排水。

4、恒壓供水plc程序適用于高樓、小區(qū)、企事業(yè)單位熱水集中供水。

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5、恒壓供水plc程序適用于生產、生活中的冷卻水、循環(huán)水的加壓。

6、恒壓供水plc程序適用于油田輸油管道、油庫、油站等的恒壓輸油。

第三篇：基于PLC的恒壓供水系統(tǒng)

基于PLC的恒壓供水控制系統(tǒng)

Its functions are: it can make the pressure sensor to collect the pressure signal in the pipe line net, and this pressure signal can be converted analog signals to and be transmitted to the intelligence conversion —an instrument(the SR93 series PID modulator), the intelligence conversion instrument(the SR93 series PID modulator)display the actual pressure value of the tube net, and the intelligence conversion instrument(the SR93 series PID modulator)enact the pressure value ,the customer want to gain, when the pressure value is gained , the customer demand of and the pressure value is gained, the pipe line net display in practice, the intelligence conversion instrument(the SR93 series PID modulator)output an analog signals, and it will change frequency of Fuji transducer to influence the exportation frequency of the water pump(the FRENIC 5000 G11 Ss/P11s S), it will influence rotate speed of water pump electrical engineering, changing flux of water , so it will attain the purpose of the steady presses water supply.引言

隨著我國城鄉(xiāng)建設的迅速發(fā)展,水、電供應不足的矛盾越來越成為人們關注的問題。例如,人們日常生活中的用水量越來越大,一天中的用水量的波動也越來越大。以往的供水系統(tǒng)中,水泵的選取往往是按最大供水量來確定,而實際的用水量在不斷變化。高峰用水時間較短,這樣水泵在很長一段時間內有較大余量,不僅水泵效率低,供水壓力不穩(wěn),而且造成大量電力、水資源的浪費;并且以往依靠手動操作控制泵的啟動、停止,也已不能滿足要求。這里,介紹一種變頻控制的恒壓供水系統(tǒng),它既能解決人工操作的繁雜勞動和精神壓力,又能節(jié)約能源[5]。

一、系統(tǒng)介紹

該控制系統(tǒng)主要裝置包括：可編程控制器（PLC）、變頻器、壓力傳感器、PID控制器以及相關軟件控制單元。該裝置形成一套完整的、全自動的、智能的恒壓供水控制系統(tǒng)，如圖1所示。該系統(tǒng)能夠以三種方式工作，分別為全自動、半自動和手動操作方式，其中后兩種是在全自動方式出現(xiàn)故障時的彌補。

圖1 恒壓供水系統(tǒng)簡圖

2全自動恒壓供水控制原理

當主水管網壓力傳感器的壓力信號4~20mA送給數(shù)字PID控制器，控制器根據(jù)壓力設定值與實際檢測值進行PID運算，并給出信號直接控制變頻器的轉速以使管網的壓力穩(wěn)定。當用水量不是很大時，一臺泵在變頻器的控制下穩(wěn)定運行；當用水量大到變頻器全速運行也不能保證管網的壓力穩(wěn)定時，控制器的壓力下限信號與變頻器的高速信號同時被PLC檢測到，PLC自動將原工作在變頻狀態(tài)下的泵，投入到工頻運行，以保持壓力的連續(xù)性，同時將一臺備用的泵用變頻器起動后投入運行，以加大管網的供水量，保證壓力穩(wěn)定。若兩臺泵運轉仍，則依次將變頻工作狀態(tài)下的泵投入到工頻運行，而將另一臺備用泵投入變頻運行。當用水量減少時，首先表現(xiàn)為變頻器已工作在最低速信號有效，這時壓力上限信號如仍出現(xiàn)，PLC首先將工頻運行的泵停掉，以減少供水量。當上述兩個信號仍存在時，PLC再停掉一臺工頻運行的電機，直到最后一臺泵用主頻器恒壓供水[4]。另外，控制系統(tǒng)設兩臺泵為一組，每臺泵的電機累計運行時間可顯示，24小時輪換一次，既保證供水系統(tǒng)有備用泵，又保證系統(tǒng)的泵有相同的運行時間，確保了泵的可靠壽命。

二、系統(tǒng)原理圖

1.PLC系統(tǒng)原理圖，如圖2所示：

圖2 PLC系統(tǒng)原理圖

2.外部設備接線圖，如圖3所示：

三、恒壓供水控制系統(tǒng)的編程

本程序用富士專用的FLEX PLC編程器編譯[1]，利用梯形圖清晰直觀地展示各設備的運轉狀況等等。具體編程思想如下：

首先選擇利用FLEX PLC的輸入繼電器、輸出繼電器以及內部繼電器，確定本設計方案所包括的儀器儀表。即一臺富士NB系列PLC、兩臺7.5KW水泵、一臺富士G11/P11變頻器、一臺壓力傳感器、一臺SR90系列PID調節(jié)器、若干個空氣開關、斷路器、中間繼電器等。根據(jù)PLC接線原理圖（如圖2所示），進行詳細接線，并參考FUJI NB系列可編程控制器得參考手冊，對PLC輸入輸出端子進行定義。

部分梯形圖

PLC的恒壓供水控制系統(tǒng)部分梯形圖如下[2]：

四、系統(tǒng)操作說明 4.1自動控制

1.設定用戶需要的目標壓力值

系統(tǒng)送電之后，控制柜面板上的電源指示燈點亮，其下方的溫控表將會有顯示：PV---.---、SV---.---。其中PV---.---表示水管網中的實測壓力值,SV---.---表示用戶需要的目標壓力值.用戶可按動▲、▼鍵使 SV---.---中的數(shù)字發(fā)生改變，直到顯示用戶需要的水管網的壓力值時按下ENT鍵，結束目標壓力值設定。2.選擇需要開啟的泵組

自動/停/手動開關向左45度扳動一次時，泵組處于啟動狀態(tài)，系統(tǒng)將選擇1號泵組啟動；控制柜面板上的自動/停/手動開關扳到垂直位置時，四臺泵組均處于停止狀態(tài)。當將自動/停/手動開關再次向左45度扳動一次時，系統(tǒng)將選擇2號泵啟動；

3.變頻自動工作開始

當系統(tǒng)檢測到某臺泵組的啟動信號以后，便會使變頻器開始升頻工作，此時水管網中的壓力開始上升，即PV---.---中的顯示值開始上升，并不斷趨向于用戶設定的SV---.---中的目標壓力值。當水管網中的壓力和用戶的設定的目標壓力值相吻合（即PV---.---中的顯示值和SV---.---中的顯示值相吻合）時，變頻器的輸出頻率便會穩(wěn)定[3]。

4.2自動控制中的部分功能

1.自動切換至工頻 2.故障泵組自動退出運行 3.定期倒換工作泵組

五、恒壓供水控制系統(tǒng)的優(yōu)點

1.采用變頻恒壓供水，消除了主管網壓力波動，保證了供水質量，而且節(jié)能效果明顯，并延長了主管網及其閥門的使用壽命。

2.用穩(wěn)壓減壓閥經濟地解決了不同用水壓力的問題。

3.拓寬運用變頻恒壓控制原理，較好地解決了加壓泵房與抽水泵房的遠程通訊總是并達到異地連鎖控制的目的。

4.在抽水泵房設置連續(xù)液位顯示，并將信號傳與PLC，防止泵缺水燒壞電機，設定的取水位置，確保水的質量。

5.電機既有電機保護器，又有軟起動器，克服了起動時的大電流沖擊，相對延長了電機制使用壽命。

6.由于采用PLC控制的壓力自動控制，可以實現(xiàn)無人遠程操作，系統(tǒng)的PLC預留有RS485接口，可與公司總調度室計算機網絡進行連接。

7.通過采用變頻器控制，可在不同季節(jié)、節(jié)假日、日夜及上下班等全面調控水量。

參考文獻

[1] FUJI NB系列 編程手冊

[2] 鐘肇星.《可編程控制器原理及應用》.廣州：華南理工大學出版社，1991.7-15.[3] 黃立培，等.《變頻器應用技術及電機調速》.北京：人民郵電出版社，1998.32-45.[4] 高欽和.《PLC可編程控制器應用技術實例》.北京：人民郵電出版社，2000.76-90.[5] 尹明,時代偉.恒壓供水模糊控制器的研制[J].齊齊哈爾大學學報,2003,19(1):53-54.5

第四篇：PLC在恒壓供水系統(tǒng)中應用

PLC在恒壓供水系統(tǒng)中應用

引言

在供水系統(tǒng)中，恒壓供水是指在供水網系中用水量發(fā)生變化時，出口壓力保持不變的供水方式。本文采用計算機(PC)、可編程控制器(PLC)、變頻器組成變頻恒壓供水監(jiān)控系統(tǒng)，通過變頻調速實現(xiàn)恒壓供水、滿足節(jié)能降耗的要求，而且有利于實現(xiàn)生產的自動化及遠程監(jiān)測。用水量變化具有隨機性，用水高峰時水壓不足，低谷時又造成能量浪費。變頻恒壓供水系統(tǒng)根據(jù)公共管網的壓力變化，通過PLC和變頻器自動調節(jié)水泵的增減、水泵電機的運行方式及電機的轉速，實現(xiàn)恒壓供水，既防止了能量空耗，又避免出現(xiàn)電機啟動時沖擊電流對設備的影響。

二工作原理

變頻恒壓供水系統(tǒng)采用一臺變頻器拖動兩臺大功率電動機，可在變頻和工頻兩種方式下運行;一臺低功率的電機，作為輔助泵電機。

啟動方式:為避免啟動時的沖擊電流，電機采用變頻啟動方式，從變頻器的輸出端得到逐漸上升的頻率和電壓。啟動前變頻器要復位。

變頻調速:根據(jù)供水管網流量、壓力變化自動控制變頻器輸出頻率，從而調節(jié)電動機和水泵的轉速，實現(xiàn)恒壓供水。如設備的輸出電壓和頻率上升到工頻仍不能滿足供水要求時，PLC發(fā)出指令1號泵自動切換到工頻電源運行，待1號泵完全退出變頻運行，對變頻器復位后，2號泵投入變頻運行。

多泵切換:根據(jù)恒壓的需要，采取無主次切換，即“先開先?！钡脑瓌t接入和退出。在PLC的程序中，通過設置變頻泵的工作號和工頻泵的臺數(shù)，由給定頻率是否達到上限頻率或下限頻率來判斷增泵或減泵。在用水量較小的情況下，采用輔助泵工作。

為了避免一臺泵長期工作，任一泵不能連續(xù)變頻運行超過3小時。當工頻泵臺數(shù)為零，有一臺運行于變頻狀態(tài)時，啟動計時器，當達到3小時時，變頻泵的泵號改變，即切換到另一臺泵上。當有泵運行于工頻狀態(tài)，或輔助泵啟動時，計時器停止計時并清零。

故障處理:能對水位下限，變頻器、PLC故障等報警。PLC故障，系統(tǒng)從自動轉入手動方式。

三PLC控制電路

系統(tǒng)采用S7-200PLC作下位機。S7-200PLC硬件系統(tǒng)包含一定數(shù)量的輸入/輸出(I/O)點，同時還可以擴展I/O模塊和各種功能模塊，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎上，再減低系統(tǒng)成本，我們選用了UniMAT擴展模塊接在CPU后面。輸入點為6個，其中水位上、下限信號分別為I0.0、I0.1。輸出點為10個，O0.0-O1.0對應PLC的輸出端子。對變頻器的復位是由輸出點O1.0通過一個中間繼電器KA的觸點來實現(xiàn)的。根據(jù)控制系統(tǒng)I/O點及地址分配可知，系統(tǒng)共有5個開關量輸入點，9個開關量輸出點;1個模擬量輸入點和1個模擬量輸出點。可以選用CPU224PLC(14DI/10DO)，再擴展一個UniMAT模擬量模塊EM235(4AI/1AO)。

四電控程序設計

4.1泵站軟件的設計分析

(1)由“恒壓”要求出發(fā)的工作組數(shù)量的管理

為了恒定水壓，那么在水壓降低時，需要升高變頻器的輸出頻率，并且在一臺水泵工作是不能滿足恒壓要求時，這時需要啟動第二臺。這樣有一個判斷標準來決定是否需要啟動新泵即為變頻器的輸出頻率是否達到所設定的頻率上限值。這一功能可以通過比較指令來實現(xiàn)。為了判斷變頻器的工作頻率達到上限的確定性，應濾去偶然因素所引起的頻率波動所達到的頻率上限值的情況，在程序中應考慮采取時間濾波情況。

(2)臺組泵站泵組的管理規(guī)范

由于變頻器泵站希望每一次啟動電動機均為軟啟動，有規(guī)定各臺水泵必須交替使用，那么多臺組泵站泵組的投入運行需要有一個管理規(guī)范。在本次設計中控制要求中規(guī)定任意的一臺水泵連續(xù)運行不得超過3h，因此每次需要啟動新泵或切換變頻泵的時候，以新運行泵為變頻是合理的。具體的操作時，將現(xiàn)運行的變頻器從變頻器上切除，并且接上工頻電源加以運行，同時將變頻器復位并且用于新運行泵的啟動。除此之外，泵組管理還有一個問題就是泵的工作循環(huán)控制，在本設計中所使用的是用泵號加1的方法來實現(xiàn)變頻器的循環(huán)控制即3加上1等于0的邏輯，用工頻泵的總數(shù)結合泵號來實現(xiàn)工頻泵的輪換工作。

4.2程序的結構及程序功能的實現(xiàn)

根據(jù)前面可知，PLC在恒壓供水系統(tǒng)中的功能比較多，由于模擬量單元及PID調節(jié)都需要編制初始化及中斷程序，本程序可以分為三個部分:主程序、子程序和中斷程序。

(1)系統(tǒng)的初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，這樣可以節(jié)省掃描時間。利用定時器中斷功能來實現(xiàn)PID控制的定時采樣及輸出控制。初始化子程序流程框圖如圖1。在初始化的子程序中僅僅在上電和故障結束時用，其主要的用途為節(jié)省大量的掃描時間加快整個程序的運行效率，提高了PID中斷的精確度。上電處理的作用是CPU進行清除內部繼電器，復位所有的定時器，檢查I/O單元的連接。

圖1初始化程序

(2)主程序流程圖如圖2。其功能最多，如泵的切換信號的生成、泵組接觸器邏輯控制信號的綜合及報警處理等等都在主程序中。生活及消防雙恒壓的兩個恒壓值是采用數(shù)字式方式直接在程序中設定的。生活供水時系統(tǒng)設定為滿量程的70%，消防供水時系統(tǒng)設定為滿量程的90%。本系統(tǒng)中的增益和時間常數(shù)為:增益Kc=0.25，采樣時間Ts=0.2s，積分時間Ti=30min。

圖2主控制程序

(3)中斷程序如圖3，其作用主要用于PID的相應計算，在PLC的常閉繼電器SM0.0的作用下工作，它包括:設定回路輸入及輸出選項、設定回路參數(shù)、設定循環(huán)報警選項、為計算指定內存區(qū)域、指定初始化子程序及中斷程序。

圖3中斷程序

五結束語

恒壓供水技術因采用變頻器改變電動機電源頻率，而達到調節(jié)水泵轉速改變水泵出口壓力，比靠調節(jié)閥門的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時，泵轉速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長泵和電動機的機械使用壽命。實現(xiàn)恒壓自動控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動強度，節(jié)省了人力。

水泵電動機采用軟啟動方式，按設定的加速時間加速，避免電動機啟動時的電流沖擊，對電網電壓造成波動的影響，同時也避免了電動機突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振。

由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運行過程中其轉速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運行過程中可節(jié)約可觀的電能，其經濟效益是十分明顯的。正因為此，系統(tǒng)具有收回投資快，而長期受益，其產生的社會效益也是非常巨大。

在實際應用中，采用PLC控制恒壓供水，還能容易地隨時修改控制程序，以改變各元件的工作時間和工作狀況，滿足不同情況要求。與繼電器或硬件邏輯電路控制系統(tǒng)相比，PLC控制系統(tǒng)具有更大的靈活性和通用性。

第五篇：城市恒壓供水PLC控制系統(tǒng)-畢業(yè)設計任務書

畢業(yè)設計（論文）任務書

I、畢業(yè)設計(論文)題目：

城市恒壓供水PLC控制系統(tǒng)

II、畢 業(yè)設計(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設計技術要求： 1．原始資料：

本控制系統(tǒng)主要對供水系統(tǒng)水壓進行實時控制，保證用戶或用水設備所需水壓在規(guī)定范圍內。恒壓供水系統(tǒng)主要由水泵、壓力傳感器、調節(jié)器及變頻器構成。

恒壓供水控制系統(tǒng)中產生水壓的設備是水泵，水泵轉動越快產生的水壓越高；壓力傳感器主要用于檢測管路中的水壓，常裝設在泵站的出水口，當用水量大時水壓降低，用水量小時水壓升高。壓力傳感器將水壓的變化轉變?yōu)殡娏骰螂妷旱淖兓徒o調節(jié)器。調節(jié)器是一種電子裝置，在系統(tǒng)中可以設定管路壓力，接收傳感器送來的管路水壓實測值（反饋值），并與給定值進行比較，輸出調節(jié)信號（模擬信號，4~20mA電流信號或0~10V電壓信號），本系統(tǒng)由PLC 控制。① 系統(tǒng)設有自動和手動工作方式。② 系統(tǒng)供水壓力范圍為 0.6MPa~0.7 MPa ③ 系統(tǒng)有三臺水泵，一臺變頻器，水泵均由75kW的電動機拖動。自動工作方式下，正常工作時，變頻器首先變頻啟動1#電動機工作；在壓力調節(jié)過程中，如果1#電動機已工作在上限頻率，則1#工頻運行，2#變頻運行；如果2#電動機工作在上限頻率，則1#工頻運行，2#工頻運行，3#變頻運行；如果當變頻泵運行頻率達到下限設定頻率，則減少一臺工頻泵運行。④ 當系統(tǒng)自動運行一天時，泵號自動切換，每臺水泵工作情況基本相同，達到輪流工作目的，減少系統(tǒng)維護工作。⑤ 手動工作方式時，同一臺電動機不進行工頻與變頻的切換里，其壓力只受壓力開關控制。⑥ 采用模擬量輸出（DC0~10V）來控制變頻器調節(jié)電動機的轉速，采用PID調節(jié)指令來實時調節(jié)系統(tǒng)水壓。⑦

變頻器的頻率上限值設置為50Hz，頻率下限值設置為20Hz，數(shù)據(jù)90ms采樣一次。⑧ 系統(tǒng)有電源指示、工作方式指示、電動機運行指示。⑨ 系統(tǒng)有電壓表、電流表指示三相電壓、電流值。⑩ 因管路發(fā)生破裂或某臺電動機損壞不能正常工作等原因導致管路壓力較低時，變頻運行的電動機以最大設定頻率連續(xù)工作1h以上或電動機過載時，系統(tǒng)發(fā)出報警指示。2．設計技術要求：

① 要求自行查閱資料，獨立完成畢業(yè)設計，鍛煉自己分析問題、解決問題的能力。② 根據(jù)系統(tǒng)控制要求、主要技術參數(shù)設計控制系統(tǒng)的硬件電路及軟件程序。③ 要求完成的設計能滿足實際要求，圖面及文字說明表達簡潔、清晰、易讀懂，圖紙設計規(guī)范，符合制圖標準，控制系統(tǒng)合理可靠，具有一定使用價值。④ 要求畢業(yè)設計論文敘述條理清楚，設計、計算、程序正確，論文格式規(guī)范。III、畢 業(yè)設計(論文)工作步驟：

1．收集有關資料，寫出開題報告； 1周 2．分析與研究系統(tǒng)的總體情況；—— 系統(tǒng)工作情況、框圖 1.5周 3．設備與器件的選擇與計算；——器件型號、作用，元器件清單 1.5周 4．硬件電路設計； ——硬件電路圖紙 2周

5．軟件程序設計；——軟件程序 2周

6．畢業(yè)設計審查、畢業(yè)答辯 ——修改論文 2周

撰寫畢業(yè)論文一份、繪制圖紙一份 貫穿于其中 Ⅳ、主

要參考資料：

基于PLC和變頻器調速的恒壓供水系統(tǒng)設計