PLC与变频器控制恒压供水系统设计方案

1、PLC 与变频器控制恒压供水系统设计方案 随着变频调速技术的发展和人们对生活饮用水品质要求的不断 提高，变频恒压供水系统已逐渐取代原有的水塔供水系统， 广泛应用 于多层住宅小区生活消防供水系统。 然而，由于新系统多会继续使用 原有系统的部分旧设备（如水泵） ，在对原有供水系统进行变频改造 的实践中， 往往会出现一些在理论上意想不到的问题。 本文介绍的变 频控制恒压供水系统， 是在对一个典型的水塔供水系统的技术改造实 践中，根据尽量保留原有设备的原则设计的， 该系统很好的解决了旧 设备需要频繁检修的问题，既体现了变频控制恒压供水的技术优势， 同时有效的节省了资金。1 、 系统介绍变频恒压供水系统

2、原理，它主要是由PLC、变频器、PID调节器、 TC 时间控制器、压力传感器、液位传感器、动力控制线路以及 3 台 水泵等组成。 用户通过控制柜面板上的指示灯和按钮、 转换开关来了 解和控制系统的运行。通过安装在出水管网上的压力传感器， 把出口压力信号送入 PID 调节器，经运算与给定压力参数进行比较，得出一调节参数，送给变 频器，由变频器控制水泵的转速，调节系统供水量，使供水系统管网 中的压力保持在给定压力上； 当用水量超过一台泵的供水量时， 通过 PLC 控制器加泵。根据用水量的大小由 PLC 控制工作泵数量的增减 及变频器对水泵的调速，实现恒压供水。当供水负载变化时，输入电 机的电压和频

3、率也随之变化， 这样就构成了以设定压力为基准的闭环 控制系统。同时系统配备的时间控制器和 PID 控制器，使其具有定时换泵 运行功能（即钟控功能，由时间控制器实现）和双工作压力设定功能 （PID 控制器和时间控制器实现） 。此外，系统还设有多种保护功能， 尤其是硬件 / 软件备用水泵功能，充分保证了水泵的及时维修和系统 的正常供水。2 、工作原理2.1 运行方式该系统有手动和自动两种运行方式： . 手动运行按下按钮启动或停止水泵， 可根据需要分别控制 1#-3# 泵的启 停。该方式主要供检修及变频器故障时用。 . 自动运行合上自动开关后， 1# 泵电机通电，变频器输出频率从 0Hz 上升， 同

4、时 PID 调节器接收到自压力传感器的标准信号，经运算与给定压 力参数进行比较，将调节参数送给变频器，如压力不够，则频率上升 到 50Hz ，1# 泵由变频切换为工频，启 2# 变频，变频器逐渐上升频 率至给定值，加泵依次类推；如用水量减小，从先启的泵开始减，同 时根据 PID 调节器给的调节参数使系统平稳运行。若有电源瞬时停电的情况，则系统停机；待电源恢复正常后，系 统自动恢复运行，然后按自动运行方式启动 1# 泵变频，直至在给定 水压值上稳定运行。变频自动功能是该系统最基本的功能，系统自动完成对多台泵软 起动、停止、循环变频的全部操作过程。3、电路图N 弋L1 L2m一1L3倍10 / 7

5、4、制电路图S7-200CPU222XF1SB1T10.0QO.O10.110.2QCU10.310.4Q0.210 510.cQ0.310.7QO-4Q(L5QI 4Q13QICQl.lQI 2QI 3COMCOMXF2EQ1EQ2KM5 zKM2KMlEHKM1FR1HUK昭HL3FR2 V,HI2KM4HL4FR3LFrJ-HUHLSHL7-KM&HUHL10HA心 AC230V m5、原理图M0蛤起H力4动旧动1yV 1_I1btS7-2(M)P1 C沁札3#电机；/：心肚叫进1?6、控制流程图4 hr4 2仃a川1卜齐训1狂*皐斗1 Rflf祗余规话*Itrr :丄一_11 ahlv

6、.上妄审醫曲I皤.牛后24*1ir&iij磴除宅动M蚩*虹別”Arttsj HA1*XB5UH. ifH柜供1*可旳工霹tiJkt 3* LM白匸 |旬畔诃机.雄懵咖詰ffl，權IT乂皑如现址1A7、结语在供水系统中采用变频调速运行方式， 系统可根据实际设定 水压自动调节水泵电机的转速或加减泵， 使供水系统管网中的压力保 持在给定值，以求最大限度的节能、节水、节地、节资，并使系统处 于可靠运行的状态，实现恒压供水；减泵时采用“先启先停”的切换 方式，相对于“先启后停”方式，更能确保各泵使用平均以延长设备 的使用寿命；同时针对所用 3 台电泵使用多年、 需要定期进行检修的 实际情况，增加了硬件 /软件备用功能， 有效延长了设备的使用寿命； 压力闭环控制