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引言
在供水係統中，恒壓供水是指在供水網係中用水量發生變化時，出口壓力保持不變的供水方式。本文采用計算機(PC)、可編程控製器(PLC)、變頻器組成變頻恒壓供水監控係統，通過變頻調速實現恒壓供水、manzujienengjianghaodeyaoqiu，erqieyouliyushixianshengchandezidonghuajiyuanchengjiance。yongshuiliangbianhuajuyousuijixing，yongshuigaofengshishuiyabuzu，digushiyouzaochengnenglianglangfei。bianpinhengyagongshuixitonggenjugonggongguanwangdeyalibianhua，tongguoPLC和變頻器自動調節水泵的增減、水泵電機的運行方式及電機的轉速，實現恒壓供水，既防止了能量空耗，又避免出現電機啟動時衝擊電流對設備的影響。
二 工作原理
變頻恒壓供水係統采用一台變頻器拖動兩台大功率電動機，可在變頻和工頻兩種方式下運行;一台低功率的電機，作為輔助泵電機。
啟動方式:為避免啟動時的衝擊電流，電機采用變頻啟動方式，從變頻器的輸出端得到逐漸上升的頻率和電壓。啟動前變頻器要複位。
變頻調速:根據供水管網流量、壓ya力li變bian化hua自zi動dong控kong製zhi變bian頻pin器qi輸shu出chu頻pin率lv，從cong而er調tiao節jie電dian動dong機ji和he水shui泵beng的de轉zhuan速su，實shi現xian恒heng壓ya供gong水shui。如ru設she備bei的de輸shu出chu電dian壓ya和he頻pin率lv上shang升sheng到dao工gong頻pin仍reng不bu能neng滿man足zu供gong水shui要yao求qiu時shi，PLC發出指令1號泵自動切換到工頻電源運行，待1號泵完全退出變頻運行，對變頻器複位後，2號泵投入變頻運行。
多泵切換:根據恒壓的需要，采取無主次切換，即“先開先停”的原則接入和退出。在PLCdechengxuzhong，tongguoshezhibianpinbengdegongzuohaohegongpinbengdetaishu，yougeidingpinlvshifoudadaoshangxianpinlvhuoxiaxianpinlvlaipanduanzengbenghuojianbeng。zaiyongshuiliangjiaoxiaodeqingkuangxia，caiyongfuzhubenggongzuo。
為了避免一台泵長期工作，任一泵不能連續變頻運行超過3小時。當工頻泵台數為零，有一台運行於變頻狀態時，啟動計時器，當達到3小時時，變頻泵的泵號改變，即切換到另一台泵上。當有泵運行於工頻狀態，或輔助泵啟動時，計時器停止計時並清零。
故障處理:能對水位下限，變頻器、PLC故障等報警。PLC故障，係統從自動轉入手動方式。
三 PLC控製電路
係統采用S7-200PLC作下位機。S7-200PLC硬件係統包含一定數量的輸入/輸出(I/O)點，同時還可以擴展I/O模塊和各種功能模塊，在保證係統穩定性的基礎上，再減低係統成本，我們選用了UniMAT擴展模塊接在CPU後麵。輸入點為6個，其中水位上、下限信號分別為I0.0、I0.1。輸出點為10個，O0.0-O1.0對應PLC的輸出端子。對變頻器的複位是由輸出點O1.0通過一個中間繼電器KA的觸點來實現的。根據控製係統I/O點及地址分配可知，係統共有5個開關量輸入點，9個開關量輸出點;1個模擬量輸入點和1個模擬量輸出點。可以選用CPU224PLC(14DI/10DO)，再擴展一個UniMAT模擬量模塊EM235(4AI/1AO)。
四 電控程序設計
4.1 泵站軟件的設計分析
(1) 由“恒壓”要求出發的工作組數量的管理
weilehengdingshuiya，namezaishuiyajiangdishi，xuyaoshenggaobianpinqideshuchupinlv，bingqiezaiyitaishuibenggongzuoshibunengmanzuhengyayaoqiushi，zheshixuyaoqidongdiertai。zheyangyouyigepanduanbiaozhunlaijuedingshifouxuyaoqidongxinbengjiweibianpinqideshuchupinlvshifoudadaosuoshedingdepinlvshangxianzhi。zheyigongnengkeyitongguobijiaozhilinglaishixian。weilepanduanbianpinqidegongzuopinlvdadaoshangxiandequedingxing，yinglvquouranyinsusuoyinqidepinlvbodongsuodadaodepinlvshangxianzhideqingkuang，zaichengxuzhongyingkaolvcaiqushijianlvboqingkuang。
(2) 台組泵站泵組的管理規範
youyubianpinqibengzhanxiwangmeiyiciqidongdiandongjijunweiruanqidong，youguidinggetaishuibengbixujiaotishiyong，nameduotaizubengzhanbengzudetouruyunxingxuyaoyouyigeguanliguifan。zaibencishejizhongkongzhiyaoqiuzhongguidingrenyideyitaishuibenglianxuyunxingbudechaoguo3h，因yin此ci每mei次ci需xu要yao啟qi動dong新xin泵beng或huo切qie換huan變bian頻pin泵beng的de時shi候hou，以yi新xin運yun行xing泵beng為wei變bian頻pin是shi合he理li的de。具ju體ti的de操cao作zuo時shi，將jiang現xian運yun行xing的de變bian頻pin器qi從cong變bian頻pin器qi上shang切qie除chu，並bing且qie接jie上shang工gong頻pin電dian源yuan加jia以yi運yun行xing，同tong時shi將jiang變bian頻pin器qi複fu位wei並bing且qie用yong於yu新xin運yun行xing泵beng的de啟qi動dong。除chu此ci之zhi外wai，泵beng組zu管guan理li還hai有you一yi個ge問wen題ti就jiu是shi泵beng的de工gong作zuo循xun環huan控kong製zhi，在zai本ben設she計ji中zhong所suo使shi用yong的de是shi用yong泵beng號hao加jia1的方法來實現變頻器的循環控製即3加上1等於0的邏輯，用工頻泵的總數結合泵號來實現工頻泵的輪換工作。
4.2 程序的結構及程序功能的實現
根據前麵可知，PLC在恒壓供水係統中的功能比較多，由於模擬量單元及PID調節都需要編製初始化及中斷程序，本程序可以分為三個部分:主程序、子程序和中斷程序。
(1) 係統的初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，這樣可以節省掃描時間。利用定時器中斷功能來實現PID控製的定時采樣及輸出控製。初始化子程序流程框圖如圖1。在初始化的子程序中僅僅在上電和故障結束時用，其主要的用途為節省大量的掃描時間加快整個程序的運行效率，提高了PID中斷的精確度。上電處理的作用是CPU進行清除內部繼電器，複位所有的定時器，檢查I/O單元的連接。
圖1 初始化程序
(2) 主程序流程圖如圖2。其功能最多，如泵的切換信號的生成、泵beng組zu接jie觸chu器qi邏luo輯ji控kong製zhi信xin號hao的de綜zong合he及ji報bao警jing處chu理li等deng等deng都dou在zai主zhu程cheng序xu中zhong。生sheng活huo及ji消xiao防fang雙shuang恒heng壓ya的de兩liang個ge恒heng壓ya值zhi是shi采cai用yong數shu字zi式shi方fang式shi直zhi接jie在zai程cheng序xu中zhong設she定ding的de。生sheng活huo供gong水shui時shi係xi統tong設she定ding為wei滿man量liang程cheng的de70%，消防供水時係統設定為滿量程的90%。本係統中的增益和時間常數為:增益 Kc=0.25，采樣時間Ts=0.2s，積分時間Ti=30min。
圖2 主控製程序
(3) 中斷程序如圖3，其作用主要用於PID的相應計算，在PLC的常閉繼電器SM0.0的作用下工作，它包括:設定回路輸入及輸出選項、設定回路參數、設定循環報警選項、為計算指定內存區域、指定初始化子程序及中斷程序。
圖3 中斷程序
五 結束語
恒heng壓ya供gong水shui技ji術shu因yin采cai用yong變bian頻pin器qi改gai變bian電dian動dong機ji電dian源yuan頻pin率lv，而er達da到dao調tiao節jie水shui泵beng轉zhuan速su改gai變bian水shui泵beng出chu口kou壓ya力li，比bi靠kao調tiao節jie閥fa門men的de控kong製zhi水shui泵beng出chu口kou壓ya力li的de方fang式shi，具ju有you降jiang低di管guan道dao阻zu力li大da大da減jian少shao截jie流liu損sun失shi的de效xiao能neng。由you於yu變bian量liang泵beng工gong作zuo在zai變bian頻pin工gong況kuang，在zai其qi出chu口kou流liu量liang小xiao於yu額e定ding流liu量liang時shi，泵beng轉zhuan速su降jiang低di，減jian少shao了le軸zhou承cheng的de磨mo損sun和he發fa熱re，延yan長chang泵beng和he電dian動dong機ji的de機ji械xie使shi用yong壽shou命ming。實shi現xian恒heng壓ya自zi動dong控kong製zhi，不bu需xu要yao操cao作zuo人ren員yuan頻pin繁fan操cao作zuo，降jiang低di了le人ren員yuan的de勞lao動dong強qiang度du，節jie省sheng了le人ren力li。
shuibengdiandongjicaiyongruanqidongfangshi，anshedingdejiasushijianjiasu，bimiandiandongjiqidongshidedianliuchongji，duidianwangdianyazaochengbodongdeyingxiang，tongshiyebimianlediandongjituranjiasuzaochengbengxitongdechuanzhen。
由(you)於(yu)變(bian)量(liang)泵(beng)工(gong)作(zuo)在(zai)變(bian)頻(pin)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)，在(zai)其(qi)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)其(qi)轉(zhuan)速(su)是(shi)由(you)外(wai)供(gong)水(shui)量(liang)決(jue)定(ding)的(de)，故(gu)係(xi)統(tong)在(zai)運(yun)行(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong)可(ke)節(jie)約(yue)可(ke)觀(guan)的(de)電(dian)能(neng)，其(qi)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)是(shi)十(shi)分(fen)明(ming)顯(xian)的(de)。正(zheng)因(yin)為(wei)此(ci)，係(xi)統(tong)具(ju)有(you)收(shou)回(hui)投(tou)資(zi)快(kuai)，而(er)長(chang)期(qi)受(shou)益(yi)，其(qi)產(chan)生(sheng)的(de)社(she)會(hui)效(xiao)益(yi)也(ye)是(shi)非(fei)常(chang)巨(ju)大(da)。
在實際應用中，采用PLCkongzhihengyagongshui，hainengrongyidisuishixiugaikongzhichengxu，yigaibiangeyuanjiandegongzuoshijianhegongzuozhuangkuang，manzubutongqingkuangyaoqiu。yujidianqihuoyingjianluojidianlukongzhixitongxiangbi，PLC控製係統具有更大的靈活性和通用性。
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