變頻恒(heng)壓給水系統基(ji)于PLC的自來水遠程監控(kong)系統

變頻恒(heng)壓給水系統引言 

      在水(shui)(shui)源(yuan)地(di)內，多眼井星羅棋布在水(shui)(shui)庫上。為了確保(bao)供水(shui)(shui)生產的(de)(de)(de)穩定、可(ke)靠、連續。針對水(shui)(shui)廠制(zhi)水(shui)(shui)過程的(de)(de)(de)特點(dian)和控制(zhi)系統(tong)的(de)(de)(de)功(gong)能要(yao)求，我(wo)們采用基(ji)于西(xi)門子PLC的(de)(de)(de)恒壓力(li)供水(shui)(shui)系統(tong)。 

變頻(pin)恒(heng)壓給水系(xi)統編程控制器概述(shu) 

      變頻恒壓給水(shui)系(xi)統(tong)PLC即可(ke)編程控(kong)制(zhi)(zhi)器，是(shi)一(yi)種以計(ji)算機技(ji)術(shu)為基礎的(de)(de)新(xin)型工(gong)(gong)業控(kong)制(zhi)(zhi)裝(zhuang)置。 電(dian)(dian)工(gong)(gong)委員會(IEC)對PLC曾(ceng)作了如下(xia)定(ding)(ding)義(yi)：“PLC是(shi)一(yi)種數(shu)字運算操作的(de)(de)電(dian)(dian)子系(xi)統(tong)，專為在工(gong)(gong)業環境(jing)下(xia)應用而設計(ji)。它采用可(ke)編程序的(de)(de)存儲(chu)器，用來(lai)在其(qi)(qi)內部存儲(chu)執行邏輯運算、順序控(kong)制(zhi)(zhi)、定(ding)(ding)時、計(ji)數(shu)和算術(shu)運算等操作指令，并(bing)通過(guo)數(shu)字式(shi)、模(mo)擬(ni)式(shi)的(de)(de)輸入和輸出(chu)，控(kong)制(zhi)(zhi)各種類型的(de)(de)機械和生產過(guo)程。PLC及其(qi)(qi)有關設備，都應該按易(yi)(yi)于與(yu)工(gong)(gong)業控(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)形(xing)成一(yi)個整體(ti)。易(yi)(yi)于擴充其(qi)(qi)功能的(de)(de)原則設計(ji)。”這段話 道出(chu)TPLC的(de)(de)特點和應用領域(yu)。其(qi)(qi)主要有以下(xia)特點： 

1.可靠性高(gao)。為了滿足工(gong)業生產對控(kong)制設備穩定可靠性的要(yao)求(qiu)，PLC采用了微電子技(ji)術，大(da)量(liang)的開關(guan)動作由無觸點的半導體電路來完成。 

2.環(huan)境適應(ying)性強。PLC具有(you)良好的環(huan)境適應(ying)性，可應(ying)用于十分惡劣的工(gong)業(ye)現場。在(zai)電(dian)(dian)源瞬間斷電(dian)(dian)的情(qing)況下(xia)，仍可正常(chang)(chang)工(gong)作，具有(you)很好的抗宅(zhai)間電(dian)(dian)磁(ci)干擾的能(neng)力，它(ta)一般對環(huan)境溫度(du)(du)(du)要求也(ye)不高(gao)。在(zai)環(huan)境溫度(du)(du)(du)-20至65度(du)(du)(du)、相對濕度(du)(du)(du)為35%至85%情(qing)況下(xia)仍可正常(chang)(chang)工(gong)作。 

3.靈(ling)活通用。在完(wan)成(cheng)一個(ge)控(kong)制任務時(shi)，PLC具有(you)很(hen)(hen)高的靈(ling)活性(xing)。首先，PLC產品(pin)L三(san)經系列化，結(jie)構(gou)(gou)形式(shi)多(duo)種多(duo)樣，在機(ji)型上(shang)又(you)很(hen)(hen)大的選擇余地(di)。其(qi)(qi)次(ci)同一機(ji)型的PLC其(qi)(qi)硬件(jian)構(gou)(gou)成(cheng)具有(you)很(hen)(hen)大的靈(ling)活性(xing)，用戶可(ke)以根據不同任務的要求CONTROL ENGINEERING China版(ban)權所有(you)，選擇不同類型的輸(shu)入輸(shu)出模塊或特殊功能模塊組成(cheng)不同硬件(jian)結(jie)構(gou)(gou)的控(kong)制裝置。 

4.使用方(fang)便、維護簡單。PLC控(kong)制的輸(shu)(shu)入(ru)輸(shu)(shu)出模塊(kuai)。特殊功(gong)能模塊(kuai)都(dou)具有即(ji)插即(ji)卸(xie)功(gong)能，連接十分(fen)容易。對(dui)于邏輯信(xin)號，輸(shu)(shu)入(ru)輸(shu)(shu)出均(jun)采(cai)用開(kai)關方(fang)式，不需(xu)(xu)要(yao)進行(xing)電平轉換(huan)和(he)驅(qu)動放大;對(dui)于模擬信(xin)號，輸(shu)(shu)入(ru)輸(shu)(shu)出均(jun)采(cai)用傳感器儀表和(he)驅(qu)動設(she)備的標(biao)準(zhun)信(xin)號。各個(ge)輸(shu)(shu)入(ru)和(he)輸(shu)(shu)出模塊(kuai)與外部設(she)備的連接十分(fen)簡單。整個(ge)連接過程僅需(xu)(xu)要(yao)一把螺釘旋具即(ji)可(ke)完(wan)成。 

變頻恒壓給(gei)水(shui)系統控翻方案的設(she)計與選擇 

      變(bian)頻恒壓給水(shui)系(xi)統主要有壓(ya)(ya)力傳(chuan)感器(qi)、壓(ya)(ya)力變(bian)送器(qi)、變(bian)頻(pin)器(qi)、恒壓(ya)(ya)控(kong)制(zhi)(zhi)單(dan)元(yuan)(yuan)、水(shui)泵(beng)機組以及(ji)低壓(ya)(ya)電器(qi)組成(cheng)。系(xi)統(tong)主要的(de)設計(ji)任(ren)務是利用(yong)恒壓(ya)(ya)控(kong)制(zhi)(zhi)單(dan)元(yuan)(yuan)饅變(bian)頻(pin)器(qi)控(kong)制(zhi)(zhi)一臺水(shui)泵(beng)或(huo)循環控(kong)制(zhi)(zhi)多臺水(shui)泵(beng)，實現管網水(shui)壓(ya)(ya)的(de)恒定和水(shui)泵(beng)電機的(de)軟起(qi)動以及(ji)變(bian)頻(pin)水(shui)泵(beng)與J：頻(pin)水(shui)泵(beng)的(de)切換，同時還要能對運行數據(ju)進(jin)行傳(chuan)輸。根據(ju)系(xi)統(tong)的(de)設計(ji)任(ren)務要求，結(jie)合系(xi)統(tong)的(de)使用(yong)場所，有以下方(fang)案可供(gong)選擇： 

      1.有供(gong)(gong)水專用的變頻器(qi)+水泵機(ji)組+壓力(li)傳感器(qi)。這種控制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統結構簡單控制(zhi)(zhi)(zhi)工程網版(ban)權所有，它將PID調(diao)節器(qi)和PLC可(ke)編程控制(zhi)(zhi)(zhi)器(qi)等(deng)硬(ying)件集成在變頻器(qi)供(gong)(gong)水基(ji)板(ban)上，通(tong)過設(she)(she)置(zhi)指令代碼實現(xian)PLC和PID等(deng)電(dian)控系(xi)統的功(gong)能(neng)。它雖然(ran)簡化(hua)(hua)了(le)電(dian)路結構.降低了(le)設(she)(she)備成本，但對(dui)壓力(li)設(she)(she)定(ding)和壓力(li)反饋值的顯示比較麻煩，無法自動(dong)(dong)實現(xian)不(bu)(bu)同時(shi)段的不(bu)(bu)同恒(heng)壓要(yao)求，在調(diao)試時(shi)，PID調(diao)節參(can)數(shu)的系(xi)統優化(hua)(hua)比較困難(nan)。調(diao)節范圍小，系(xi)統的穩態，動(dong)(dong)態性能(neng)不(bu)(bu)易保(bao)證。其(qi)輸出接口的擴展功(gong)能(neng)缺乏靈(ling)活性，數(shu)據通(tong)信困難(nan)，并且限制(zhi)(zhi)(zhi)了(le)帶負(fu)載的容量，因此僅(jin)適用于要(yao)求不(bu)(bu)高的小容量場合。 

      2.通用變頻器(qi)(qi)+單片(pian)機(ji)(包括變頻控(kong)制、調(diao)節(jie)器(qi)(qi)控(kong)制)+人機(ji)界面+壓力傳感(gan)器(qi)(qi)。這種方式(shi)控(kong)制精度高、控(kong)制算法靈(ling)(ling)活(huo)、參(can)數(shu)調(diao)整方便(bian)，具有較高的(de)性(xing)能價(jia)格比(bi)，但開發周期(qi)長，程序(xu)一旦固化，修改較為麻煩，因(yin)此現場調(diao)試的(de)靈(ling)(ling)活(huo)性(xing)差，同時(shi)變頻器(qi)(qi)在運(yun)行時(shi)，將產(chan)生干擾(rao)。變頻器(qi)(qi)的(de)功率越(yue)大，產(chan)生的(de)干擾(rao)越(yue)大，所以 須采取相應(ying)的(de)抗干擾(rao)措(cuo)施來保證系(xi)統(tong)的(de)可靠性(xing)。該系(xi)統(tong)適用F某一特定領域(yu)的(de)小容量的(de)變頻恒壓供(gong)水。 

      3.通(tong)用變(bian)頻器(qi)+PLC(包括(kuo)(kuo)變(bian)頻控(kong)(kong)制(zhi)、調(diao)(diao)節器(qi)控(kong)(kong)制(zhi))+組態軟件十壓(ya)力傳感器(qi)。這種(zhong)(zhong)控(kong)(kong)制(zhi)方式(shi)靈活(huo)方便(bian)(bian)，具有良好(hao)的(de)(de)(de)通(tong)信接口，町以(yi)(yi)方便(bian)(bian)地與其他的(de)(de)(de)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)進行數據交換：通(tong)用性強，由于PLC產品的(de)(de)(de)系(xi)(xi)(xi)(xi)列化和(he)(he)模塊化，用戶可(ke)靈活(huo)組成各種(zhong)(zhong)規(gui)模和(he)(he)要求(qiu)不(bu)同的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)。在硬件設計上控(kong)(kong)制(zhi)工程(cheng)網版權所有，只需確定(ding)PLC的(de)(de)(de)硬件配置和(he)(he)UO的(de)(de)(de)外部接線(xian)，當控(kong)(kong)制(zhi)要求(qiu)發生改變(bian)時，可(ke)以(yi)(yi)方便(bian)(bian)地通(tong)過Pc機(ji)來改變(bian)存儲器(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)程(cheng)序(xu)，所以(yi)(yi)現場(chang)調(diao)(diao)試方便(bian)(bian)。通(tong)過對(dui)以(yi)(yi)上這幾種(zhong)(zhong)方案的(de)(de)(de)比較和(he)(he)分(fen)析(xi)，可(ke)以(yi)(yi)看出(chu)“變(bian)頻器(qi)主電路++PLC(包括(kuo)(kuo)變(bian)頻控(kong)(kong)制(zhi)、調(diao)(diao)節器(qi)控(kong)(kong)制(zhi))十組態軟件十壓(ya)力傳感器(qi)”的(de)(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)方式(shi)更適合于本系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)。這種(zhong)(zhong)控(kong)(kong)制(zhi)方案既(ji)有擴展(zhan)功能靈活(huo)方便(bian)(bian)、便(bian)(bian)于數據傳輸的(de)(de)(de)優點(dian)，又(you)能達到(dao)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)穩定(ding)性及(ji)控(kong)(kong)制(zhi)精度的(de)(de)(de)要求(qiu)。 

變(bian)頻(pin)恒(heng)壓給水系統供水控(kong)制器性能(neng)特點 

1.高(gao)度有效節能(neng)。優化的節能(neng)控制(zhi)軟件(jian)，使(shi)水(shui)泵(beng)實現(xian) 大(da)限度地節能(neng)運行。由電(dian)(dian)機學(xue)公式(shi)可知。系(xi)統電(dian)(dian)機功(gong)耗與電(dian)(dian)機轉速成(cheng)立方(fang)關系(xi)，在壓力(li)不(bu)變(bian)時。水(shui)泵(beng)出水(shui)量(liang)(liang)與電(dian)(dian)機轉速成(cheng)上E比。本設(she)備采用恒壓量(liang)(liang)：r作方(fang)式(shi)。當用水(shui)量(liang)(liang)減(jian)小時，系(xi)統保持管嗍恒壓，通過降低(di)水(shui)泵(beng)轉速來減(jian)少(shao)供水(shui)量(liang)(liang)，耗電(dian)(dian)量(liang)(liang)按(an)立方(fang)特性降低(di)。根據實際用水(shui)情(qing)況設(she)定(ding)管網壓力(li)，自動(dong)控制(zhi)水(shui)泵(beng)出水(shui)量(liang)(liang)，減(jian)少(shao)了水(shui)的跑、漏現(xian)象(xiang)。 

2.設(she)備投(tou)資(zi)省(sheng)、占地面(mian)積小。本系統(tong)與其它供(gong)水方式比較，由(you)于主要設(she)備只是控制柜及(ji)水泵(beng)，省(sheng)去了大量(liang)的設(she)備占地面(mian)積，從而大幅度節(jie)省(sheng)了上建投(tou)資(zi)，而且(qie)就設(she)備本身而言，供(gong)水量(liang)越大，采用變(bian)頻恒(heng)壓(ya)供水設備的價格(ge)優勢(shi)就(jiu)越顯著(zhu)。 

3.設備運行合理、可靠性高、配(pei)置(zhi)靈(ling)活(huo)。采(cai)(cai)用閉環調節(jie)控(kong)制技術，達到(dao)了恒壓(ya)供(gong)水(shui)，避免(mian)了由于超壓(ya)供(gong)水(shui)造(zao)成的(de)電(dian)能浪費(fei)。變頻器采(cai)(cai)用軟起(qi)動(dong)工作方式，消除了直接起(qi)動(dong)對(dui)電(dian)網的(de)沖擊和干擾， 避免(mian)了水(shui)泵啟動(dong)時(shi)大電(dian)流(liu)和水(shui)壓(ya)突增的(de)情況(kuang)，減(jian)少對(dui)供(gong)電(dian)電(dian)網的(de)沖擊，降低了電(dian)機及電(dian)氣元件的(de)故(gu)障率。 

4.聯(lian)網功能。采(cai)用全(quan)中文工控組態軟件一Kingview，實時監控各個站點，如(ru)電機的電壓(ya)、電流、工作頻率、管(guan)網壓(ya)力及流量等。并且能夠累(lei)積(ji)每(mei)個站點的用電量，累(lei)積(ji)每(mei)臺泵的出水量，同時提供各種形式的打印報表，以便分析統計。 

5.減少污染(ran)。由于(yu)變頻恒壓調速(su)宜接從水(shui)源(yuan)供(gong)水(shui)，減少了(le)原有供(gong)水(shui)方式的二次污染(ran)，防止了(le)很多傳染(ran) 源(yuan)頭。 

變頻(pin)恒(heng)壓給(gei)水系統的應用場合 

1.居(ju)民(min)區、住(zhu)宅樓、村鎮的集(ji)中生活供(gong)水系統; 

2.高(gao)層建(jian)筑、賓(bin)館、飯店(dian)等生活供水(shui)系統; 

3.綜合(he)市(shi)場(chang)、寫字樓(lou)、商務樓(lou)宇(yu)的生(sheng)活供水系統(tong)： 

4.自來水廠、供水加壓泵站; 

5.工礦企(qi)業(ye)的生產(chan)、生活(huo)供(gong)(gong)水、恒(heng)壓流量供(gong)(gong)水工藝流程等。