恒压供水1Word文档下载推荐.docx

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对于提高企业效益及提高人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的现实意义。

一、PLC恒压供水技术前景

目前国内有不少公司在做PLC变频恒压供水的产品，大多采用国内外的变频器控制水泵的转速，供水管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，有的采用PLC及相应的软件给予实现，有的采用单片机及相应的软件给予实现。

但是在在系统的动态性能、稳定性能、抗扰性能以及开放性等多方面的综合技术指标还远远没有能达到所有用户的要求。

例如有的PLC需要编程，技术门槛高，一般人不易掌握。

因此PLC恒压供水的技术还没有能够普及全国的供水场所。

但是恒压供水技术是现代城市高层建筑的一项主要配套工程，它具有卫生可靠的供水、供水模式变换多、水压稳定、自动保护、节约能量等特点，可以广泛应用于工业及民用建筑中，具有广阔的应用前景和明显的经济效益与社会效益。

长期以来区域的供水系统都是由市政管网经过二次加压和水塔或天面水池来满足用户对供水压力的要求。

在小区供水系统中加压泵通常是用最不利于用水点的水压要求来确定相应的扬程设计，然后泵组根据流量变化情况来选配，并确定水泵的运行方式。

由于小区用水有着季节和时段的明显变化，日常供水运行控制就常采用水泵的运行方式调整加上出口阀开度调节供水的水量水压，大量能量因消耗在出口阀而浪费，而且存在着水池“二次污染”的问题。

变频调速技术在给水泵站上的应用，成功地解决了能耗和污染的两大难题。

二、恒压供水系统的组成及特点

如图1所示，市网自来水用高低水位控制器EQ来控制注水阀YV1，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动向水箱注水。

水池的高低水位信号也直接送给PLC，作为水位报警。

为了保持供水的连续性，水位上、下限传感器高低距离较少。

生活用水和消防用水共用四台泵，平时电磁阀YV2处于失电状态，关闭消防管网，四台泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，维持生活用水低恒压。

当有火灾发生时，电磁阀YV2得电，关闭生活用水管网，四台泵供消防用水使用。

火灾结束后，四台泵改为生活供水使用。

恒压供水设备由PLC、变频器、传感器、低压电气控制柜和水泵等组成。

通过PLC、变频器、接触器控制水泵机组运行状态,实现管网的恒压变流量供水要求。

设备运行时,压力传感器不断将管网水压信号变换成电信号送入PLC,经PLC运算处理后,通过变频器和继电器控制元件自动调整水泵机组高效率地运行。

监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系统水处理设备运转的监视及控制；

图1生活/消防双恒压供水系统示意图

三、PLC的工作原理和组成

1、PLC控制系统的等效工作电路

PLC控制系统的等效工作电路可以分为三部分，即输入部分、内部控制电路和输出部分。

输入部分就是采集输入信号，输出部分就是系统的执行部件。

这两部分与继电器控制电路相同，内部控制电路就是用户所编写的程序，可以实现控制逻辑，用软件编程代替继电器电路的功能。

其等效工作电路如图2所示。

2、PLC的工作原理

PLC虽然具有许多微型计算机的特点，但它的工作方式却与微型计算机有很多不同点（这主要是各自的操作系统和系统软件的不同造成的）。

PLC的工作方式有两个显著特点：

一个是周期性顺序扫描，一个是信号集中批处理。

PLC通电后，需要对软硬件都做一些初始化的工作，为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后反复不停地分步处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作方式称为周期性顺序扫描工作方式。

PLC在运行过程中，总是处在不断循环的顺序扫描过程中，每次扫描所用的时间称为扫描时间，又称为扫描周期或工作周期。

由于PLC的I/O点数较多，采用集中批处理的方法，可简化操作过程便于控制，提高系统可靠性。

因此PLC的另一个主要特点就是对输入采样、执行用户程序、输出刷新实施集中批处理。

上面提到过PLC通电后，首先要进行的就是初始化工作，这一过程包括对工作内存的初始化，复位所有的定时器，将输入/输出继电器清零，检查I/O单元是否完好，如有异常则发出报警信号。

初始化之后，就进入周期性扫描过程。

小型PLC的运行过程如图2所示。

图2小型PLC的工作过程流程图

根据图2，可将PLC的工作过程（周期性扫描过程）分为4个扫描阶段：

●公共处理扫描阶段

●输入采样扫描阶段

●执行用户程序扫描阶段

●输出刷新扫描阶段

其中“输入采样”，“执行用户程序”和“输出刷新”这三个阶段是PLC工作过程的中心内容，称之为三个批处理过程，具体的内容如下：

输入采样扫描阶段

　　在这个阶段中，PLC按照顺序逐个采集所有输入端子上的信号，不论输入端子是否接线，CPU顺序读取全部输入端，将采集到的一批信号写到输入应相寄存器中。

执行用户程序的扫描阶段

在此阶段，CPU对用户程序按顺序进行扫描，如果程序用梯形图表示，则总是按先上再下，从左至右的顺序进行扫描，每扫描到一条指令，所需要的输入信息的状态就要从输入映像寄存器中去读取，而不是直接使用现场的立即输入信息。

输出刷新扫描阶段

当CPU对全部用户程序扫描结束后，将元件寄存器中各个输出继电器的状态同时送到输出锁存器中，再由输出锁存器经输出端子去驱动各输出继电器所带的负载。

这是第三个集中批处理过程，用时极短，在本周期内，用户程序全部扫描后，就已经定好了某一输出位的状态，进入这段的第一步时，信号状态已送到输出映像寄存器中，也就是说输出映像寄存器的数据取决于输出指令的执行结果。

然后再把此数据推到锁存器中锁存，最后一步就是锁存器的数据再送到输出端子上去。

在一个周期中锁存器中的数据是不会变的。

四电气控制系统原理图

电气控制系统原理图包括主电路图、控制电路图及PLC外围接线图三部分。

（1）主电路图

如图2所示为电控系统主电路。

四台电机分别为M1、M2、M3、M4。

接触器KM1、KM3、KM5、KM7，分别控制M1、M2、M3、M4的工频运行；

接触器KM2、KM4、KM6、KM8，分别控制M1、M2、M3、M4的变频运行；

FR1、FR2、FR3、FR4分别为四台水泵电机过载保护用的热继电器；

QS1、QS2、QS3、QS4和QS5分别为变频器和四台泵电机主电路的隔离开关；

FU1、FU2、FU3和FU4为主电路的熔断器；

BPQ为风光供水专用变频器。

图2主电路图

（2）控制电路图

如图3所示为电控系统电路。

图中SA为手动/自动转换开关，SA打在1的位置为手动控制状态，打在2的状态为自动控制状态。

手动运行时，可用按钮SB1~SB10控制四台泵的起/停和电磁阀YV2的通/断；

自动运行时，系统在PLC程序控制下运行。

图中的HL12为自动运行状态电源指示灯。

图3电控系统控制电路图

（2）PLC接线图

图4为PLC及扩展模块外围接线图。

火灾信号SA1被触动，I0.0为1。

图4双恒压供水控制系统及扩展模块的外围接线图

五、系统程序设计

（1）程序中使用的PLC内部器件及功能，如下表2所示：

器件地址

功能

VB400

变频工作泵的泵号

M0.4

复位当前变频泵运行脉冲

VB401

工频运行泵的台数

M0.5

当前泵工频运行启动脉冲

VD410

倒泵时间存储器

M0.6

新泵变频启动脉冲

T33

工/变频转换逻辑控制

M2.0

泵工/变频转换逻辑控制

T34

M2.1

T37

工频泵增泵判断时间控制

M2.2

T38

工频泵减泵判断时间控制

M3.0

故障信号汇总

T39

M3.1

水位下限故障逻辑

M0.0

故障结束脉冲信号

M3.2

水位下限故障消铃逻辑

M0.1

泵变频启动脉冲

M3.3

变频器故障消铃逻辑

M0.2

-

M3.4

火灾消铃逻辑

M0.3

倒泵变频启动脉冲

生活/消防双恒压的两个恒压值是我公司生产的风光供水专用变频器直接设定的。

在本实例中，根据用户要求，生活压力设定为0.35MPa,消防压力设定为0.60MPa。

压力低、压力高信号分别由变频器内部主控板14脚、15脚给出。

供水运行下限频率、供水运行上限频率由变频器程序设定。

在本系统中，运行下限频率设为22Hz,运行上限频率设为50Hz。

该系统PLC控制程序如下：

参考文献

[1]张万忠.可编程控制器入门与应用实例.北京:

中国电力出版社.2005.

[2]胡学林.可编程控制器教程（基础篇）.北京：

电子工业出版社,2003.

[3]张运刚等.西门子S7-200PLC技术与应用.北京：

人民邮电出版社,2007.

[4]李道霖.电气控制与PLC原理及应用.北京：

电子工业出版社,2004.

[5]肖宝兴.西门子S7-200PLC的使用经验与技巧.北京：

机械工业出版社,2002.

[6]丁斗章.变频调速技术与系统应用.北京：

机械工业出版社,2005.

[7]周志敏等.变频调速系统、参数设置、调试维护.北京：

电子工业出版社,2008.

[8]岳庆来.变频器、可编程序控制器应用技术.北京：

机械工业出版社,2006.

[9]孙余凯等.传感技术基础与技能实训教程.北京：

电子工业出版社,2006.

[10]王仁祥.常用低压电器原理及其控制技术.北京：

[11]陈伯时.电力拖动自动控制系统.北京：

机械工业出版社.

[12]何新军.PLC的计算机通讯系统[J].长沙大学学报，2001年04期

[13]秦建民,王晓力;

变频器在供水中的应用[J].矿山机械，2003年03期

[14]胡学林.《可编程控制器教程》（基础篇）.电子工业出版社，2003.

[15]黄金波.可编程控制器在自动给水系统中的应用[J].辽宁工程术大学学报