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[摘要]：用PLC与变频器控制的恒压供水系统，采用PLC 进行逻辑控制，变频器进行压力调节。PLC 与变频器作为系统控制的核心部件，时刻跟踪管内压力与给定压力的偏差变化，经PLC内部PID运算，通过PLC控制变频与工频切换，自动控制水泵投入的台数和电机转速，实现闭环自动调节恒压变量供水，在保持恒压下，达到控制流量的目的。
[关键词]：PLC 恒压供水 变频调速
1.引言
近几年最为常用的变频恒压供水系统能根据压力变化情况及时调整电机转速， 将供水压力控制在一定范围之内， 既满足了变化的用水需求， 也起到了节能降耗的目的。基于PLC和变频器的恒压供水系统以其环保、节能和高品质等特点，广泛应用于厂矿建筑及生活建筑中、消防供水中。变频恒压供水的调速系统可以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。变频恒压供水系统能适用生活用水、工业用水以及消防用水等多种场合的供水要求。
2.恒压供水系统组成及工作原理
恒压供水是指用户端不管用水量大小， 总保持管网中水压基本恒定， 这样既可满足各部位的用户对水的需求，又不使电动机空转， 造成电能的浪费。为实现上述目标，需要变频器根据给定压力信号和反馈压力信号， 调节水泵转速， 从而达到控制管网中水压恒定的目的。
该系统主要由1个电磁阀、1个水位控制器、2台水泵、1台变频器、一台PLC及压力传感器、等组成。水位控制器用于检测水池的水位，在储水池中只要水位低于高水位，则通过电磁阀YV自动往水池注水，水池水满时电磁阀关闭。当水池水满时允许启动水泵抽水，压力传感器用于检测用户管网的压力。PLC 控制各台电机的运行状态（如工频运行、变频运行、停止）， 从而控制水泵的运行台数和运行速度，进而控制供水的流量。PLC、变频器、水泵和压力传感器组成闭环反馈控制系统，如图2所示。水泵的速度调节采用变频调速技术， 压力传感器检测用户管网压力，经过PID调节器输出电流信号驱动变频水泵，对水泵进行速度控制。
3.系统的硬件组成
根据控制要求，确定需要3个开关量输入点，5个开关量输出点，1个模拟量输入点和1个模拟量输出点，考虑10%的余量，选择西门子公司的s7-200系列CPU226PLC，该类型PLC内部具有PID控制回路，因此不用再去选择PID调节器。模拟量输入、输出模块采用EN235。采用西门子公司的MM440变频器。系统的I/O分配见表1。
4.系统的主电路设计
控制系统主电路图，两台电机分别为M1和M2，分别用来控制1号水泵和2号水泵，KM1和KM3分别用来控制M1和M2的工频运行，接触器KM2和KM4分别用来控制M1和M2的变频运行。PLC通过控制Q0.5来控制KA继电器线圈，KA的触点用来控制变频器的运行，EM235的A+和A-端子为模拟量输入端子用来接收用户管网的压力信号，V0和M0为模拟量输出端子，模拟量信号输入给PLC后，PLC对其进行PID运算，将运算结果通过输出端子输出给变频器，变频器根据该信号对电机的速度进行相应的调整，进而使水泵的出水量相对稳定。
5.系统的程序设计
程序分为三部分：主程序、子程序和中断程序。逻辑运算放在主程序，PID的参数设置放在子程序中完成，利用定时器中断功能实现PID控制的定时采样及输出控制。系统设定值为满量程的80%，用比例（P）和积分（I）控制，其回路增益和时间常数可通过工程计算初步确定，但还需要进一步调整以达到最优控制效果。初步确定的增益和时间常数为：增益KC==0.25；采样时间TS=0.2 s；积分时间TI=30 min。
主程序的程序流程图显示。按启动按钮，先由变频器启动1号泵运行，如工作频率已经达到50 Hz，而压力仍不足时，经延时将1号泵切换成工频运行，再由变频器去起动2号泵，供水系统处于“1工1变”的运行状态；如变频器的工作频率已经降至下限频率，而压力仍偏高时，经延时使1号泵停机，供水系统处于1台泵变频运行的状态的运行状态；如工作频率已经达到50 Hz，而压力仍不足时，延时后将2号泵切换成工频运行，再由变频器去启动1号泵，若压力仍然偏高时，则延时使2号切工频，1号启变频，如此循环。
6.结束语
变频调速恒压供水系统具有节能、安全、高品质的供水质量等优点。采用PLC作为控制器， 硬件结构简单， 成本低， 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。
参考文献：
[1]陶权 伟瑞路.PLC控制系统的设计、安装与调试 北京：北京理工大学出版社，2011，163-185.
[2]卢建勤. PLC及变频器的应用在恒压变量供水系统中[ J]. 机床电器， 2005， （ 4 ）： 60- 62.
[关键词]：PLC 恒压供水 变频调速
1.引言
近几年最为常用的变频恒压供水系统能根据压力变化情况及时调整电机转速， 将供水压力控制在一定范围之内， 既满足了变化的用水需求， 也起到了节能降耗的目的。基于PLC和变频器的恒压供水系统以其环保、节能和高品质等特点，广泛应用于厂矿建筑及生活建筑中、消防供水中。变频恒压供水的调速系统可以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。变频恒压供水系统能适用生活用水、工业用水以及消防用水等多种场合的供水要求。
2.恒压供水系统组成及工作原理
恒压供水是指用户端不管用水量大小， 总保持管网中水压基本恒定， 这样既可满足各部位的用户对水的需求，又不使电动机空转， 造成电能的浪费。为实现上述目标，需要变频器根据给定压力信号和反馈压力信号， 调节水泵转速， 从而达到控制管网中水压恒定的目的。
该系统主要由1个电磁阀、1个水位控制器、2台水泵、1台变频器、一台PLC及压力传感器、等组成。水位控制器用于检测水池的水位，在储水池中只要水位低于高水位，则通过电磁阀YV自动往水池注水，水池水满时电磁阀关闭。当水池水满时允许启动水泵抽水，压力传感器用于检测用户管网的压力。PLC 控制各台电机的运行状态（如工频运行、变频运行、停止）， 从而控制水泵的运行台数和运行速度，进而控制供水的流量。PLC、变频器、水泵和压力传感器组成闭环反馈控制系统，如图2所示。水泵的速度调节采用变频调速技术， 压力传感器检测用户管网压力，经过PID调节器输出电流信号驱动变频水泵，对水泵进行速度控制。
3.系统的硬件组成
根据控制要求，确定需要3个开关量输入点，5个开关量输出点，1个模拟量输入点和1个模拟量输出点，考虑10%的余量，选择西门子公司的s7-200系列CPU226PLC，该类型PLC内部具有PID控制回路，因此不用再去选择PID调节器。模拟量输入、输出模块采用EN235。采用西门子公司的MM440变频器。系统的I/O分配见表1。
4.系统的主电路设计
控制系统主电路图，两台电机分别为M1和M2，分别用来控制1号水泵和2号水泵，KM1和KM3分别用来控制M1和M2的工频运行，接触器KM2和KM4分别用来控制M1和M2的变频运行。PLC通过控制Q0.5来控制KA继电器线圈，KA的触点用来控制变频器的运行，EM235的A+和A-端子为模拟量输入端子用来接收用户管网的压力信号，V0和M0为模拟量输出端子，模拟量信号输入给PLC后，PLC对其进行PID运算，将运算结果通过输出端子输出给变频器，变频器根据该信号对电机的速度进行相应的调整，进而使水泵的出水量相对稳定。
5.系统的程序设计
程序分为三部分：主程序、子程序和中断程序。逻辑运算放在主程序，PID的参数设置放在子程序中完成，利用定时器中断功能实现PID控制的定时采样及输出控制。系统设定值为满量程的80%，用比例（P）和积分（I）控制，其回路增益和时间常数可通过工程计算初步确定，但还需要进一步调整以达到最优控制效果。初步确定的增益和时间常数为：增益KC==0.25；采样时间TS=0.2 s；积分时间TI=30 min。
主程序的程序流程图显示。按启动按钮，先由变频器启动1号泵运行，如工作频率已经达到50 Hz，而压力仍不足时，经延时将1号泵切换成工频运行，再由变频器去起动2号泵，供水系统处于“1工1变”的运行状态；如变频器的工作频率已经降至下限频率，而压力仍偏高时，经延时使1号泵停机，供水系统处于1台泵变频运行的状态的运行状态；如工作频率已经达到50 Hz，而压力仍不足时，延时后将2号泵切换成工频运行，再由变频器去启动1号泵，若压力仍然偏高时，则延时使2号切工频，1号启变频，如此循环。
6.结束语
变频调速恒压供水系统具有节能、安全、高品质的供水质量等优点。采用PLC作为控制器， 硬件结构简单， 成本低， 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。
参考文献：
[1]陶权 伟瑞路.PLC控制系统的设计、安装与调试 北京：北京理工大学出版社，2011，163-185.
[2]卢建勤. PLC及变频器的应用在恒压变量供水系统中[ J]. 机床电器， 2005， （ 4 ）： 60- 62.