西门子S LC+变频一拖三恒压供水全套工艺图

采用plc控制的变频器一拖三恒压供水技术方案采用PLC控制的变频器一拖三恒压供水技术方案1. 系统控制要求;1.1 实现变频器一拖三控制并可手动/自动切换;1.2自动状态运行时系统启动一台泵后，当压力无法达到设定压力时，系统自动启动第二台泵，当压力还是无法达到设定压力时，系统自动启动第三台泵;当出口压力高于设定压力时应尽快切除掉一台泵………或两台泵，直到满足设定压力为止。

1.3手动状态时，要求手动启/停每一台泵，用于检修及应急;1.4 低液位时，停所有泵并声音及指示灯报警;1.5 管网压力如果大于设定值上限，所有泵停，直至压力下降然后按设定重新逐一启动水泵。

1.6 三台泵均具备软启动功能。

电气原理图:2. 设备选型:2.1 PLC系统选型:选用台湾亚瑞电子(南京)有限公司生产的SR-22MRD 可编程控制器。

该控制器具备14点DC输入，8点模拟量输入端口，模拟量输入端口为DC0—10V(精度为0.1V);8点继电器输出(负载能力为:感性负载2A，非感性负载10A)。

2.2 压力变送器的选择:可选择三线制电压型压力变送器，带LCD数显表头。

压力范围在10Kpa-60Mpa。

2.3 液位开关选用供液电极型液位开关。

2.4 变频器:风机水泵型变频器。

3.电气控制原理及PLC程序说明:3.1 电气控制原理图如图。

3台水泵电机为 M1,M2,M3。

KM1,KM3,KM5分别控制三台泵工频运行;KM2,KM4,KM6分别控制三台泵变频运行。

电路设计为互锁功能。

每台泵均有热继电器作电机过载保护。

QF1-4分别为变频器、泵主回路隔离开关。

QF5为PLC及控制回路提供电源。

SA为手动/自动切换旋纽，打到1位置启动PLC 按设计程序自动运行;打到2位置为手动启动单台泵运行，用于检修、紧急状态下使用。

HL3-HL8为运行状态指示。

HL2为水箱位置报警指示。

3.2 PLC I/0地址及功能如图3.3 程序文字简介:SA旋钮置于自动位置，PLC运行准备。

ACS恒压供水一拖三系统图及参数表正式版ACS510/550恒压供水一拖三接线及调试一、变频器接线图系统图参见ACS510手册P126、P127二、参数设置及说明此图的给定信号来自变频器内部9902=>7(PFC控制宏)或15（SPFC控制宏）9905=>电机额定电压9906=>电机额定电流（选取三电机中最大值）9907=>电机额定频率9908=>电机额定转速9907=>电机额定功率（选取三电机中最大值）1002=>6（DI6）1003=>1（FORW ARD）1102=>7（EXT2）1304=>如压力表是4~20mA，应设为41401、1402、1403=>31（PFC）1601=>2（DI2）4010=>194011=>定义内部给值8117=>2（辅机数量）8718=>自动切换间隔（>0才有效）8120=>38123=>2（循环软启）8127=>3（电机数量）8109（起动频率）、8112（停止频率）、8115（辅机起动延时时间）8115（辅机停止延时时间）=>说明：f最小 <8112<8109<f最大81组其余参数请结合ACS510手册及现场实际设置如需要睡眠功能：4022=>7（内部）4023=>说明：f最小<40234024、4026=>睡眠延时、唤醒延时4025=>唤醒偏差三、循环工作时序：1、ROI（继电器1）吸合，这样接触器K1也吸合，M1变频起动。

2、如果压力不够，准备将M2投入。

于是：●变频器暂时停机，RO1断开，K1断开；●RO2吸合，因此K2吸合，M2投入变频；●RO1吸合，因此K1.1吸合保持，M1投入工频。

3、如果压力还不够，准备将M3投入，于是：●变频器暂时停机，RO2断开，因此K2断开，K1.1保持，M1继续工频运行●RO3吸合，因此K3吸合，M3变频●RO2吸合，因此K2.1吸合并保持，M2投入工频4、如果此时M1、M2工频运行，M3变频，实际压力高于给定压力●RO1断开，这时K1.1掉电，M1停止工频运行5、如果实际压力仍高于给定压力●RO2断开，这时K2.1掉电，M2停止工频运行，只有M3变频运行6、如果此时压力又不够，这时：●RO3断开，K3断开停止变频器运行●RO1闭合，K1吸合，M1变频运行●RO闭合，K3.1吸合并保持，M3工频运行7、注意：在电机起动之前，可以随意将S1、S2和S3开关拨动零位和手动位，这样变频器就找不到该位的电机。

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。

课题的意义及应用背景在我国，节电节水的潜力非常大。

据有关国际组织发表的资料显示:中国的单位国民经济总产值所消耗的电是美国、德国等的4倍左右，消耗的水是他们的2倍左右。

我国的大量用电设备中，风机和泵类电机的耗电量占全国发电量的50%左右,若推广新型电机调速技术,可节电40%左右,即可以节约全国发电量的1/5。

因此,在我国一方面水电供应紧张,而另一方面,水电的浪费又十分惊人.节电节水,不仅潜力巨大,而且意义深远。

恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。

在实际应用中得到了很大的发展。

随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。

充分利用变频器内置的各种功能，对合理设计变频调速恒压供。

本文研究的内容本文设计了一个以可编程控制器(PLC)为控制核心，CIMRG7系列变频器为执行元件，采用PID 调节仪控制水泵电机转速，即可调节出口管网压力，使之达到用户期望的恒定压力的系统。

其中主要内容包括恒压供水原理、PLC原理、变频调速原理，通过设置几个主要器件I/O参数，实现PLC、变频器、压力传感器之间的通讯、控制功能。

任务用PLC、变频器、PID调节仪、压力传感器及低压部件组成PLC控制变频调速恒压供水自动控制系统，并使系统达到工艺要求的性能指标。

系统技术指标出口管网压力：恒定在400KPa（4公斤）左右，可调；水泵运行时间：全天候长期运行。

系统的组成和基本工作原理系统由水泵机组、变频器、控制柜（内含PID控制器、PLC和变频器）、压力传感器、管路系统等构成。

系统控制75KW水泵3台，系统控制组成框图如图：基本工作原理：输入电路由传感器及其压力变送器组成，它输出标准的4-20mA 电流，并将其送给PID调节仪，经过其PID算法的运算，输出作为变频器的的输入来控制电机的转速，以来达到恒压供水的目的。

一拖三恒压供水方案一拖三恒压供水方案是一种高效、便捷、节能的供水系统解决方案。

它的设计理念是通过将一个水泵与三个恒压变频器相结合，实现对三个不同水压需求区域的供水控制，确保每个区域的供水需求得到满足。

本文将详细介绍一拖三恒压供水方案的原理、优势和适用场景。

一、方案原理一拖三恒压供水方案采用了恒压变频技术，通过调节水泵的转速来实现恒压供水。

具体而言，方案将一个主水泵与三个恒压变频器相连接，每个变频器控制一个区域的供水。

当某个区域的供水需求发生变化时，相应的变频器会自动调节水泵的转速，以保持该区域的水压恒定。

这种供水方案能够根据实际需求实时调整水泵的运行状态，提高供水系统的稳定性和效率。

二、方案优势1. 灵活性：一拖三恒压供水方案适用于各种不同水压需求的场景。

通过调整恒压变频器的参数，可以实现对不同区域的精准控制，保证每个区域的供水压力恒定。

2. 节能环保：方案采用变频调速技术，可以根据实际需求调整水泵的转速，避免了传统方法中常见的频繁启停现象，降低了能耗。

同时，恒压供水方案能够减少供水过程中的压力波动，降低了水泵的能耗，有利于保护环境。

3. 维护成本低：一拖三恒压供水方案的设备维护成本相对较低。

恒压变频器具有自动报警、故障诊断等功能，可以提前预警并自动记录故障信息，减少了维护人员的巡检和维护时间，降低了运维成本。

4. 稳定可靠：采用了一拖三的供水方案，即一台水泵供水给三个区域，并配备相应的恒压变频器，使得整个供水系统更加稳定可靠。

即使其中一个区域的水泵故障，其他区域的供水依然能够正常进行，大大提高了供水系统的可靠性。

三、适用场景一拖三恒压供水方案适用于各类供水系统，特别是在以下场景中有显著优势：1. 大型住宅小区：大型住宅小区通常包含多个楼栋和不同水压需求的住户。

通过采用一拖三恒压供水方案，可以根据不同楼栋、不同住户的供水需求，实现精确的水压控制，提高居民的供水质量和舒适度。

2. 商业综合体：商业综合体中常常包含商场、写字楼等多个区域，每个区域的供水需求不同。

1 引言随着电力电子及自动控制技术的快速发展，变频调速技术日益成熟，并以其优越的调速性能和强大的控制功能在各个领域得到了广泛的应用。

利用变频调速技术的恒压供水设备因为其高品质的供水质量、稳定的工作性能以及节约能源等优点，目前已经在供水行业得到了普遍的应用。

西门子mm430是一款专门为风机和水泵设计的变频器，具有丰富的软件设置参数，可以扩展实现多种功能，能够适应各种复杂工况下的需要。

通过对mm430的pid参数设定，可以在不增加任何外在设备的条件下，实现供水压力的恒定，提高供水质量，同时减少能量损耗。

以往的恒压供水设备，往往采用带有模入/模出的可编程控制器或pid调节器，pid算法编程难度大，设备成本高，调试困难。

mm430系列变频器内置的pid功能，可以进行精确的pid控制，不仅节省了安装调试时间，还有效的降低了设备成本，是进行此类控制的首选。

威英智通公司是专门从事节电技术研究、节电产品开发的技术型公司。

以改变中国高耗电、低效率的现状为己任，为各个领域的用户提供全面的节电解决方案，在保证用户正常安全用电的同时，有效节约电能。

威英智通的照明和动力节电技术和产品，通过探索与实践，已成功广泛地应用于宾馆、商场、超市、学校、工矿企业、市政等各种用电场所。

2 pid调节的原理恒压供水的最终目标就是要使末端压力稳定在一个压力点上，由于用水量是不定时变化的，这就要求供水量要实时跟随用水量变化，并对此做出快速响应，普通的开环控制无法满足这一要求，必须采用一种快速响应的闭环控制方法来实现。

pid调节是实现这种要求的最好方法。

pid控制是比例、积分、微分控制的简称，因为其控制的稳定性好，结构简单，参数调整方便，在工程控制中广泛应用。

pid调节是根据反馈值与设定值之间的差异，按照预先设定好的比例、积分、微分参数，自动计算输出一个最合适的值来驱动系统工作，从而减少这个差异，直至反馈值与设定值相同，误差为零，也就是使负载最终稳定在一个工作点上，它是一个自动跟踪的闭环控制系统。

“一拖三”变频改造方案实现厂区恒压供水摘要针对原供水系统存在的问题，对生产区循环加压泵供水系统进行了变频技术改造，以降低成本，提高供水质量及工作效率。

关键字变频器；水泵；恒压供水；改造1 概述中铝青海分公司供水加压泵站由一、二期泵站构成，共计有加压泵10 台套，一、二期各5 台套，每年供水600多万t。

正常情况下，两个独立控制的泵站的水泵均为三用两备运行状态。

1.1 设备现状一期泵站1986年投产，已连续运行20年。

5台水泵型号为150S78A，流量为144 m3/h，扬程为62 m，配用电机型号为JO2-82-2，功率为40 kW；二期泵站1990年8 月投产，已连续运行16 年。

5 台水泵型号为6SH-6A，流为量180 m3/h，扬程为55 m，配用电机型号为JO2-82-2，功率为45 kW。

1.2 存在问题1）水泵运行年限较长，设备严重老化，故障率高。

由于没有相应的备品备件供应，所以维修困难。

已影响平稳供水，对分公司安全生产构成威胁。

2）JO2 系列电机是非节能产品，是属国家明令淘汰的电机产品。

3）由于用水量不稳定，水压忽高忽低，水压高时易使供水管网破裂，水压低时不能满足生产生活需要。

所以必须及时调整水泵水压，但由于水泵控制分散在两个控制室，造成水泵水压调整不便。

4）由于是两个泵站，所以必须有两组人员看守、操作泵站，存在人力浪费现象。

2 改造方案在基本保持原有加压泵站的功能和出力大小的情况下，将原有的10台套水泵对应更换为ISO系列，流量为150耀180 m3/h，扬程为62 m的新水泵，安装位置与旧水泵对应。

配用电机型号为Y系列2 极，功率为45 kW。

废弃原有水泵的控制系统，对10 台新水泵实施集中控制。

对其中7 台水泵实施工频控制；对剩余的3 台水泵实施“一拖三”的变频控制，实现水压的自动控制调节。

正常情况下，要求以工频控制的水泵运行4 台，备用3台；如果厂区用水量有大幅度的变化，可多开或少开工频控制的水泵，但不管那种情况，都同时投运已实施“一拖三”的变频控制水泵系统，并尽可能使3台变频控制的水泵保持在一工频运行、一变频运行、一备用的状态，以达到自动调节管网的水压，实现恒压供水的目的。

摘要：本设计是针对居民生活用水而设计的。

由变频器、PLC、PID调节器组成控制系统，调节水泵的输出流量。

电动机泵组由三台水泵并联而成，由变频器或工频电网供电，根据供水系统出口水压和流量来控制变频器电动机泵组的速度和切换，使系统运行在最合理状态，保证按需供水。

本设计采用PLC控制的变频调速供水系统，由PLC进行逻辑控制，由变频器进行压力凋节。

经过PID 运算，通过PLC控制变频与工频切换，实现闭环自动调节恒压变频供水。

运行结果表明，该系统具有压力稳定，结构简单，工作可靠等特点关键词：变频调速，恒压供水，PID控制系统，PLCAbstract:It is very important of the Water Supply System in Constant Pressure for the water supply in industrial and citizen existence. It is consist of the variable frequency and speed regulation，PLC， PID control system for the control system. It controls the outcome of the pumps. The generator pumps are consist of parallel three pumps， and the power come from variable frequency and speed regulation or power grid. According to the water supply of constant pressure’s outcome water press and flux， the control system control the variable frequency and speed regulation， parallel pumps’ speed and cut over， cause the system move in the best rational situation， assure according to wants supply water. This design has many merits such as save energy.In this paper，the control principle of VVVF providing-water system is introduced，we use PLC to carry on logic control and use inverter to modulate pressure．Through PID control principle .we realize Closed-loop control in VVVF Providing-water System．The result indicates that the system has the stable pressure，simple structure，and reliable work．Keywords： Variable Frequency and Speed Regulation Water Supply of Constant Pressure PID Control System PLC第一章绪论 0恒压供水方案的意义 0变频恒压供水系统的国内研究现状 (1)课题来源及本文的主要研究内容 (2)变频恒压供水系统的优点 (3)第二章恒压供水系统的分析 (4)恒压供水系统的构成 (4)恒压控制的理论模型 (5)供水系统的工作原理 (5)系统功能分析 (7)供水系统的基本特性 (7)第三章 PID调节概念及基本原理 (9)PID调节概述 (9)自动控制系统的分类 (9)PID控制的原理和特点 (10)PID控制的原理和特点的概念 (10)PID控制的分类 (10)PID控制器的参数设定 (11)PID控制算法 (11)PID参数整定的相关原则 (13)PID指令的使用注意事项 (14)PID回路类型的选择 (14)正作用或反作用回路 (15)第四章变频器的工作原理和控制方式 (16)变频器的工作原理 (16)变频器控制方式 (16)U/f=C的正弦脉宽调制（SPWM）控制方式 (16)电压空间矢量（SVPWM）控制方式 (16)矢量控制（VC）方式 (17)直接转矩控制（DTC）方式 (17)矩阵式交—交控制方式 (17)第五章系统的硬件设计 (19)系统的电气控制总框图 (19)PLC及其扩展模块的选型 (19)系统主电路分析及其设计 (20)主电路图 (20)控制电路图 (21)PLC外围电路连接 (22)系统的运行模式 (23)第六章恒压供水系统的程序设计 (24)PLC (24)系统软件设计分析 (24)PLC程序设计 (25)控制系统主程序设计 (25)控制系统子程序设计 (28)参考文献 (32)结论 (33)致谢 (34)附录一：恒压供水系统模拟系统原理图 (35)附录二：程序模块图 (36)第一章绪论变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术，它以其独特优良的控制性被广泛应用在速度控制领域。