陳慧 黃哲恒

摘要：本文是基于當(dāng)前的社會需求設(shè)計的恒壓供水控制系統(tǒng)，實現(xiàn)城市供水自動化，能夠自行調(diào)節(jié)泵組的運行速度，運行臺數(shù)，形成閉環(huán)的供水系統(tǒng)。一方面節(jié)約電能，另一方面穩(wěn)定供水壓力，是當(dāng)前設(shè)計恒壓供水系統(tǒng)的主要目的，恒壓供水控制系統(tǒng)是基于PLC，即可編程控制器進行設(shè)計，根據(jù)當(dāng)前的用戶用水量的大小來決定當(dāng)前水管的水壓和水量，減少了水資源的浪費和電力的浪費，保證了水管的恒定水壓，城市的供水系統(tǒng)決定了城市的發(fā)展程度和現(xiàn)代化程度。為了達到更好的水壓水量控制效果，應(yīng)當(dāng)充分運用當(dāng)前的計算機技術(shù)設(shè)計恒壓供水系統(tǒng)，真正實現(xiàn)城市供水自動化。

關(guān)鍵詞：恒壓供水系統(tǒng);控制系統(tǒng)設(shè)計;PLC

引言：

本文所設(shè)計的基于PLC的自動控制系統(tǒng)，通過高素質(zhì)的程序開發(fā)人員編寫，并對供水方式作出相應(yīng)的改進和調(diào)整，調(diào)節(jié)供水電壓。來實現(xiàn)用戶所要求的高效安全使用方便的供恒壓供水系統(tǒng)?；赑LC所設(shè)計的恒壓供水系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)供水系統(tǒng)的諸多弊端，節(jié)約了資源，保證了供水電壓的穩(wěn)定，設(shè)置了合理的恒壓供水系統(tǒng)參數(shù)，并設(shè)置了相應(yīng)的系統(tǒng)報警裝置，系統(tǒng)存在問題或外界環(huán)境變化較大時，及時預(yù)警提醒工作人員解決和處理。

1.恒壓供水系統(tǒng)總體方案設(shè)計

恒壓供水系統(tǒng)包括四個部分，主要是基于PLC設(shè)計的恒壓供水系統(tǒng)的中心控制部分，以及水泵、電機、閥門和管道等構(gòu)成，可以通過PLC來控制電動機的轉(zhuǎn)速、功率控制、水泵開始和停止工作，從而實現(xiàn)恒壓供水?；赑LC設(shè)計的系統(tǒng)可以對水泵和電機進行自動化的控制，目的是實現(xiàn)自動化的恒壓供水系統(tǒng)。

2.給水系統(tǒng)的控制方案確定

2.1供水基板的變頻器+水泵機組+壓力傳感器

軟件設(shè)計的過程中選用了PID調(diào)節(jié)器和PLC可編程控制器，PLC可編程控制器可以通過人工編程，進而控制整個給水系統(tǒng)，選用編程控制器，簡化了電路的設(shè)計難度，降低了設(shè)計成本和設(shè)備成本。使整個給水系統(tǒng)的控制和設(shè)計更加簡單，但也存在一定的缺點，無法實現(xiàn)不同時段的不同壓力要求。設(shè)置指令代碼控制給水系統(tǒng)，實現(xiàn)對于不同時段的給水系統(tǒng)的的不同壓力大小，該控制結(jié)構(gòu)的擴展功能較少，不利于當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸，且數(shù)據(jù)存儲容量小，不適合整個城市的給水控制系統(tǒng)。

2.2通用變頻器+PLC（包括變頻控制、調(diào)節(jié)器控制）+人機界面+壓力傳感器

利用通用變頻器和調(diào)節(jié)器來設(shè)計當(dāng)前的恒壓供水系統(tǒng)，該系統(tǒng)相對于其他變頻器設(shè)計的系統(tǒng)來說，控制更加方便靈活信息傳輸方便，數(shù)據(jù)交換方便，通過改變當(dāng)前的控制程序來滿足當(dāng)前的系統(tǒng)設(shè)計要求。PLC的抗干擾能力強，信息傳輸速度快，可靠性高且數(shù)據(jù)存儲量大，適用于當(dāng)前不同場合的城市恒壓供水系統(tǒng)或公司恒壓供水系統(tǒng)，是當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)置的首選。原因在于其擴展靈活、數(shù)據(jù)傳輸方便、參數(shù)設(shè)置方便、穩(wěn)定性強、可靠性高、調(diào)試方便、抗干擾能力強，是當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)計的優(yōu)先選擇。

3.給水系統(tǒng)的組成

給水系統(tǒng)包括主令信號、傳感器信號和模擬量信號三部分，傳輸?shù)絊7-200PLC之后，通過MM430變頻器將信號傳遞到水泵機組開始工作。

系統(tǒng)包括變頻器、傳感器、PLC控制器和水泵機組四部分組成，可以對PLC端口進行軟觸點定義，系統(tǒng)中有變頻器內(nèi)置模塊。在實際的供水系統(tǒng)運行過程中，采用了一用一備自動互投方式，保證供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性可靠性。目前供水控制系統(tǒng)接線簡單，采用的元器件耐高溫且工藝成熟，能滿足長期用水和連續(xù)運行的需要。通過兩臺電動機輪番運轉(zhuǎn)，并進行相應(yīng)的變頻變速調(diào)整，保證系統(tǒng)供水的穩(wěn)定性和水流的水壓水量變化，一方面可以滿足工業(yè)用水和城市生活用水的需求，另一方面降低了能量的消耗。該供水系統(tǒng)采用了公平戶頭電動機組，可以通過設(shè)定相應(yīng)的控制程序，實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)，保證供水系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性。通過PLC控制單元，可以對電動機進行兩臺之間的相互切換和控制，以及對于所需水流水壓大小的控制等方面的功能進行調(diào)節(jié)。該系統(tǒng)整體外部接線較為簡單，所選用的元器件性能穩(wěn)定、耐高溫、可靠性高。

供水系統(tǒng)的兩種狀態(tài)可以進行切換，一種是手動，另一種是自動運行，實現(xiàn)供水系統(tǒng)的自動化供水。通過手動操作狀態(tài)來控制供水系統(tǒng)，需要通過各種按鈕和設(shè)備來操作電控柜內(nèi)的各類開關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)其他狀況時可以通過手動操作調(diào)整，保證供水系統(tǒng)正常供水。

通過PLC控制變頻器，工作過程如下：系統(tǒng)啟動后，首先對系統(tǒng)進行初始化程序，并檢測整個系統(tǒng)的狀態(tài)是否穩(wěn)定以及水位的高低，通過壓力傳感器來檢測當(dāng)前的水壓，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換后將水壓的信息傳遞給PLC進行處理，PLC根據(jù)已經(jīng)設(shè)定好的參數(shù)以及變頻器的功率來處理壓力傳感器反饋的信號。通過PLC的主控制器對相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行處理后，將控制信號傳遞到水泵機組，從而控制整個恒壓供水系統(tǒng)。

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作者簡介：1.陳慧（2001.01—），女，漢族，福建省福州人，福州閩侯縣福建農(nóng)林大學(xué)機械自動及其自動化專業(yè) 本科在讀，研究方向：機械自動及其自動化

2.黃哲恒（2001.01-），男，漢族，福建省福州人，福州閩侯縣福建農(nóng)林大學(xué)機械自動及其自動化專業(yè) 本科在讀，研究方向：機械自動及其自動化

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