變頻恒壓給水系統基于PLC的自來(lái)水遠程監控系統

變頻恒壓給水系統引言 

      在水源地內，多眼井星羅棋布在水庫上。為了確保供水生產(chǎn)的安全、可靠、連續。針對水廠(chǎng)制水過(guò)程的特點(diǎn)和控制系統的功能要求，我們采用基于西門(mén)子PLC的恒壓力供水系統。 

變頻恒壓給水系統編程控制器概述 

      變頻恒壓給水系統PLC即可編程控制器，是一種以計算機技術(shù)為基礎的新型工業(yè)控制裝置。國際電工委員會(huì )(IEC)對PLC曾作了如下定義：“PLC是一種數字運算操作的電子系統，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來(lái)在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時(shí)、計數和算術(shù)運算等操作指令，并通過(guò)數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機械和生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)設備，都應該按易于與工業(yè)控制系統形成一個(gè)整體。易于擴充其功能的原則設計?！边@段話(huà)完全道出TPLC的特點(diǎn)和應用領(lǐng)域。其主要有以下特點(diǎn)： 

1.可靠性高。為了滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)對控制設備安全可靠性的要求，PLC采用了微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導體電路來(lái)完成。 

2.環(huán)境適應性強。PLC具有良好的環(huán)境適應性，可應用于十分惡劣的工業(yè)現場(chǎng)。在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作，具有很好的抗宅間電磁干擾的能力，它一般對環(huán)境溫度要求也不高。在環(huán)境溫度-20至65度、相對濕度為35%至85%情況下仍可正常工作。 

3.靈活通用。在完成一個(gè)控制任務(wù)時(shí)，PLC具有很高的靈活性。首先，PLC產(chǎn)品L三經(jīng)系列化，結構形式多種多樣，在機型上又很大的選擇余地。其次同一機型的PLC其硬件構成具有很大的靈活性，用戶(hù)可以根據不同任務(wù)的要求CONTROL ENGINEERING China版權所有，選擇不同類(lèi)型的輸入輸出模塊或特殊功能模塊組成不同硬件結構的控制裝置。 

4.使用方便、維護簡(jiǎn)單。PLC控制的輸入輸出模塊。特殊功能模塊都具有即插即卸功能，連接十分容易。對于邏輯信號，輸入輸出均采用開(kāi)關(guān)方式，不需要進(jìn)行電平轉換和驅動(dòng)放大;對于模擬信號，輸入輸出均采用傳感器儀表和驅動(dòng)設備的標準信號。各個(gè)輸入和輸出模塊與外部設備的連接十分簡(jiǎn)單。整個(gè)連接過(guò)程僅需要一把螺釘旋具即可完成。 

變頻恒壓給水系統控翻方案的設計與選擇 

      變頻恒壓給水系統主要有壓力傳感器、壓力變送器、變頻器、恒壓控制單元、水泵機組以及低壓電器組成。系統主要的設計任務(wù)是利用恒壓控制單元饅變頻器控制一臺水泵或循環(huán)控制多臺水泵，實(shí)現管網(wǎng)水壓的恒定和水泵電機的軟起動(dòng)以及變頻水泵與J：頻水泵的切換，同時(shí)還要能對運行數據進(jìn)行傳輸。根據系統的設計任務(wù)要求，結合系統的使用場(chǎng)所，有以下方案可供選擇： 

      1.有供水專(zhuān)用的變頻器+水泵機組+壓力傳感器。這種控制系統結構簡(jiǎn)單控制工程網(wǎng)版權所有，它將PID調節器和PLC可編程控制器等硬件集成在變頻器供水基板上，通過(guò)設置指令代碼實(shí)現PLC和PID等電控系統的功能。它雖然簡(jiǎn)化了電路結構.降低了設備成本，但對壓力設定和壓力反饋值的顯示比較麻煩，無(wú)法自動(dòng)實(shí)現不同時(shí)段的不同恒壓要求，在調試時(shí)，PID調節參數的系統優(yōu)化比較困難。調節范圍小，系統的穩態(tài)，動(dòng)態(tài)性能不易保證。其輸出接口的擴展功能缺乏靈活性，數據通信困難，并且限制了帶負載的容量，因此僅適用于要求不高的小容量場(chǎng)合。 

      2.通用變頻器+單片機(包括變頻控制、調節器控制)+人機界面+壓力傳感器。這種方式控制精度高、控制算法靈活、參數調整方便，具有較高的性能價(jià)格比，但開(kāi)發(fā)周期長(cháng)，程序一旦固化，修改較為麻煩，因此現場(chǎng)調試的靈活性差，同時(shí)變頻器在運行時(shí)，將產(chǎn)生干擾。變頻器的功率越大，產(chǎn)生的干擾越大，所以必須采取相應的抗干擾措施來(lái)保證系統的可靠性。該系統適用F某一特定領(lǐng)域的小容量的變頻恒壓供水。 

      3.通用變頻器+PLC(包括變頻控制、調節器控制)+組態(tài)軟件十壓力傳感器。這種控制方式靈活方便，具有良好的通信接口，町以方便地與其他的系統進(jìn)行數據交換：通用性強，由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，用戶(hù)可靈活組成各種規模和要求不同的控制系統。在硬件設計上控制工程網(wǎng)版權所有，只需確定PLC的硬件配置和UO的外部接線(xiàn)，當控制要求發(fā)生改變時(shí)，可以方便地通過(guò)Pc機來(lái)改變存儲器中的控制程序，所以現場(chǎng)調試方便。通過(guò)對以上這幾種方案的比較和分析，可以看出“變頻器主電路++PLC(包括變頻控制、調節器控制)十組態(tài)軟件十壓力傳感器”的控制方式更適合于本系統。這種控制方案既有擴展功能靈活方便、便于數據傳輸的優(yōu)點(diǎn)，又能達到系統穩定性及控制精度的要求。 

變頻恒壓給水系統供水控制器性能特點(diǎn) 

1.高效節能。優(yōu)化的節能控制軟件，使水泵實(shí)現最大限度地節能運行。由電機學(xué)公式可知。系統電機功耗與電機轉速成立方關(guān)系，在壓力不變時(shí)。水泵出水量與電機轉速成上E比。本設備采用恒壓量：r作方式。當用水量減小時(shí)，系統保持管嗍恒壓，通過(guò)降低水泵轉速來(lái)減少供水量，耗電量按立方特性降低。根據實(shí)際用水情況設定管網(wǎng)壓力，自動(dòng)控制水泵出水量，減少了水的跑、漏現象。 

2.設備投資省、占地面積小。本系統與其它供水方式比較，由于主要設備只是控制柜及水泵，省去了大量的設備占地面積，從而大幅度節省了上建投資，而且就設備本身而言，供水量越大，采用變頻恒壓供水設備的價(jià)格優(yōu)勢就越顯著(zhù)。 

3.設備運行合理、可靠性高、配置靈活。采用閉環(huán)調節控制技術(shù)，達到了恒壓供水，避免了由于超壓供水造成的電能浪費。變頻器采用軟起動(dòng)工作方式，消除了直接起動(dòng)對電網(wǎng)的沖擊和干擾，徹底避免了水泵啟動(dòng)時(shí)大電流和水壓突增的情況，減少對供電電網(wǎng)的沖擊，降低了電機及電氣元件的故障率。 

4.聯(lián)網(wǎng)功能。采用全中文工控組態(tài)軟件一Kingview，實(shí)時(shí)監控各個(gè)站點(diǎn)，如電機的電壓、電流、工作頻率、管網(wǎng)壓力及流量等。并且能夠累積每個(gè)站點(diǎn)的用電量，累積每臺泵的出水量，同時(shí)提供各種形式的打印報表，以便分析統計。 

5.減少污染。由于變頻恒壓調速宜接從水源供水，減少了原有供水方式的二次污染，防止了很多傳染疾病的傳染源頭。 

變頻恒壓給水系統的應用場(chǎng)合 

1.居民區、住宅樓、村鎮的集中生活供水系統; 

2.高層建筑、賓館、飯店等生活供水系統; 

3.綜合市場(chǎng)、寫(xiě)字樓、商務(wù)樓宇的生活供水系統： 

4.自來(lái)水廠(chǎng)、供水加壓泵站; 

5.工礦企業(yè)的生產(chǎn)、生活供水、恒壓流量供水工藝流程等。