PLC在農(nóng)田灌溉恒壓供水控制中的應(yīng)用

滕家寶 楊慧瀅 梁洪帥

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)電氣與信息學(xué)院，黑龍江 大慶 163319）

隨著變頻調(diào)速的發(fā)展和人們對生活飲用水的要求越來越高，供水控制的要求也越來越高。原來的舊設(shè)備如水泵無法適應(yīng)現(xiàn)代的需求，暴露出很多問題。而PLC控制的恒壓供水能有效解決舊設(shè)備檢修繁瑣的問題。通過PLC控制，適應(yīng)發(fā)展趨勢，變頻調(diào)速控制恒壓供水，又變廢為寶，將即將淘汰的舊設(shè)備重新運用起來，一舉兩得。

1 恒壓供水系統(tǒng)研究現(xiàn)狀

目前，關(guān)于PLC恒壓供水系統(tǒng)的研究主要是針對不同場合、不同氣候，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和具有通信功能的變頻恒壓供水系統(tǒng)，以達到針對性效果。但每種應(yīng)對措施的研究都不夠徹底、不夠力度。在這種情況下，就要進一步研究改善恒壓供水系統(tǒng)，使其更好地服務(wù)大、服務(wù)生活［1］。

2 PLC在農(nóng)田灌溉恒壓供水中的任務(wù)

①取代以往的接觸繼電器控制電路，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。②取代以往硬件按鈕及數(shù)字量的輸入，提高系統(tǒng)安全性。③變頻調(diào)速的動力（驅(qū)動控制）。④泵站的中樞，具體負責(zé)邏輯控制［2］。

在泵組，除了正常的運行管理之外，泵站還有許多邏輯控制工作，如手動、自動操作轉(zhuǎn)換，泵站的工作狀態(tài)指示等。

3 PLC控制的恒壓供水系統(tǒng)硬件設(shè)計

3.1 PLC類型

本文所討論的PLC類型主要是CPU226（24輸出/16輸出），在選用CPU時，輸入/輸出點數(shù)要多于所需點數(shù)，為以后系統(tǒng)升級提供便利。

3.2 變頻器

在我國，從發(fā)電廠往外輸出的交流電頻率恒定不變，一直都是50 Hz。因此，通過改變頻率可以直觀、方便地改變電機的運行速度，也就是說變頻器的作用，就是通過改變頻率來調(diào)控電機運行速度。普通市面上變頻器可大致分為三類：U/f控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制。這幾種變頻器都很適合改變電機運行速度，所以在大環(huán)境下這種PLC恒壓供水方式還是很大眾化、普及化、方便實施的［3］。

3.3 壓力變送器

在控制系統(tǒng)中，檢測到控制量時，就是通過變壓器給系統(tǒng)發(fā)信息，讓系統(tǒng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，以達到智能化。壓力變送器通過安裝在水管網(wǎng)上的壓力傳感器，進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，將壓力信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳送給變頻器，變頻器調(diào)節(jié)電機運行速度。該系統(tǒng)所運用的傳感器具有體積小、質(zhì)量輕、操作性較強的特點，實用性較強［4］。

4 PLC控制的農(nóng)田灌溉恒壓供水系統(tǒng)的軟件設(shè)計

這種系統(tǒng)通常會有手動和自動2種模式，在自動模式出現(xiàn)故障時可手動調(diào)節(jié)。當手動模式開啟時，通過按動“開始”和“停止”按鈕來控制水泵，維修時可穩(wěn)定供水［5］。

自動模式下，該系統(tǒng)共控制3個水泵，正常情況下，只有第1個水泵工作，該水泵根據(jù)反饋信號調(diào)節(jié)自己的輸出功率。當輸出功率達到最大，但還不足以滿足給定水壓時，第2個水泵就開始工作，還是由第1個水泵調(diào)節(jié)變頻運行。以此類推，當?shù)?個水泵和第1個水泵的輸出功率也達不到給定水壓時，第3個水泵參與工作，依然是第1個水泵調(diào)節(jié)變頻運行，直到達到給定水壓。當水壓特別大，3個水泵的輸出功率都達最大，但還不足以達到水壓時，變頻器就會報警，停止工作。這時，也會啟動手動模式以正常穩(wěn)定供水，可借此維修系統(tǒng)問題［6］。

5 結(jié)語

PLC控制的農(nóng)田灌溉恒壓供水系統(tǒng)以PLC和變頻器為核心設(shè)計，基本實現(xiàn)恒壓供水，比較成功。但是，所有調(diào)試都是在理想情況下設(shè)計的，并沒有運用到實際情況中，還存在直流電源容量、輸出的保護措施等方面的問題。要想將該系統(tǒng)應(yīng)用于實踐，應(yīng)考慮盡可能多的問題，進一步完善系統(tǒng)，針對具體環(huán)境具體分析，運用更好的方法進行系統(tǒng)更新，且各種硬件設(shè)備都具備升級條件。