PLC和变频器在城市小区恒压供水中的应用

３系统软俘
为方便编程和调试，系统控制器采用模块化编程，主瑟由手 动运行模块、自动运行模块和故障诊断与报警模块组成。
系统较掉拇陵
卜始化手程序模块ｌ手动谶触测模块卜运微涨蛱ｌ系坑故障监测模块
黼２系统软尊零窀戒瓣
／７ ｒ＿＼
时，变频器将鸯蟊切断一次供电豳路，进入保护状态劳辕鼹报警
信号。系统把各故障点栩应的接触器、断路器等元件的辅助触点 接到ＰＬＣ，ＰＩｃ对这些输入点的状态进行判断，并通过ＰＩ￡程序
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｅｗ；ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
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科学之友
Ｆｒｉｅｎｄ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｍａｔｅｕｒｓ
２００８年ＩＯＰＪ（３０）园
量大时。交频器输毫频率升高，承泵酶运转速度高；溪承量小时， 变频器输出频率降低，水浆的运转速度就低。因此程序根据变频 器的输出频率的大小就可以判断和控制水泵的工作状态。幽频 率上升剜５０ Ｈｚ（即水泵全速运转）时仍不能满足供水需要时，则 ＰＬＣ囊动将第一台泵切换剁工频运行；第二台泵由变频器供电投
器起动投入运行，以加大蟹风的供窳蹩以保证纛力稳定。若２台
象运转仍不熊满足供水压力，越｜ｊ依次将变频工作状态下的泵投
预定温度才能使用的缺点，减少了循环过程的热损失。在此技术 糕础上正在研究开发的全自动沐浴节水器、家用小型多用途空 调、商用型爨温热泵热水器、工业余热回收利用系统等均具有较
高的应用创新和部分技术创新特点，处于国内领先水平，并谯网 民经济各个领域有着广泛的应用前景。
（１）手动运行模块。警系统处于手动遴行时，ＰＬＣ只接收各电 路保护信号和各传感器信号，并由此判断各工作水泵的运行状 态。在出现故障的情况下，输出报警信号。水泵的起、停和切换由
人工通过面板上的按钮和开关来实现。 （２）鑫动运暂模块。鑫动运行模块煲｛ｌ整舞撬会令的捻测、数
据聚鬃子程穿、控镧叠运舞子程穿、嚣裙值子程序、电撬控制子 程序等。其巾：数据采集子程序完成对塞水管压力的数据采集。 控制燃运算子程序完成变频器控制缝的计算和控制量的输出， 电机控制子程序通过变频器完成对４台水泵电机的启动和停止 控制。由于变频器的输搬频率与瘩泵的运转速度直接楣笑，用水
等优点。采用ＰＬＣ作为控制器，硬件结构简单，成本低，系统实现
承泵嗽亳｝￡无级调速，铱据耀象量的变化蠡动涮繁系统的运奄≥参
数，在糟承量发生变纯ｆｌ雩保持承疆恒定泼瀵筵溪承要求，这静变
频恒聪供水系统适用予一切需要增高水滕给水系统。结合使用 可编稷序控制器，可实现循环变频电机软Ｊ裔动。具有短路保护、 过流保护功能，工作稳定可靠，大大延长了水泵电机设备的使用 寿命，其有广泛的推广价值。
入运行，舞票第二台承袋泡瓿这爨漾转速睡仍不笼灌是供承要
求，剥辩￡会自葫将第二螽泵切换爨工频运行。第三台泵南变频 器供电投入运行，依此规律逐个将备用水浆投入运行，直到满足 供水饕求；当３台泵都处于工频全速运行方式，第四台泵处于变
嘲１系统原理嗣
频运行工作方式时，随鬻用水量的减小，变频器输出频率下降， 当频率到达设定的下限Ｆｍｉｎ（设定变频器频率下限）时，供水压 力爱大子庵承压力，荑｜ｌ累缝鑫动将曹先王侔在工频方式豹承泵 停止遮行，如果此时供水鬣还大予用水量，剃系统自动将第纛台 工作在工频方式的水泵停止运行，依此类推直到最后剩下～台 水泵熏作在变频器的控制模式。 （３）故障诊断和报警输出模块。变频器其有短路、过载、过压 等摆护功能，当变频器耩骧凌的承泵电撬发生短路、过载等敝障
将这贱状态存放在数据存储区，再结合控制程序和设备预蹬状
态进行逻辑分析，判断设备或元件是否出了故障，如果发生故 障，剿甥叛该泵酶接融器，然后对变频爨笈经，再将备臻瘩浆酶 接触器接通，启动变额器运行备用泵，同时输出故障泵的报警信 号．如对应电机故障指示灯亮起及声音报警等。 变频调速恒压供水系统具有节能、戳众、高品质的供水质量
楚秀稔爨蓟，磐二者竭嚼被梭溺羁，ＰＬＣ蓄先：｜｛｝最是工作在王凝
运行状态的水泵停掉，以减少供水压力。当上述２个信号仍存在 时，ＰＬＣ再停掉第二台工作在工频运行状态的水泵电机，直到最 后测下一台水泵工作在变频器的控制模式，系统如此循环往复躲 王作。 所有水裂电机从停止剡运行及从启动到停止都由变频器来 控制，实现带载软启动，既避免了启动大电流给小区供电电网带
绘定魏蓬力设定值与交际稔溺值遂纷宠较及一定麓运雾，输密
对应的控制信号经模拟趱输出模块麓变频器来调节水泵电机的 转速。当用水量较小时。一台泵在变频器的控制下稳定运行，当 照水量增大剑承泵全速运行也不能保证供水褥网的压力稳定
辩，ＰＩ，Ｃ绘瓮的压力下蔽信号与变频器酶高速运行信号溺时谈
ＰＩ．ｃ检测到，ＰＩ。Ｃ自动将原工作在变频控制状态下的泵投入剁工 频运行状态，以保持压力的连续性，同时将下一☆备用泵用变频
随着城市化住宅小隧高层建筑的目益增多，人们的日常生 活用水量会随着季节、稷夜、上下班时间的不同而有较大变化，
入列工频运行，再将下一螽备用泵投入变频运行，确保用水裔峰
时小区居民正常生活用水。当用水量减少时，系统首先判断变频 器是否已工侔在最低运行转速，同时小医供水管网压力上限信譬
经常出现供水、用水的不平衡，这搬要表现张自来水管刚水压
系统采用２－４台水泵并联运行方式。系统中的压力传感器 将测量回来的小区供水错网的水压电信号传输缭Ｐｌ￡，ＰＬＣ根据
２系统硬件
系统选用了日本ＯＭＲＯＮ公司的ＣＰＭｌＡ ＰＬＣ，主要检测对 象蠢承鹾及交频器豹运行频率、执ｉ？继电器酶状态等。魏｛｝郝俘 有水泵电机、变频调速器、声光报警器等。ＰＬＣ主要完成现场的数 据采集、转换、存储、报警、控制变频器完成压力调节等功能。水 泵分别由变频器软起动，旁路工频运行，进行供承憾匿控制，变频 器的起动、侉娩分为手动控镧翻ＰＬＣ爨动控麓。控剃瑟板主议宥 一个手动／自动转换开关，ＰＬＣ对该歼火的状态实时检测，当选 择乎动功能时，ＰＬＣ只进行枪测报警，融人工通过控制柜面板上 的按镪程秀美遴行承泵静工频起、等。当选择鑫凌功能嚣重，羧农 控制、报警均内ＰＬＣ完成。系统原理图觅图１。
Ｋｅｙ
ａｒｅａ
Ｗａｔｅｒ
Ｓｕｐｐｌｙ
Ｐｒｅｓｓｕｒｅ
Ｃｏｎｓｔａｎｔ
Ｗａｔｅｒ，ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｆｕｎｃｔｉｏｎ，
ｗｏｒｄｓ：ｉｎｖｅｒｔｅｒ，ｐＬＣ；ｗａｔｅｒ ｓｕｐｐｌｙ
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采肄击。又掬对延长了承泵电撬的使照寿命。圊时，系统供求采
用变颇泵循环工作方式，以“先开先荚”的顺序停泵，工作泵与备 用泵不同定，这样，既保证供水系统有备用泵，又保证系统泵有相 同的运行时间，有效地防止了因为备用泵长期不用ｆ砸发生的锈＝梦Ｅ 筑象，挺蹇７设鍪酶综合稠震率，降低了维护费鼹。
１系统设计原理
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＰＬＣ ａｎｄ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｉｎ ｔｈｅ Ｕｒｂａｎ
Ａｒｅａ Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ
Ｈａｎ Ｗｅｉｊｉｅ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐ１１２ ａｎｄ ｉｎｖｅ豉ｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｕｒｂａｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｔｏ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｉｔｓ ｖａｌｕｅ ｔｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ａ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ．
Ｉｎ
Ｏｕｒ Ｃｉｔｙ Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｕｐｐｌｙ Ｕｎｉｔ Ｓｅｔ Ｕｐ
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅｒｉｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ，ｔｈｅ ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ ｏｆ ｎａｔｕｒａｌ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ ｔｏ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｗｉｄｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｖａｒｉｏｕｓ ｆｉｅｌｄｓ．
乏，鼷求褰曝时供承承簇镝僬，．耀承低谷时供水承歪簧《镶蹇。新 以在居民掰水高峰时段，自来水通常不能送达往宅的较高楼层。 传统的供水方式利用蓄水池蓄水，用水泵将水送至楼顶的高位 水籍，并供应绘用户。嚣水池中的水一般是由书政自来水管阏供 给，这样，蠢压力的承送入本遗后变成了零基力，造成大蛩静能 源白白浪费。而且这种供水方式不可避免的通过蓄水池和高位 水箱造成二次污染，影响居民的身体健康。为保证小区的供水正 鬻及供承威毽，我们到鼷ＰＬＣ，琵以受楚消除器翻不同功熊黪传 感器等，根攥自来水溺管的压力，通过变频器控制水泵的转速， 既能使小区的供水水管压力始终保持在合适的范围，又不影响 自来水管网水压。
科学之友
Ｆｒｉｅｎｄ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ａｍａｔｅｕｒｓ
２００８年｛Ｇ胄｛∞；园
ＰＬＣ和变频器在城市小区恒压供水中的应用
韩卫杰
（出两省自动讫研究所，由两太原０３００１２）
摘要：文章余绍了应用变频器、ＰＬＣ在恒压供水系统中的应用组成方式、功能、特点，以说
锈其其表广泛的箍广髂壤。 关键词：变频嚣；ＰＬＣ；恒屣供水 文献标识鹤：Ａ 中图分类号：ＴＭ４２ 文豢编号：１０００－８１３６（２００８）３０－００１８一０２