基于PLC的校園恒壓供水控制系統設計

孫莉 姜昌平

【摘 ?要】供水系統的設計是基于S7-200系列PLC來進行的。為了解決校園供水過程中所有的節能的問題，本文提出了基于PLC的恒壓變頻供水的一個方案。由變頻器頻率以及對輸出電壓的實時控制，從而改變水泵出水量。在系統設計的部分，介紹了選取軟硬件型號，繪制了軟件系統的流程圖及設計程序梯形圖，自動控制供水流程符合供水系統的需求，基本滿足校園日常用水需求。

【關鍵詞】PLC;變頻器;恒壓供水

隨著人口數量的連年增長，國家開辦了越來越多的學校，校園供水能力對決定著學校全體師生的生活質量，供水需求量持續增加，同時也對供水的安全性和可靠性提出了更高的要求。本文針對校園生活供水問題，設計了一套可自由調控的恒壓供水控制系統，目的是有效改善學校師生的用水現狀。

1恒壓供水系統的設計要求

（1）開機上電，正常工作的流程工作在壓力低于允許的范圍內，水泵開始變頻運行。

（2）正常運行后，水泵變頻運行，如果壓力低于設定值，變頻泵的頻率達到50后，超過了十秒，開啟下一個水泵的變頻，復位初始水泵變頻。下一次判斷壓力值小于設定值時，切換變頻水泵為工頻運行，且開啟下一水泵變頻運行（為了錯開同一臺水泵從變頻到工頻的轉換），依此類推正常工作運行。

（3）如果開機上電初始水泵產生故障，壓力低于下限，通過判斷后，檢測下一水泵的狀態，無故障就轉到下一泵的運行，若有故障，再轉到下一泵判斷有無故障后選擇是否運行。

（4）當水泵判斷無故障運行時，下一水泵無故障就開始變頻運行，上一個水泵變頻切換工頻運行，以此類推。

（5）當檢測水泵只有初始泵無故障變頻運行時，就保持初始泵的變頻運行。

（6）壓力值若低于下限且變頻器的輸出為0時，延時五秒后復位水泵工頻，根據正在工作的水泵數量以及工作狀態來確定在什么時候停止工作。

（7）水泵變頻運行超過八小時，復位水泵，開啟下一個水泵的變頻運行。

2設計

2.1恒壓供水系統的系統構成

恒壓供水的系統如圖1所示，它通過CPU周期收集各種主信號，壓力傳感器信號和其他相關的模擬信號，并進行算術處理以獲得輸出響應控制變頻控制器，從而完成相關設備的運行，停止和速度控制。

2.2 ?變頻器參數設置和調試

參數的過濾與選擇使用者所訪問的級別為p0010以及p0003是變頻器兩個重要參數（這兩個參數的設定值比較高p0010=1，然后再從其中選取一個變頻器進行快速的調試）。mm430共包含了專家、標準、以及拓寬這三個主要的用戶瀏覽層。只能在電視機上看到少量的參數是因為大多數這些參數的數值都是在對變頻器進行快速調試的情況下，由于其較低的存取度級導致了自動計算或者是缺省所需要設置結果。

p0010=1：為了使得變頻器迅速進行調試;p0003：利用用戶訪問層次的參數表來自動選取該類型的參數，之后還是可以將其運用到自己定義的參數列表中。在設定p3900=1前就完成了快速調試的全部步驟，這樣就方便了計算出與電動機相關的數據。設定P3900=1的同時，完成快速調試后，變頻器可運行（快速調試時才成立）。根據控制系統的需求，變頻器參數設置表如表3-1所示。

2.3 ?PLC的I/O配置

該供水系統的控制信號主要包括數字輸入，例如各種按鈕，旋鈕和開關。本設計在PLC種總共使用了 9個數字量輸入以及11個輸出口;PLC I/O口的分配如表1所示。

3 ?結論

本文主要從校園用水需求與控制目標出發，進行了整個供水系統的方案設計，通過對恒壓供水的控制策略研究論證了控制方案的可行性，最后通過對校園生活供水系統的硬件設計制作以及校園生活供水系統的控制系統的設計。本次設計基本實現了預先設計所包含的功能，其中包括了供水系統的變頻運行、變頻/工頻切換、水泵電機換機、水泵故障時系統的檢測和運行以及機器的復位功能。同時對觸摸屏監控進行了設計，使功能得到了完善，對于控制供水系統有了一個更好的保證。

參考文獻：

[1]金建軍. 基于PLC的校園恒壓供水控制系統設計[D].浙江工業大學，2019.

[2]龔真蕊. 恒壓供水PLC控制系統設計與實現[D].山西農業大學，2016.

[3]張光建.基于PLC的住宅小區變頻恒壓供水控制系統設計研究[J].自動化與儀器儀表，2015（10）：232-234.

（作者單位：山東協和學院工學院）