淺談基于PLC的新型變頻調速恒壓供水系統

李俊

摘 要：隨著社會經濟的不斷發展，變頻調速技術以及PLC控制技術也有著一定的進步，為眾多行業的發展和生產提供了一定的幫助，基于PLC控制系統的新型變頻調速恒壓供水系統就是綜合這兩項技術的結晶，在水廠中得到廣泛的應用，有效的提高了水廠供水的可靠性和有效性。

關鍵詞：PLC控制系統；變頻器；調速；恒壓供水系統

1 變頻調速恒壓供水系統概述

變頻調速恒壓供水系統主要由變頻器、TC時間控制器、PLC、PID調節器、液位傳感器、水泵、壓力傳感器、動力控制線路等幾部分組成，用戶在平時操作的過程中，主要是通過控制柜面板上的按鈕以及相應的指示燈來實現操作，這樣就可以對變頻調速恒壓供水系統的運行進行相應的控制。

2 新型變頻調速恒壓供水系統的運行方式

新型變頻調速恒壓供水系統的運行方式主要分為手動運行方式和自動運行方式等兩種[1]。手動運行方式主要是通過相應的功能按鈕來實現水泵的啟動和停止操作，一般情況下，水廠在正常運營的過程中，新型變頻調速恒壓供水系統很少采用手動運行方式，只有在對供水系統進行檢修或變頻器出現故障的情況下，會采用手動運行方式。自動運行方式自然通過供水系統的主控制系統對運行狀況進行掌控，在正常合上自動開關啟動自動運行之后，水泵電機通電，供水系統的輸出頻率也將由0Hz逐漸上升，與此同時，PID調節器也會接收供水系統壓力傳感器的信號，經過壓力參數的比較來將參數傳輸給供水系統的變頻器上，這樣就可以實現變頻調速恒壓供水系統的自動運行。當然，在供水系統運行的過程中，可能會受到外部因素的影響，例如，電源停電，當電源停電時，供水系統也將停機，如果是處在自動運行狀態下電源停機的話，待電源恢復之后，供水系統也將恢復自動運行的方式，在自動運行方式下，變頻器也將會完成供水系統對水泵的啟動、停止、循環等全部的操作。一般情況下，新型變頻調速恒壓供水系統由至少4個水泵組成，在啟動自動運行模式時，率先對1號水泵進行通電，并將電壓傳輸至變頻器，再有變頻器來從0Hz頻率逐漸提升，指導提升至標準信號為止，在自動運行模式運行的過程中，需要注意的是壓力參數的比較環節，適當的去調節電壓參數，從而實現對供水量的調節，充分發揮出新型變頻調速恒壓供水系統的自動調節供水量的功能。

3 新型變頻調速恒壓供水系統的故障處理

3.1 故障報警

基于PLC的新型變頻調速恒壓供水系統在正常運行的過程中，如果變頻器出現故障、超壓、缺相、液位下限、差壓等故障發生時，系統就會自動啟動報警系統，并發出相應的報警信號以及報警聲[2]。另外，系統會檢測新型變頻調控恒壓供水系統的實際情況，針對故障的發生現象進行分析，如果故障嚴重的話供水系統將會自動跳轉至停機狀態，例如，液位下限、變頻器故障、缺相、超壓等故障，通過發出報警信號，可以及時通知相關維修人員對故障問題進行維修處理，及時發現故障問題，有效的避免了故障進一步擴大對供水系統造成的影響。另外，如果供水系統使變頻器出現故障的話，為了不耽誤系統的正常運行，可以將運行方式切換至手動方式，這樣就可以保證系統的不間斷供水，從而保證變頻調速恒壓供水系統的供水可靠性。

3.2 水泵檢修

每個新型變頻調速恒壓供水系統中都會由多個水泵組成，具體要根據供水系統的規模而定，一般變頻調速恒壓供水系統都不少于4個水泵，水泵檢修是供水系統故障處理的重要階段[3]。一般情況下，如果水泵經過長期不間斷運行的話，水泵就會出現疲勞運行，不僅供水效率不好，甚至會引發水泵故障，為了避免這類現象的發生，需要對供水系統的水泵進行定期的檢修。對水泵的檢修并不會影響到供水系統的正常工作，而是在供水系統正常運行的過程中，將某一臺水泵停運，并對其進行檢修，而其他的水泵則保證正常工作，不僅可以及時調整和維護水泵，確保水泵在最佳狀態下運行，同時還不會影響到供水系統的供水效率，提高供水的可靠性。另外，水泵檢修工作中還存在水泵輪休工作，主要是采用備用水泵來替換已經工作一段時間的水泵，這樣就會讓換下來的水泵閑置一段時間再換上其他正在運行的水泵，通過對水泵的輪流使用可以避免或降低水泵的故障發生率，而且對提升水泵的使用壽命也有著一定的作用。

4 PLC控制系統分析

基于PLC的新型變頻調速恒壓供水系統，具有的控制功能主要由PLC控制系統來完成的，是供水系統運行控制的關鍵[4]。PLC控制系統主要采用可編程序的控制器來完成在線調試和連接的功能，并且，能夠通過語句表以及梯形圖之間的轉換來實現對供水系統的控制，例如，供水系統點擊的啟動、停止、定時切換、故障報警、循環變頻、軟啟動等方面的控制。在這里需要注意的是，供水系統點擊的水壓量以及轉速并不是PLC來控制的，而是由PID調節器以及變頻器來控制的，也就是說，基于PLC控制系統的新型變頻調速恒壓供水系統在運行的過程中，需要各項結構相互之間的配合，才能確保供水系統的安全、穩定、可靠、有效的運行。

PLC控制系統主要由中央處理單元、電源、存儲器、輸入＼輸出回路、程式輸入裝置等幾方面組成[5]。中央處理單元又名CPU，可以說是供水系統的控制中樞，是對PLC控制系統中執行的各項控制命令進行處理的元件，同時也是保證命令正確的關鍵，如果中央處理單元出現故障的話，那么PLC控制系統將會癱瘓。電源則是支持PLC控制系統正常運轉的“動力輸出”，對PLC控制系統的正常運行也極為關鍵，從以上的分析中得知，一旦供水系統停電的話，那么PLC控制系統也將會停止運行，可見電源對PLC控制系統運行的重要性。存儲器主要是存儲PLC控制系統運行過程中的程序以及用戶的程序，便于PLC控制系統的調用。輸入＼輸出回路在PLC控制系統中，主要負責接受外部輸出元件和輸入元件的信號。程式輸入裝置主要是為操作者提供對PLC控制系統程式的輸入、修改以及監視的功能。

另外，在變頻恒壓供水系統供水水壓過高的情況下，系統一般會采用停止變頻泵，同時將變頻器切換至正在以工頻運行的泵上對其進行調節，在理論上，這種對變頻泵的調節方式要比直接切換工頻方式有效，但是，在實踐中卻發現，這種切換方式極易引起系統泵組頻繁啟停的現象，對供水系統硬件設備的使用壽命有著直接的影響。因此，作者建議在系統中，應直接停止工頻泵，同時要從變頻器上進行迅速的調節，通過設置合理的參數才能實現在工頻切換過程中的無沖擊效果，才能確保供水系統水壓過度的平穩性，對提高系統的供水水質有著極大的作用。

5 結束語

通過文章對基于PLC的新型變頻調速恒壓供水系統的分析，作者主要從變頻調速恒壓供水系統概述、新型變頻調速恒壓供水系統的運行方式、新型變頻調速恒壓供水系統的故障處理、PLC控制系統等幾方面進行分析，希望通過文章的分析，可以幫助廣大行業人士快速了解和掌握PLC新型變頻調速恒壓供水系統。

參考文獻

[1]徐仲暉.基于PLC的新型變頻調速恒壓供水系統[J].黑龍江科技信息，2011（7）.

[2]張海雯.基于PLC的核電常規島通風設備的消防聯動控制系統設計[J].廣東科技，2012（20）.

[3]趙芳珍，楊榮.羅克韋爾PLC系列產品在石家莊潤石水廠的應用[J].科技信息（科學教研），2013（22）.

[4]路巍，何明星，張瑞杰.基于PLC與力控的電梯安全監控系統[J].科技情報開發與經濟，2012（33）.

[5]郭艷嵐.淺談PLC在水廠水質監測中的應用[J].科技資訊，2011（29）.