恒压供水控制原理

摘要

随着社会的发展，恒压供水越来越重要。本系统以PLC与变频器控制水泵工作,根据压力给定的理想值信号及管网水压的反馈信号进行比较,变频器根据比较结果调节水泵的转速，达到控制管网水压的目的.文中重点叙述了变频节能原理，恒压供水原理及PID控制方式.并提供控制系统硬件和控制软件,经现场模拟调试成功，实现运行可靠、节能、低噪，维护简单等效果。

关键词： 恒压供水;PLC控制；闭环PID

Abstract

With the development of society, more and more important in

the constant pressure water supply. This system uses PLC and

inverter control pump working pressure， according to the given

ideal value signal and pressure of the pipe network compares

the feedback signal, frequency converter according to the

compared result， adjust the pump speed, to control the

pressure of the pipe network for the purpose of. This paper

mainly describes the energy saving principle of variable

frequency， constant pressure water supply theory and PID

control. And provides the control system hardware and control

software， the simulation debugging success， to achieve

恒压供水系统的PLC控制设计

1 1.恒压供水原理及工艺 ................................................................................................................ 1

1.1 任务 .................................................................................................................................... 1

1.2 工艺要求 ............................................................................................................................ 1

1.3

系统的组成和基本工作原理 ............................................................................................ 2

2 PLC概述 ........................................................................................................................................ 2

2.1 PLC组成 ........................................................................................................................... 2

恒压供水的变频控制

1，恒压供水系统

采用变频器对水泵进行控制的目的：减轻水泵启停及水量调节时对管网造成

的冲击；保持水泵出口阀门最大，通过改变变频器的输出频率（电机速度）调节

供水量，以节约原来通过改变阀门开度调剂供水量时浪费在阀门上的能源；通过

变频器实现水压闭环控制，保持管网水压的恒定。

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，使供水

行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。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。

2、恒压供水原理

通过管网中压力传感器将信号送入变频控制装置中，恒压控制器（由PLC和软件组成），恒压控制器将信号送人变频控制器，当管网中压力增大时，恒压控制器输出的值增大，即变频器输入端值增大，使得速度电压下降，同时控制电机速度下降，水泵轴功率减小，水泵的流量减少，当到达所需恒定压力值时，此时系统处于动态平衡。当管网中压力减小时，这时恒压控制器中的输出值减小，即变频器输入端值减小，从而使得变频器速度电压下降，直到动态平衡。当夜晚不用水时，由于管网压力已达恒定，此时电机不转，水泵停止工作。因为N=KHQ，Q=0时，N=0。系统处于等待状态。当白天用水量增大，或日、夜有用水量变化时，Q跟随变化，N也跟随变化，因而造成压力也跟随变化，从而达到恒压动态调节水的流量。

3、概述

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，

1.1 恒压供水PLC控制系统

一、实验目的

1. 学习西门子PLC的使用；

2. 掌握闭环调速原理；

3. 掌握变频器的使用方法；

4. 了解PLC控制变频恒压供水原理。

二、实验内容

1. 变频器参数设置

端子号 参数的设定值 缺省的操作

V/F曲线选择 / C003=‘1’

最高电压设定 / C004=‘380’

基准频率设定 / C005=‘50’

最大频率设定 / C010=‘50’

运行控制选择 / C012=‘1’

2. 控制要求

1） 单泵控制恒压供水，当需水量不是很大，用一个泵通过PID控制进行恒压供水；

2） 双泵控制恒压供水，当需水量大时，当一个泵满足不了用水需求时，进行双泵切换恒压供水；

3） PLC模拟量控制变频开环控制；

4） 分时控制，定时轮换，可以有效地防止水泵长期不用而发生的锈死现象，提高了设备的综合利用率，降低了维护费用。

三、实验步骤

1. 单泵控制恒压供水

1） 按照接线图接好线路，确保接线无误，以免损坏变频器和PLC的各个模块。

2） 接好总电源，打开漏电保护器，此时电压表显示电压。按下启动按钮，电压指示灯亮起。

3） 把模式选择开关打到手动位置，此时手动状态指示灯亮起。检查各水泵的运行情况，确定水泵能能正常运行。

4） 把模式选择开关打到自动位置。

5） 打开S7-200软件把程序写到PLC中，关闭软件。

6） 把PLC的开关达到RUN位置。

7） 打开组态王软件，运行变频恒压供水监控程序。在主画面中选择“闭环控制”打开闭环控制画面。

8） 在闭环控制模式下单击单泵运行，并单击PID设定，设定给定压力SP，进行PID参数整定。

9）单击实时曲线可观察各参数的变化。

2. 双泵控制恒压供水

1） 打开组态王软件，运行变频恒压供水监控程序。在主画面中选择闭环控制打开闭环控制画面。

2）在闭环控制模式下双泵单泵运行，并单击PID设定设定给定压力SP，进行PID参数整定。