基于PLC控制的多台水泵循环变频恒压供水系统
基于PLC的恒压供水系统设计
58│DISCRETE MANUFACTURING│离散制造基于PLC的恒压供水系统设计Design of Constant Pressure Water Supply System Based on Plc• 齐鲁理工学院机电工程学院 张瑜 Zhang Yu 沈敏 Shen Min 刘彦芬 Liu Yanfen•山东标至信集团有限公司 李飞 Li Fei摘 要：随着科学技术的迅猛发展，传统供水方式存在的供水不稳定、能耗大等缺点日益突出。
为了提高供水质量，设计了一种基于PLC的恒压供水系统，它集先进的自动化控制技术、变频调速技术、以及通信技术于一体，采用PID闭环控制方式，大大提高了供水的稳定性和可靠性。
本系统的基本原理是用压力传感器检测管网中的水压，把测得的压力反馈至PLC内部的PID模块进行计算，得出偏差信号后调整变频器的输出频率，从而调节水泵的转速，让管网的水压稳定在设定值附近。
关键词：PLC 恒压供水 变频调速Abstract: With the rapid development of science and technology, the traditional water supply mode of water supply instability, energy consumption and other shortcomings become increasingly prominent. In order to improve the quality of water supply, this paper designs a constant pressure water supply system based on PLC, which integrates advanced automatic control technology, frequency conversion speed control technology and communication technology in one, using PID closed-loop control mode, greatly improving the water supply stability Sex and reliability.The basic principle of the system is to use the pressure sensor to detect the water pressure in the pipe network, the measured pressure feedback to the PLC inside the PID module to calculate the deviation signal to adjust the frequency of the inverter output frequency, thus adjusting the pump speed, So that the pipe network pressure stability in the vicinity of the set value.Key words: PLC Constant Pressure Water Supply Frequency Control【中图分类号】TV674 【文献标识码】B 文章编号1606-5123（2019）07-0058-031 引言通常的供水系统在用水量较高时，供水管道中的水压将下降，不能满足用户的需求；用水量较低时，供水管道中的水压将升高，超出了用户的需求，这种情况不但浪费了能源，而且还会破坏供水管道及用水设施，造成经济损失。
PLC及变频器在多台泵自动恒压供水系统中的应用
PLC及变频器在多台泵⾃动恒压供⽔系统中的应⽤⽂章编号:1009—0207(2001)02—067-03P LC 及变频器在多台泵⾃动恒压供⽔系统中的应⽤3邓 巍Ξ(新疆⼯业⾼等专科学校 机电系,乌鲁⽊齐830000)摘 要:本⽂介绍了⽤ABB 公司⽣产的ACS -400型变频器和⽇本三菱公司⽣产的F1-30型⼩型P LC 所设计的⽆塔恒压供⽔系统,其中包括⽅案的确定、硬件设计及软件设计等。
此系统可合理解决三台泵在供⽔⾼、低峰时泵的切换及压⼒的稳定,可确保管⽹平稳压⼒波动<2%,泵切换时压⼒波动10%。
关键词:变频器;P LC ;恒压控制中图分类号:TP202 ⽂献标识码:A 随着异步电机变频调速技术的不断发展,恒压供⽔系统被⼴泛地应⽤到⼯业、农业、科研和民⽤等领域的各个⽅⾯。
不仅取得了显著的节能效果,还极⼤地改善了环境污染。
恒压供⽔的⽅法很多,变频器驱动⽔泵向管路供⽔,由⽔压传感器反馈信号与⽔压设定值在变频器中构成闭环,以保持⽔泵供⽔压⼒恒定的⽅法是⽬前性能最好的。
由于⽤变频器驱动的交流异步电动机能够快速平稳地进⾏调速,使得供⽔系统不仅能够精确地保持设定的⽔压值,⽽且在启停供⽔系统时没有冲击。
与其它⽅法相⽐,除了节能、卫⽣、安全、静⾳、调整⽅便、维修量⼩等特点外,还适于多系统集中控制或是实现⾃动化调节。
1 电⽓控制⽅案的确定1.1 以我校供⽔情况为例学⽣⽤⽔量波动范围较⼤,早、中、晚为⽤⽔⾼峰,上课时间基本不⽤⽔,在泵房设计中考虑⽤⽔量⼩时电机的效率,⽤⽔量⼤时压⼒要稳定,且照顾电机运⾏时间的均稳性,故采⽤三台电机泵各11K W 完成供⽔,要求系统⽆论是⽤⽔⾼峰,还是⽤⽔低⾕,压⼒都要稳定在误差10%范围内,⽽且三台电机投⼊与切换时压⼒不应超过规定范围。
管⽹⽔泵启动电流都不能有冲击。
电机、变频器、P LC 、传感器如有故障,声光报警。
综合系统供⽔质量及低成本要求,选⽤ABB 公司ACS -400型变频器⼀台(内含PI D 调节器),以确保每台电机均可以⾃动软启动及稳态时的压⼒控制。
基于PLC的PID控制变频恒压供水系统
基于PLC的PID控制变频恒压供水系统摘要基于PLC的PID控制的变频恒压控制是现代供水控制系统的主要方式，利用PLC（可编程控制器）、PID调节器、压力检测传感器、压力变送器、电气控制设备、变频器及水泵机组组成闭环控制系统，使供水管网压力保持恒定。
关键词PLC；PID控制；变频器；闭环控制在实际生产生活中，用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。
而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力过大。
因此，保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。
恒压供水是指在供水网中用水量变化时，出水口压力保持恒定不变的供水方式。
1恒压供水的基本原理1.1变频恒压供水系统的组成及原理变频恒压供水系统压力控制主要有PID调节器、变频器、水泵、压力传感器和变送器、PLC可编程控制器等组成。
变频恒压供水系统压力控制系统原理框图如图1所示，用PID调节器和变频器构成闭环系统控制，可以提高供水压力的控制精度，改善控制系统的动态响应。
图1变频恒压供水系统压力控制系统原理框图系统工作时，先启动主水泵，管网水压达到设定值，变频器的输出稳定在某数值上。
而当用水量增加，水压降低时，压力变送器SP将该信号实时送入比较器与给定压力H比较，其差值输入PID控制器，PID的输出量作为控制变频器的转差给定输入，从而控制电动机的转速上升，水压力恢复到给定值，保持供水系统中管网中压力的恒定。
变频恒压供水系统压力控制原理如下：1）用水量增加，压力下降，压力变送器输出降低，PID输出上升，变频器频率增大，电机（M）转速升高，水泵流量增大，压力上升。
2）用水量减少，压力上升，压力变送器输出增大，PID输出降低，变频器频率下降，电机（M）转速降低，水泵流量减小，压力下降。
如果用水量增加很多，主泵达到最大流量仍不能使管网水压达到设定值，将自动启动备用泵；反之，当用水量减少时，可自动切断备用泵。
基于PLC变频恒压供水控制系统设计
基于PLC变频恒压供水控制系统设计PLC变频恒压供水控制系统的设计供水系统是一种常见的工业和建筑领域常用的系统。
PLC变频恒压供水控制系统是一种可以控制和调节水泵的电气控制系统，以实现恒压供水的目的。
下面将介绍一个基于PLC变频恒压供水控制系统的设计。
设计目标：1.实现恒定的供水压力，不受进水压力和水流量的波动影响。
2.实现多台水泵的协调运行，实现水泵的均衡负荷运行，延长水泵寿命。
3.实现故障自动检测和报警，提高供水系统的可靠性。
系统组成：1.传感器：使用压力传感器和流量传感器来感知进水压力和供水流量。
2.PLC：使用可编程逻辑控制器（PLC）来实现逻辑控制和运算。
3.变频器：使用变频器来控制水泵的转速，从而实现恒扬程供水控制。
4.水泵：使用多台水泵来实现供水。
系统工作原理：1.系统启动：当水泵系统运行时，PLC会控制最初的启动过程，按照设定的启动顺序依次启动水泵，避免同时启动造成的电网冲击。
2.进水压力检测：系统通过压力传感器检测进水压力，当进水压力小于设定的最小进水压力时，PLC会自动启动水泵，以提供足够的进水压力。
3.恒压供水控制：PLC通过控制变频器，改变水泵的转速来实现供水流量和压力的稳定。
当供水压力低于设定的最小供水压力时，PLC会增加水泵的转速以提供足够的供水压力；当供水压力高于设定的最大供水压力时，PLC会降低水泵的转速以避免过高的压力。
4.水泵协调运行：通过PLC控制，多台水泵可以根据供水流量需求实现均衡负载运行，避免其中一台水泵长时间运行。
系统优势：1.系统能够自动检测供水压力，保持恒定的供水压力，避免由于进水压力和水流量的波动而导致的供水压力变化。
2.系统能够实现多台水泵的协调运行，避免单一水泵长时间运行而导致的设备损坏。
3.系统具有快速故障检测和报警功能，及时发现水泵等设备的故障，减少停机时间。
总结：基于PLC变频恒压供水控制系统的设计可以实现恒定的供水压力，提高供水系统的稳定性和可靠性。
基于PLC的变频恒压供水系统的设计
基于PLC的变频恒压供水系统的设计一、概述供水系统的重要性及其在现代社会中的应用：供水系统在现代社会中具有至关重要的地位。
随着城市化进程的加速和人口规模的不断扩大，稳定、高效、节能的供水系统已成为满足居民生活需求、保障工业生产和推动城市可持续发展的重要基础设施。
变频恒压供水系统的优势：变频恒压供水系统是指在供水管网中用水量发生变化时，出口压力保持不变的供水方式。
相比传统的水塔、高位水箱、气压罐等供水方式，变频恒压供水系统具有以下优势：高效节能：变频恒压供水系统能根据用水量自动调节水泵转速，节能效果显著，可节能3060。
PLC在变频恒压供水系统中的应用：PLC（可编程逻辑控制器）在变频恒压供水系统中的应用，使得系统能够通过微机检测、运算，自动改变水泵转速以保持水压恒定，满足用水需求。
PLC的应用不仅提高了系统的可靠性和稳定性，还简化了系统控制接线，方便了维修和调试。
系统原理：变频恒压供水系统以管网水压（或用户用水流量）为设定参数，通过微机控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节（PID），使供水系统自动恒稳于设定的压力值。
设备特点：变频恒压供水系统采用可编程控制器，程序灵活多变，精度高，可靠性强，功能多，反映速度快。
系统还配有稳压泵或稳压罐稳压，在用水量小到一定值时，主泵可停止运转，减少水泵电机的机械磨损并且节约电能。
应用前景：变频恒压供水系统作为一种先进的、合理的节能供水系统，在工业、商业和居民生活等领域具有广泛的应用前景。
它不仅能够满足用户对水压和水量的要求，还能够提高供水品质和供水效率，是一种理想的现代化建筑供水设备。
1. 供水系统的重要性和挑战供水系统在城市发展中扮演着至关重要的角色，它直接关系到居民的生活质量和健康。
一个可靠的供水系统能够确保居民获得充足、安全的饮用水，同时支持城市的工业、农业和其他用水需求。
保障居民健康：水质的好坏直接关系到居民的健康。
供水系统需要确保提供的水质符合卫生标准，以减少水源性疾病的传播。
基于PLC 和变频器控制的恒压供水系统
基于PLC 和变频器控制的恒压供水系统摘要本文设计介绍了一种基于PLC和变频器的变频恒压供水系统，由PLC 进行逻辑控制，由变频器进行压力调节。
PLC和变频器作为控制系统的核心部件，经过变频器内部的PID运算，通过PLC控制变频与工频的切换，通过传感器反馈压力信号，实现闭环自动调节恒压供水，基本实现了高质量恒压供水，降低电能损耗，延长了加压泵的使用寿命，通过故障处理基本实现了不间断供水。
关键词PLC；变频器；传感器0 引言在城乡供水系统中，随着高层建筑的广泛建设以及居民小区的规模化发展，原有的高位水塔供水系统已经不能满足恒压供水的要求，采用变频恒压控制是现代供水控制系统的新型方式，变频恒压供水系统可有效地降低“水锤”对泵体冲击、节约电能、维持管网水压恒定、实现无人值守等。
具有较大的经济和社会意义。
本文论述了一种基于PLC的变频恒压供水系统。
利用PLC加以不同功能的传感器、变频器，根据压力传感器测得管网压力的大小及变化来控制加压泵的转速及数量，使水管的压力始终保持在合适的范围内，从而达到恒压供水的目的。
1 恒压供水系统原理恒压供水的基本思路是：采用电机调速装置控制泵的转速，并自动调整泵的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节能的目的。
系统的控制目标是泵站总管的出水压力。
系统任意设定供水压力值，其与反馈总管的压力值通过PID调节后控制调速装置，以调节加压泵的运行速度，从而调节系统的供水压力。
与传统的恒速泵供水系统、水塔高位水箱供水系统和气压罐供水系统相比，调速恒压供水系统具有供水质量高、灵活性强、能耗少、电动机起制动平稳、无水锤效应等优点，从而获得了广泛应用。
2 系统总体设计2.1 系统概况本系统拟在控制2台55kW和3台30kW加压泵相互配合完成恒压供水。
本文将以“一拖三”（一台变频器拖动三台加压泵，加压泵功率为30kW），“一拖二”（一台变频器拖动两台加压泵，加压泵功率为55kW）的设备介绍PLC与变频器组成的恒压供水系统的工作原理。
基于PLC控制的恒压供水系统设计
摘要本设计根据城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC控制的变频调速恒压供水系统。
该系统由PLC、变频器、水泵机组、压力变送器等构成。
本系统利用变频器实现对三相水泵电机的变频调速，采用“先启先停”的原则切换运行水泵。
压力传感器检测水压信号，送入PLC并与设定值比较进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速和供水量。
这样使管网水压力始终保持在设定值附近，从而实现恒压供水。
关键词：PLC；变频调速；PID控制；恒压供水ABSTRACTAccording to the city water supply system,this paper designed a PLC-based control of frequency control water supply system.The system consists of PLC, inverter, water pump, pressure sensors and other accessories.The system uses frequency converter three-phase pump motor of the soft start and frequency control, and use "first start first stop"principle to switch to run the pump.Pressure sensors to detect pressure signals into the PLC compared with the PID set point operation and thus control the inverter output voltage and frequency, thereby changing the water pump motor speed and water supply.It makes the pipe network water pressure is always maintained around the set value in order to achieve constant pressure water supply.Keywords:PLC; frequency control; PID control; constant pressure water supply目录1 绪论 (1)1.1课题的背景及意义 (1)1.2变频恒压供水系统的国内外研究现状 (1)1.3本课题主要研究内容 (2)2 恒压供水系统总体方案设计 (2)2.1系统的主要结构及组成 (2)2.2PLC概述及其系统组成 (2)2.3变频器简介及选型 (3)2.3.1 变频器简介 (3)2.3.2变频器的基本结构 (3)3 系统硬件选择及系统电路设计 (5)3.1硬件选择 (6)3.1.1 PLC及其扩展模块的选型 (6)3.1.2 变频器的选型 (6)3.1.3 水泵机组的选型 (7)3.1.4 压力变送器的选型 (7)3.1.5 液位变送器选型 (8)3.2系统主电路分析及其设计 (8)3.3系统控制电路分析及其设计 (9)3.4PLC的I/O端口分配及外围接线图 (11)4 系统的软件设计 (14)4.1 系统软件设计分析 (14)4.2PLC程序设计 (15)4.2.1 控制系统主程序设计 (15)4.2.2 控制系统子程序设计 (19)4.3PID控制器参数整定 (22)4.3.1 PID控制及其控制算法 (22)4.3.2 系统的近似数学模型及参数取值 (23)5总结 (24)参考文献 (25)附录 (26)致谢 (34)1 绪论1.1 课题的背景及意义城市中各类小区的供水系统是小区众多基础设施当中的一个重要组成部分。
基于PLC新型变频调速恒压供水系统解决方案
基于 Ｐ Ｌ Ｃ新型变频调速恒压供水系统解决方案
王 靖
（ 潍坊科技 学院汽车工程学院 山东寿光 ２ ６ ２ ７ ０ ０ ）
摘要 ： 文章 主要 介绍 了 目前 恒压供 水 系统所 采 用 的控 制 方案 以及 变频 器在 恒压 供水 中的应用 。
关键词 ： 恒压供 水 Ｐ Ｉ Ｄ 多泵循环 睡 眠功能 中图分 类号 ： Ｔ Ｍ９ ２ ４ ． ５ １ 文献标识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ４ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ １ ０ － ０ １
水池 一水泵（ 恒压变频或气压罐） 一管 网系统 一用水点是 目前
３变 频恒 压供 水 系统控 制方 案
供水系统主要应用Ｐ Ｉ Ｄ 恒压控制功能、 多泵循环控制功能 以及 睡眠功能， 不同水泵 厂商 会采用不 同方案来 的实现这 些功能。 方案一 ： 采用Ｐ Ｌ Ｃ 控制系统实现Ｐ Ｉ Ｄ 控制和多泵循环功能 ， 变 频器仅做基本调速。 在工作过程中 ， 压力传感器将管网水压变换为 电压或 电流信号 ， 经模拟量输入通道输入Ｐ Ｌ Ｃ 系统 ， Ｐ Ｌ Ｃ 根据给定 的压 力 设 定 值 与 实 际 检 测值 进行 Ｐ Ｉ Ｄ 运算 ， 由Ｐ Ｌ Ｃ 将 速度 命 令 发 送 至变频器 ， 调节水泵 电机的频率 ， Ｐ Ｌ Ｃ与变频器 间采用Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 通 信、 ０ 一ｌ ０ Ｖ ／ ４ ～２ ０ ｍＡ控 制 。 方案二 ： 不配置Ｐ Ｌ Ｃ ， 采用变频器 内部的Ｐ Ｉ Ｄ 功能 ， 变频器驱动
１引言
号也会增大的应用场合 ； 当需要减小输出频率时检测反馈信号增大 选择 正 回 授 ． 供水控制系统是 以某一参量作为控制 目标 ， 对水泵 电机进行控 时 ， ４ ． ２睡 眠 唤 醒 功 能 制， 来 改变 水泵 的运 行工况（ 如流量 、 扬程 、 功率 ） ， 以达到用户的需 可设 置 睡 眠频 率 ， 睡眠 时间 和 苏 醒频 率 ， 当频 率 命 令 低 于 睡 眠 求。 根据控制 目标对象的不同可分为压力控制 、 液位控制及其他特 频率 时， 在睡眠时间内， 变频器运转频率为睡眠频率 ； 当给定低于 睡 殊控制方 式， 如温度 、 差压和温差 。 从电控系统类型上分有普通继电 眠频率 的时间超过睡眠时间时， 变频器进入 睡眠状态 ， 输出频率 为 控制型和变频调速控制型， 普通继电型通过控制交流接触器控制水 ０ ， 直 至速度命令达到苏 醒频率 时， 变频器进入苏醒状态 ， 按频率 给 定命 令 运 行 。 自耦变压器起动或直接起动。 变频调速系统对 电机 的转速实现无级 ４ ． ３ 多泵 循 环 功 能 调速 ， 根据用水量大小进行变速供水 ， 保证 出水压力不变。 既节约电 ４． ３． １定 时 循环 能， 又保证水泵软启动（ 对 电网 电压 冲击不大） ， 延长了水泵寿命。 高 变频器让每台电机工作于变频或停止状态 ， 每个时刻有一 台电 层建筑及生活小区供水系统的发展方向是采用现代检测技术 、 计算 机运行， 电机按顺序运行设定的时间后停止 ， 延时后 ， 起动下一台电 机控制技术、 交流调速技术 ， 形成组合化 、 模块化、 可编程 、 可通信的 机 ， 循环控制多台电机 ， 防止某些电机长期工作 ， 而某些 电机长期不 系统 。 主要组成部分是Ｐ Ｌ Ｃ 系统 、 Ｐ Ｉ Ｄ 控制器 、 变频器 、 电机 、 水泵、 压 工 作 的情 况 出现 。 力传感器。 泵 电机的起停 ， 水泵 电机处于工频及停止状态 ， 起动方式有软起动 、
基于PLC的多泵循环变频恒压供水系统
基于PLC的多泵循环变频恒压供水系统摘要：本文主要分析恒压供水采用变频调速技术和PLC控制技术，该系统可以节能，运行的可靠性高，自动化程度高，切实提升供水的质量。
关键词：恒压供水；变频器；PLC控制；多泵循环恒压供水在城市自来水管网系统、住宅小区消防用水系统中得到广泛的应用。
恒压供水指的是用户端在不同的时刻，在不同用水量下，水压可以保持恒定。
在恒压供水系统中，可以结合压力的给定对管网水压的情况进行对照，从而分析变频器的调节。
一、PLC变频恒压供水系统的硬件设计（一）系统主要配置的选型在进行水泵机组选型中，结合PLC变频恒压供水系统的应用方式，完善水泵机组、变频器、PLC和扩张模块、压力变送器等设计。
水泵机组在设计中，要确保其平稳运行，也要确保其在高效区运行。
供水中要采用多台水泵机组，控制好流量范围，扬程一般是60米左右。
设置一台小泵作为辅助作用，在小流量中进行供水。
提升系统的可靠性，方便检修工作，设计手动功能。
设计完善的报警功能，提升水泵的经济性。
水泵的外壳采用不锈钢材质，叶轮和导叶采用铸造件，采用经典喷塑处理的方式。
电机要采用低噪音的，在严密的机械密封下，完善泄压保护。
水利模型的设计中，要结合设备的理化性质，防止弱腐蚀介质的使用。
在进行变频器的选型中，要控制好变频器的容量，结合电动机的额定功率，确定额定电流和变频器的容量。
在变频器容量选择中，要结合变频器的电流。
结合功能的差异，变频器的转速也不同。
在PLC和扩展模块选型中，由于PLC在整个变频恒压供水控制系统中居于核心作用，在对系统的输入信号采集中，完成输出单元的控制，实现数据的交换。
在PLC选型中，应该对PLC的执行速度、指令程度和内部存储空间进行分析。
在压力变动器的选型中，在水管压力信号转换中，主要是采用压力传感器和压力变送器的方式，在对模拟输入模块进行输入后，为了防止信号输入环节中产生干扰与损耗，一般采用4-20mA输出压力变送器。
如果压力传感器在运行中发生故障，水量会不足，导致水管中的水压会上升。
基于PLC的变频恒压供水系统设计
基于PLC的变频恒压供水系统设计摘要：本文基于PLC的变频恒压供水系统设计探索了一种高效、可靠的供水方案。
通过对水泵运行频率的控制，实现了水流量和压力的稳定控制，确保了水的稳定供应和能源的节约。
通过模拟试验，验证了该系统的控制效果和运行稳定性，并说明了未来该系统在供水工程中的广泛应用前景。
关键词：变频，PLC，供水，恒压，控制一、前言：供水系统是城市建设中必不可少的基础设施，其对人们生产和生活起着至关重要的作用。
目前，传统的供水系统主要采用了定频水泵电机驱动，而这种方式存在能源浪费和控制不稳定等问题。
因此，寻求一种有效的变频恒压供水系统是当前供水领域中的一个热门问题。
根据这一需求，我们开发了一种基于PLC的变频恒压供水系统。
二、设计：系统的控制核心是基于PLC编程的控制器，通过对水泵运行频率的控制，实现系统的水流量和压力恒定。
在系统设计过程中，我们考虑到供水系统的实际应用需求，采用模糊控制策略来优化变频水泵的工作状态。
这种方式可以根据实时数据对水泵的运转频率进行无级调整，从而确保系统不会因为水流量或压力的变化而导致水的质量和供应的不稳定性。
同时，系统还具备故障自诊断和自校准功能，可以在自动检测到恶劣环境时启动保护程序，从而确保系统的安全可靠性。
三、验证：为了验证系统的可行性和可靠性，我们在实际的水泵变频供水系统运行过程中进行了模拟试验。
通过对系统的数据进行实时监控和分析，我们发现该系统可以准确地控制水泵的频率和动力，保证了水的流量和压力在给定的范围内恒定。
同时，系统具备快速的自适应性和随时调节能力，可以在不同水质和供水环境下实现稳定的运行状态。
以上实验结果表明，该系统是一种高效、可靠的供水系统，具有广泛的实际应用价值。
四、结论：本文论述了一种基于PLC的变频恒压供水系统的设计和实现过程，并通过模拟实验验证了该系统的可行性和可靠性。
该系统可以实现水流量和压力的稳定控制，节约能源并确保水的稳定供应，是一种高效、可靠的供水方案。
基于PLC与变频器实现恒压供水控制系统
基于PLC与变频器实现恒压供水控制系统基于PLC与变频器实现恒压供水控制系统一、项目描述传统的生活及生产供水的方法是通过建造水塔维持水压。
但是，建造水塔需要花费财力，水塔还会造成水的二次污染。
那么，可不可以不借助水塔来实现恒压供水呢？当然可以，但是要解决水压随用水量的大小变化的问题，通常的办法是:用水量大时，增加水泵数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变，用水量小时又需做出相反的调节。
这就是恒压供水的基本思路。
交流变频器的诞生和PLC的运用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。
恒压供水控制系统的基本控制策略采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。
系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU运算处理后，发出控制指令，控制运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。
恒压供水就是利用变频器的PID或PI功能实现的工业过程的闭环控制。
即将压力控制点测的压力信号(4－20ｍＡ)直接输入到变频器中，由变频器将其与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调节信号调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。
供水系统选用原则水泵扬程应大于实际供水高度，水泵流量总和应大于实际最大供水量。
二、项目要求1.水泵功率：7.5kw.2.恒定压力：3.5mpa三、现恒压供水的方案设计供水系统采用一台三菱（FX2N系列）PLC控制一台三菱(FR-E500)变频器，并通过接触器切换实现一台变频器控制三台水泵的运转，为保证系统的可靠性，本系统采用转换开关来实现工频/变频之间的转换，在变频操作方式下，交流接触器之间采用互锁控制方式，同理，在工频操作方式下，交流接触器之间也采用互锁控制方式。
基于PLC的变频调速恒压供水系统的分析
号发送到变频器 ，调节水泵 电机的转速。开始启动 泵站中各个水泵有相 同的运行时间 ，避免产生备用 时， 台水泵在变频器的控制下稳定加速运行 ， 一 当变 泵因长期 闲置发生锈蚀不能运转现象。此外 ， 在上位 频器输 出频率达到 ５ ｚ ＯＨ ，电机转速达到最大时 ， 机 中， 出 通过 Ｗｉ Ｃ ｎ Ｃ的编程 ， 自动统计各 台水 泵 的运 水管道压力仍没有达到设定压力时 ，可编程控制器 行时间， 于设备的维护工作 。 便
发 出控制 信 号 ， 自动 地 将第 一 台水 泵 切换 到 工频 运 行 ， 频 器 启 动第 二 台水 泵 ， 压 力 仍 未 达 到 ， 继 变 如 则
续投入第 三台水泵 。当外部 的生产设备用水量减少
时 ， 环 管 道 中 的水 压压 力 将会 提 高 ， 循 压力 传 感器 将
会检测并发送给 Ｐ Ｃ Ｌ ，通过计算 自动降低变频器 的
采用 、 ｖ Ⅳ Ｆ变频 器调 节 电机 转 速 方 式 自动 调 节供 水 泵 电机 的转 速 和 投入 、 除运 行 水 泵 。将 原 来 “ 启后 停 ” 式 变 为 切 先 方 “ 启 先停 ” 式 ， 自动 完 成 水 泵 的 启 动 运 行 及 切 换 ， 先 方 全 保证 供 水 水 压 稳 定 ，Ｌ 控 制 的 电机 轮 换 程 序 ， 各 台 水 泵 进 行 ＰＣ 使 轮 转 ， 长 了水 泵 的使 用 寿命 。 延
循环 水 泵 站采 用 ３台 １２ｋ 的水 泵并 联 运 行 ， ３ Ｗ
设有截止阀， 便于维护使用。 安装 西 门子 Ｓ— ０ ， ７ ２０ 内部配备 ＰＤ控制算法 ， Ｉ 根据设定 的 每一台水泵入 口出口 在出水管道上压力传感器，检测 出口冷却水压力的大 供水压力信号与安装在管道上压力传感器的反馈信 ２ ｍ 号进行分析、 计算 和 比较 ， 到 管道 压 力偏 差 和偏 差 小 ，并通过压力变送器将压力信号转换成 ４— ０ Ａ 得 ７ ２０ Ｌ 控 的变化率 ，经 由 Ｐ Ｃ内部 的 ＰＤ运算后 ，Ｌ Ｌ Ｉ Ｐ Ｃ通过 的电信号，输入到 ｓ— ０Ｐ Ｃ的模拟量输人模块 ， Ｐｏｂ ｓ 讯将 控制 电机转速 的信号输 出到 Ｖ Ｖ 制器根据需要的压力设定值与实际检测的压力值进行 ｒ ｕ通 ｉ ｆ ＶＦ 变频器 ，调节水泵电机 的运行速度和水泵的运行数 比例积分微分（Ｉ ） ＰＤ 运算 ， 通过 Ｐｏｂ ｓ ｒ ｕ 网络将控制信 ｉ ｆ
【大学本科毕业设计】基于PLC的变频调速恒压供水系统-----自动化等专业3
摘要本论文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统,并利用组态软件开发良好的运行管理界面。
变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。
本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。
采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。
压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。
通过工控机与PLC的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。
关键词：变频调速，恒压供水，PLC，组态软1 绪论1.1 课题的提出水和电是人类生活、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源短缺的国家，长期以来在市政供水、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，自动化程度较低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。
小区供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。
传统的小区供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如下[1]：(1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。
(2) 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，而出水压力无谓的增高，也使浪费加大，从而限制了其发展。
《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》范文
《基于PLC恒压变频供水系统的设计与实现》篇一一、引言随着现代工业和城市化进程的快速发展，供水系统的稳定性和效率问题越来越受到关注。
恒压变频供水系统作为一种先进的供水技术，通过精确控制水泵的转速和输出，实现了水压的稳定供应。
本文将详细介绍基于PLC（可编程逻辑控制器）的恒压变频供水系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 需求分析在系统设计阶段，首先需要对供水系统的需求进行详细分析。
包括供水范围、水压要求、水泵数量及功率等。
同时，还需考虑系统的稳定性、可维护性及节能性等因素。
2. 硬件设计硬件设计是恒压变频供水系统的基础。
主要包括PLC控制器、变频器、水泵、压力传感器等设备。
其中，PLC控制器负责整个系统的控制与协调，变频器用于调节水泵的转速，压力传感器则用于实时监测水压。
3. 软件设计软件设计是实现恒压变频供水系统的关键。
通过PLC编程，实现对水泵的转速、输出及水压的精确控制。
同时，还需设计友好的人机界面，方便操作人员对系统进行监控与操作。
三、系统实现1. PLC编程PLC编程是实现恒压变频供水系统的核心。
通过编写梯形图或指令表，实现对水泵的转速、输出及水压的精确控制。
在编程过程中，需充分考虑系统的稳定性、响应速度及节能性等因素。
2. 硬件连接与调试将PLC控制器、变频器、水泵、压力传感器等设备连接起来，进行系统调试。
确保各设备之间能够正常通信，并实现精确的控制与协调。
3. 人机界面开发开发友好的人机界面，方便操作人员对系统进行监控与操作。
人机界面应具有直观、易操作、信息丰富等特点，能够实时显示水压、水泵状态等信息。
四、系统测试与优化1. 系统测试在系统测试阶段，需要对恒压变频供水系统进行全面的测试，包括稳定性测试、响应速度测试、节能性测试等。
确保系统能够满足实际需求。
2. 参数优化根据测试结果，对系统的参数进行优化，以提高系统的性能和稳定性。
优化过程中，需充分考虑系统的实际运行情况及外界环境因素。
基于PLC的多泵循环变频恒压供水系统
基于PLC的多泵循环变频恒压供水系统自动化 2009-03-23 17:53 阅读401 评论4字号：大中小1 引言随着人们对供水质量和饮用水水质要求的不断提高，变频恒压供水方式应运而生，它不仅很好地解决了老式屋顶水箱供水方式带来的水质二次污染问题，而且对水泵、电机也起到了很好的保护作用和有效地节约了电能的消耗，同时其具备的软起停功能和根据负载变化自动调节电机水泵转速或增加/减少投入运行的台数，从而避免了电机起动过程中对电网和机械设备造成的冲击以及人工操作的繁杂性。
变频恒压供水系统如今正被广泛地应用到城市自来水管网系统、住宅小区生活消防水系统、楼宇中央空调冷却循环水系统、工业设备冲洗系统等众多领域。
本文将介绍基于PLC控制的多泵循环变频恒压供水系统方式下的各种需求分析及其过程实现方法。
下面以4泵循环为例加以叙述。
2 系统基本需求与分析多泵循环的变频恒压供水系统，一般采用出口管道压力信号作为基本控制目标，通过压力设定值与采样值的比较和计算，利用PID调节来实现出口管道压力值的恒定，从而达到恒压供水的目的。
针对四泵循环其主回路原理图如图1所示。
图1 四泵循环主回路原理图由图1可见，采用常规的一控四方式，每台电机水泵既可以变频运行，又可以工频运行，但系统运行中始终只有一台变频电机水泵运行，其他电机水泵根据实际需要来决定是否工频运行。
在主回路控制方式确定后，系统能否满足实际需要就取决于PLC控制回路的设计，为此，必须充分了解用户对系统的相关功能需求，在各种实际应用场合用户会有各种不同其他功能的需求，根据作者多年来的经验，把各种典型的控制需求和作用列举归纳如下。
2.1 工频/变频控制方式的转换操作为保证系统的可靠性，必须提供工频/变频两种操作方式，以减少因变频器故障或设备检修维护等原因而造成无法供水的现象，要求控制系统必须设立手动工频操作方式，一般采用转换开关或组合开关作为选择操作设备。
2.2 浮球水位(有水/无水)控制许多变频恒压供水系统的进水水源采用蓄水缓冲池结构，它可以减少因城市管网供水中断后停止供水的时间。
基于PLC的多泵循环变频恒压供水系统
基于PLC的多泵循环变频恒压供水系统自动化 2009-03-23 17:53 阅读401 评论4字号：大中小1 引言随着人们对供水质量和饮用水水质要求的不断提高，变频恒压供水方式应运而生，它不仅很好地解决了老式屋顶水箱供水方式带来的水质二次污染问题，而且对水泵、电机也起到了很好的保护作用和有效地节约了电能的消耗，同时其具备的软起停功能和根据负载变化自动调节电机水泵转速或增加/减少投入运行的台数，从而避免了电机起动过程中对电网和机械设备造成的冲击以及人工操作的繁杂性。
变频恒压供水系统如今正被广泛地应用到城市自来水管网系统、住宅小区生活消防水系统、楼宇中央空调冷却循环水系统、工业设备冲洗系统等众多领域。
本文将介绍基于PLC控制的多泵循环变频恒压供水系统方式下的各种需求分析及其过程实现方法。
下面以4泵循环为例加以叙述。
2 系统基本需求与分析多泵循环的变频恒压供水系统，一般采用出口管道压力信号作为基本控制目标，通过压力设定值与采样值的比较和计算，利用PID调节来实现出口管道压力值的恒定，从而达到恒压供水的目的。
针对四泵循环其主回路原理图如图1所示。
图1 四泵循环主回路原理图由图1可见，采用常规的一控四方式，每台电机水泵既可以变频运行，又可以工频运行，但系统运行中始终只有一台变频电机水泵运行，其他电机水泵根据实际需要来决定是否工频运行。
在主回路控制方式确定后，系统能否满足实际需要就取决于PLC控制回路的设计，为此，必须充分了解用户对系统的相关功能需求，在各种实际应用场合用户会有各种不同其他功能的需求，根据作者多年来的经验，把各种典型的控制需求和作用列举归纳如下。
2.1 工频/变频控制方式的转换操作为保证系统的可靠性，必须提供工频/变频两种操作方式，以减少因变频器故障或设备检修维护等原因而造成无法供水的现象，要求控制系统必须设立手动工频操作方式，一般采用转换开关或组合开关作为选择操作设备。
2.2 浮球水位(有水/无水)控制许多变频恒压供水系统的进水水源采用蓄水缓冲池结构，它可以减少因城市管网供水中断后停止供水的时间。
电控与PLC控制技术 压力上、下限变化有4台水泵进行恒压供水的PLC控制
《电控与PLC控制技术》课程案例
PLC基本指令实例
1.课程案例基本信息
2.课程案例
（1）水泵启动控制：根据主管道给出的压力信号决定水泵的启停，当压力低于正常压力时启动一台水泵，若10s后仍低，则启动下一台；当压力高于正常压力时，切断一台水泵，若10s后仍高，则切断下一台。
（2）水泵的启停切换原则：恒压供水系统主要由4台水泵完成对主管道供水压力的维持，考虑到电动机的保护，要求4台水泵轮流运行；需要接通时，首先启动停止最长的那台水泵，而需要切断时，则先停止运行时间最长的那台水泵。
I/O接口
PLC控制的梯形图。
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1 引言
恒压供水在城市自来水管网系统、住宅小区生活消防用水系统、楼宇中央空调冷却循环水系统等众多领域中均有应用。
恒压供水是指用户端在任何时候，不管用水量的大小总能保持管网中水压的基本恒定。
在恒压供水系统中可根据压力给定的理想值信号及管网水压的反馈信号进行比较，变频器根据比较结果调节水泵的转速，达到控制管网水压的目的。
本文介绍基于PLC控制的多台水泵循环变频恒压供水系统的设计方法。
2 控制要求
某中心给水泵站担负周边高层小区的生活用水二次加压任务。
包括3台22kW生活水泵、1台7.5kW夜间补压水泵。
3台生活水泵用水高峰时段需要工作在“1工1变”状态，其它时段工作在“1变”状态，深夜用水低谷仅用7.5kW补压泵工作在工频即可。
3 系统设计
该系统主要由三菱FX-2N系列PLC控制器、三菱FR-A540变频器、PID调节器、压力变送器、浮球水位计(开关)、低压电气设备及水泵组成。
3.1 主回路设计
采用一拖多的方式，每台电机水泵既可工频运行又可变频运行。
主回路如图1所示。
图1 主回路图变频器用水高峰期3台水泵一台工频运行一台变频运行另一台处于待机状态，并每周循环一次，既便于维护和检修作业，又不至于停止供水。
利用PLC编程可实现此功能。
状态转换图如图2所示。
一般用水时段有一台水泵处于变频状态，其中应特别注意，为了保护机电设备在工频——变频状态切换过程中应先将变频器输出停止，延时1s时间后再启动，此时可能会出现短暂失压现象，但实际应用中这种影响并不明显。
图2 多泵循环的PLC编程方法3.2 变频器频率(速度)设定的方法(1) 利用变频器本身的多段速度设定法三菱FR-A540变频器本身有多段速度的设定功能，以七段速度为例，七段调速如附表所示。
附表变频器七段速度表这种控制方式下，当前水位若在下限则PLC输出高一级的变频信号给变频器，当七段速度均启动工作但仍未达到上限，则启动工频。
若已达到高水位，则PLC输出低一级的变频信号给变频器。
相应的状态转换图如图3。
图3 利用变频器本身的多段速度控制功能实现恒压供水(2) 利用压力传感器信号经PLC运算给出变
频器运行频率设定信号利用变频器本身的多段速度控制仅需要水压上限和下限两个信号，控制方式简单，编程方便。
但控制精度不高。
通过安装在出水管网上的压力变送器(本项目选择PMC系列电子陶瓷压力传感器)，将压力信号转换成标准的DC4～20mA的模拟量信号送入PLC的扩展A/D单元，经过A/D变换，利用PLC采用经验数据方法计算出此时变频器应运行的频率，将相应的数字量信号再通过PLC扩展D/A转换单元，转换成电压信号，此时变频器工作在Pr.79=2的外部操作模式，由2、5端子之间的电压值决定其频率输出。
硬件原理图见图4。
图4 变频器频率由PLC给定硬件原理图由于涉及到PLC的A/D、D/A单元，其软件编程需注意这两个单元初始化的方法及数据传输的方式。
程序如图5所示。
图5 A/D、D/A模块初始化及数据传送编程(3) 利用压力传感器给出信号经PID调节器进行频率设定的方法除了3.2(2)中的方法外，目前应用较广泛的是通过传感器将压力信号转换成标准的DC4～20mA的模拟量信号后，将该信号送入PID调节器，经过PID
仪表将压力设定值与传感器的反馈值进行比较计算后，给出一个变频器的频率给定值。
其原理图如图6所示。
图6 PID调节器控制原理图经过试验比较发现，由于供水系统管道长、管径大、管网的充压比较慢，故系统属于一个大滞后系统，仅采用PID调节器进行控制并不是最佳选择，实际运用中采用3.2(2)与3.2(3)相配合的方式将更有利于理想控制的实现。
其硬件如图7所示。
图7 PLC与PID调节器配合控制方案4 结束语多泵循环变频恒压供水系统的应用越来越广泛，它取代了传统的水塔、高水位箱或气压罐，不但大大的改善了系统的性能，而且节能环保，具有良好的技术和经济效益。