1、南豐變頻恒壓供水系統(tǒng)簡(jiǎn)介

南豐變頻恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)由plc控制器、變頻調(diào)速器、觸摸屏顯示器、交流接觸器、熱繼電器、壓力變送器、水位變送器、流量變送器等其他電控設(shè)備以及若干臺(tái)立式多級(jí)離心泵和一臺(tái)井用潛水泵及100m3不銹鋼組合水箱組成，在供水系統(tǒng)的水箱中安裝水位變送器，在總出水管安裝壓力變送器，檢測(cè)出水位、壓力，轉(zhuǎn)換成4~20ma的信號(hào)，輸入到plc的模擬量輸入模塊，將檢測(cè)到的壓力信號(hào)和通過(guò)觸摸屏設(shè)置的壓力經(jīng)過(guò)pid運(yùn)算，通過(guò)控制變頻器的輸出頻率來(lái)調(diào)整水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速,以達(dá)到保持水壓的恒定;同時(shí)通過(guò)水位檢測(cè)，根據(jù)水位的高低來(lái)啟停水源井中的潛水泵。同時(shí)，在觸摸屏顯示器上可以顯示各個(gè)電機(jī)的電流、頻率、水位、水壓、工頻和變頻運(yùn)行的時(shí)間以及各泵的運(yùn)行狀態(tài)。

2、控制對(duì)象

根據(jù)變頻恒壓供水設(shè)備系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)情況，控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的開(kāi)、關(guān)、運(yùn)行;潛水泵的開(kāi)啟、停止;變頻器的啟動(dòng)/停止，以實(shí)現(xiàn)恒壓供水的自動(dòng)控制。

3、系統(tǒng)工作原理

該系統(tǒng)具有手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行方式:

3.1、手動(dòng)運(yùn)行方式

選擇手動(dòng)運(yùn)行方式時(shí) ，根據(jù)需要，通過(guò)按啟動(dòng)和停止按鈕，來(lái)控制各水泵。這種方式只在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)使用。

3.2、自動(dòng)運(yùn)行方式

(1) 啟動(dòng)程序

在自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，首先檢測(cè)水泵是否出現(xiàn)故障，如果某臺(tái)泵出現(xiàn)故障，則通過(guò)觸摸屏在線修改該水泵的狀態(tài)，把1＃泵設(shè)為故障狀態(tài)，則系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，自動(dòng)不啟動(dòng)該泵。其次檢測(cè)蓄水池水位，如果符合要求，則1＃泵變頻交流接觸器吸合，電機(jī)和變頻器連通，同時(shí)打開(kāi)1＃泵的電磁閥，通過(guò)檢測(cè)壓力的大小 ，plc經(jīng)過(guò)pid運(yùn)算，此時(shí)變頻器的輸出頻率從0Hz開(kāi)始上升，如果壓力不夠，則上升到50Hz，延時(shí)后，通過(guò)軟啟動(dòng)器，將1＃泵切換到工頻，再啟動(dòng)2＃泵，依次類(lèi)推，直到出水壓力達(dá)到設(shè)定壓力。

(2) 水泵切換程序

如果出水量減少，出水壓力過(guò)大，則plc控制變頻器的輸出頻率降低，減少出水量來(lái)穩(wěn)定出水壓力。如果變頻器的輸出頻率在20hz，此時(shí)plc開(kāi)始計(jì)時(shí)，如果出水壓力降低 ，則放棄計(jì)時(shí);如果出水壓力一直高于設(shè)定壓力，到一定時(shí)間后，則根據(jù)先投先停的原則，plc將先關(guān)閉正在運(yùn)行的投入時(shí)間最長(zhǎng)的泵的電磁閥，再關(guān)閉該泵，直到出水壓力達(dá)到設(shè)定值。

(3) 啟動(dòng)小功率泵

對(duì)于生活用水來(lái)說(shuō)，屬于用水時(shí)段性很強(qiáng)的系統(tǒng)，因此在幾臺(tái)水泵中，設(shè)置一臺(tái)小功率泵。當(dāng)在用水低谷時(shí)，一臺(tái)小功率泵就足可以保持供水壓力，此時(shí)，就可以通過(guò)變頻運(yùn)行小功率泵，使其工作在低頻狀態(tài)，就可以維持供水系統(tǒng)的水壓穩(wěn)定。以達(dá)到節(jié)能的目的。

4、控制系統(tǒng)硬件配置及軟件編程

4.1、硬件配置

(1) plc的配置

可編程控制器采用siemens的s7-300系列cpu-314主機(jī)，1個(gè)電源模塊，2個(gè)32位i/o模塊，2個(gè)16位輸出模塊，2個(gè)12位ad模塊，1個(gè)12位da模塊和一個(gè)cp340模塊。cp340和上位機(jī)之間通過(guò)rs-485進(jìn)行通信。

(2) 觸摸屏

觸摸屏選用siemens生產(chǎn)的tp270系列，它自身具有豐富的操作系統(tǒng)，可以方面的通過(guò)串行通訊與編程器通信，也可以和plc通過(guò)mpi網(wǎng)進(jìn)行通信。通過(guò)觸摸屏可以實(shí)時(shí)顯示電機(jī)電流、管網(wǎng)壓力、水位等工作情況以及各種故障信息;還可以通過(guò)觸摸屏對(duì)plc進(jìn)行在線控制。

4.2、軟件編程

(1) plc編程

plc從軟件配置上有系統(tǒng)程序和用戶(hù)程序。系統(tǒng)程序裝配在cpu模塊上隨硬件的產(chǎn)品而來(lái)。用戶(hù)程序是編程器編好程序后輸入到可編程序控制器的存儲(chǔ)模塊，程序是采用塊式結(jié)構(gòu)形式 ，共有5種形式:組織塊(0b)、程序塊(pb)、功能塊(fb)、數(shù)據(jù)塊(db)。因此，在plc軟件中使各種功能的程序模塊通過(guò)主程序有機(jī)的結(jié)合起來(lái)。故plc程序主要解決現(xiàn)場(chǎng)各泵的啟動(dòng)程序、切換程序、啟動(dòng)小功率泵;模擬量的處理;與上位機(jī)和觸摸屏通信數(shù)據(jù)的處理功能等。

(2) 觸摸屏程序

觸摸屏程序主要有主畫(huà)面、參數(shù)設(shè)置、供電回路、反滲透、實(shí)時(shí)曲線、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、故障維護(hù)等畫(huà)面組成。