第一篇：PLC恒壓供水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的論文

一、項目選題背景及研究內(nèi)容

變頻技術(shù)不僅僅是異步電動機，結(jié)構(gòu)堅固，易于維護，更重要的是由于采用變頻技術(shù)的異步電動機的機械性可以達到了直流電動機調(diào)壓調(diào)速的功能。這樣子可以很好的解決國內(nèi)供水的很多問題。從而人們可以按照序曲自行研發(fā)一個合適的而且比較方便環(huán)保的調(diào)速控水系統(tǒng)。恒壓供水系統(tǒng)改變原有的調(diào)速方式，實現(xiàn)了無極控制恒壓供水，依據(jù)用水量的變化自動控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)運行的參數(shù)，保證了供水的安全可靠。隨著電子技術(shù)的不斷深入，恒壓變頻器的日益完善，功能越來越強，即可利用恒壓變頻的各種功能對其變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)提供更多的服務，從而保證恒壓供水系統(tǒng)的更多功能，供水的更穩(wěn)定，更好的為人類服務。

二、項目介紹

恒溫恒壓供水控制系統(tǒng)由可編程控制器、可視化觸摸屏顯示器、變頻器、交流電動機、壓差傳感器、液位變送器、溫度變送器、板式換熱器、繼電器、輔助加熱器、以太網(wǎng)線及相應模塊、等其它電控設(shè)備、以及5臺循環(huán)水泵和一臺小流量隔膜泵等構(gòu)成。在整個系統(tǒng)中，可編程控制器與可視化顯示器安裝在中控室，遠程可使用以太網(wǎng)絡監(jiān)控現(xiàn)場模塊。在水箱入空和出口安裝壓差傳感器，檢測水壓。在水箱底部安裝液位變送器。在水箱里安裝溫度變送器?？删幊炭刂破髦械哪M量模塊采集液位變送器、溫度變送器送來的4-20mA信號電流。將測量信號與PLC設(shè)置的信號進行比較，經(jīng)過PID模糊運算后，由PLC控制變頻器輸出的頻率來調(diào)節(jié)交流電動機的轉(zhuǎn)速，改變循環(huán)泵的流量，來保證供水水壓恒定。箱體水溫溫度由板式換熱器供給。溫度控制閥來調(diào)節(jié)溫度。輔助加熱器用來保證溫度的恒定。這樣就構(gòu)成了以設(shè)定壓力溫度為基準的恒壓恒溫閉環(huán)系統(tǒng)。觸摸屏顯示器用于顯示供電電壓、工作電流、變頻器實際頻率、供水壓力及各循環(huán)泵的工作狀態(tài)等；可以通過觸摸屏以太網(wǎng)絡在線修改供水壓力和溫度控制恒溫供水系統(tǒng)的運行。

三、程序設(shè)計原理

3.1整套熱水供給系統(tǒng)采用西門子CPU226PLC控制

軟件使用西門子S7-200進行控制程序編輯?？梢暬姘迨褂梦鏖T子Smart1000顯示屏，軟件使用WinCCflexible。同一公司系列產(chǎn)品，兼容性好，協(xié)議一致利于通訊。STEP7是用于SIMATIC可編程控制器組態(tài)和編程的標準軟件。它是SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。為功能模板和通訊處理器賦值參數(shù)、強制和多處理器模式、全局數(shù)據(jù)通訊、使用通訊功能塊的事件驅(qū)動數(shù)據(jù)傳輸、組態(tài)連接。WinCCflexible項目包括能讓系統(tǒng)接受操作和監(jiān)視的所有組態(tài)數(shù)據(jù)。在WinCCflexible中，組態(tài)數(shù)據(jù)根據(jù)主題類別進行編譯。每個類別都在單獨的編輯器中進行處理。編輯器的可用性取決于所用的WinCCflexible版本和要組態(tài)的HMI設(shè)備。WinCCflexible的工作環(huán)境只顯示當前使用的HMI設(shè)備所支持的編輯器。也就是說，組態(tài)工作非常簡單且易于進行。

3.2穩(wěn)定運動狀態(tài)的自動控制系統(tǒng)設(shè)計

系統(tǒng)為了解決水壓波動，流量變化對供水系統(tǒng)的擾動。采集管網(wǎng)壓力、溫度、電流等信號。參考傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)器算法，即：U(T)=Kp[e(t)++T]

關(guān)于P值，I值，D值的設(shè)定可采用測試法

最短短時間內(nèi)完成參數(shù)設(shè)定，避免造成不良影響。設(shè)定的依據(jù)：增益P值大，有利于減少供水管網(wǎng)的實際壓力與恒壓給定值的差值，但是P值過大，系統(tǒng)將產(chǎn)生振蕩，穩(wěn)定性變差。積分I值越小振蕩作用越強烈，適當增大I值，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定，但是時間長又會發(fā)生難以迅速恢復的情況，系統(tǒng)的動態(tài)響應變差。微分D愈短，微分作用越弱。P,I,D經(jīng)驗值和參數(shù)設(shè)定依據(jù)，在測試過程中依照先比例后積分的原則對系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)。在程序控制中使用比較指令函數(shù)運算等先關(guān)算法更精準的計算調(diào)整相關(guān)參數(shù)，實時精確的控制恒溫恒壓供水系統(tǒng)。

3.3變送器的安裝、電氣連接、調(diào)試和維護必須由通過培訓、有資格的專業(yè)人員操作

如果在管系上需要進行焊接工作，不要將焊接設(shè)備的接地接在本測量設(shè)備上。安裝者必須保證儀表根據(jù)接線圖正確接線。如果電源不隔離，變送器必須接地。在打開和修理電氣設(shè)備時請遵守當?shù)厮邢嚓P(guān)規(guī)定。

四、工作流程介紹

該系統(tǒng)具有手動操作模式和自動工作模式兩種運行方式

4.1手動操作模式

選擇手動模式時，操作可視畫界面。可實現(xiàn)單獨設(shè)備的啟動和停止，這種方式用于檢修或控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時使用。

4.2自動運行模式

4.2.1系統(tǒng)補水

4.2.1.1地下儲水池由一臺7.5KW的深井潛水泵供水，當蓄水池水位達到最低下限（通過壓力傳感器測量水位）1米時，啟動深井補水泵開始補水。（蓄水池深度2米）達到最高水位2米時，停止供水。

4.2.1.2由地下蓄水池為1號水箱供水（冷水）（5.5KW水泵2臺，由變頻器控制），1號水箱高度3米，2號水箱高度2米，1、2號水箱之間落差1.5米；1、2號水箱由管道相連實現(xiàn)自動補水，補水時當1號水箱水位達到1.5米時，自動開始為2號水箱補水，2號水箱加滿后，再為1號水箱加水，直至1號水箱加滿為止。（2.8米）

4.2.1.3當1號水箱水位達到最低保持水位（熱水）1米時，啟動1、2號之間的補水泵（1臺2.2KW）開始由2號水箱為1號水箱補水（熱水）；當2號水箱水位達到最低保持水位1米時，停止為1號水箱補水，關(guān)閉2號水箱為1號水箱補水的補水泵；同時開啟冷水水箱上水電動閥門為1號水箱補水（冷水）.1號水箱水位達到2.8米時，關(guān)閉水箱進水電動閥門。

4.2.1.4當1號或2號水箱水溫達到80℃以上時，啟動水箱上水電動閥門，水位達到2.8米，溫度達到70℃時，關(guān)閉水箱上水電動閥門。設(shè)置一個最高水位，起保護作用，達到這個高度時停止所有上水。

4.2.2系統(tǒng)循環(huán)

4.2.2.1對1、2號集熱器采集熱能，通過與1號水箱相連的管道將熱能傳導進入1號水箱當1號水箱水溫與1號或2號集熱器水溫的溫差超過10℃時，啟動1、2號集熱器循環(huán)水泵。溫差低于5℃時關(guān)閉.；1號、2號集熱器循環(huán)泵各自獨立可單獨啟停。

4.2.2.2冬天當1號、2號集熱器室外管道溫度低于5℃時，啟動集熱器和1號水箱之間的循環(huán)泵，室外管道溫度高于10℃時循環(huán)泵停止。當1號水箱水溫與板式換熱器的溫差超過15℃時，啟動板式換熱器循環(huán)水泵；溫差低于5℃是循環(huán)泵停止。當1、2號水箱水溫的溫差達到10℃時啟動1、2號之間的循環(huán)水泵；達到溫差5℃范圍內(nèi)停止循環(huán)泵。

五、總結(jié)

PLC可視化控制變頻器恒溫恒壓供水系統(tǒng)同其它供水方式相比較，除具有的節(jié)能效果外，還有以下優(yōu)勢：操作界面簡單明了，易于學習培訓。通過變頻器調(diào)速控制循環(huán)泵的水流量，改變老式的調(diào)節(jié)節(jié)流閥來控制流量的方法，減低了管道阻力，延長元件的使用壽命?？删幊炭刂破骺蓪崿F(xiàn)軟啟動，對交流電動機的分時分步啟動，躲開高峰電流避免對電網(wǎng)的沖擊。PLC自動控制，不需要人員頻繁操作，降低了人員勞動強度提高生產(chǎn)力。基于PLC的恒溫恒壓供水系統(tǒng)，應廣泛推廣使用。

第二篇：恒壓供水plc程序

湖南沃爾特水設(shè)備

恒壓供水plc程序

產(chǎn)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(gòu)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(zhì)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(shè)定值的供水方式?？刂坪唵?，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(shè)定供水工作曲線或配水管網(wǎng)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(wǎng)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(shè)防雨，防雷等設(shè)施。

2、為方便恒壓供水plc程序安裝、保養(yǎng)、設(shè)備四周應留70cm空間，人孔處應保留1.5m空間，四周地面應設(shè)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(guān)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(zhuǎn)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(guān)扳到手動位置。

湖南沃爾特水設(shè)備

5、恒壓供水plc程序泵機組應經(jīng)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(jīng)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(wǎng)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(wǎng)壓力波動。

6.恒壓供水plc程序全自動控制運行，無人值守設(shè)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(shè)定、調(diào)整運行參數(shù)。

9.恒壓供水plc程序旁通設(shè)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(diào)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(wǎng)壓力,設(shè)備啟動次數(shù)少,運行費用低

3、恒壓供水plc程序設(shè)備采用國際領(lǐng)先的補氣技術(shù)

湖南沃爾特水設(shè)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(shù)，隨時保證罐內(nèi)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(nèi)在該問題上的技術(shù)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(diào)速來實現(xiàn)恒壓供水，與用調(diào)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(nèi)，從而避免了起動時對電網(wǎng)的沖擊;

2、由于泵的平均轉(zhuǎn)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(nóng)村建設(shè)農(nóng)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(chǎn)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(nóng)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。

湖南沃爾特水設(shè)備

5、恒壓供水plc程序適用于生產(chǎn)、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的恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計

基于PLC的恒壓供水控制系統(tǒng)設(shè)計

摘要

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們對供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高；再加上目前能源緊缺，利用先進的自動化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè)計高性能、高節(jié)能、能適應不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢。

本論文根據(jù)中國城市小區(qū)的供水要求，設(shè)計了一套基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。由變頻器、PLC、PID調(diào)節(jié)器和組成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵的輸出流量。電動機泵組由三臺水泵并聯(lián)而成，由變頻器或工頻電網(wǎng)供電，根據(jù)供水系統(tǒng)出口水壓和流量來控制變頻器電動機泵組的速度和切換，使系統(tǒng)運行在最合理狀態(tài)，保證按需供水。

本文介紹了采用PLC控制的變頻調(diào)速供水系統(tǒng)，由PLC進行邏輯控制，由變頻器進行壓力凋節(jié)。再經(jīng)過PID運算，通過PLC控制變頻與工頻切換，實現(xiàn)閉環(huán)自動調(diào)節(jié)恒壓變量供水。運行結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有壓力穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠等特點。

關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速 ；恒壓供水；PID調(diào)節(jié)；PLC Water Supply Control System of Constant Pressure

Based on PLC

With the rapid development of social economy； it demands the better of water supply' s quality and reliability of water supply system.Meanwhile energy resources are seriously lack.So it is inevitable tendency to design water supply system which has high function and saves on energy well，with help of advanced technique of automation，control and communication.At the same time this system can adapt different water supply fields.According to the requirement of China's urban water supply, this paper designs a set of water supply system of frequecey control of constant voltage based on PLC.It is consist of the variable frequency and speed regulation，PLC，PID control system for the control system.It controls the outcome of the pumps.The generator pumps are consist of parallel three pumps，and the power come from variable frequency and speed regulation or power grid.According to the water supply of constant pressure’s outcome water press and flux，the control system control the variable frequency and speed regulation，parallel pumps’ speed and cut over，cause the system move in the best rational situation，assure according to wants supply water.This design has many merits such as save energy.In this paper，the control principle of VVVF providing-water system is introduced，we use PLC to carry on logic control and use inverter to modulate pressure．Through PID control principle.we realize Closed-loop control in VVVF Providing-water System．The result indicates that the system has the stable pressure，simple structure，and reliable work．

Key words：variable frequency and speed regulation；water supply of constant pressure；PID control system；PLC

目 錄

論文總頁數(shù)：53頁 引言 錯誤！未定義書簽。

1.1 課題背景及意義

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1.2 供水技術(shù)及其發(fā)展 錯誤！未定義書簽。

1.3 恒壓供水系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 錯誤！未定義書簽。1.4 可編程控制器的發(fā)展及應用 2 恒壓供水系統(tǒng)介紹

錯誤！未定義書簽。

1.5 本文主要內(nèi)容 錯誤！未定義書簽。

錯誤！未定義書簽。

錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。2.1 當前恒壓供水方案比較 2.2 恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能原理 2.3 變頻器介紹

錯誤！未定義書簽。

2.3.1變頻器的基本結(jié)構(gòu).....................................錯誤！未定義書簽。2.3.2 變頻器的分類及工作原理........................錯誤！未定義書簽。2.3.3 變頻器的操作方式及使用........................錯誤！未定義書簽。2.3.4 變頻器調(diào)速原理........................................錯誤！未定義書簽。2.4 可編程控制器 錯誤！未定義書簽。

2.4.1 可編程控制器的定義................................錯誤！未定義書簽。2.4.2 可編程控制器的組成................................錯誤！未定義書簽。2.5 供水系統(tǒng)中的水錘效應 3.1 變頻恒壓供水系統(tǒng)構(gòu)成

錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。

錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。3 變頻恒壓供水系統(tǒng)方案設(shè)計 錯誤！未定義書簽。

3.2變頻恒壓供水系統(tǒng)運行流程 3.4 泵站的設(shè)置及系統(tǒng)控制要求 3.3 水泵切換條件分析 錯誤！未定義書簽。3.5 控制系統(tǒng)地址分配 錯誤！未定義書簽。4 變頻恒壓供水系統(tǒng)硬件設(shè)計 錯誤！未定義書簽。

4.1 PLC及其擴展模塊 錯誤！未定義書簽。4.2 變頻器

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錯誤！未定義書簽。錯誤！未定義書簽。4.3 水泵機組 錯誤！未定義書簽。4.4 壓力傳感器 4.5 液位變送器

4.6 泵自動/手動控制設(shè)計 錯誤！未定義書簽。5 變頻恒壓供水系統(tǒng)軟件設(shè)計 錯誤！未定義書簽。

5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計分析 錯誤！未定義書簽。5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計 錯誤！未定義書簽。

5.2.1系統(tǒng)初始化模塊.........................................錯誤！未定義書簽。5.2.2 增、減泵判斷和相應操作模塊................錯誤！未定義書簽。5.2.3 水泵的軟啟動模塊....................................錯誤！未定義書簽。5.2.4 各水泵變頻運行控制模塊........................錯誤！未定義書簽。5.2.5 各水泵工頻運行控制模塊........................錯誤！未定義書簽。5.2.6 報警及故障處理模塊................................錯誤！未定義書簽。5.3 系統(tǒng)程序編制 錯誤！未定義書簽。6 系統(tǒng)仿真 錯誤！未定義書簽。

6.1 數(shù)字PID控制技術(shù) 錯誤！未定義書簽。6.2 控制系統(tǒng)數(shù)學模型 錯誤！未定義書簽。6.3 PID參數(shù)整定 錯誤！未定義書簽。結(jié)

論 錯誤！未定義書簽。參考文獻 錯誤！未定義書簽。致

謝 錯誤！未定義書簽。聲

明 錯誤！未定義書簽。附

錄 錯誤！未定義書簽。

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本論文為本人朋友（均為2011屆）的大學本科畢業(yè)設(shè)計最終版，通過了指導老師和評閱老師的審核。格式正確，論文詳實！上傳了部分的初衷是防止出現(xiàn)雷同，完整版本請聯(lián)系本人：1456427153，若本人不在線，請留言！

第四篇：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(shè)的迅速發(fā)展,水、電供應不足的矛盾越來越成為人們關(guān)注的問題。例如,人們?nèi)粘Ｉ钪械挠盟吭絹碓酱?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(nèi)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(guān)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(wǎng)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(shè)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(zhuǎn)速以使管網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)的供水量，保證壓力穩(wěn)定。若兩臺泵運轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)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(shè)備的運轉(zhuǎn)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(nèi)部繼電器，確定本設(shè)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(diào)節(jié)器、若干個空氣開關(guān)、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(shè)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(wǎng)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(wǎng)的壓力值時按下ENT鍵，結(jié)束目標壓力值設(shè)定。2.選擇需要開啟的泵組

自動/停/手動開關(guān)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(guān)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(guān)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(wǎng)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(shè)定的SV---.---中的目標壓力值。當水管網(wǎng)中的壓力和用戶的設(shè)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(wǎng)壓力波動，保證了供水質(zhì)量，而且節(jié)能效果明顯，并延長了主管網(wǎng)及其閥門的使用壽命。

2.用穩(wěn)壓減壓閥經(jīng)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(shè)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(shè)定的取水位置，確保水的質(zhì)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(diào)度室計算機網(wǎng)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(diào)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(shù)及電機調(diào)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(shù)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

第五篇：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(shè)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(shè)備噸位為2-20噸，系立式供水設(shè)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(shè)備噸位為10-100噸，系臥式供水設(shè)備，以水井或蓄水池做水源，適用于企業(yè)事業(yè)單位，農(nóng)村等用水量較大的用戶使用。

調(diào)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(jīng)貯存、加壓或再處理(如過濾、軟化、消毒等)后，經(jīng)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(shè)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(nèi)的立管應在建筑物首層設(shè)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(shè)施管理主體應當加強二次供水的日常管理，建立水質(zhì)管理制度和檢測檔案;定期進行水質(zhì)常規(guī)檢測，每季度不得少于一次;定期對各類儲水設(shè)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(zhì)污染，《技術(shù)規(guī)范》要求，埋地式生活飲用水儲水池周圍10米以內(nèi)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(nèi)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(shè)置等。

變頻恒壓供水設(shè)備的質(zhì)量高低是決定二次供水品質(zhì)好壞的關(guān)鍵，但一段時間以來，我國無負壓二次供水設(shè)備行業(yè)比較混亂，因沒有統(tǒng)一標準進行性能檢測，設(shè)備中關(guān)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(shè)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(shè)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(zhuǎn)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(diào)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(diào)速運行，多臺工頻運行。還可按結(jié)構(gòu)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(lǐng)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(chǎn)供水系統(tǒng)及工廠其它需恒壓控制領(lǐng)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(nóng)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(wǎng)壓力穩(wěn)定：設(shè)備由微機構(gòu)成自動閉環(huán)控制，能在0.5秒內(nèi)使變化的壓力恢復正常，壓力調(diào)節(jié)精度為設(shè)定值的±5%。

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

無負壓變頻供水設(shè)備

變頻恒壓供水設(shè)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(chǎn)、生活用水、管網(wǎng)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(lǐng)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(chǎn)供水系統(tǒng)及工廠其它需恒壓控制領(lǐng)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(nóng)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(shè)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(zhì)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(chǎn)、長沙陽光麗景小區(qū)、衡陽鑫盛置業(yè)、江西九江德山房產(chǎn)(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(shè)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(zhì)、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(guān)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(shè)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(zhì)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。