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摘要：变频恒压供水系统能有效减少水体的二次污染，能够满足用户对水资源的需求，最大程度的降低能耗，具有相当广泛的应用前景。其主要优势在于通过变频恒压供水系统以达到节能的目的。通过PLC和变频可以调节水泵的增减以及电机间的转速问题，从而实现恒压供水。这样既能防止能量空耗，还能避免电机在启动时电流对设备的影响。
关键词：变频；恒压；供水系统；PLC
变频恒压供水系统指的是供水管网中即使用水量发生变化，出口压力仍然保持不变的供水方式。为了提高供水的质量，保证水量供应的充足和水压的稳定，我国现代许多建筑都运用了多台水泵构成稳定的恒压供水系统。传统供水系统的提高方式都应用了水塔、高水位的水箱以及气压罐等众多设备，这几种设备的能量消耗比较大并且经济成本非常高【1】。恒压供水系统的主要目的是保证管网水压的恒定。相关的工作人员通常会根据水泵流量的改变对启动水泵电机的转速作相应的改变，如果想让管网的水压保持恒定，那么就必须使用变频器为水泵的电机解决电源问题。
一、变频恒压供水系统的概述
1、变频恒压供水系统原理的概述
变频恒压供水系统主要是运用了比例-积分-微分控制器（PID控制器）调节给定的压力和压力传感器所给压力的反馈，接着利用输出值来控制电动机的转速。PID控制器的调节作用主要是由PLC指令和变频器的PID功能具体实现。
2、变频恒压供水系统优势的概述
根据我国目前的发展情况来看，变频调速技术在逐渐完善，能够得到显著的节能效果以及真实可信并稳定的控制方式，这使得变频调速技术在变频恒压供水系统当中被广泛应用。变频恒压供水系统对水泵的电机实施无极调速，根据我国当前的实际用水量和水压的变化用计算机进行实时监测，供水系统中水泵的转速会自动改变并保持水压恒定以便用来满足人们实际用水需求，这是我国目前最先进也是最合理的节能供水系统。主要的优势包括：2.1变频恒压供水系统具有高效、节能的特性；2.2变频恒压供水系统占地面积相对较小、投入少、效率高；2.3变频恒压供水系统的配置非常灵活多变，且自动化程度高，功能齐全；2.4变频恒压供水系统轴上的平均扭矩和磨损都相对较少，运行合理并操作方便，会使得水泵的寿命大大提高。
3、变频恒压供水系统控制流程的概述
变频恒压供水系统的控制流程主要包括：
首先，要在通电后再启动变频器，这样在通电后就会有显示灯自动显示并提示。在变频器的推动下第一台变频泵开始工作，如果想要控制第一台变频泵的转速就要靠变频器的输出频率来改变。
其次，如果变频恒压供水系统的水量增加时（水压减小），由于实际偏差在逐渐变大，水压的信号反馈就会开始减小。最终会导致变频器的输出频率增大【2】。
接着，若用户的用水量在达到极限值后还想继续增加，那么就要使第一台水泵在保持工频的情况下，系统将会令第二台水泵也开始变频工作，这时系统的水压就会得到相应的调节，直到水压维持到刚开始时的稳定状态。
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最后，若用户的用水量开始下降（水压升高），那么在变频器的输出频率达到下限的前提下，就可以用减少水泵解决问题。在这之中要依据先启先停的原则，先让工频的水泵停止工作。
二、变频恒压供水系统中PLC的实际应用
1、变频恒压供水系统中PLC的结构
变频恒压供水系统中PLC的结构主要包括变频器、水泵、模拟量输入与输出、PLC控制器以及线性压力传感器等原件组成。与此同时，PLC控制器需要和模拟量控制单元以及线性压力传感器组成闭合回路，从而对供水系统进行控制【3】。如果想要对水泵的整体运行状态进行控制那么就要使用PLC控制器，从而确定系统在实际运行过程中水泵实际运行的总数，也可以控制一些相应的面积较大的供水流量。假设控制小面积的供水流量就要使用PLC当中的PID调节器，供水系统变频器相应的控制需要PID调节器，从而调节变频泵的实际速度，这种方法就可以实现对小面积供水流量的控制和调节。
通过变频器对水泵速度进行有效的控制可以改变变频恒压供水系统中水泵的调节方面，根据煤矿的办公区地点和生活区地点实际情况的考察，两个区域的排列相对分散，所以变频恒压供水系统要针对不同的地点选择不同的控制方式。
2、变频恒压供水系统中的控制原理和操作过程
要想使用PLC对系统的压力和速度进行调节，首先就要把出水管口处的压力信号转变成模拟量输出单元的标准才能进行下一步操作。所以，要先通过出水管网处的压力传感器进行调节，再送到模拟量的输出单元并利用PLC进行调节【4】。经由计算和系统给定的压力参数进行比较，得出系统调节参数后再传递到变频器当中，这样可以对需要控制的运行水泵通过变频器进行调节，进而达到供水量的控制功能和调节功能。如果地面上实际的用水量超过了单台泵的实际供水量，就需要依据实际情况运用PLC配置器对工作泵的数量进行相应控制。同时，如果想要调节水泵的转速就需要用到变频器，从而实现变频的恒压供水。
变频恒压供水系统的形式含有两种运行形式，分别是自动运行形式和手动运行形式。手动运行形式就是按下含有相应功能的按钮，进而对水泵的控制工作进行控制。一般情况下，只有在系统变频器出现故障或对供水系统例行检修时才会用手动运行的形式，在正常运行的过程中很少使用手动运行形式。若按下自动运行形式后，水泵就会立即工作，同时存在于供水管网中的压力在逐渐上升，而且系统中的压力传感器会实时测量实际的水压值，并且把水压值输送到PID调节器当中。实际的水压值和设定好的水压值需要进行比较，两者做差得出的值会传输到供水系统的变频器当中，可以通过变频器来调节水泵电机的功率，从而使供水管网的供水系统恒压。
3、变频恒压供水系统的运行结果
经过系统严密的调试，PLC能够实现在实际过程中的具体控制。变频恒压供水系统在启动电源以后要按下手动或自动模式的按钮，如果选择的是手动模式，就可以经过按钮实现对工业污水处理系统中的各电机控制，与此同时，手动按钮所对应的指示灯会亮起来。
若选择的是自动模式，则可以在选择自动模式后实行闭环控制，系统就会依据检测到外部传感器的实际状态引起对设备的启停控制。自动控制系统主要包括：鼓风系统、污泥回流系统。当工作人员打开自动运行的按钮之后，就开始实行自动过程。比如，某市区有一需要马上卖出的房产，由于自来水在平常状态下只能供应到13楼，而实际楼层一共有23层，这时就需要加压提供水资源。所以，该小区的高层在供水方面就需要水泵、高位水箱以及水池组合成供水运行模式的整体，基本上整个小区就可以形成一套变频恒压的供水系统。可以说变频恒压供水系统能够在该房产小区拥有相当程度的实用性和先进性，这也能够达到恒压、稳压和节能的最终目的。
结语：变频恒压供水系统要根据实际情况应用，具体情况具体分析，变频恒压供水控制系统中的PLC需要满足结构合理、经济实惠可靠的性能要求。这样不仅可以让水压保持恒定不变而且安全性能也比较高。因此，相关的工作人员应该根据不同季节的实际用水情况选择不同的压力设定范围，从而达到节能、降水、降耗的效果。与此同时，要实现稳定性和最优化的控制才能在供水系统中被充分实现和应用。笔者认为，变频恒压供水系统中的PLC是能够保证整个供水系统全部完善的重要途径，这项应用应该受到社会上的重视和大力推广，从而实现自身价值。
参考文献：
[1]黄雪东.基于PLC的变频调速恒压供水系统研究[J].科技创业家,2017,21(01):55-56.
[2]刘宜云.基于PLC的泵站供水控制系统的设计[J]排灌机械,2017,11(06):17-19.
[3]毛宗源.变频调速技术在水泵控制系统中的应用[J].电子技术应用, 2018,22(09):38-39.
[4]史钱晶.基于 PLC 的恒压供水系统硬件设计[J].科技创新导报,2018,32(12):45-46.
论文作者:苏家柱
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/7
标签：供水系统论文; 水泵论文; 水压论文; 变频器论文; 系统论文; 用水量论文; 转速论文; 《防护工程》2018年第17期论文;