基于PLC的恒壓供水控制系統的設計

陳慧 黃哲恒

摘要：本文是基于當前的社會需求設計的恒壓供水控制系統，實現城市供水自動化，能夠自行調節泵組的運行速度，運行臺數，形成閉環的供水系統。一方面節約電能，另一方面穩定供水壓力，是當前設計恒壓供水系統的主要目的，恒壓供水控制系統是基于PLC，即可編程控制器進行設計，根據當前的用戶用水量的大小來決定當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，城市的供水系統決定了城市的發展程度和現代化程度。為了達到更好的水壓水量控制效果，應當充分運用當前的計算機技術設計恒壓供水系統，真正實現城市供水自動化。

關鍵詞：恒壓供水系統;控制系統設計;PLC

引言：

本文所設計的基于PLC的自動控制系統，通過高素質的程序開發人員編寫，并對供水方式作出相應的改進和調整，調節供水電壓。來實現用戶所要求的高效安全使用方便的供恒壓供水系統。基于PLC所設計的恒壓供水系統，避免了傳統供水系統的諸多弊端，節約了資源，保證了供水電壓的穩定，設置了合理的恒壓供水系統參數，并設置了相應的系統報警裝置，系統存在問題或外界環境變化較大時，及時預警提醒工作人員解決和處理。

1.恒壓供水系統總體方案設計

恒壓供水系統包括四個部分，主要是基于PLC設計的恒壓供水系統的中心控制部分，以及水泵、電機、閥門和管道等構成，可以通過PLC來控制電動機的轉速、功率控制、水泵開始和停止工作，從而實現恒壓供水。基于PLC設計的系統可以對水泵和電機進行自動化的控制，目的是實現自動化的恒壓供水系統。

2.給水系統的控制方案確定

2.1供水基板的變頻器+水泵機組+壓力傳感器

軟件設計的過程中選用了PID調節器和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，選用編程控制器，簡化了電路的設計難度，降低了設計成本和設備成本。使整個給水系統的控制和設計更加簡單，但也存在一定的缺點，無法實現不同時段的不同壓力要求。設置指令代碼控制給水系統，實現對于不同時段的給水系統的的不同壓力大小，該控制結構的擴展功能較少，不利于當前的數據傳輸，且數據存儲容量小，不適合整個城市的給水控制系統。

2.2通用變頻器+PLC（包括變頻控制、調節器控制）+人機界面+壓力傳感器

利用通用變頻器和調節器來設計當前的恒壓供水系統，該系統相對于其他變頻器設計的系統來說，控制更加方便靈活信息傳輸方便，數據交換方便，通過改變當前的控制程序來滿足當前的系統設計要求。PLC的抗干擾能力強，信息傳輸速度快，可靠性高且數據存儲量大，適用于當前不同場合的城市恒壓供水系統或公司恒壓供水系統，是當前系統設置的首選。原因在于其擴展靈活、數據傳輸方便、參數設置方便、穩定性強、可靠性高、調試方便、抗干擾能力強，是當前系統設計的優先選擇。

3.給水系統的組成

給水系統包括主令信號、傳感器信號和模擬量信號三部分，傳輸到S7-200PLC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，系統中有變頻器內置模塊。在實際的供水系統運行過程中，采用了一用一備自動互投方式，保證供水系統的穩定性可靠性。目前供水控制系統接線簡單，采用的元器件耐高溫且工藝成熟，能滿足長期用水和連續運行的需要。通過兩臺電動機輪番運轉，并進行相應的變頻變速調整，保證系統供水的穩定性和水流的水壓水量變化，一方面可以滿足工業用水和城市生活用水的需求，另一方面降低了能量的消耗。該供水系統采用了公平戶頭電動機組，可以通過設定相應的控制程序，實現系統設計的目標，保證供水系統運行的穩定性和安全性。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節。該系統整體外部接線較為簡單，所選用的元器件性能穩定、耐高溫、可靠性高。

供水系統的兩種狀態可以進行切換，一種是手動，另一種是自動運行，實現供水系統的自動化供水。通過手動操作狀態來控制供水系統，需要通過各種按鈕和設備來操作電控柜內的各類開關，當出現其他狀況時可以通過手動操作調整，保證供水系統正常供水。

通過PLC控制變頻器，工作過程如下：系統啟動后，首先對系統進行初始化程序，并檢測整個系統的狀態是否穩定以及水位的高低，通過壓力傳感器來檢測當前的水壓，并通過模數轉換后將水壓的信息傳遞給PLC進行處理，PLC根據已經設定好的參數以及變頻器的功率來處理壓力傳感器反饋的信號。通過PLC的主控制器對相應的數據進行處理后，將控制信號傳遞到水泵機組，從而控制整個恒壓供水系統。

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

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