基于PLC的变频恒压供水系统的设计
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针对 所存 在 的 问题 ， 合 工 控行 业 的发 展 ， 结 设
图 １ 恒压 供 水 系统 原理 图
管 网
出水管网上 的压力传 感器 ， 出 口压力信号变成 把 ４ ２ ｍＡ 的标 准 信 号 与 给 定 压 力 参 数 进 行 比较 ， － ０
然后 送 入 ＰＤ调 节 器 ， Ｉ 经运 算后 得 出一 调 节参 数 ， 送给 变频器 ， 由变 频 器控 制 水 泵 的转 速 ， 节 系统 调 供水 量 ， 供 水 系统 管 网 中 的压 力 保 持 在 给 定 压 使 力 。当用水 量 超 过 一 台泵 的供 水 量 时 ， 过 Ｐ Ｃ 通 Ｌ 控制 加泵 。根据 用水 量 的大小 由 Ｐ Ｃ控 制 工作 泵 Ｌ 数量 的增 减 及 变 频 器 对 水 泵 的调 速 ， 现 恒 压 供 实 水 。当供 水负载 变化 时 ， 人 电机 的频率也 随之变 输
Ｔ ４０ Ｄ ０ Ｃ文本 显示器 完成 人机 对 话 功能 ， 行 运行 进
１３ 变频 调 压 的 节 能原 理 ．
三相 交流 电动机 的转 速与频 率 、 数及 转差 率 极
之 间的关 系如下 ：
＝
６ ｆ（ Ｓ ０ １一 ）
（） １
方式 、 网压 力 等参数 的设定 。系统还 可动 态显示 管
作者简介 ： 孙
凯 （９ ７一）女 ， １７ ， 安徽宿州人 ， 南京铁道职业技术学院讲师 ， 士， 硕 主要从事 自动控制方 面的研究工作 。
・
智 能控 制技术 ・
孙
凯
基 于 Ｐ Ｃ的变频恒 压供 水 系统 的设计 Ｌ
表 １ Ｐ Ｃ输 入 ／ 出地 址 分 配 表 Ｌ 输
５ １
式中： 为每分钟的转速 ； 为交流电的频率 ； 为 － 厂 ｓ 转差率 ； Ｐ为 磁极对 数 。 由式 （ ） 知 ， 速 与频 率 ．成 正 比 ， １可 转 厂 只要 变 频器改变频率 ． 即可改变电动机 的转速 ， 以当 厂 ， 所 频 率 厂在 ０ ５Ｈｚ的范 围 内变 化 时 ， 频 器 对 电 ～ ０ 变 机 的转 速调 节范 围是非 常 宽 的。
２． ３
变 频 器 的 选 型 由变频器实现电机的无级调速 ， 使管网水压连续
各种参数 ， 设定压力 、 如： 运行压力 、 水位高度 、 运行
方式 、 时时 间 、 实 日历 、 个 泵 的运行 时 间 累计 （ 各 精
确到秒 ）运行状态、 、 故障信息等等。
１ ２ 系统 工 作 原 理 ．
系统采 用 ３台水泵 并联 运行方 式 ， 过安 装在 通
收稿 日期 ：０ ０ ６ ４ ２ １ —０ —２
系统控制 过程 的 工作 原理 ， 以及 系统 的硬 件 设计 和 软件 设 计 过 程 。 系统 能 够根 据 管 网压 力 自动
调 节供 水量 ， 实现 了恒压供 水 的 目的。
关 键词 ： Ｉ ； Ｐ 变频 ； 压供 水 恒
中图分类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２３
文献标 识码 ： Ａ
适应供 水量 的变 化 而不 得 不 频 繁地 启 、 水 泵 ， 停 这 样不但 会使 水泵 电机工 作 效 率 低 ， 用 寿命 短 ， 使 而 且 电机 的频 繁启动 和停 止会产 生很 大 的冲击 ， 而 从 导致设 备故 障率升 高 ， 这些 水泵都 是 以高 出实 际 且 用水高度 的压 力来 提升水 压 ， 结果 增大 了水 泵 的 其 轴 功率 和能量 损耗 。
化， 这样 就构成 了 以设 定 压力 为基 准的 闭环控 制系
统［ｌ １。
计 了变频恒压供水 系统 。本系统利用 Ｐ Ｃ 传感 Ｌ 、 器、 变频器 及水 泵 机组 等 组 成 闭 环控 制 系 统 ， 管 使 网压力保 持恒定 ， 采用 该 系 统 进行 供 水 ， 以提 高 可
供 水系统 的稳 定性 和可靠 性 ， 同时具 有 良好 的节 能
５ ０
２１ ０ ０年 １ ０月 中国制造业 信 息化
第３ ９卷
第 １ ９期
基 于 Ｐ Ｃ的变 频 恒 压供 水 系统 的设 计 Ｌ
荆、 凯
（ 南京铁 道 职业技 术学 院 动 电学 院 ， 江苏 南京
２０ １） １０５
摘 要 ： 绍 了一种基 于 Ｐ Ｃ控 制 的 变频 恒 压供 水 系统 ， 介 Ｌ 阐述 了 Ｓ ７—２ ０ Ｌ ０ Ｐ Ｃ在 该 系统 中的应 用 、
文章编 号 ：６ ２ ６ ６ ２ １ ）９ ０ ０一Ｏ １ ７ —１ １ （ ０ ０ １ —０ ５ ３
随着社 会经济 的迅 速发 展 ， 们对供 水质 量 和 人 供水 系统可 靠性 的要 求 不断 提 高 。传 统 的恒 速 泵
加压供 水 系统是 由一个 或多 个水泵 构成 ， 电机 为 了
节 电率 ＝ （ 一Ｐ ） Ｐ Ｐ ／ 际功 率［ｌ ２。 （） ２
式 中 ： 电动 机 的额 定 功率 ； 为 电动 机 的实 Ｐ 为 Ｐ
由式（） ２可知 ， 若水泵的电动机运行在 ４Ｈ 时， ０ｚ 理论上 ， 电动机实际消耗的功率只有额定功率的一 半左右 ， 电率 为 ４ ．％ ， 电效 果十分 明显 。 节 ８８ 节
由于水泵类 负 载属 于二次 方转 矩负 载 ， 即转矩 Ｔ 与转速 的二次方 成 正 比 ， Ｃ７ ， 电动 机轴 Ｔ Ｃ ／ 而 ＂ 上 的输 出功率 Ｐ。 ｎ， 以 ＰＯ． ３ 即 电动 机 的 ＣＴ 所 Ｃ ， 转速 稍有 下 降 时 ， 动 机 的 功 率 损 耗 就 会 大 幅下 电 降 ， 电量 也就 大为 减少 。节 电率 的计算 如下 ： 耗
性。
源自文库
１ 系统 组成 及 工作 原 理
１ １ 系统 组 成 ．
变频恒 压 供 水 系 统 如 图 ｌ 示 ， 主 要 是 由 所 它 Ｐ Ｃ、 Ｌ 文本 显 示 器 、 频 器 、 Ｉ 调 节器 、 力传 感 变 ＰＤ 压
器、 动力控 制线路 以及 ３台水泵 等组成 。用 户通 过
图 １ 恒压 供 水 系统 原理 图
管 网
出水管网上 的压力传 感器 ， 出 口压力信号变成 把 ４ ２ ｍＡ 的标 准 信 号 与 给 定 压 力 参 数 进 行 比较 ， － ０
然后 送 入 ＰＤ调 节 器 ， Ｉ 经运 算后 得 出一 调 节参 数 ， 送给 变频器 ， 由变 频 器控 制 水 泵 的转 速 ， 节 系统 调 供水 量 ， 供 水 系统 管 网 中 的压 力 保 持 在 给 定 压 使 力 。当用水 量 超 过 一 台泵 的供 水 量 时 ， 过 Ｐ Ｃ 通 Ｌ 控制 加泵 。根据 用水 量 的大小 由 Ｐ Ｃ控 制 工作 泵 Ｌ 数量 的增 减 及 变 频 器 对 水 泵 的调 速 ， 现 恒 压 供 实 水 。当供 水负载 变化 时 ， 人 电机 的频率也 随之变 输
Ｔ ４０ Ｄ ０ Ｃ文本 显示器 完成 人机 对 话 功能 ， 行 运行 进
１３ 变频 调 压 的 节 能原 理 ．
三相 交流 电动机 的转 速与频 率 、 数及 转差 率 极
之 间的关 系如下 ：
＝
６ ｆ（ Ｓ ０ １一 ）
（） １
方式 、 网压 力 等参数 的设定 。系统还 可动 态显示 管
作者简介 ： 孙
凯 （９ ７一）女 ， １７ ， 安徽宿州人 ， 南京铁道职业技术学院讲师 ， 士， 硕 主要从事 自动控制方 面的研究工作 。
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智 能控 制技术 ・
孙
凯
基 于 Ｐ Ｃ的变频恒 压供 水 系统 的设计 Ｌ
表 １ Ｐ Ｃ输 入 ／ 出地 址 分 配 表 Ｌ 输
５ １
式中： 为每分钟的转速 ； 为交流电的频率 ； 为 － 厂 ｓ 转差率 ； Ｐ为 磁极对 数 。 由式 （ ） 知 ， 速 与频 率 ．成 正 比 ， １可 转 厂 只要 变 频器改变频率 ． 即可改变电动机 的转速 ， 以当 厂 ， 所 频 率 厂在 ０ ５Ｈｚ的范 围 内变 化 时 ， 频 器 对 电 ～ ０ 变 机 的转 速调 节范 围是非 常 宽 的。
２． ３
变 频 器 的 选 型 由变频器实现电机的无级调速 ， 使管网水压连续
各种参数 ， 设定压力 、 如： 运行压力 、 水位高度 、 运行
方式 、 时时 间 、 实 日历 、 个 泵 的运行 时 间 累计 （ 各 精
确到秒 ）运行状态、 、 故障信息等等。
１ ２ 系统 工 作 原 理 ．
系统采 用 ３台水泵 并联 运行方 式 ， 过安 装在 通
收稿 日期 ：０ ０ ６ ４ ２ １ —０ —２
系统控制 过程 的 工作 原理 ， 以及 系统 的硬 件 设计 和 软件 设 计 过 程 。 系统 能 够根 据 管 网压 力 自动
调 节供 水量 ， 实现 了恒压供 水 的 目的。
关 键词 ： Ｉ ； Ｐ 变频 ； 压供 水 恒
中图分类 号 ： Ｐ ７ Ｔ ２３
文献标 识码 ： Ａ
适应供 水量 的变 化 而不 得 不 频 繁地 启 、 水 泵 ， 停 这 样不但 会使 水泵 电机工 作 效 率 低 ， 用 寿命 短 ， 使 而 且 电机 的频 繁启动 和停 止会产 生很 大 的冲击 ， 而 从 导致设 备故 障率升 高 ， 这些 水泵都 是 以高 出实 际 且 用水高度 的压 力来 提升水 压 ， 结果 增大 了水 泵 的 其 轴 功率 和能量 损耗 。
化， 这样 就构成 了 以设 定 压力 为基 准的 闭环控 制系
统［ｌ １。
计 了变频恒压供水 系统 。本系统利用 Ｐ Ｃ 传感 Ｌ 、 器、 变频器 及水 泵 机组 等 组 成 闭 环控 制 系 统 ， 管 使 网压力保 持恒定 ， 采用 该 系 统 进行 供 水 ， 以提 高 可
供 水系统 的稳 定性 和可靠 性 ， 同时具 有 良好 的节 能
５ ０
２１ ０ ０年 １ ０月 中国制造业 信 息化
第３ ９卷
第 １ ９期
基 于 Ｐ Ｃ的变 频 恒 压供 水 系统 的设 计 Ｌ
荆、 凯
（ 南京铁 道 职业技 术学 院 动 电学 院 ， 江苏 南京
２０ １） １０５
摘 要 ： 绍 了一种基 于 Ｐ Ｃ控 制 的 变频 恒 压供 水 系统 ， 介 Ｌ 阐述 了 Ｓ ７—２ ０ Ｌ ０ Ｐ Ｃ在 该 系统 中的应 用 、
文章编 号 ：６ ２ ６ ６ ２ １ ）９ ０ ０一Ｏ １ ７ —１ １ （ ０ ０ １ —０ ５ ３
随着社 会经济 的迅 速发 展 ， 们对供 水质 量 和 人 供水 系统可 靠性 的要 求 不断 提 高 。传 统 的恒 速 泵
加压供 水 系统是 由一个 或多 个水泵 构成 ， 电机 为 了
节 电率 ＝ （ 一Ｐ ） Ｐ Ｐ ／ 际功 率［ｌ ２。 （） ２
式 中 ： 电动 机 的额 定 功率 ； 为 电动 机 的实 Ｐ 为 Ｐ
由式（） ２可知 ， 若水泵的电动机运行在 ４Ｈ 时， ０ｚ 理论上 ， 电动机实际消耗的功率只有额定功率的一 半左右 ， 电率 为 ４ ．％ ， 电效 果十分 明显 。 节 ８８ 节
由于水泵类 负 载属 于二次 方转 矩负 载 ， 即转矩 Ｔ 与转速 的二次方 成 正 比 ， Ｃ７ ， 电动 机轴 Ｔ Ｃ ／ 而 ＂ 上 的输 出功率 Ｐ。 ｎ， 以 ＰＯ． ３ 即 电动 机 的 ＣＴ 所 Ｃ ， 转速 稍有 下 降 时 ， 动 机 的 功 率 损 耗 就 会 大 幅下 电 降 ， 电量 也就 大为 减少 。节 电率 的计算 如下 ： 耗
性。
源自文库
１ 系统 组成 及 工作 原 理
１ １ 系统 组 成 ．
变频恒 压 供 水 系 统 如 图 ｌ 示 ， 主 要 是 由 所 它 Ｐ Ｃ、 Ｌ 文本 显 示 器 、 频 器 、 Ｉ 调 节器 、 力传 感 变 ＰＤ 压
器、 动力控 制线路 以及 ３台水泵 等组成 。用 户通 过