基于PLC控制的变频器恒压供水系统

1、年第期（总第期）（CumulativetyNO.139）基于PLC控制的变频器恒压供水系统李燕（滨州市技术学院，山东滨州256603）摘要：文章阐述了采用变频器和PLC联合控制自来水厂自动供水的控制系统，重点介绍了该系统的控制思路、系统功能、系统硬、软件等内容。采用变频调速及PLC控制技术后，使系统具有节能、工作可靠、自动控制程度高、经济易配置等优稳定性和经济效益。点，大幅提高了供水的可靠性、关键词：变频供水；PLC；自动控制；系统功能中图分类号：TU991文献标识码：A文章编号：1009-2374（2010）04-0024-02某自来水厂供水系统由一级和二级泵站构成。一级泵站由两台水泵机组构

2、成，二级泵站由两台水泵机组构接着沉淀、消毒，然后流入成。一级泵站从河中抽水至沉淀池，清水池。二级泵站是从清水池抽水送至远端水塔及用户家中。由于某自来水厂一、二级泵站一直采用手动操作模式，其劳动强度较大，且容易出现溢水、缺水事故，影响供水质量。为使某水厂的供水实现自动化，于是设计了一种新型的自来水厂变频器和联合控制的供水自动控制系统。该系统在某水厂进行了实际应用，实现了该厂两级泵站水泵起动运行的自动化，大幅度提高了该厂供水的可靠性、稳定性和经济效益。达低限位时，自动起动水泵工频运行。三、硬件系统该系统的硬件主要包括主电路和控制电路。（一）主电路图为一级泵站主电路框图。图中采用了一台日本变频器作为

3、核心部件。采用了日本断路器及日本交流接触器作为主要电气元件。一、控制思路该系统采用变频器和进行联合控制。变频器采用恒定控制，它采集外部信号作为反馈信号。对水泵的运行机组的选择及机组的起动停止等进行控制。以上控制信模式、号都为的输入信号。一级泵站水泵的起动停止信号取自清水池内所装的液位传感器，当水位达低限位时，液位传感器给液位传感器给出停止出起动水泵的信号。当水位达高限位时，水泵运行的信号。二级泵站的反馈信号取自出水管处远传压力变频器变频，水泵电机减速。当压力表。当压力高于设定值时，低于设定值时，变频器变频，水泵电机加速。在二级泵站水泵的运行中，它将受一级泵站清水池的缺水信号的控制，以此来防止清

4、水池几乎缺水时水泵空转。缺水液位开关设置在低水位下方的米处。二、系统功能该系统由于是变频器和联合控制，因此它主要具有如下几方面的功能：一级泵站设定为恒水位控制模式。即以清水池的水位为参照点控制水泵运行，使清水池水位经常保持一个即以出水管水压为恒定值。二级泵站设定为恒水压控制模式，参照点控制水泵运行，出水管水压经常保持一个恒定值；两级泵站水泵的运行模式为变频自动、工频自动两种；变频自动模式下，若变频器出故障，则自动进行声、光报警，水泵停机，然后人工转换为工频自动模式；当水位达低限位时，自动起动水泵工频运行。当水位达高限位时，水泵自动停机；二级泵站工频自动模式下，出水管水压在一定范围内保持恒定。当

5、出水管水压图1一级泵站主电路框图二级泵站的主电路框图与图一基本相同，所不同的是水泵与变频器的功率不同，一级泵站的水泵机组和变频器的功率都为，而二级泵站的水泵机组和变频器的功率都为。（二）控制电路该系统的控制电路采用日本三菱公司生产的作为控制核心，它主要包括一级泵站水泵机组控制电路和二级泵站水泵机组控制电路。一级泵站水泵机组控制电路。一级泵站所用的为，其外部端子接线图如图所示。图中，“水泵选择”开关的两个端子分别接输入端子、。水泵与水泵的起动开关分别连接、。变频器故障信号通过输入，光其故障通过和的输出驱动电铃和指示灯进行声、报警。、连接的、分别为水泵与水泵主电路中交流接触器的线圈，取、，取、。-

6、24-图2一级泵站水泵PLC外部端子接线图二级泵站水泵机组控制电路。二级泵站水泵机组控制电路外部端子接线图如图三所示。控制核心为一台日本三菱公司生产的系列基本单元。图中、为变频器故障的声、光报警器。、为清水池缺水声、光报警器。输入端子、分别接出水管处远传压力表。、分别为主电路中控制水泵与水泵工作的交流接触器线圈。为控制排除管道内空气的电动阀门工作的交流接触器线圈。图3二级泵站水泵PLC外部端子接线图四、软件部分（一）变频器参数该系统采用的日本变频器是一种高功能静音式变频器。一级泵站所用的变频器型号为。二级泵站所用的变频器型号为。该系统所用变频器参数是根据系统的控制参数来设定的。系统的控制参数：

7、一级泵站清水池的低水位设为米，控制水位的高度设为米，高水位设为米。二级泵站扬水管的低水压值设为，恒定水压值设为，高水压值设为。一级泵站变频器的上限频率为，下限频率为，速频率为，偏置频率为，增益频率为。二级泵站变频器的上限频率为，下限频率为，速频率为，偏置频率为，增益频率为。（二）PLC控制程序一级泵站工频自动运行仍选择泵工作为例。当起动泵时，接通，且当清水池处于低限水位时，接通，泵进入工频自动模式。当系统检测清水池水位为高限位时，水泵自动停机，并等待清水池低限水位的再次到来，从而重新起动水泵运行。当清水池的水位处于低限水位时，水泵继续工作，一直工作到清水池水位达高限水位时方才停机。二级泵站自动

8、控制程序包括变频自动运行和工频自动运行两部分，二级泵站工频自动运行程序不要考虑变频器的工作情况，因此它的程序比变频自动运行程序框图简单得多，在此不作介绍。五、结语该系统经过实际运行，其工作稳定、可靠。某市自来水厂应用该系统后，取得了以下几方面的效益：一是由于应用了变频技术，因此水泵电机功率因素从提高到，减少了无功功率；二是水泵电机起动电流大幅度减小，减少了维修费用；三是由于出水管道水压可任意调节，因此可将水泵扬程调节到较为理想的值，以最大限度地节约能源；从而提高了供水质量，同时达到了节水的目的。参考文献1钟肇新，彭侃可编程控制器原理及应用M华南理工大学出版社，20002钱平交直流传动控制系统M高等教育出版社，20043王兵工厂电气控制技术M劳动社会保障