淺談電工新技術在恒壓供水方面的應用

王建民

[摘要]對于個別工業與特殊用戶來講，恒壓供水系統是至關重要的，供水設備是針對在壓力不足導致水高度得不到滿足進而影響到流量的情況下而研發的。在社會不斷發展的今天，城市的用水量極具增加，但受到環境的影響，用戶的用水需求也會隨之變化，供水條件若不能隨之變化，則會導致供水過剩或供水不足的現象發生。

[關鍵詞]電工新技術 恒壓供水系統的使用

供水系統的水壓需要保持在一個恒定的狀態，就目前來說，很多控制方式已在實踐中獲得了豐碩的成果，其中，電工技術是最值得研發的重要領域。近年來，PLC作為電工新技術，在恒壓供水方面有著諸多的成功案例，并被廣泛的使用到供水系統當中。

一、供水系統的現狀

以近些年的實踐總結來看，我國主要的供水方式主要有水池變頻泵供水、恒速泵加壓供水、無負壓供水、高位水塔水箱供水、單片機變頻調速供水等。這些供水方式雖然在原理上有著一定的差異，但追根溯源，其主題思想都是為保障用戶能夠平穩、正常的用水。但是隨著我國人民生活水平不斷的提高，供水系統若只停留在原層面，將無法保證供水質量與用戶所需，因此，供水系統的水壓恒定保持極為必要。此外，此方式還能做到將水資源科學合理的利用，有效減少浪費。在電工新技術的領域中，若想實現恒壓供水，主要的借助手段分為以下幾種。①邏輯電路控制法：此方法的特點是控制的精度不夠高，水泵在互相切換時，會導致水壓波動較大，進而將調試的難度增加，但若存在干擾時，其對干擾的抵抗能力不強。②單片機路控制法：此方法在功能性上優于邏輯電路控制法，但由于管網與供水條件的千差萬別，其應用難度較大，控制方式的變更與修改的靈活性不高。③PLC恒壓系統：就目前來看，OLC恒壓系統的性能在所有的供水系統中是最為優秀的，其控制方式與修改時的靈活性更高，在操作修改時都較為簡單。

二、PLC控制恒壓的原理

PLC恒壓系統是由主供水回路、備用回路、泵房和儲蓄池為主要組成部分，而控制系統則是由傳感器、變頻器、切換繼電器與PLC等組成。若想將水壓在供水的工作中維持在一定的范圍之內或恒定，就需要引入水壓力反饋值的概念。反饋值是用來將水壓與初始設定值進行對比，利用所得出的偏差值對水泵相應的調試，并通過對電機運行情況的調整，達到對管網的水壓調節、控制的最終目的，借由此得到一個閉環的調節系統。在經過大量實踐研究所得出的分析結果表示，通過對變頻器下達控制指令，使電機的自身轉速發生改變，從而達到調節水泵壓力的目的，此控制指令不僅有著性能顯著，并且在節電方面的表現也十分出色。恒壓供水系統在PLC的主導下，其本質是將PLC與變頻器進行協調，若供水壓力實值與預想存在差異時，PLC會給變頻器下達指令，對其進行轉動速度的調整，從而完成整個管網的壓力控制。就目前來說，供水系統一般為多臺水泵同時工作，在水壓波動不明顯時，單臺水泵的調節能力能夠達到標準，但當用水高峰來臨時，所需用水量超過單臺水泵的最大承載范圍時，單臺水泵的調節能力便會減弱。通過PLC對切換器的控制，可以實現二臺或多臺水泵的同時調動，有效的將壓力保持在恒定范圍內。若在供水管網中設置壓力傳感器，便能實現檢測管網中的壓力大小，可根據不同的系統要求制定相應的壓力設定值，并在傳感器工作時，將實際的檢測反饋交給PLC，經過PLC的運算處理，最終決定電泵電機組的轉速與投入需要運行的水泵數量，使管網的內部壓力最大程度的在最小范圍內波動，達到恒定狀態。

三、PLC控制的恒壓系統

當下被應用最廣泛的恒壓供水系統均是通過PID調節與PLC控制技術的共同協作下完成。若想準確的得到管網的實時壓力值，則需要借助安裝在管網中檢測傳感系統與反饋系統的輔助來完成，但在一般情況下，供水系統是一個錯綜復雜的管網，具有較大的延遲性，因此，當管網中某個距離檢測傳感器區域的壓力產生變化時，往往需要較長時間才能做出反應。若單單以PID來調節，無法滿足快速反應與調整的要求，因此，需要借助PLC的同步參與。還可以手動設定壓力信號與壓力傳感器的反饋值，再經過相關處理得到壓力偏差的變化系數，在運算后，PLC將得到的模擬信號傳輸至變頻器，使電機的轉速得到改變，從而形成軟啟動。PLC通過對模擬量輸出與壓力偏差值的對比，再通過端口開關量的驅動輸出，對繼電器組進行切換，以確定投入運行所需的機組數量，使電機的啟停、變頻、工頻行云流水的切換。在調整電機組工作數量的同時，需將其中一臺電機的變頻轉速進行控制，以此保證在動力系統中的穩定壓力達到恒壓的根本目的。

四、結語

如上文所述，不難發現對恒壓供水系統而言，以PLC作為控制的核心，不僅軟件結構簡單，調節能力強，同時市場價格也在逐年遞減，加之其維修護理難度較小，對于系統本身的成本節約有著諸多益處，除此之外，能夠在節能的基礎上更好的延長水泵使用壽命。以目前PLC的實際應用來看，在新電工領域中，PLC恒壓供水系統有著無可比擬的優勢，在提高供水質量的同時，在投建、運行的經濟性與穩定性等方面都有著巨大發展空間，因此，應對PLC恒壓供水系統的細致化研究進行有力的加強。