运用PLC和变频技术,改进小区恒压供水系统

计 算 机 科 学
Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ
运用 Ｐ Ｌ Ｃ和变频技术 ，改进小区恒压供水系统
贺 庆松
（ 江 苏万鼎置业有限公 司，江 苏淮安 ２ １ １ ７ ０ ０ ） 摘 要 ｔ随着我 国社会 经济的发展 ，城 市建设发展 十分迅速 ，同时也对基础设施 建设提 出 了更高的要求 。城 市 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 用户的正常工作和 生活。利 用 先进 的 自动化技 术、控制技术等设计 出高性 能、高节能、能适应 小 区供 水复杂环境 的恒压供 水 系统成为必然趋势。
目前供 水 系 统 的 特 征 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 ） 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 ，爆裂现象 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， 停泵时压力往往 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 。 （ ３ ）水塔 高位水箱供水具有控制方式简单 、运行经济合理 、短时间维修 或停电可不停水等优点 ，但存在基建投资大，占地面积大，维 护不方便 ，水泵 电机为硬起动 ，启动 电流大等缺点 ，频繁起动 易损坏联轴器 ， 目前主要应用 于高层建筑 。 （ ４ ）液力耦合器 和 电池滑 差离合器调速 的供水方式易漏油，发热需冷却，效率 低，改造麻烦 ，只能是一对一驱动，需经常检修；优 点是价格 低廉，结构简单 明了，维修方便 。 （ ５ ）单 片机 变频调速供水 系统也能做到变频调速 ，自动化程度要优于上面 ４ 种供水方式， 但是系统 开发周期 比较 长，对操作员的素质要求 比较高，可靠 性比较低 ，维修不方便 ，且不适用于恶劣 的工业环境。 基于Ｐ Ｌ Ｃ和变频 技术 的恒压供 水系统集 变频技术 、 电气 技术、现代 控制技术 于一体 。采用 该系统进行 供水可 以提高 供水系统 的稳定性和 可靠性 ，同时系统具 有 良好 的节 能性 ， 这在能源 日益紧缺 的今天尤 为重要，所 以研 究设计 该系统 ， 对 于提高企 业效率 以及人 民的生活水平 、降低 能耗等方 面具 有重要的现实意义 。
关 键 词 ：Ｐ Ｌ Ｃ； 变频 技 术 ；恒 压 供 水 ；特 ｇ ｍ；应 用 ；优 点
中图分类号 ：Ｔ Ｕ９ ９ １ ． ３
一
文献标 识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ６ ７ ４ — ７ ７ １ ２（ ２ ０ １ ４ ） １ ８ — ０ １ ３ ４ — ０ １
编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储组件都 以继电器 命名。此 时的 Ｐ Ｌ Ｃ为微机技术和继 电器常规控制概念相结合 的 产物 。２ ０ 世纪 ７ Ｏ 年代 中末期 ，可编程控制器进入实用化发展 阶段，计算机技术 已全面引入可编程控制器 中，使其功能发生 了飞跃 。更高的运算速度、超 小型体积、更可靠 的工业抗干扰 设计、模拟量运算 、Ｐ Ｉ Ｄ功能及极高的性价 比奠定 了它在现代 工业中的地位 。２ ０世纪 ８ ０年代初，可编程控制器在先进工业 国家 中已获得广泛应用 。这个 时期可编程控制器发展 的特点是 大规模 、高速度 、高性能、产 品系列化。这个阶段的另一个特 点是世界上生产可编程控制器 的国家 日益增 多， 产量 日益上升 。 这标志着可编程控 制器 已步入成熟 阶段 。２ ０ 世纪末 期，可编 程控制器的发展特点是更加适应；从控制能力上 来说 ， 诞 生 了各 种 各样 的特 殊 功 能单 元 ， 用于压力、 温度 、 转速 、 位移等各式各样 的控制场合 ；从产品的配套能力来说 ，生产了 各种人机界面单元、通信单元 ，使应用可编程控制器 的工业控 制 设 备 的 配套 更 加 容 易 。 三、变频恒压供水系统的特征及优点 本文 是 以小 区供水 系 统 为控 制对 象 ，采用 Ｐ Ｌ Ｃ和 变频 技术相 结合技术 ，设计一套城市 小区恒压供水 系统 ，并 引用 计算机对 供水系统进 行远程监控和 管理保证整个 系统运行可 靠 ，安全节能 ，获得最佳 的运行工况 。 Ｐ Ｌ Ｃ 控制变频恒压供水系统主要有变频器、 可编程控制器、 压力变送 器和现场 的水 泵机组一起 组成一个完整 的闭环调节 系统 ，本 设计 中有 ３ 个贮水池，３台水泵 ，采用部分流量调节 方法 ， 即３台水泵 中只有 １ 台水泵在变 频器控制下作变速运行， 其余水泵 做恒速运行 。Ｐ Ｌ Ｃ 根据管 网压力 自动控制各个水泵之 间切换，并根据压力检测值和给定值之间偏差进行 Ｐ Ｉ Ｄ 运算 ， 输 出给变 频器控制其 输出频率 ，调节 流量，使供水 管 网压力 恒定 。各水泵 切换遵循 先起先停 、先停 先起原则 。根 据 以上 控制要求，进行系统总体控制方案设计 。硬件设备选型、Ｐ Ｌ Ｃ 选型 ，估 算所需 ｉ ／ ｏ点数 ，进行 ｉ ／ ｏ模块选 型，绘制 系统硬 件连 接 图 ：包 括 系 统 硬 件 配 置 图 、ｉ ／ ｏ 连 接 图 ，分 配 ｉ ／ ｏ点数 ， 列出 ｉ ／ ｏ分配表，熟练使用相关软件 ，设计梯形图控制程序 ， 对程 序 进 行 调 试 和 修 改 并 设 计 监控 系统 。 总之 ，变 频技术是 一种 新型成熟 的交流 电机无极 调速技 术，供水设备 以其独特优 良的控制性 能被 广泛应用于速 度控 制领域 ，特别 是供水行业 中。 由于安全 生产和供水质 量的特 殊需要 ，对恒 压供水压力有 着严格 的要 求，因而变频 调速技 术得 到了更加 深入的应 用。 参考文献 ： 『 １ ］ 马桂 梅 ， 谭光 仪 ． 陈次昌． 泵 变频 调速 时 的节能 方案