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中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：1008-925X(2012)O7-0149-01
摘 要：现针对小区供水系统研究并设计了一种基于PLC与变频调速恒压供水控制器,主要是为了解决很多小区中供水系统所出现的供水质量差、不稳定、浪费水和电的现象.这种系统设计是根据水压设定参数,再根据水量的大小由PLC控制投入运行的电机的转速和水泉的数量,从而进行的闭环调解,以此来保证小区的恒压供水.
关 键 词：PLC；变频；恒压供水；系统；设计
水泵、阀门、管道、甩动机等结构构成了变频恒压供水系统供水的主要部分.次系统一般是把电机和水泵做成一体,然后通过电机驱动水泵来实现供水.而变频机则是调解电机的速率,从而控制水泵的流量来达到恒压供水.所以这个系统的关键是异步电动机的变频调速.异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的.本文主要通过介绍PLC和变频调速恒压供水系统来推广此技术的广泛应用.
一、系统方案的设计与选择
该系统主要有恒压控制单元、低压电器、压力变送器、水泵机组以及变频器组成
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1.有供水基板的变频器+水泵机组+压力传感器.这是一种常见的结构设计,运用比较广泛的运用.它将PTD调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器供水基板上,通过设置指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能.这种设计结构比较简单,而且相对成本也比较低.但是缺点在于没有相关压力数据的显示,不能适时的适应不同时间的恒压要求.
2.通用变频器+单片机(包括变频控制、调节器控制)+人机界面+压力传感器.此控制方法精确度比较高,比较精细,数据比较精确,比较科学.但是缺点在于开发的时间比较长,一旦程序设计好,难以做出灵活的调整.所以在调试的过程中比较麻烦,灵活性较差.而且还有一个很大的缺点是干扰较强,而且功率越大,干扰就越强.
3.通用变频器+PLC+人机界面+压力传感器.这个控制方法通信接口比较好,同其他系统数据交换也比较方便快捷.由于PLC产品的系列化和模块化,用户可灵活组成各种规模和要求不同控制系统,所以这个系统的通用性很强.在硬件设计上,只需确定PLC的硬件配置和外部接线,当程序控制要求变化时,这个控制方法可以灵活的进行调整.有这个程序的PLC的抗干扰能力比较强所以适应的能力也比较好,而且不会受到供水机组的容量大小的影响.
本文来源 http://www.sxsky.net/zhengzhi/050686427.html
通过上述的分析和对比,可以看出第三种方案比较实用,各方面的能力也比较强,因此第三种方案是目前最佳的选择.
二、系统运行方式的分析
笔者在本文谈到的供水系统主要运用于小区的日常供水,而且主要是早晚两个时间段.一般平时的流量比较低,属于连续性的低流量.这种用水的类型主要表现为在长时间内的用水流量比较低,相对于设计流量有较大的余量.通过使用变频调速方式来保障低流量的恒压供水的在节能方面的效果比较明显,比通常普通的设备能够节省30%左右,节能效果比较好.同时冲击电流量比较小,这对于延长水泵的寿命是很有利的.考虑到PLC的变频恒压供水系统的设计处在水流量较小的时候,为了节约能源,通常是采用一台水泵来维持正常的工作.多泵变频循环操作方式的可靠切换,是实现多泵分级调节的关键,通常选择可靠性强,抗压抗干扰能力强,易操作易控制,容易编程的PLC通过编程来实现.供水系统的恒压通过压力变送器、PID调节器和变频器组成的闭环调节系统控制.当水压发生变化时,变频器就开始发挥作用实现恒压.这种系统可分为：执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分,具体表现为：
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1.执行机构：三台水泵组成了该系统的执行机构,他们的主要作用在将水传入用户管,变频器则负责控制,水泵则可以进行变频调整,从而根据谁呀的变化控制速率,来保证恒压供水.在该系统中采取这样的水泵组合的原因在于：使用几台水泵的好处在于可以代替一台大功率的水泵.水泵选机容易；同时使用几台水泵增减容量容易,不用更换水泵；以小功率的变频器代替大功率的变频调速器,以降低系统成本,增加系统运行可靠性.
2.信号检测机构：在该系统的操纵过程中,水压信号和报警信号是需要检测的信号.水压信号的作用是反馈用户网的水压的模拟信号.必须经过AD转换,不过某些也可以直接将信号传输出来.报警信号则是一种警示性的信号,当水压出现失常等问题时就会出现报警信号.
3.控制机构：供水控制柜是安装供水控制系统的地方,包括电控设备、、变频器和供水控制器(PLC系统)三个部分.供水控制器作为整个系统核心,发挥的作用是关键性的.供水控制器通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵)进行控制；变频器是对水泵进行转速控制的单元,其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.该系统应用范围较广,适用于各种水域当中,为了保障该系统的健康有序的运行,为了避免发生超负荷运转,报警器报警等故障,通常的做法是加强对系统的监控,同时对系统报警加强管理通过辨别报警器的报警类别来判断故障,以此来减少不必要的损失,规避不必要的风险.
三、结语
本文提出的基于PLC与变频调速的恒压供水系统,改变了以往传统的供水系统存在的效率低下,不稳定,操作繁琐不够自动化的问题.一方面节约了能源,另一方面也增强了可操纵性.采用了可靠性高、使用简单、编程灵活的工控设备PLC和内置PTD调节模块的变频器作为主要控制设备,在全流量范围内利用变频泵的连续调节和工频泵的分级调节相结合,确保恒压供水.
参考文献：
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[4]孟祥忠,陈红涛,孟祥亮.井下供水管网压力模糊控制系统的开发与应用[J].中国煤炭.2011(01)
[5]吕睿,冯连勋.PLC在污水模拟生成控制系统中的应用[J].微计算机信息.2007(34)
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