变频调速供水系统设计毕业设计

常州工学院学士学位论文目录第一部分设计任务与调研…………3第二部分设计说明……………………5第三部分设计成果……………………18第四部分结束语………………………24第五部分致谢…………25第六部分参考文献…………………26

第一部分设计任务与调研1.1毕业设计的主要任务随着社会经济的迅速发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高，再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然趋势。本论文结合我国中小城市供水厂的现状，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水自动控制系统。变频调速恒压供水自动控制系统由可编程控制器、变频器、水泵电机组、传感器、以及控制柜等构成。在变频调速恒压供水系统中，单台水泵的调节是通过变频器来改变电源的频率f来改变电机的转速n，从而改变水泵性能曲线得以实现的。分析水泵的能耗比较图，可以看出利用变频调速实现恒压供水，当转速降低时，流量与转速成正比，功率以转速的三次方下降，与传统供水方式中用阀门节流方式相比，在一定程度上可以减少能量损耗，能够明显节能。1.2设计思路本设计针对恒压供水控制系统包括软硬件方面在工业实际应用中具体作用进行详细的介绍。系统将PLC、变频器（含PID）、相应的传感器和执行机构有机地结合起来，并发挥各自优势，这个操作方便的自动控制系统，以变频调速为核心，以智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。使得系统调试和使用都十分方便，而且大大简化了水厂在管理、数据统计和分析等方面的工作量。变频器为主体构成的恒压供水系统不仅能够最大程度满足需要，其稳定安全的运行性能、简单方便的操作方式、以及齐全周到的功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终达到高效率优质运行，降低自来水的生产成本和提高生产管理水平的目的。1.3调研的目的和总结。水是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政府供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低，而随着我国社会经济的发展，人民生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市建设发展十分迅速，同时也对城市的基础设施建设提出了更高的要求。如何提高城市供水系统的稳定性的问题就日渐突显出来。比如，对于城市用户来说，在白天或者用水高峰时，供水系统的电动机负荷最大，常常需要满负荷运行；而在晚上或休闲时，所需水量减少很多，但是电动机的损耗也比较大。所以要根据不同的需求条件来调节电动机的转速来实现恒压供水，来实现更高要求的节能功能。第二部分设计说明2.1理论分析供水系统的基本特性和工作点扬程特性是以供水系统管路中的阀门开度不变为前提，表明水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间的关系曲线，如图2-1所示。由图2-1可以看出，流量Q越大，扬程H越小。由于在阀门开度和水泵转速都不变的情况下，流量的大小主要取决于用户的用水情况，因此，扬程特性所反映的是扬程H与用水流量间的关系。如图2-1中交点。在这一点，用户的用水流量和供水系统的供水流量处于平衡状态，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。图2-1供水系统的基本特性曲线对供水系统进行控制，是为了满足用户对流量的需求。所以，流量是系统的基本控制对象。如前所述，流量的大小取决于扬程，但扬程难以进行具体测量和控制。考虑到在动态情况下，管道中水压的大小与供水能力和用水需求之间的平衡关系有关：供水能力＞用水需求，则压力上升；供水能力＜用水需求，则压力下降；供水能力＝用水需求，则压力不变。可见，供水能力与用水需求之间的矛盾具体反映在流体压力的变化上。因此，压力可以用来作为控制流量大小的参变量。即保持供水系统中某处压力的恒定，也就保证了该处的供水能力和用水流量处于平衡状态，恰到好处地满足了用户所需的用水流量。根据电机学理论,交流电动机的转速公式为：其中：f为定子的电源或稳压器频率；p为极对数；n为转速；s为转差率。从上式可知，当极对数p不变时，电机转子转速刀与定子电源频率戚正比，因此连续调节异步电机供电电源的频率，就可以连续平滑地调节电机的同步转速，从而调节其转子的转速。变频调速时，从高速到低速都可以保持有限的转差率，因而变频调速具有高效率、高精度、调速范围广、平滑性较高、机械特性较硬的优点，调速性能可与直流电动机调速系统相媲美。因此，变频调速是交流异步电机中一种比较合理和理想的调速方法，它被广泛地应用于对水泵电机的调速。在供水系统中，通常以流量为控制目的，常用的控制方法为阀门控制法和转速控制法。阀门控制法是通过调节阀门开度来调节流量，水泵电机转速保持不变。其实质是通过改变水路中的阻力大小来改变流量，转速调节时，用多少水，抽多少水，水泵的效率不变，总处于最佳状态。2.2设计方案该系统主要有压力传感器、变频器、恒压控制单元、水泵机组以及低压电器组成。系统主要的设计任务是利用恒压控制单元使变频器控制一台水泵或循环控制多台水泵，实现管网水压的恒定和水泵电机的软启动以及变频水泵与工频水泵的切换，同时还要能对运行数据进行传输。由于PLC+变频器组成的恒压控制方式灵活方便，便于数据传输的优点，又能达到系统稳定性及控制精度的要求。整个系统由一台PLC，一台变频器，水泵机组（本系统设计为3台），一个压力传感器，低压电器及一些辅助部件构成。各部分功能如下：（1）水泵用来提高水压以实现向高处供水；（2）安装于供水管道上的远传压力表将管网水压力转换成电信号；（3）变频调速器用于调节水泵转速以调节管网中水流量；（4）PLC用于水泵的逻辑切换、控制等；（5）外围辅助电路可以当自动控制系统出现故障时可以通过人工调节方式维持系统运行，以保障连续供水。系统主要的设计任务是利用PLC控制系统使变频器循环控制3台水泵，实现管网水压的恒定和水泵电机的软起动以及变频水泵与工频水泵的切换，同时对运行过程中的数据信号进行传输，处理。通过压力传感器检测管道压力信号不断反馈给变频器，有变频器自动调节所控制水泵的电机转速，当变频器所控制的水泵达到工频时还不能满足要求时由PLC自动把那台水泵切换到工频运行，把变频器自动切换到下一台水泵使其软启动运行，当供水量减少时在自动进行切换，减少水泵运行台数，实现自动控制。系统设计时考虑到水泵切换时电机的自感电动势现象，各种连锁保护及报警、应急措施。系统总体框图如下：图2-2系统总体框图从整体框图中，我们可以看出系统由控制系统、执行机构、信号检测、人机界面、以及报警装置等部分组成。(1)控制系统控制系统包括PLC系统、变频器和电控设备三个部分。①PLC系统:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的工况、压力、报警信号进行采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进行分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵)进行控制。②变频器:它是对水泵进行转速控制的单元。变频器跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制。③电控设备:它是由一组接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成。用于在供水控制器的控制下完成对水泵的切换、手/自动切换等。（2）信号检测在系统控制过程中，需要检测水压信号反馈信息和系统报警信号。①水压信号:反映了用户管网的水压值，是恒压供水系统保持恒压的关键反馈信号。②报警信号:监测系统是否正常运行，水泵是不是过载、变频器是否正常工作，为开关量信号。（3）执行机构执行机构就是一组水泵，它们协调工作，通过控制系统的增减泵工作，使得用户管网的水压保持恒定。（4）报警装置任何一个自动控制系统，都离不开报警装置。为了保证系统稳定，安全运行，防止因水泵过载、变频器异常、电网出现大波动、水源中断、泵站内溢水等造成的故障，因此系统必须要对各种报警量进行监测，经PLC收集判断，进行各种显示和保护动作控制，维护系统安全稳定。2.3变频恒压供水系统的硬件设计PLC选型2.3.1PLC选型PLC即可编程序控制器，是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践[1]。在选择PLC的型号时一般从以下几个方面来考虑：(1)功能要适当。PLC的选型基本原则是满足控制系统的功能需要。控制系统需要什么功能，就选择具有什么样功能的PLC，当然要兼顾维修、备件的通用性。(2)I/O点数是基础。准确地统计出被控设备对输入输出点数的总需要量是PLC选型的基础。把各输入设备和被控设备详细列出，然后在实际统计出I/O点数的基础上加15%～20%的备用量，以便今后调整和扩充。(3)充分考虑输入输出信号的性质。除决定好I/O点数外，还要注意输入输出信号的性质、参数等。关于PLC的选型问题，当然还应考虑到PLC的联网通信功能、价格因素。系统可靠性也是考虑的重要因素。FX2N系列PLC是由三菱公司近年来推出的高性能小型可编程控制器，采用整体式和模块式相结合的叠装式结构，具有较高的性能价格比，应用广泛。由于它紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格、丰富的功能模块以及强大的指令系统，使得FX2N可以近乎完美地满足小规模的控制要求。根据系统要求和功能，本系统选用FX2N-32MR型PLC。2.3.2水泵机组选型工作水泵型号和台数的选择，应根据逐时、逐日、逐季的用水量变化，要求的水压，机组的效率和功率因素等确定。水泵和电动机是供水系统的重要组成部分，水泵选择恰当与否和动力费用有很大的关系，故须加以重视。选泵时，首先要满足供水系统的要求:(1)水泵扬程应大于实际供水高度；(2)水泵流量总和应大于实际最大供水量；(3)水泵能力足以供应最高用水量时的用水量，扬程应在该泵特性曲线的高效工作区内，以减少耗电量；(4)水泵型号应使泵站建筑面积和泵站的基础埋深为最小，以降低泵站造价；(5)水泵构造应使泵站内管线简单，以减少水头损失；(6)安装管理方便。1.水泵的功率计算及选型：（1）.有效功率Pu泵在单位时间内对液体所做有用功即泵的输出功率，称为有效功率（单位为kW）。它和流量、扬程的关系如下液体密度；g为重力加速度；为泵的流量；H为泵的扬程。由于一般要求泵的额定流量为其计算所得的装置的最大流量的1.1~1.15倍，即=（1.1~1.15）所以=1.15×54.71=62.95/h=0.0175/s

（2）.轴功率Pa泵在一定的流量和扬程工作时，电动机输送给泵轴的功率，即输入泵的功率，又称泵的输入功率。（3）.泵的效率一般小型泵的效率为0.6～0.7，而大型泵可达0.8～0.9。根据泵房大小和安装要求，我们选择小型泵，因此取泵的效率为0.6来进行计算综上所述，我们选用两台功率为11kw,7.5KW的电机进行工作，并选用一台7.5KW功率的电机作为备用。2.电机型号的确定:根据我们的安装条件和实际需求，对比《电机选型及参数手册》可以知道，11kw的电机型号为y160m1-2，两台7.5kw的电机型号为y132s2-2.3.泵的型号的确定:泵分为卧式结构和立式结构，立式结构安装调试方便，独特设计的电机和泵体采用联体机座，同心度，加工精度高，占地面积大大减少，缩减了建筑投资。底脚稳固、结构紧凑，精美的铸造和外观处理赋予立式多级泵新的美感，使产品焕发艺术的魅力，可以和国外著名厂家多级泵媲美。所以泵我们采用立式结构。我们以LG立式结构为代表分析：对于11kw的电机所搭配的泵，我们根据《泵的选型手册》可以知道： 型号流量扬程转速轴功率功率效率叶轮外径50LG24-20×4 24 802950 7.58 11 69 13450LG24-20×5 24 100 2950 9.47 11 69 13480LG50-20×2504029507.26117513580LG50-20×3366029508.111172.5136由此表对比可以得出：对于11kw的电机所搭配的泵的型号为80LG50-20×3。②对于11kw的电机所搭配的泵，同理我们可以读出如下数据：40LG12-15×71210529005.727.56012040LG12-15×81212029006.547.56012050LG24-20×3246029505.687.56913465LG36-20×2364029505.417.572136由此表对比可以得出：对于7.5kw的电机所搭配的泵的型号为：50LG24-20×3。所以，我们可以得出，我们所选泵的型号分别为：80LG50-20×3对应电机为11kw50LG24-20×3对应电机为7.5kw。2.3.3变频器选型从前面我们的介绍可以看到，要设计一个完整的高度自动化的恒压变频供水系统，我们需要设计供水系统的控制部分，主电路部分和信号采集及反馈部分。控制部分需要完成整个恒压变频供水系统的自动运行功能，所以这也是整个系统的主要部分，一般的供水体统是采用PLC。主电路包括变频器和水泵及其接线，此部分主要的任务就是使水泵能够在工频变频情况下正常运行，满足用户用水需求。信号采集及反馈部分主要的作用是通过压力传感器采集管网的压力信号转化为相应的电压或电流，反馈到系统中与系统设定的电压或电流进行比较，产生差值信号，然后通过PID调节使系统的水压不断向目标靠近。根据以上恒压变频供水系统的设计需求，我选择了艾默生公司的TD2100供水系统专用变频器。TD2100供水系统专用变频器与通用变频器的不同之处在于，它除了通用变频的功能之外还拥有PLC的功能，以及PID转换的功能，方便了用户的使用，简化了恒压变频供水系统设计难度。采用TD2100变频器设计的恒压变频供水系统，流程和前面讲到的基本是一致的。如果我们采用四个供水泵和一个消防泵的供水系统，则其流程图如下所示：图3恒压变频供水系统流程图2.3.4.压力传感器压力传感器作用是通过安装在出水管网上的压力传感器，把出口压力信号变成4～20mA变化的电流信号或0～5V间变化的电压信号的标准信号进行PID调节，经运算与给定压力参数进行比较，得出一个调节参数，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。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。压力传感器使用CY-YZ-1001型绝对压力传感器。该传感器的量程为0～2.5MPa，工作温度为5℃～60℃，供电电源为28±3V（DC）。2.3.5.系统主电路设计图3-8系统主电路接线基于PLC的变频恒压供水系统主电路图如图3.2所示：三台电机分别为M1、M2、M3，它们分别带动水泵1#、2#、3#。接触器KM1、KM3、KM5分别控制M1、M2、M3的工频运行；接触器KM2、KM4、KM6分别控制M1、M2、M3的变频运行；FR1、FR2、FR3分别为三台水泵电机过载保护用的热继电器；QS1、QS2、QS3、QS4分别为变频器和三台水泵电机主电路的隔离开关；FU为主电路的熔断器。系统主要的设计任务是利用PLC控制系统使变频器循环控制3台水泵，实现管网水压的恒定和水泵电机的软起动以及变频水泵与工频水泵的切换，通过压力传感器检测管道压力信号不断反馈给变频器，有变频器自动调节所控制水泵的电机转速，当变频器所控制的水泵达到工频时还不能满足要求时由PLC自动把那台水泵切换到工频运行，把变频器自动切换到下一台水泵使其软启动运行，当供水量减少时在自动进行切换，减少水泵运行台数，实现自动控制。2.3.6系统控制电路分析及其设计系统实现恒压供水的主体控制设备是PLC，控制电路的合理性，程序的可靠性直接关系到整个系统的运行性能。本系统采用西门子公司S7-200系列PLC，它体积小，执行速度快，抗干扰能力强，性能优越。PLC主要是用于实现变频恒压供水系统的自动控制，要完成以下功能：自动控制三台水泵的投入运行；能在三台水泵之间实现变频泵的切换；三台水泵在启动时要有软启动功能；对水泵的操作要有手动/自动控制功能，手动只在应急或检修时临时使用；系统要有完善的报警功能并能显示运行状况。如图3.3为电控系统控制电路图。图中SA为手动/自动转换开关，SA打在1的位置为手动控制状态；打在2的状态为自动控制状态。手动运行时，可用按钮SB1~SB6控制三台水泵的启/停；自动运行时，系统在PLC程序控制下运行。图中的HL10为自动运行状态电源指示灯。对变频器频率进行复位是只提供一个干触发点信号，本系统通过一个中间继电器KA的触点对变频器进行复频控制。图中的Q0.0~Q0.5及Q1.1~Q1.5为PLC的输出继电器触点，他们旁边的4、6、8等数字为接线编号，可结合下节中图3.4一起读图。图3.3变频恒压供水系统控制电路图注：PLC各I/O端口、各指示灯所代表含义在下一节I/O端口分配中将详细介绍。本系统在手动/自动控制下的运行过程如下：(1)手动控制：手动控制只在检查故障原因时才会用到，便于电机故障的检测与维修。单刀双掷开关SA打至1端时开启手动控制模式，此时可以通过开关分别控制三台水泵电机在工频下的运行和停止。SB1按下时由于KM2常闭触点接通电路使得KM1的线圈得电，KM1的常开触点闭合从而实现自锁功能，电机M1可以稳定的运行在工频下。只有当SB2按下时才会切断电路，KM1线圈失电，电机M1停止运行。同理，可以通过按下SB3、SB5启动电机M2、M3，通过按下SB4、SB6来使电机M2、M3停机。（2）自动控制：在正常情况下变频恒压供水系统工作在自动状态下。单刀双掷开关SA打至2端时开启自动控制模式，自动控制的工作状况由PLC程序控制。Q0.0输出1#水泵工频运行信号，Q0.1输出1#水泵变频运行信号，当Q0.0输出1时，KM1线圈得电，1#水泵工频运行指示灯HL1点亮，同时KM1的常闭触点断开，实现KM1、KM2的电气互锁。当Q0.1输出1时，KM2线圈得电，1#水泵变频运行指示灯HL2点亮，同时KM2的常闭触点断开，实现KM2、KM1的电气互锁。同理，2#、3#水泵的控制原理也是如此。当Q1.1输出1时，水池水位上下限报警指示灯HL7点亮；当Q1.2输出1时，变频器故障报警指示灯HL8点亮；当Q1.3输出1时，白天供水模式指示灯HL9点亮；当Q1.4输出1时，报警电铃HA响起；当Q1.5输出1时，中间继电器KA的线圈得电，常开触点KA闭合使得变频器的频率复位；处于自动控制状态下，自动运行状态电源指示灯HL10一直点亮。2.3.7阀门的选择：根据我们所画的坡上《校园恒压变频供水系统管路分布图》可以知道，我们需要的阀门如下表：连接形式中：“法兰”阀门名称作用需求数量安装位置截止阀开断用，用来接通或切断管路介质7水泵进水管，水泵出水管，总出水管止回阀止回用，用来防止介质倒流3水泵出水口安全阀在介质压力超过规定值时，用来排放多余的介质，保证管路系统及设备安全4总出水管通过系统分析，并查阅《阀门选型手册》确定出阀门的型号，如下表：型号公称通径ＤＮ／mm结构尺寸/mm质量/kg阀体材质适用温度适用介质L/mmH/mm/mmJ41H-16（截止阀）10035044524043铸铁≦200水、油品、蒸汽H41H-16（止回阀）100350200/48灰铸铁≦200水、蒸汽表3.4-2截止阀与止回阀的型号参数型号公称质量/kg主要结构尺寸/mm阀体材质适用温度适用介质通径ＤＮ／mm压力PN/MPaDD′LL1HWCB≦300水、油品、空气A41H-16C（安全阀）1001.670215215170160525表3.4-2安全阀的型号参数第三部分设计成果恒压变频供水系统的主体电路部分所包含的元件及要完成的功能最多，其中包括水泵及变频器的型号的选择，以便使其功率满足用户的要求。同时还要使水泵能够在工频和变频状态下运作，从而使供水系统有自动运行的前提。完成供水系统PID的转换，使供水系统处于一个闭环状态，减小误差3.1.主体电路 图4主体电路从上图中我们可以看到，水泵通过两条线路分别和工频电源以及变频器相连，为了防止两条线路可能出现同时接通电路的情况，我们通过互锁这种机械连锁的方式，使两条线路的开关连接起来。这样当KM0闭合时，KM1就会强制的断开，当KM1闭合时KM0就会断开，所以线路中每个水泵只能在工频状态或变频状态，永远不会出现同时闭合的情况，从而避免了这些故障状况。主体电路这部分系统的设计，首先需要考虑到水泵的选择和变频器的对应。在设计供水系统时，我们首先要考虑的是满足用户用水量的需求。比如说我们要设计一个小区的供水系统，这个小区共有5栋楼，每栋5层，每层有6户，楼高18米。按照每户月均用水量为20，每天用水高峰为12个小时来计算，那么我们计算一下可以得到，月总用水量为55620=3000，那么流量=8.3，然后我们可以根据扬程和流量来确定我们所需要的水泵。在前面介绍的过程中，我们已经了解到在实现相同的功能的前体现下，水泵功率越小越能够节省能量避免浪费。因此，我们在选择水泵的时候应尽量选择刚好满足要求的水泵。本系统采用的是4个供水泵的供水系统，在系统通电开关闭合之后，为了使供水系统既能满足用户需求，又不能因水量过大而造成浪费，我们采用闭环系统进行调节。4个水泵在开关刚开始闭合的时候处于低峰期，只有1台水泵运行。当压力变送器输出的压力值与压力设定值相等时，水泵l保持稳定的转速。当供水压力低于设定值时，水泵l转速上升，供水量增加，供水压力上升，直到供水压力与设定值相等时，水泵1在新的转速下运行，当供水压力上升时，水泵1的转速随之下降，直至达到新的平衡。当水泵l运行到变频器设定频率上限供水压力仍低于设定值时，水泵1切换到工频运行，水泵2变频运行，使供水压力与设定值相等；同理当水泵1、水泵2工频运行时供水压力仍低于设定值时，水泵1、水泵2水工频运行。泵3变频运行，使供水压力与设定值相等。当三个水泵工频运行都不满足要求时，水泵4再变频运行。当然在水泵选好之后，我们还要找到与选择的水泵功率大小相匹配的变频器。变频器和电机的对应表格如下所示：变频器型号额定容量（KVA）额定输入电流(A)额定输出电流(A)适配电机(KW)TD2100-4T0055S8.512135.5TD2100-4T0075S1116177.5TD2100-4T0110S17242511TD2100-4T0150S21303215TD2100-4T0185S24353718.5TD2100-4T0220S30424522TD2100-4T0300S40586030TD2100-4T0370S50747537TD2100-4T0450S60899045TD2100-4T0550S7211011055TD2100-4T0750S10015515275表1变频器型号表由于TD2100变频器内部自带了PID的转换功能，因此我们不需要在专门设计PID的转换系统。变频器内部PID的原理图如下图所示：图5TD2100变频器内置PID原理从上图中我们可以看到，TD2100变频器中PID转换的原理，他涉及到了比例环节和积分环节，系统所提供的给定量和反馈量的差值，经过比例积分环节能够产生较好的输出信号。输出信号在进入供水系统之后，功过改变电机的转速来调节水泵的供水量，从而使管网的水压产生改变，压力传感器将信号再次传回，通过PID调节再次形成新的输出信号，管网的水压不断接近设定水压，优化了供水系统。3.2.控制电路整个变频恒压供水控制系统要根据检测到的输入信号的状态、按照系统的控制流程、通过变频调速器和执行元件对水泵组进行控制实现恒压供水目的。本供水系统包括四个供水泵，一个消防泵。由于平时，消防泵都处于闲置状态，所以我们可以将消防泵单独出来处理。当需要用到消防泵的时候，我们就需要消防泵处于额定工作状态，所以消防泵可以直接接在工频电源之上。但是供水泵为了节省能量，我们就需要将其与工频电源以及变频器两部分都连接起来。4个水泵在开关刚开始闭合的时候，如果用户用水处于低峰期，只许1台水泵变频运行。当压力变送器输出的压力值与压力设定值相等时，水泵l保持稳定的转速。当供水压力低于设定值时，水泵l转速上升，供水量增加，供水压力上升，直到供水压力与设定值相等时，水泵1在新的转速下运行；当供水压力上升时，水泵1的转速随之下降，直至达到新的平衡。当水泵l运行到变频器设定频率上限供水压力仍低于设定值时，水泵1切换到工频运行，水泵2变频运行，使供水压力与设定值相等；同理当水泵1、水泵2工频运行时供水压力仍低于设定值时，水泵1、水泵2水工频运行。泵3变频运行，使供水压力与设定值相等。当三个水泵工频运行都不满足要求时，水泵4再变频运行。下图即为本系统的控制电路：根据控制部分电路部分的接线图，我们可以得到。当接通电源，开关KA打到变频控制这边后，我们使接触器Y1闭合，则我们可以看到线圈KM0接通，这样KM0的所有常开触点闭合，常闭触点断开。从主电路图中我们可以看到，KM0常开触点闭合时，电机M1变频运行，此时由于主电路中工频和变频线路之间有机械连锁，常开触点KM0闭合时，KM1断开，供水系统处于变频状态。当Y2闭合时，线圈KM1通电，常开触点KM1闭合，常闭触点断开。所以，当常开触点KM1闭合的时候，KM0就因为机械连锁而处于断开的状态，水泵M1就处于工频工作状态。当M1工频工作状态仍不满足需求的时候，我们就可以将接触器Y3接通，则电机M2变频运行，同理如果还不满足用户用水需求，接触器Y4接通，使M2工频运行。依此类推知道系统满足用户的用水需求为止。开