PLC及变频调速技术在二次加压泵房恒压供水中的运用浅析

PLC及变频调速技术在二次加压泵房恒压供水中的运用浅析

赵宇锋

江门市睦洲润源供水有限公司广东江门529143

摘要：目前，依据工业生产中使用的工业恒压供水系统，在工业供水的要求以及供水指标方面全都采用了PLC及变频调速技术来控制加压泵房中的水泵。通常情况下，PLC以及变频调速技术控制系统主要包含以下部分，即软件以及硬件两大部分，在本篇文章中，主要阐述了系统中的硬件、软件以及系统的工作原理以及在二次加压泵房恒压供水中的运用等。并且依据实际的试验情况得出科学合理的结论，在PLC及变频调速技术使用到二次加压泵房恒压的供水系统当中，具有良好的稳定性以及可靠性。

关键词：PLC及变频调速技术；二次加压泵房；恒压供水；应用浅析

引言：伴随着经济的不断发展，供水技术得到了一定的更新，并且其逐渐成为了人类社会生活的重要保障，对于我们国家的经济发展来说意义深远。对于变频调速技术而言，是最新型的并且已经发展成熟的交流电机无极调速技术，可以通过变频调速技术自身独特的优良控制的能力，将其广泛的应用到控制速度的领域之内，特别是我们国家的供水行业当中。但是，由于工业中所使用的二次加压泵房的恒定供水的过程当中，却对于供水质量以及可靠性有着极高的要求，因此在恒压供水技术方面就特别的严格，这就需要将变频调速技术逐步的全面应用到整个供水系统当中。因为恒压供水方式具有先进性、操作简单等优点。在泵站进行供水的过程中具有一些所描述的几项功能：在最大程度上确保水压的恒定、控制系统的自动运行，将多台泵自动设置为自动切换模式、整个控制系统的睡眠以及唤醒等。其中，PLC及变频调速技术在二次加压泵房恒压供水中的运用情况如下所示。

1.恒压供水系统的硬件基本构造

工业中的恒压供水系统硬件的主要构造主要包含了压力传感器、PLC以及相应的变频器，在恒压供水系统当中，这些都是整个恒压供水系统的主要控制设施，通过传感器以及PLC及变频器可以在最大程度上实现所需要的功能。

首先，在恒压供水系统的整个管网干线当中，需要安装压力传感器，通过压力传感器可以对于管网内的水压进行检测，与此同时，还可以将水压转化为恒压供水系统的电流信号，从而可以提供给PLC变频器一定的能量。其次，在水泵电机当中，变频器是最为主要的中心控制设备，通过变频器可以将恒定的水压需求以频率信号的形式传导给供水系统当中水泵的电机组，从而可以起到调整转速的作用。在供水系统当中，一般来说，ASC变频器所起到的作用是最大的，并且功能也是最全面的，在ASC变频器当中，预先设置了具有海量应用功能的宏，换句话说，使用ASC变频器，需要事先在变频器中设置相对应的设置参数以及系统的偏好，下一步可以使用宏来调整整个控制系统的参数，然后在使用预先设置参数进行减小，直至最小的程度。在ASC系统当中设置参数的缺省值，之后再选择不同的宏。在整个供水系统当中，需要我们使用PID以及闭环控制方式的来控制整个系统中的宏。除此之外，需要在宏当中事先提供6个不同的输入信号：即启动/停止、事先给定的模拟定量、实际的控制值、选择宏的控制方式、恒定的控制速度、允许运行；除此之外，还涵盖了以下几个不一样的输出信号：即模拟输出信号、机电保护器的输出信号。另外还包括继电器的输出，DIP的开关输入选择0-10V所给定的电压值以及0-20mA的给定的电流值。在一般情况下，在恒压供水控制系统当中，变频控制器需要根据预先设定的值以及实际的输出值来确定相对应的参数，即需要依据恒压供水系统中所对应的设定电压值以及在压力传感器中所获取的电流信号，使用PID实现宏的自动控制以及自动调节，从而可以有效的改变供水系统当中的频率，实现对所控制水泵电机的转速的自动调节，从而可以在最大程度上确保管网中的恒定的压力。

通过对水泵站实际的情况以及实际需求的研究分析，可以使用一台变频设备对于水泵站中的三台大型水泵进行控制，通过变频器，不仅仅可以有效的改变水泵的转速，与此同时，还可以通过水泵的增加或者减少的方式来维持恒定的水压。如果在水泵的运行过程中满工频进行抽水时，依然无法有效的保证恒定的压力时，需要再将下一台水泵加入供水系统当中。如果将供水中变频器的输出频率降到最小值，系统中的压力值依然较高时，那么需要将水泵站的一台水泵进行撤机。所以，在整个供水系统当中，不仅仅需要对于开关量实行有效的控制，还需要具有数据的分析以及处理的能力，需要使用供水系统当中的模拟量来获取模拟量的信号。在供水系统中使用模拟量时，具有一个非常明显的优势，就是由PLC进行样本的自动采集，通过输入的模拟量，可以在一定条件下转化为数字定量，需要将这些保存在数据寄存器中，使用一定的数据处理指令调用这些模拟量，与此同时，还需要将系统所处理的结果制定的数据接收器中。通过使用这种方式，可以将供水系统当中的压力传感器当中的电流信号转化为数字信号，与此同时，可以通过所提供的PLC以及恒定的所对应的电流值、频率的上限限额等多个进行相对应的比较，通过这种方式，才可以进一步实现快速的切换水泵以及水泵的转速控制。

根据文章中所描述的，在供水系统的设计中，在水泵的变频器以及工频电网的转换时，需要尽可能的迅速并且确保供水的连续性，通过这种方式，才可以获得较小的水压波动频率，以此来提高供水的质量。然而由于转换的过程比较快，会导致供水系统中产生回流，从而对于变频器造成破坏。所以，为了在最大程度上防止变频器的故障，在变频器的硬件结构中必须要设置闭锁保护。

2.恒压供水系统软件的基本构造

恒压供水系统的软件一般是使用梯形语言所编制的程序，通过供水系统当中的软件系统，可以有效的实现对于泵房中3台水泵的有效控制。通过供水系统当中的软件进行控制的过程中，可以实现控制系统的手动以及自动模式的随意切换、不同系统元件以及参数的初始化、水泵的启动以及数据的处理等等。如果变频器的输出频率到达了一定限制值，而供水的压力值没有达到预先的设定值时，系统中就会发加泵的信号，会自动增加水泵进行供水。如果压力达到了事先所设定的预设值时，变频器的输出频率就会直接降到所设定的下限，系统中就会发出减泵的信号，那么就需要在系统中减少水泵的运行数量

在供水系统当中，为了有效的防止水泵在运行的过程中出现故障，对于软件系统来说，也需要提前设定相对应的保护程序。除此之外，在进行加减泵的过程当中，需要事先设定原件动作的顺序以及延迟操作，进而可以避免出现误操作。另外，还需要考虑到供水系统的工作环境对于水泵运行状态的影响，在水泵的设计中，可以使用供水系统中硬件以及软件的双重滤波来有效消除外界的影响。

结语：根据上面文章中的描述，通过研究恒定供水系统中的软件以及硬件的结构性设计，可以发现，在恒定的供水系统当中，在进行设计时，可以依照工业生产的需求来进行设计，从而可以实现所必需的一切功能，在最大程度上确保了恒定供水系统的可靠以及安全，并且在长时间的运行过程中也能够取得非常好的运行效果，因此，在进行恒定供水系统的设计时，只需要做出相应的修改就可以进行推广。

参考文献：

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