PLC控制的恒压变频供水系统
日期：2006-3-27 22:00:16 来源：本站整理
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摘要：
本文介绍了我们生活小区供水系统的要求，讲述了现供水系统存在的问题，为了解决存在的问题，提高供水系统的安全性和稳定性，采用PLC与变频器构成恒压变频供水系统来进行改造，改造后的系统完全可以达到各用户用水的要求。
关键词：
恒压供水 PLC 变频器 传感器
一、引言：
生活小区有近千用户，现在的供水系统，在用水量大的时间段，出现严重的供水不足，水压下降，严重影响住户的生活质量。现供水系统采用水泵定速控制，通过改变阀门的大小的方法调节流量和压力，以达水压恒定。这种方式在运行中存在以下问题。
1.人工操作存在调节滞后，整个系统稳定性差，自动化程度低，使得溢水管经常排水造成资源浪费；
2.水泵定速运行，不仅造成电能的浪费，而且由于泵长期高速运行，易使轴承损坏，影响泵的使用寿命，且备用水泵出现过锈死的现象；
3.每年夏天用水高峰时段水压不能得到保证，当出现了突发性电网故障时，由于水量不足给住户生活造成不便；
为了提供恒压供水，因而对生活小区供水系统进行改造就显得非常重要。
二、系统要求：
1.原供水系统
原供水系统采用两台（一台备用）７.５KW电机控制水塔水位，通过改变阀门的大小的方法调节流量和压力，以达到调节水压供水，系统中电机采用硬启动，且供水中只有一种压力。
2.改造后供水系统要求
(1)供水管网压力按时间自动变化如图一曲线所示。
(2)水泵工作时可由变频运行转换为工频运行，也可由工频运行转换为变频运行，工频运行与变频运行之间有连锁控制。
(3)当电机由变频运行切换至工频电网运行和由工频电网切换到变频器电动运行时，必须有一定的延时，进行速度稳定后接触器才自动合闸，以防止操作过电压和电机高速产生的感应电势损坏电力电子器件。
(4) 具有自动、稳定、节能、经济等。
三、改造方案确定及系统的构成
1.改造方案
(1)根据系统节能、经济的要求选用三台10KW电机控制三台水泵进行供水。其中一台备用，当用水高峰时两台水泵运行以满足水压要求，用水低峰时一台水泵运行，实现节能目的。
(2)选用PLC、变频器、压力传感器、时控开关作为控制单元，实现出水管网压力的自动化控制，水泵之间的自动切换和阀门的自动开关等，大幅度提高设备的自动化水平和可靠度。
2.系统构成
变频器是调速核心设备，其主要作用是通过改变输出电源频率而对电机，水泵实现无级调速，达到随用水量变化而自动调节电机、水泵转速，使管网保持恒压的目的。另外，系统通过软硬件实现过压过流过热等较齐全的保护功能，以及对电机实施热启动，每台水泵均具有变频，手动等操作功能。从而，根据用水所需的压力来调节电机速度控制压力，达到节能的目的。
四、系统改造
1.元件选型
(1)时控开关选用LT311A型时控开关。它为单片机可编程时间控制器，具有24个可预置的时间程序，按顺序设置可组成12对定时开关。其中1～8程序组成4对定时开关为第一路输出，9～16程序组成4对定时开关为第二路输出，17～24程序组成4对定时开关为第三路输出，若将三路输出合并为一路使用，可实现每天12次开12次关的定时控制。其使用接线如图三所示。
(2)压力传感器选用PS4型压力传感器，该传感器具有开关量与模拟量输出功能，传感器的测量范围为0.3~0.8Mpa，外形引脚如图四所示。其开关量输出可通过压力预置，当检测到的压力达到预置压力时开关闭合。
(3) PLC选型：根据系统输入输出点数选择。时控开关有三个时控输出信号，再加上启动、停止，手动控制三台电机及六个电磁阀等共计有22个输入点，22个输出点；另整个系统对PLC没有特殊功能指令要求，因此可选择经济小型的FXON-60MR型PLC。
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本文介绍了我们生活小区供水系统的要求，讲述了现供水系统存在的问题，为了解决存在的问题，提高供水系统的安全性和稳定性，采用PLC与变频器构成恒压变频供水系统来进行改造，改造后的系统完全可以达到各用户用水的要求。
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——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
关键词：
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恒压供水 PLC 变频器 传感器
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——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
一、引言：
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生活小区有近千用户，现在的供水系统，在用水量大的时间段，出现严重的供水不足，水压下降，严重影响住户的生活质量。现供水系统采用水泵定速控制，通过改变阀门的大小的方法调节流量和压力，以达水压恒定。这种方式在运行中存在以下问题。
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1.人工操作存在调节滞后，整个系统稳定性差，自动化程度低，使得溢水管经常排水造成资源浪费；
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2.水泵定速运行，不仅造成电能的浪费，而且由于泵长期高速运行，易使轴承损坏，影响泵的使用寿命，且备用水泵出现过锈死的现象；
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3.每年夏天用水高峰时段水压不能得到保证，当出现了突发性电网故障时，由于水量不足给住户生活造成不便；
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为了提供恒压供水，因而对生活小区供水系统进行改造就显得非常重要。
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二、系统要求：
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1.原供水系统
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原供水系统采用两台（一台备用）７.５KW电机控制水塔水位，通过改变阀门的大小的方法调节流量和压力，以达到调节水压供水，系统中电机采用硬启动，且供水中只有一种压力。
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2.改造后供水系统要求
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(1)供水管网压力按时间自动变化如图一曲线所示。
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(2)水泵工作时可由变频运行转换为工频运行，也可由工频运行转换为变频运行，工频运行与变频运行之间有连锁控制。
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(3)当电机由变频运行切换至工频电网运行和由工频电网切换到变频器电动运行时，必须有一定的延时，进行速度稳定后接触器才自动合闸，以防止操作过电压和电机高速产生的感应电势损坏电力电子器件。
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(4) 具有自动、稳定、节能、经济等。
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三、改造方案确定及系统的构成
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1.改造方案
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(1)根据系统节能、经济的要求选用三台10KW电机控制三台水泵进行供水。其中一台备用，当用水高峰时两台水泵运行以满足水压要求，用水低峰时一台水泵运行，实现节能目的。
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(2)选用PLC、变频器、压力传感器、时控开关作为控制单元，实现出水管网压力的自动化控制，水泵之间的自动切换和阀门的自动开关等，大幅度提高设备的自动化水平和可靠度。
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2.系统构成
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变频器是调速核心设备，其主要作用是通过改变输出电源频率而对电机，水泵实现无级调速，达到随用水量变化而自动调节电机、水泵转速，使管网保持恒压的目的。另外，系统通过软硬件实现过压过流过热等较齐全的保护功能，以及对电机实施热启动，每台水泵均具有变频，手动等操作功能。从而，根据用水所需的压力来调节电机速度控制压力，达到节能的目的。
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四、系统改造
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1.元件选型
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(1)时控开关选用LT311A型时控开关。它为单片机可编程时间控制器，具有24个可预置的时间程序，按顺序设置可组成12对定时开关。其中1～8程序组成4对定时开关为第一路输出，9～16程序组成4对定时开关为第二路输出，17～24程序组成4对定时开关为第三路输出，若将三路输出合并为一路使用，可实现每天12次开12次关的定时控制。其使用接线如图三所示。
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(2)压力传感器选用PS4型压力传感器，该传感器具有开关量与模拟量输出功能，传感器的测量范围为0.3~0.8Mpa，外形引脚如图四所示。其开关量输出可通过压力预置，当检测到的压力达到预置压力时开关闭合。
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(3) PLC选型：根据系统输入输出点数选择。时控开关有三个时控输出信号，再加上启动、停止，手动控制三台电机及六个电磁阀等共计有22个输入点，22个输出点；另整个系统对PLC没有特殊功能指令要求，因此可选择经济小型的FXON-60MR型PLC。
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