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系统简介为改善生产环境，某公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水2.5万顿的供水系统，分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。
根据公司用水需求特点，从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门，一部分则需通过加压泵输送到高位水池，而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。
同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里，高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。
鉴于以上特点，从技术可靠和经济实用角度综合考虑，我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统，同时通过主水管线压力传递较经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。
系统方案系统主要由三菱公司的PLC控制器、ABB公司的变频器、施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成（见图1）。
抽水泵系统整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台，90KW深井泵电机两台，采用变频器循环工作方式，六台电机均可设置在变频方式下工作。
采用一台150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。
当变频器工作在50HZ，管网压力仍然低于系统设定的下限时，软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行，当压力达到高限时，自动停掉工频运行电机。
一次主电路接线图如下：系统为每台电机配备电机保护器，是因为电机功率较大，在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也不能保证管网的压和稳定时，控制器的压力下限信号与变频器的高速信号同时被PLC检测到，PLC自动将原工作在变频状态下泵投入到工频运行，以保持压力的连续性，同时将一台备用的泵用变频器起动后投入运行，以加大管网的供水量保证压力稳定。
若两台泵运转仍，则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行，而将另一台备用泵投入变频运行。
当用水量减少时，首先表现为变频器已工作在最低速信号有效，这时压力上限信号如仍出现，PLC首先将工频运行的泵停掉，以减少供水量。
小区恒压供水系统小区恒压供水系统的工作原理是根据用户用水量变化自动调节运行水泵台数和一台水泵转速，使水泵出口压力保持恒定。
恒压供水设备当用户用水量小于一台水泵出水量时，控制系统根据用水量的变化有一台水泵变频调整运行，当用水量增加时管道系统内压力下降，这时压力传感器把检测到的信号传送给微机控制单元，通过微机运行判断，发出指令到变频器，控制水泵电机，使转速加快以保证系统压力恒定，反之当用水量减少时，使水泵转速减慢，以保持恒压。
当用水量大于一台泵出水时，第一台泵切换到工频运行，第二台泵开始变频调整运行，当用水量大于两台泵出水量时，将自动停止一台或二台泵运行。
在整个运行过程中，恒压供水设备始终保持系统恒压不变，使水泵始终工作在高效区，既保证用户恒压供水，又节省电能。
小区恒压供水系统的应用范围：1、新建的住宅、别墅、写字楼、综合楼生活供水。
2、高层建筑、消防用水、高级宾馆饭店等的生活供水。
3、气压给水,地面水池加压等传统供水系统改造。
4、各种类型的循环水、冷却水供应系统。
5、自来水压力不能满足要求的生活、消防加压供水等。
6、自来水厂的中间加压泵站、自来水二次增压。
小区恒压供水系统特点:1.采用可编程控制器，程序灵活多变，精度高，可靠性强，功能多，反映速度块。
2.大型机组均配有稳压泵或稳压罐稳压，在用水量小到一定值时，主泵可停止运转，减少水泵电机的机械磨损并且节约电能.3.对水泵均为软启动，延长恒压供水设备寿命，消除了启动电流对电网的冲击。
4.根据用水量的变化，水泵循环变频运行，先启的先停，使水泵均衡工作。
当一台泵运转六小时或二十四小时，自动切换到另一台。
5.最大的特点为双恒压控制，生活消防可公用的一套设备，为用户节约投资。
而且一机两用，大大的提高了使用效率。
6. 设备结构紧凑，占地面积小，安装块，投资省，运行稳定,无污染。
小区恒压供水系统硬件构成:系统采用压力传感器、PLC和瑞士ABB变频器作为中心控制装置，实现所需功能。
恒压供水系统包括恒压供水通用和专用（含远程压力表和压力传感器接线图）图7 恒压供水原理图3.2.1 通用型恒压供水系统实例一：恒压供水用户要求：外接开关控制变频器启停，供水压力保持恒定实现：管道上安装远传压力表（三根线，分别接GND、+10V和AI2），变频器根据压力表反馈回来的压力值进行PID调节，从而实现水压恒定，当设定频率低于下限下限频率时，变频器进入休眠状态，当设定频率高于下限频率超过休眠唤醒时间，变频器重新运行。
参数设置方法（以RF300A变频器为例）：P0.01 设置为1端子指令通道P0.05 设置为20.00 下限频率P0.07 设置为6 PID控制设定P1.12 设置为2 频率低于下限时进入休眠状态P1.13 设置为5.0 休眠唤醒时间P1.16 设置为1 上电端子控制有效P9.00 设置为0 PID给定源：键盘设定P9.01 设置为30.0 PID给定值（根据实际情况调节大小）P9.02 设置为1 PID反馈源设定为AI2通道P7.06设置为0613 运行时按移位键依次显示运行频率、设定频率、输出电流、PID 给定值、PID 反馈值P7.08设置为0031 停机时依次显示设定频率、PID 给定值、PID 反馈值如何方便确定PID 的给定值？将面板电位器拧到最大，P0.01设置为0（面板控制运行），P0.07设置为1（频率通道为AI1），按运行键，观察压力表压力上升，同时按移位键至PID 反馈值观察，等压力表的数值到达预定的压力后，记下PID 的反馈值，这时的数值即为PID 要设置的设定值，注意检查10V 和GND 有没有接反（压力值上升时，压力表输出端阻值应增大，如果减小说明10V 和GND 接反）；最后将P0.01设置为1，P0.07设置为6。
如何解决PID 控制模式下加休眠后，启动会有延时的现象？原因：启动后，由于PID 调节过程，频率由0开始上升到下限频率才运行，导致有延时； 处理方法：1、 加大比例增益参数（不可过大，否则会导致频率震荡）或者降低下限频率；3.2.2 供水专用型变频器基本功能描述本说明书对应V1.00版本程序，通过P7.13来查看版本号；11图10 一拖二供水小板接线图显示内容：HZ灯亮显示频率；（单位为频率）A灯亮显示设定压力；（单位为公斤）V灯亮显示反馈压力；（单位为公斤）通过手持板上的“移位”键来选择；在运行状态下，切换到显示频率的状态，同时按“确认”键和“上升”键会显示电流；设置压力方法：显示设定压力，即A灯亮时，按住“确认”键，按一下“上升”或者“下降”，那么设定压力会自动变化，此时即可以松手了。
摘要本论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,并利用组态软件开发良好的运行管理界面。
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、工控机等构成。
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。
通过工控机与PLC的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。
关键词：变频调速，恒压供水，PLC，组态软1 绪论1.1 课题的提出水和电是人类生活、生产中不可缺少的重要物质，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能源短缺的国家，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，自动化程度较低，而随着我国社会经济的发展，人们生活水平的不断提高，以及住房制度改革的不断深入，城市中各类小区建设发展十分迅速，同时也对小区的基础设施建设提出了更高的要求。
小区供水系统的建设是其中的一个重要方面，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到小区住户的正常工作和生活，也直接体现了小区物业管理水平的高低。
传统的小区供水方式有：恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等方式，其优、缺点如下[1]：(1) 恒速泵加压供水方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，破坏性大，目前较少采用。
(2) 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，而出水压力无谓的增高，也使浪费加大，从而限制了其发展。
变频恒压供水系统主电路和控制线路图变频恒压供水系统主电路和控制线路图：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。
需要明说一下的是：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的明说书。
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。
上图为PLC控制接线图。
水泵和变频器的故障信号未经PLC处理，而是汇总给继电器KA2。
其手动/自动的切换控制继电器KA1来切换。
变频/工频的运行由接触器触点来互锁，以提高运行安全性。
可以看出，R2A和DO1是PLC的两个关键输入信号。
在PLC的控制动作输出中，对变频到工频的切换是通过DO1（变频器零速信号）来进行的；对工频到变频的切换是通过R2A（变频器频率到达信号）来进行的。
