基于臺(tái)達(dá)PLC與變頻器實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)自動(dòng)恒壓控制

1 前言

　　常規(guī)的供水系統(tǒng)采用水泵定速控制，通過(guò)改變閥門(mén)的大小的方法調(diào)節(jié)流量和壓力，以達(dá)水壓恒定。這種方式在運(yùn)行中存在以下問(wèn)題。

　?。?）人工操作存在調(diào)節(jié)滯后，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性差，自動(dòng)化程度低，使得溢水管經(jīng)常排水造成資源浪費(fèi)；

　?。?）水泵定速運(yùn)行，不僅造成電能的浪費(fèi)，而且由于泵長(zhǎng)期高速運(yùn)行，易使軸承損壞，影響泵的使用壽命，且備用水泵出現(xiàn)過(guò)銹死的現(xiàn)象；

　?。?）每年夏天用水高峰時(shí)段水壓不能得到保證，當(dāng)出現(xiàn)了突發(fā)性電網(wǎng)故障時(shí)，由于水量不足給企業(yè)生產(chǎn)造成不便；

　　為了提供恒壓供水，因而對(duì)飲料公司供水系統(tǒng)進(jìn)行改造就顯得非常重要?？删幊绦蚩刂破鳎ê?jiǎn)稱PLC）是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。具有通用性好，可靠性高，安裝靈活，擴(kuò)展方便，性價(jià)比高等一系列優(yōu)點(diǎn)，而且其總線與網(wǎng)絡(luò)能力越來(lái)越強(qiáng)，可方便地與上位機(jī)組成控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高性價(jià)比和高效能運(yùn)作。

　　本文采用臺(tái)達(dá)公司的PLC和變頻器產(chǎn)品研制開(kāi)發(fā)了一種自動(dòng)恒壓供水控制系統(tǒng)，可有效減輕工作人員的負(fù)擔(dān)，提高供水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行程度，增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾性，避免硬件老化損失。

2　系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　為改善生產(chǎn)環(huán)境，某大型飲料公司投資清潔水技改工程并建成一座日產(chǎn)水5萬(wàn)頓的供水系統(tǒng)，分別建設(shè)了抽水泵系統(tǒng)、加壓泵系統(tǒng)和高位水池。根據(jù)公司用水需求特點(diǎn)，從抽水泵系統(tǒng)過(guò)來(lái)的水一部分直接供給生產(chǎn)用水部門(mén)，一部分則需通過(guò)加壓泵輸送到高位水池，而供給生產(chǎn)用水部門(mén)的水壓與供給高位水池的水壓相差較大。同時(shí)高位水池距抽水泵房較遠(yuǎn)達(dá)十多公里，高位水池的液位高低和加壓泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及如何與抽水泵系統(tǒng)“聯(lián)動(dòng)”也是較難解決的。

　　鑒于以上特點(diǎn)，從技術(shù)可靠和經(jīng)濟(jì)實(shí)用角度綜合考慮，我們?cè)O(shè)計(jì)了用PLC控制與變頻器控制相結(jié)合的自動(dòng)恒壓控制供水系統(tǒng)，同時(shí)通過(guò)主水管線壓力傳遞較經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)了加壓泵系統(tǒng)與抽水泵系統(tǒng)“遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)”的控制目的。

3　系統(tǒng)方案

　　系統(tǒng)的控制以臺(tái)達(dá)的DVP-EH型DVP64EH00R PLC為技術(shù)平臺(tái)，DOP-A57CST觸摸屏為操作界面，VFD110B43A變頻器作為執(zhí)行構(gòu)件。觸摸屏通過(guò)COM2口與DVPEH　PLC 的COM口相連，采用MODBUS協(xié)議。PLC通過(guò)RS485口控制變頻器（便于擴(kuò)充），支持MODBUS協(xié)議。另外還包括施耐德公司的軟啟動(dòng)器、電機(jī)保護(hù)器、數(shù)據(jù)采集及其輔助設(shè)備組成（見(jiàn)圖1）。

　　3.1 抽水泵系統(tǒng)

　　整個(gè)抽水泵系統(tǒng)有150KW深井泵電機(jī)四臺(tái)，90KW深井泵電機(jī)兩臺(tái)，采用變頻器循環(huán)工作方式，六臺(tái)電機(jī)均可設(shè)置在變頻方式下工作。采用一臺(tái)150KW和一臺(tái)90KW的軟起動(dòng)150KW和90KW的電機(jī)。當(dāng)變頻器工作在50HZ，管網(wǎng)壓力仍然低于系統(tǒng)設(shè)定的下限時(shí)，軟起動(dòng)器便自動(dòng)起動(dòng)一臺(tái)電機(jī)投入到工頻運(yùn)行，當(dāng)壓力達(dá)到高限時(shí)，自動(dòng)停掉工頻運(yùn)行電機(jī)。

　　系統(tǒng)為每臺(tái)電機(jī)配備電機(jī)保護(hù)器，是因?yàn)殡姍C(jī)功率較大，在過(guò)載、欠壓、過(guò)壓、過(guò)流、相序不平衡、缺相、電機(jī)空轉(zhuǎn)等情況下為確保電機(jī)的良好使用條件，達(dá)到延長(zhǎng)電機(jī)的使用壽命的目的。

　　系統(tǒng)配備水位顯示儀表，可進(jìn)行高低位報(bào)警，同時(shí)通過(guò)PLC可確保取水在合理水位的水質(zhì)監(jiān)控，同時(shí)也保護(hù)電機(jī)制正常運(yùn)轉(zhuǎn)工況。

　　系統(tǒng)配備流量計(jì)，既能顯示一段時(shí)間的累積流量，又能顯示瞬時(shí)流量，可進(jìn)行出水量的統(tǒng)計(jì)和每臺(tái)泵的出水流量監(jiān)控。