基于PLC的變頻調速恒壓供水系統研究

【摘要】隨著經濟和社會的不斷進步和發展，人們的生活水平有了很大的提高，使得人們對自己的生活質量和生活標準有了更高的要求。因此，傳統的恒速供水已經不能滿足人們正常的生產生活需要，為了提高用水質量和供水效率，PLC供水系統應運而生。PLC變頻調速恒壓供水系統是隨著變頻調速技術的發展而廣泛應用于現代建筑中水處理系統形式，主要以變頻恒壓供水實現其目的和功能。在大多數情況下，為了保證居民用水可靠，還能夠在一定程度上實現節能的目的，在采用PLC作為主控制器的同時還會以變頻器作為配合，該系統經濟節能，具有很全面的保護功能，工作穩定可靠，在各個領域的生產實踐中都有廣泛的應用。本文將對PLC的變頻調速恒壓供水系統做一個全面的探究。

【關鍵詞】PLC；變頻調速；恒壓供水；系統研究

隨著我國城鎮化進程不斷加快，高層建筑不斷增多，居民的用水量逐漸變大，就會導致在用水高峰期水壓較低，需求量大于供水量等一系列問題，甚至有時候會無法正常供水。

傳統的供水方式能量消耗大，自動化程度低，因此已經無法滿足居民的正常用水需求。而PLC的變頻調速恒壓供水系統不僅能夠保證水量能夠自行調節，而且還可以用于無極調節水泵的轉速，保持管網水壓的恒定性，滿足了用戶的用水需求，同時也避免了傳統供水消耗大的不足之處，更為重要的是，PLC變頻調速恒壓供水系統擁有獨立的封閉水箱，能夠對自來水進行二次消毒和凈化保證用水的質量。

1、PLC的變頻調速恒壓水系統的簡介

1.1 PLC的定義和性質

PLC的全稱是programmable logic control，中文意思即為可編程邏輯控制器，它是一種在編程基礎上的存儲器，內部面向客戶的指令主要有內部存儲程序執行邏輯運算、控制順序、定時、計數與算數操作等，是一種主要通過數字或模擬式輸入與輸出控制各種類型的機械或者生產過程。

PLC與計算機的本質有些相像，大多數情況下應用于工業控制領域。PLC主要由電源、中央處理器、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊和通信模塊等硬件組成，有采樣輸入、執行用戶和刷新輸出三個運行過程。

1.2 PLC的功能

PLC獨特的自身優勢在于其系統編程簡單明了，而且使用簡潔方便。它由上千個編程元件組成，能夠完成復雜的程序運行工作，擁有強大的功能和很高的性價比。PLC實現了運行過程的系統化、模塊化與標準化，有著一套完善的硬件配套設備，大大方便了用戶的使用，增強了適用性。PLC產品無論是硬件系統還是軟件系統，都十分優秀，而且抗干擾性強，非常可靠，能夠作為工業設備廣泛使用，無疑也證明了這一點。PLC的設計和安裝方便快捷，而且調試簡單，更加方便客戶的使用。PLC還擁有十分強大的自我診斷和顯示的功能，很少發生故障，而且維修方便，能夠長期使用。

2、PLC的變頻調速恒壓供水系統控制原理和運行過程

2.1原理

恒壓供水系統主要是利用比例--積分--微分控制器進行調節，對給定壓力與來自壓力傳感器的壓力值進行反饋。再根據輸出值控制電動機的轉速，PLC指令和變頻器的PID是控制調節功能的主要控制器。它的工作原理分為手動運行與自動運行兩種運行方式。其中手動運行是需要人為的通過遠程或者就地按下按鈕啟動或者停止水泵的運作，大多數情況下是應用于檢修或者是變頻器發生故障時。需要注意的是，在手動的方式下，在電源出現停機發情況，系統也會停止運行，待到電源恢復正常以后手動重新啟動就可以重新繼續運行。自動運行又叫自動恒壓供水方式，這種供水方式的特點是無需人為干預，可以自動達到管網壓力恒定，先起先停，先停先開為其工作方式，壓力傳感器采樣管網壓力信號反饋到變頻器中，變頻器再根據設置好的設定值進行運算，將信號傳送給電動機，電動機轉速變化改變管網的壓力，保證管網的設定值符合運行要求。

2.2構成要素

恒壓供水系統主要由PLC控制技術，變頻器控制技術，傳感檢測技術等技術要素構成。其中，整個系統的核心是PLC，起運行調速作用的是變頻器，而傳感檢測技術主要是調節控制水泵的轉速，實現這一功能主要通過信號的轉化和測量的變化，然后利用變頻器控制輸入的頻率。恒壓供水系統的構成要素主要有PLC，變頻器，壓力傳感器，控制面板，操作面板等。

3、變頻恒壓供水系統分析

3.1變頻恒壓供水系統的含義

變頻恒壓供水系統是以變動的頻率來維持壓力的恒定，也就是說，能夠通過變頻技術控制供水管網出口壓力的穩定。變頻恒壓供水系統能夠保持運行過程中的穩定，并且節約資源，安全可靠，因此得到了廣泛的應用。

3.2變頻恒壓供水系統的運轉方式

變頻恒壓供水系統實現滿足用水供水需求，是通過對水泵的無限調速和水壓的變化實現對水泵的自動控制，是目前世界上最先進的供水方式。

3.3變頻恒壓供水系統的優勢

首先，變頻恒壓供水系統與傳統的供水系統相比，更加高效節能，大概可以節能百分之三十到百分之六十左右。其次，變頻恒壓供水系統占地面積小，資金投入少，性價比高。然后，變頻恒壓供水系統自動化程度高，配置靈活，功能豐富，靈活可靠。再者，變頻恒壓供水系統運行較為合理，危險度低，能夠提高水泵的使用時間。最后，變頻恒壓供水系統操作簡單方便，節省人力物力，節約成本。

3.4變頻恒壓供水系統的設備特點

變頻恒壓供水系統與PLC技術相結合，使得系統程序更加安全可靠，靈活有效，而且功能齊全，反應速度快。變頻恒壓供水系統啟動設置為軟啟動，減少啟動電流的沖擊，延長使用壽命。在生活消防上能夠實現一機兩用，提高使用效率。

結語：

PLC和變頻器以及上位機等有機組合成的變頻恒壓供水控制系統具有節能安全的特點，同時，上位機系統能夠實時的對故障進行監測和診斷。變頻器的應用，大大提高了系統的安全性，避免了啟動時的大電流沖擊。PLC的變頻調速恒壓供水系統的有效應用，在很大程度上能夠保證供水量的穩定和效率的提高，而且它的性能穩定，運行時安全可靠，有著明顯的節能效果，具有很大的經濟效益。PLC不僅能夠解決居民的供水需求問題，而且提高了水資源的利用率，在未來的發展過程中，有著十分光明的發展前景，作為一個新興產業，一定能夠發揮出其應有的價值，造福于人類。

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