基于PLC控制变频器恒压供水系统电路图和PLC程序

摘要随着人们对生活水平要求的不断提高和经济社会发展的需求；再加上目前能源的紧缺，严重制约着经济社会的发展。

利用现有的成熟技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然的趋势。

本文介绍了采用PLC控制的变频调速供水系统，由PLC进行逻辑控制，由变频器进行压力调节。

在经过PID运算，通过PLC控制变频与工频的切换，实现闭环自动调节恒压变量供水。

运行结果表明，该系统具有压力稳定，结构简单，工作可靠等特点。

而本设计是针对居民生活用水而设计的。

电动机泵组成由三台水泵组成，由变频器或工频电网供电，根据供水系统出水口的压力和流量来控制变频器电动机泵的速度和切换，使系统运行在最合理的状态，保证按需供水。

关键词：变频器，恒压供水，PLC目录第一章绪论 (4)1.1变频恒压供水系统的国内研究现状 (4)1.2恒压供水系统的基本构成 (5)1.3课题研究的目的和意义 (5)第二章PLC功能选择及应用 (5)2.1 模拟量输入模块的功能及与PLC系统的连接 (5)2.2 模拟量输入模块缓冲存储器（BFM）的分配 (6)2.3 模拟量输出模块的功能及PLC系统连接 (6)2.4变频器的功能选择及原理 (7)2.4.1 变频器的分类及工作原理 (8)2.4.2 变频器硬件选择 (8)2.5压力传感器的作用及使用方法 (9)第三章系统设计 (10)3.1系统要求....................................................................... (10)3.2控制系统的I/O及地址分配 (10)3.3 PLC系统选型 (11)3.4 电器控制系统原理图 (11)3.4.1 主电路图 (11)3.4.2 控制电路图 (12)第四章系统程序设计 (12)4.1系统要求的工作泵组数量管理 (12)4.2程序的结构及程序功能的实现 (13)4.3 系统的运行分析 (14)总结 (14)致谢 (15)参考文献 (15)第一章绪论随着社会经济的迅速发展，水对人民生活与工业生产的影响日益加强，人民对供水的质量和供水系统可靠性的要求不断提高。

河南理工大学毕业设计（论文）说明书河南理工大学毕业设计（论文）说明书摘 要在城市化进程迅速的今天，城市的居住形式主要是生活小区，那么小区供水系统的建设就显得尤为重要。

而且随着城市用水量不断增加，对供水系统的建设提出了更高的要求。

供水的经济性、可靠性、稳定性直接影响到小区住户的正常生活和工作。

本系统是针对居民生活用水而设计的一套由变频器、PLC 、水泵机组等设备组成的自动变频恒压供水控制系统。

该系统将PLC 、变频器、相应的传感器和执行机构有机地结合起来，并发挥各自优势，能够最大程度满足需要，具有运行稳定、操作简单和高效节能等特点。

该系统对变频器内置PID 模块参数进行预置，通过压力传感器对水压的反馈构成闭环控制系统；PID 模块根据用水量的变化调节水泵的输出流量，实现恒压供水，并达到有效节能的目的。

本文首先介绍了采取变频调速方式实现恒压供水相对于传统的阀门控制恒压供水方式的节能原理；其次，对水泵机组的各种供水状态及转换的条件、水泵由变频转工频运行方式的切换过程进行分析，着重研究并提出了基于PLC 和变频器的恒压供水系统的方案，并给出了硬件设计和PLC 控制程序设计。

控制程序设计。

关键词：PLC ；变频调速；恒压供水；变频调速；恒压供水ABSTRACTIn today's rapid urbanization, urban living is mainly living quarters, then the construction of residential water supply system is particularly important. And with the growing urban water demand, water supply systems, the proposed higher requirements. Economics of water supply, reliability and stability to the district residents directly affected the normal life and work.The system is designed for household water set by the frequency converter, PLC, water pump and other equipment consisting of automatic constant pressure water supply control system. System PLC, frequency converter, the corresponding sensors and actuators together organically, and play their respective advantages, the control system easy to operate,not only to the greatest extent to meet the needs of stability and security of its operating performance, simple and convenient mode of operation , and the complete and thoughtful features, will make water saving water, saving, labor saving, high efficiency high-quality final run, reliable, energy-saving purposes. This paper introduces the way to achieve frequency control constant pressure water supply valve control compared to conventional energy-saving principle of constant pressure water supply. Converter built-in PID module on the preset parameters, using hydraulicpressure sensor feedback, closed loop system. According to changes in water consumption, to PID regulation mode, by adjusting the pump output flow, constant pressure water supply and efficient energy. Then it analyzes the state of pump units and conversion of various water conditions, analysis of the pump frequency by the frequency change operating mode of the switch process. Important parts of functional analysis, focusing on research and put forward based on PLC and frequency constant pressure water supply system program, were given control of the hardware design and PLC programming.Keywords: PLC; frequency control; constant pressure water supply目 录1 绪论绪论.......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 11 1.1 研究背景研究背景........................................................................................................ ....................................................................................................... 11 1.2 变频恒压供水系统的国内外研究现状变频恒压供水系统的国内外研究现状 ....................................................... ....................................................... 22 1.3 供水系统安全性讨论供水系统安全性讨论.................................................................................... ................................................................................... 22 1.4 本文的设计思想本文的设计思想............................................................................................ ........................................................................................... 33 2 系统的理论分析及方案的确定系统的理论分析及方案的确定.............................................................................. ............................................................................. 44 2.1 调速方式的比较与选择调速方式的比较与选择 ............................................................................... ............................................................................... 44 2.2 控制系统方案控制系统方案................................................................................................ ............................................................................................... 66 2.3 供水系统的控制流程供水系统的控制流程.................................................................................... ................................................................................... 99 2.4 变频恒压供水系统中加减水泵的条件分析变频恒压供水系统中加减水泵的条件分析.............................................. 11 3 变频恒压供水系统的硬件设计变频恒压供水系统的硬件设计 ........................................................................... ........................................................................... 1313 3.1 PLC 选型及接线选型及接线........................................................................................... .......................................................................................... 1313 3.1.1 PLC 选型选型............................................................................................. ............................................................................................ 1313 3.1.2 PLC 的接线及I/O 分配 (16)3.2 水泵机组选型水泵机组选型 ............................................................................................. ............................................................................................. 1818 3.3 变频器选型及接线变频器选型及接线...................................................................................... ..................................................................................... 1919 3.3.1 变频器选型变频器选型........................................................................................ ....................................................................................... 1919 3.3.2 变频器的接线变频器的接线.................................................................................... ................................................................................... 2323 3.4 PID 调节器 (23)3.5 压力传感器压力传感器.................................................................................................. ................................................................................................. 2525 3.6 系统主电路设计系统主电路设计.......................................................................................... ......................................................................................... 2626 4 系统软件设计系统软件设计........................................................................................................ ....................................................................................................... 2727 4.1 PLC 控制控制 ...................................................................................................... (2727)4.1.1 PLC 程序流程图程序流程图................................................................................. ................................................................................ 2727 4.1.2 手动运行手动运行............................................................................................ ........................................................................................... 2828 4.1.3 自动运行自动运行............................................................................................ ........................................................................................... 2828 4.2 编程及介绍编程及介绍.................................................................................................. ................................................................................................. 2929 4.2.1 总程序的顺序功能图总程序的顺序功能图........................................................................ ....................................................................... 2929 4.2.2 自动运行顺序功能图自动运行顺序功能图........................................................................ ....................................................................... 3030 4.2.3 手动模式顺序功能图手动模式顺序功能图........................................................................ .. (3131)4.2.4 系统程序梯形图设计系统程序梯形图设计....................................................................... ....................................................................... 3232 5 总结与展望总结与展望............................................................................................................ ........................................................................................................... 3333 致 谢........................................................................................................................ ....................................................................................................................... 3434 参考文献参考文献.................................................................................................................... ................................................................................................................... 3535 附录A 系统硬件总图 .............................................................................................. 36 附录B 系统梯形图 .. (37)1 绪论1.1 研究背景在城市化进程迅速的今天，城市的居住形式主要是生活小区，那么小区供水系统的建设就显得尤为重要。

基于PLC 和变频器控制的恒压供水系统摘要本文设计介绍了一种基于PLC和变频器的变频恒压供水系统，由PLC 进行逻辑控制，由变频器进行压力调节。

PLC和变频器作为控制系统的核心部件，经过变频器内部的PID运算，通过PLC控制变频与工频的切换，通过传感器反馈压力信号，实现闭环自动调节恒压供水，基本实现了高质量恒压供水，降低电能损耗，延长了加压泵的使用寿命，通过故障处理基本实现了不间断供水。

关键词PLC；变频器；传感器0 引言在城乡供水系统中，随着高层建筑的广泛建设以及居民小区的规模化发展，原有的高位水塔供水系统已经不能满足恒压供水的要求，采用变频恒压控制是现代供水控制系统的新型方式，变频恒压供水系统可有效地降低“水锤”对泵体冲击、节约电能、维持管网水压恒定、实现无人值守等。

具有较大的经济和社会意义。

本文论述了一种基于PLC的变频恒压供水系统。

利用PLC加以不同功能的传感器、变频器，根据压力传感器测得管网压力的大小及变化来控制加压泵的转速及数量，使水管的压力始终保持在合适的范围内，从而达到恒压供水的目的。

1 恒压供水系统原理恒压供水的基本思路是：采用电机调速装置控制泵的转速，并自动调整泵的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节能的目的。

系统的控制目标是泵站总管的出水压力。

系统任意设定供水压力值，其与反馈总管的压力值通过PID调节后控制调速装置，以调节加压泵的运行速度，从而调节系统的供水压力。

与传统的恒速泵供水系统、水塔高位水箱供水系统和气压罐供水系统相比，调速恒压供水系统具有供水质量高、灵活性强、能耗少、电动机起制动平稳、无水锤效应等优点，从而获得了广泛应用。

2 系统总体设计2.1 系统概况本系统拟在控制2台55kW和3台30kW加压泵相互配合完成恒压供水。

本文将以“一拖三”（一台变频器拖动三台加压泵，加压泵功率为30kW），“一拖二”（一台变频器拖动两台加压泵，加压泵功率为55kW）的设备介绍PLC与变频器组成的恒压供水系统的工作原理。

基于PLC的恒压供水系统任务设计书基于PLC的恒压供水系统任务设计书一、系统概述众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能己成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。

主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象，而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时将会造成能量的浪费，同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。

在此情况下，我们小组讨论并设计了该“基于PLC的恒压供水系统”。

本文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统。

变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器等构成。

本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。

采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。

压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。

二、总体方案设计PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统，该系统的控制流程图如图1所示：图1变频恒压供水系统控制流程图从图中可看出，系统可分为：执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分，具体为：(l) 执行机构：执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，其中由一台变频泵和两台工频泵构成，变频泵是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定；工频泵只运行于启、停两种工作状态，用以在用水量很大（变频泵达到工频运行状态都无法满足用水要求时）的情况下投入工作。

(2) 信号检测机构：在系统控制过程中，需要检测的信号包括管网水压信号、水池水位信号和报警信号。

《PLC应用实验》课程报告班级：控制[专研]-17学号: 2017309030114姓名：董广亮日期：2017.11.201 设计概述本系统是以10层高楼小区供水管网为被控对象，使用变频调速技术，通过闭环控制设计一套高层楼房的恒压供水系统，并使用组态技术对系统实施监控，保证系统安全可靠的运行，使供水设备保持在最佳工况，有问题可以迅速解决。

本系统是由可编程控制器（PLC）、水泵机组、变频器、压力变送器和投入式液位变送器等组成一个闭环控制的调节系统。

变频器通过变频循环的方式来控制水泵机组中的三个水泵电机，即通常说的变频器一拖三的概念。

当1#水泵工作，随着供水官网的压力变小，1#水泵运行到50Hz时，供水量依旧不够，需要增加水泵，系统就让1#水泵脱离变频器进入工频状态，变频器去拖动2#水泵。

为了使供水官网的压力保持恒定状态，变频器需要自动在各个水泵之间切换，水泵之间遵循“先启先停”和“先停先启”的要求。

2 系统的设计分析及方案确定2.2 系统的组成及原理基于PLC的变频恒压供水是由可编程控制器（PLC）、水泵机组、变频器、压力变送器和投入式液位变送器等组成的，采用的是闭环调节控制方式，该系统的泵站图如图2-1。

图2-1 变频恒压供水系统泵站图由供水系统的泵站图，可导出供水系统的工作流程图，如图2-2所示。

管网压力信号图2-2 变频恒压供水系统工作流程图系统主要分为三大机构：执行机构、检测机构、控制机构，这三个机构的功能如下：（1）执行机构：它的作用是接收控制器给出的调节信号，调节被控介质。

在这里是由水泵机组构成的，它接受控制机构送来的信号调节电机转速来改变供水官网的压力。

而这里的水泵机组是由三个变频泵组成的，变频泵通过变频器控制，根据供水官网的压力变化来改变电机的转速。

（2）检测机构：检测分为两个部分，一供水管网的水压，另一个是蓄水池的液位。

水压通过压力变送器检测出来的，压力是一种模拟信号，储存在PLC的寄存器中，需要A/D转换。

基于PLC的恒压供水系统任务设计书基于PLC的恒压供水系统任务设计书一、系统概述众所周知，水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能己成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。

主要表现在用水高峰期，水的供给量常常低于需求量，出现水压降低供不应求的现象，而在用水低峰期，水的供给量常常高于需求量，出现水压升高供过于求的情况，此时将会造成能量的浪费，同时有可能导致水管爆破和用水设备的损坏。

在此情况下，我们小组讨论并设计了该“基于PLC的恒压供水系统”。

本文根据中国城市小区的供水要求，设计了一套基于PLC的变频调速恒压供水系统。

变频恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器等构成。

本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。

采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。

压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。

二、总体方案设计PLC控制变频恒压供水系统主要有变频器、可编程控制器、压力变送器和现场的水泵机组一起组成一个完整的闭环调节系统，该系统的控制流程图如图1所示：图1变频恒压供水系统控制流程图从图中可看出，系统可分为：执行机构、信号检测机构、控制机构三大部分，具体为：(l) 执行机构：执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，其中由一台变频泵和两台工频泵构成，变频泵是由变频调速器控制、可以进行变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定；工频泵只运行于启、停两种工作状态，用以在用水量很大（变频泵达到工频运行状态都无法满足用水要求时）的情况下投入工作。

(2) 信号检测机构：在系统控制过程中，需要检测的信号包括管网水压信号、水池水位信号和报警信号。

基于PLC与变频器实现恒压供水控制系统基于PLC与变频器实现恒压供水控制系统一、项目描述传统的生活及生产供水的方法是通过建造水塔维持水压。

但是，建造水塔需要花费财力，水塔还会造成水的二次污染。

那么，可不可以不借助水塔来实现恒压供水呢？当然可以，但是要解决水压随用水量的大小变化的问题，通常的办法是:用水量大时，增加水泵数量或提高水泵的转动速度以保持管网中的水压不变，用水量小时又需做出相反的调节。

这就是恒压供水的基本思路。

交流变频器的诞生和PLC的运用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。

恒压供水控制系统的基本控制策略采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。

系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入CPU运算处理后，发出控制指令，控制运行变量泵电动机的转速，从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。

恒压供水就是利用变频器的PID或PI功能实现的工业过程的闭环控制。

即将压力控制点测的压力信号(4－20ｍＡ)直接输入到变频器中，由变频器将其与用户设定的压力值进行比较，并通过变频器内置PID运算将结果转换为频率调节信号调整水泵电机的电源频率，从而实现控制水泵转速。

供水系统选用原则水泵扬程应大于实际供水高度，水泵流量总和应大于实际最大供水量。

二、项目要求1.水泵功率：7.5kw.2.恒定压力：3.5mpa三、现恒压供水的方案设计供水系统采用一台三菱（FX2N系列）PLC控制一台三菱(FR-E500)变频器，并通过接触器切换实现一台变频器控制三台水泵的运转，为保证系统的可靠性，本系统采用转换开关来实现工频/变频之间的转换，在变频操作方式下，交流接触器之间采用互锁控制方式，同理，在工频操作方式下，交流接触器之间也采用互锁控制方式。

变频恒压供水一拖二PLC 程序解析——PLC 步进指令应用实例之一一、变频恒压供水系统主电路和控制线路图：PEL3L2L1源电压指示作电流指示泵变频运行泵变频运行泵工频运行泵工频运行制电源体散热风机此系统是2000年前后，由上海博源自动化有限公司制作的（很想念他们，多年未联系了）。

主电路结构为变频一拖二形式。

控制原理简述如下： 系统由变频器、PLC 和两台水泵构成。

利用了变频器控制电路的PID 等相关功能，和PLC 配合实施变频一拖二自动恒压力供水。

具有自动/手动切换功能。

变频故障时，可切换到手动控制水泵运行。

控制过程：水路管网压力低时，变频器启动1#泵，至全速运行一段时间后，由远传压力表来的压力信号仍未到达设定值时，PLC 控制1#泵由变频切换到工运行，然后变频启动2#泵运行，据管网压力情况随机调整2#泵的转速，来达到恒压供水的目的。

当用水量变小，管网压力变高时，2#泵降为零速时，管网压力仍高，则PLC 控制停掉1#工频泵，由2#泵实施恒压供水。

至管网压力又低时，将2#泵由变频切为工频运行，变频器启动1#泵，调整1#泵的转速，维修恒压供水。

如此循环不已。

需要说明一下的是：变频器必须设置好PID 运行的相关参数，和配合PLC 控制的相关工作状态触点输出。

详细调整，参见东元M7200的说明书。

在本例中，须大致调整以下几个参数。

1、设置变频器启/停控制为外部端子运行；2、设置为自由停车方式，以避免变频/工频切换时造成对变频器输出端的冲击；3、设置PID 运行方式，压力设定值由AUX 端子进入。

反馈信号由VIN 端子进入；4、对变频器控制端子——输出端子的设置。

设定RA 、RC 为变频故障时，触点动作输出；设定R2A 、R2C 为变频零速时，触点动作输出；设定DO1、DOG 为变频器全速（频率到达）时，触点动作输出。

变频器零速信号变频器频率到达信手动/自动自动启动自动停止1#泵变频运行2#泵变频运行故障信号输入R200变频器故障信号1#泵工频故障2#泵工频故障变频器运转指令1#泵变频自动运行控制自动/手动控制1#泵工频手动运行控制2#泵变频自动运行控制2#泵工频手动运行控制1#泵变频自动运行2#泵变频自动运行1#泵变频自动运行2#泵变频自动运行1#泵工频运行指示2#泵工频运行指示故障指示上图为PLC 控制接线图。

目录第一部分设计任务与调研 (2)1.1 毕业设计的主要任务 (2)1.2 设计的思路、方法 (2)1.3 调研的目的和总结 (2)第二部分设计说明 (4)2.1恒压供水的理论分析 (4)2.2系统方案设计与论证 (5)2.3变频器的选择 (8)2.4 PLC 的选择 (10)2.5 恒压供水系统 (13)2.6作品的特点 (16)第三部分设计成果 (17)3.1 PLCI/O分配表 (17)3.2外部接线图 (17)3.3变频恒压供水系统主程序流程图： (18)3.4变频恒压供水系统主程序梯形图如图所示： (19)第四部分结束语 (29)第五部分致谢 (30)第六部分参考文献 (31)第一部分设计任务与调研1.1 毕业设计的主要任务设计一城市自来水管网的小区恒压供水系统，系统总共有3台水泵，采用西门子系列变频器，西门子S-200PLC进行控制。

利用PLC，配以不同功能的传感器，根据网管的压力，通过变频器控制水泵的转速，使水管中的压力始终保持在合适的范围。

这种变频恒压供水系统直接取代水塔、高位水箱及传统的气压罐供水装置，电路设计要注意整个系统的电路布局与布线。

安装和调试方法，绘制电气控制原理图，编写ＰＬＣ控制程序。

撰写毕业设计说明书，列出系统的详细设备材料清单。

基本部分控制要求采用变频器与可编程控制器(PLC)构成控制系统，具体要体现恒压供水实质，就是利用变频器的PID或PI功能实现的工业过程的闭环控制。

发挥部分控制要求供水管网压力按时间自动变化。

1.2 设计的思路、方法本系统将PLC、变频器（含PID）、相应的传感器和执行机构有机地结合起来，并发挥各自优势，这个操作方便的自动控制系统，以变频调速为核心，以智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，起动平稳，起动电流可限制在额定电流以内，从而避免了起动时对电网的冲击；由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵和阀门等东西的使用寿命；可以消除起动和停机时的水锤效应。

基于plc的恒压供水系统的设计（恒压供水系统的原理及电气控制要求。

Plc在机电系统中的应用和工作原理.西门子变频器的工作原理MM440。

Plc编程原理及程序设计方法。

电器原理图，接线图。

)一．恒压供水系统的原理1．系统介绍生产生活中的用水量常随时间而变化，季节、昼夜相差很大.用水和供水的不平衡集中体砚在水压上，用水多而供水少则水压低,用水少而供水多则水压高。

以前大多采用传统的水塔、高位水箱或气压罐式增压设备容易造成二次污染，同时也增大了水泵的轴功率和能量损耗.随着电力电子技术的发展变频调速技术广泛应用于送水泵站、加压站、工业给水、小区和高楼供水等供水等领域。

相对于传统的技术而言，它具有节能效益明显、保护功能完善、控制灵活方便等优点。

恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与可编程控制器（PLC)构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行,并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的.系统的控制目标是总管的出水压力及系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较,其差值输入CPU运算处理后,发出控制指令,控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速,从而达到给水总管压力稳定在设定的压力值上。

恒压供水系统由PLC控制器,变频器,触摸屏显示器，压力变送器，水位变送器，软启动器，水泵电机组，电机保护装置以及其他电控设备等构成，如图1所示。

图1 恒压供水系统示意图2．系统构成系统采用了S7—200型PLC (14个输人点，10个输出点)、MM440型变频器、压力传感器及其他控制设备.系统构成如图2所示。

图2 系统构成图压力传感器将用户管网水压信号变成电信号（4一20mA），送给变频器内部PID控制器，PID控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算，并给出信号控制水泵电动机的电压和频率.当用水量较少时,1＃泵在变频器控制下变频运行。

深圳市技成培训学员专用参考资料基于PLC与触摸屏控制的变频恒压供水系统基于PLC与触摸屏控制的变频恒压供水系统1 引言随着3C技术(计算机、通信、控制)与变频技术的不断发展，在居民小区生活用水、工业用水、各类自来水厂、大型厂矿与消防用水等供水系统中，原来均是采用水塔、高位水箱等设备，这些设备不但占地广、投资大，而且越来越不能满足现代化的供水要求。

另一方面，采用传统的方法很难保证供水的实时性，并且由于水泵是采用最大供水量设计的，由于用水高峰时间短，很容易造成能源的浪费以及由于管网压力过大而引起的管网损坏。

本文以永城煤电集团水厂的控制系统为例，介绍一种基于PLC与触摸屏控制的恒压供水系统。

2 系统简介永城煤电集团水厂变频恒压供水系统由PLC控制器、两台变频调速器、软启动器、触摸屏显示器、交流接触器、热继电器、压力变送器、水位变送器、流量变送器等其他电控设备以及4台75kW水泵与一台45kW的小水泵组成，如图1所示。

图1 恒压供水系统图在供水系统的蓄水池中安装水位变送器，在总出水管安装压力变送器与流量变送器，检测出水位、压力与流量，转换成4~20mA的信号，输入到PLC的模拟量输入模块，将检测到的压力信号与通过触摸屏设置的压力经过PID运算，通过控制变频器的输出频率来调整水泵电机的转速,以达到保持水压的恒定;同时通过水位检测，根据水位的高低来开启水源井的多少与调节反渗透系统的产水能力。

同时，在触摸屏显示器上可以显示各个电机的电流、频率、水位、水压、工频与变频运行的时间以及各泵的运行状态。

系统信息还可以通过企业的Intranet网发布到网络上，通过网络进行系统的远程诊断与控制。

3 控制对象根据永城煤电集团水厂供水系统现场的实时情况，控制水厂现场设备(泵、阀门等)的开、关、停、运行;电磁阀的开启、关闭;各水源井的开启、停止;变频器的启动/停止，以实现水厂恒压供水的自动控制。

4 系统工作原理该系统具有手动与自动两种运行方式:4.1 手动运行方式选择手动运行方式时，根据需要，通过按启动与停止按钮，来控制各水泵。

1 引言恒压供水系统对于某些工业或特殊用户是非常重要的，例如在某些生产过程中，若自来水供水压力不足或短时断水，可能会影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。

又如当发生火警时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。

所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。

基于上述情况对某生活区供水系统进行了改造，采用PLC作为中心控制单元，利用变频器与PID 相结合，根据系统状态可快速调整供水系统的工作压力，达到恒压供水的目的，提高了系统的工作稳定性，得到了良好的控制效果。

2 系统结构与工作原理供水系统由主供水回路、备用回路、储水池及泵房组成，其中泵房装有1#～3#共3台150kW泵机。

另外，还有多个电动闸阀或电动蝶阀控制各供水回路和水流量。

由于该供水网较大，系统需要供水量每小时开2台泵机向管网充压，供水量大时，开3台泵机同时向管网充压。

要想维持供水网的压力不变，在管网系统的管道上安装了压力变送器作为反馈元件，为控制系统提供反馈信号，由于供水系统管道长、管径大，管网的充压比较慢，故系统是一个大滞后系统，不宜直接采用PID调节器进行控制，而应采用PLC参与控制的方式来实现对控制系统调节作用。

可编程序控制器选择日本松下FP1-C40型，且配有A/D和D/A模块，其原理框图如图1所示。

变频器选择FRN1 60G7P-4实现电动机的调速运行。

控制系统主要由PLC、变频器、切换继电器、压力传感器等部分组成。

控制核心单元PLC根据手动设定压力信号与现场压力传感器的反馈信号经PLC的分析和计算，得到压力偏差和压力偏差的变化率，经过PID运算后，PLC将0～5V的模拟信号输出到变频器，用以调节电机的转速以及进行电机的软起动;PLC通过比较模拟量输出与压力偏差的值，通过I/O端口开关量的输出驱动切换继电器组，以此来协调投入工作的电机台数，并完成电机的起停、变频与工频的切换。

通过调整电机组中投入工作的电机台数和控制电机组中一台电机的变频转速，使动力系统的工作压力稳定，进而达到恒压供水的目的。

目录摘要 (1)一、引言 (1)二、系统组成及实现原理 (1)三、控制系统硬件设计 (2)四、系统软件设计 (5)五、变频恒压供水系统的构成及原理 (6)六、设备选型说明 (6)七、系统简介 (7)八、系统方案 (7)九、系统实现功能 (9)十、系统构成及其参数 (10)十一、系统工作原理 (10)十二、功能预置及保护功能 (11)十三、系统主要性能与特点 (12)十四、实施效果 (12)总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)PLC与变频器控制的自动恒压供水系统摘要：介绍了一种恒压供水系统的构成及设计原理，系统采用变频器和智能供水控制器，无级调节水泵的转速，并能根据设定的水压确定循环软启动水泵的数量，从而使水压维持恒定。

运行结果表明，循环软启动的平稳切换能有效地减小系统的机械、电气冲击，切换时压力波动很小，而且丰富的功能指令和自动报警保护措施显著延长了水泵机组等和元器件的寿命。

水泵作为供水工程中的通用机械，消耗着大量的能源，电耗往往占制水成本的60%以上，在我国，每年水泵的电能消耗占电能总消耗的21%。

为了节约降耗，必须采取调节措施使泵站适应负荷变化的运行。

关键词：自动控制技术；变频调速；恒压供水；循环软启动；P I D自整定一、引言随着变频器技术的日益成熟，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。

变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，在小区供水和工厂供水控制中发挥了很大的作用。

根据某洗衣机进水电磁阀生产厂家的需要，为了给该厂电磁阀性能测试生产线提供基准恒压水源，本文利用PLC控制技术和变频调速技术设计的全自动恒压供水系统,能较好地满足生产需求，水压精度较高。

为了不浪费水资源，系统还具有自动水循环功能。

二、系统组成及实现原理恒压供水的基本控制策略是：采用可编程控制器(plc)与变频调速装置构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，即根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速和水泵的数量,自动补偿用水量的变化，以保证供水管网的压力保持在设定值,既可以满足生产供水要求，还可节约电能，使系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。

摘PLC＋变频器的一拖四恒压供水控制系统应用要：本文介绍了变频器在某生活小区双恒压供水系统中的应用情况。

1.引言本文是针对某生活小区实际情况，结合用户生活/消防双恒压供水控制的要求，我们进行改造的一些心得。

现将其中的改造情况介绍如下。

作为变频器在供水控制应用中的案例系列篇。

2.用户现场情况如图1所示，市网自来水用高低水位控制器EQ来控制注水阀YV1，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动向水箱注水。

水池的高低水位信号也直接送给PLC，作为水位报警。

为了保持供水的连续性，水位上、下限传感器高低距离较少。

生活用水和消防用水共用四台泵，平时电磁阀YV2处于失电状态，关闭消防管网，四台泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，维持生活用水低恒压。

当有火灾发生时，电磁阀YV2得电，关闭生活用水管网，四台泵供消防用水使用，并维持消防用水的高恒压值。

火灾结束后，四台泵改为生活供水使用。

图1 生活/消防双恒压供水系统示意图1现场设备参数如下:型号65-315(I)A3流量50m/h扬程90m效率56%转速2900r/min电机功率22KW水泵台数4台3.系统控制要求用户对四泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是：⑴生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行。

⑵四台泵根据恒压的需要，采取先开先停的原则接入和退出。

⑶在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过1天，则要切换下一台泵，系统具有倒泵功能，避免一台泵工作时间过长。

⑷四台泵在启动时都要有软启动功能。

⑸要有完善的报警功能。

⑹对泵的操作要有手动控制功能；手动只在应急或检修时使用。

4设备选型（1）JD-BP32-XF型供水变频器JD-BP32-XF型是山东新电子公司推出的专用于供水变频器，使用空间电压矢量控制技术适用于各类自控场合。

在恒压供水中可以采用这类变频器。

JD-BP32-XF型变频器除具有变频器的一般特性外，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运行上限、下限频率（可以任意设定），可以方便地进行双压力控制，内置智能PI控制，以上功能非常适用于供水控制要求。

PLC+风光变频器的小区恒压供水控制应用实例(二)5电气操纵系统原理图电气操纵系统原理图包含主电路图、操纵电路图及PLC外围接线图三部分。

（1）主电路图如图2所示为电控系统主电路。

二台电机分别为M1、M2。

接触器KM1、KM3，分别操纵M1、M2的工频运行；接触器KM2、KM4，分别操纵M1、M2的变频运行；FR1、FR2分别为二台水泵电机过载保护用的热继电器；QS1、QS2与QS3分别为变频器与二台泵电机主电路的隔离开关；FU1、FU2为主电路的熔断器；BPQ为风光供水专用变频器。

（2）操纵电路图如图3所示为电控系统电路。

图中SA为手动/自动转换开关，SA打在1的位置为手动操纵状态，打在2的状态为自动操纵状态。

手动运行时，可用按钮SB1~SB6操纵二台泵的起/停与电磁阀YV2的通/断；自动运行时，系统在PLC程序操纵下运行。

图中的HL8为自动运行状态电源指示灯。

（3）PLC接线图(4)I/Of分配图器件地址功能器件地址功能VB400变频工作泵的泵号M0.4复位当前变频泵运行脉冲VB401工频运行泵的台数M0.5当前泵工频运行启动脉冲VD410倒泵时间存储器M0.6新泵变频启动脉冲T33工/变频转换逻辑操纵M2.0泵工/变频转换逻辑操纵T34工/变频转换逻辑操纵M2.1泵工/变频转换逻辑操纵T37工频泵增泵推断时间操纵M2.2泵工/变频转换逻辑操纵T38工频泵减泵推断时间操纵M3.0故障信号汇总T39工/变频转换逻辑操纵M3.1水位下限故障逻辑M0.0故障结束脉冲信号M3.2水位下限故障消铃逻辑M0.1泵变频启动脉冲M3.3变频器故障消铃逻辑M0.2-M3.4火灾消铃逻辑M0.3倒泵变频启动脉冲生活/消防双恒压的两个恒压值是我公司生产的风光供水专用变频器直接设定的。

在本实例中，根据用户要求，生活压力设定为0.35MPa,消防压力设定为0.60MPa。

压力低、压力高信号分别由变频器内部主控板14脚、15脚给出。