PLC控制技術在學校供水系統改造中的應用

何志朋

摘 要：學校供水系統節能改造，不僅使水資源得到了有效利用，同時還使用供水系統的功能得到了有效發揮。為降低學校供水系統的能耗，本文在分析學校用水特點以及供水系統節能潛力的基礎上，結合某學校供水系統改造中PLC控制技術的應用進行了闡述，希望能為有關需要提供參考。

關鍵詞：PLC控制技術；供水系統；節能改造

中圖分類號：TU99 文獻標識碼：A

隨著我國社會經濟的發展及人們生活水平的提高，傳統的供水系統管理模式已無法適應當前人們的需求。傳統的供水系統管理模式形式落后，只是一種簡單的單級常規管理，效率低下。而隨著PLC控制技術日益廣泛的應用和生產系統的自動化，PLC控制技術在供水系統改造中的應用成為人們重點關注的課題之一。

1 自動化系統方案

1.1 選用了高水位水池加自動恒壓的供水

由于原本的供水水塔水位低，根本不能滿足學校的用水，經過改造后放棄了選用水塔供水，而是選用高水位水池加自動恒壓的供水。

1.2 選擇供水控制調節方式

學校的供水需要由閥門和調速控制水壓以及水流量，不同的控制方式有不同的功能消耗，如圖1和圖2所示。

從圖1可以看出，閥門控制水泵時，水流向從Q1減至Q2，此時需要將閥門關小，這時閥門所產生的摩擦阻力就會變大，管路曲線則從R轉移至R′，揚程從Ha升至了Hb，運行的工況點則從a移至了b。從圖2可以看出，在控制調速時，水流向從Q1減至Q2，不變的R阻力曲線和轉速，決定了泵的特性。轉速則從n降至n′，性能曲線則從（QH）變成了（Q-H）′，揚程從Ha升至了Hc，運行的工況點則從a移至了c。

1.3 控制高位水池

兩個水位傳感器控制著高位水池的水位。當水位下限感應器傳出了相應的警報，則表明了水池的水位比下限水位低，這時進水的電磁閥門將會打開，供水至高位水倉；當水位上限感應器傳出了相應的警報，則表明了水池的水位要超出了上限水位，這時進水的電磁閥門將會關閉，停止供水。在高位水池中另設置一個分體式液位變送器，并且會及時的向PLC發送相關信息。

1.4 組成變頻恒壓供水的系統

由變頻器、壓力變送器、可編程控制器以及水泵機組成了PLC變頻恒壓供水系統，這是一個完整的閉環調節供水系統。

（1）檢測信號：水壓檢測信號點是可以設置在總出口、學生宿舍區、教學區以及家屬區等，為了能夠更好的進行信號檢測，需要配齊了壓力變送器、調節閥門以及流量變動器等設施，轉換A/D后進行PLC再讀模擬信號。

（2）供水系統的控制功能安裝在于供水控制柜，控制系統分為三個部分：PLC系統、電控設備以及變頻器。供水系統需要進行直接采集壓力、報警信號和液位，進行數據信息分析和實施算法控制，得出較為優質的控制方案，控制水泵機組需要通過調節變頻調速器以及接觸器；變頻器是水泵轉速控制的單元是變頻器，其跟蹤供水控制器發送的信號改變了運行頻率，結束了控制轉速。

（3）三臺水泵組成了學校的供水系統，將用戶管網供水。1臺變頻泵和2臺工頻泵組合成了水泵組，變頻調速器控制、調整變頻泵。

1.5 電壓控制系統

如圖3所示的是PLC的變頻恒壓供水電壓控制系統，校園的供水系統所需的硬件設備包括了PLC、PLC擴展板塊、壓力變送器、液位變送器、變頻器以及水泵機組。

2 PLC的I/O端口分配及外圍接線

圖4展示的是PLC的I/O端口分配及外圍接線。

4個數字量和1個模擬量組成了五個輸入量的供水系統，作為模擬量輸入的PLC的擴展模塊以及EM235的模擬量是根據壓力變送器的測量而得。白天和夜間的啟動模式是由開關SA1切換，它是I0.0輸入的開關量；液位變送器測試得到的水位需要轉化成電信號都發送至窗口比較器，上下限的水池水位設定于窗口比較器，當水池的水位超出限制，就會輸出高電平1以及送入I0.1；PLC的I0.2連接著變頻器的故障輸出端口，作為系統故障報警信號；I0.3連接著開關SB7，把它作為試燈信號，一般是手動檢測系統的指示燈運行工作狀態。

供水系統中輸出信號有11個數字量以及一個模擬量。三臺水泵電機的工頻或者是變頻運行信號分別是Q0.0～Q0.5；水位超出限制報警信號為Q1.1；變頻故障報警信號為Q1.2；白天運行模式信號為Q1.3；報警的電鈴信號為Q1.4；變頻器復位控制為Q1.5；模擬信號為QAQW0，模擬信號一般是用于控制變頻器的輸出頻率。

結語

總之，在學校供水系統中的應用PLC控制技術，既能夠為經濟需要提供用水，用能監控區域化網絡，節約了水資源，能夠保障學校的供水效率以及質量，促進經濟的良好發展。高樓層供水問題以及水量大小的問題得到解決，學校的供水緊張的狀況得到緩解，保障了學校的供水系統良好運行，為學校的日常生活以及教學提供了保障。在學校供水系統中的應用PLC控制技術解決了多種問題，值得推廣。

參考文獻

[1]王煜.采用PLC控制的變頻恒壓供水系統設計[D].大連理工大學，2014.

[2]周澤文，鐵永紅.PLC控制技術在峨口鐵礦供水系統管理中的應用[J].現代礦業，2013（09）.