基于臺達plc與變頻器實現供水系統自動恒壓控制

1 前言

　　常規的供水系統采用水泵定速控制，通過改變閥門的大小的方法調節流量和壓力，以達水壓恒定。這種方式在運行中存在以下問題。

　　（1）人工操作存在調節滯后，整個系統穩定性差，自動化程度低，使得溢水管經常排水造成資源浪費；

　　（2）水泵定速運行，不僅造成電能的浪費，而且由于泵長期高速運行，易使軸承損壞，影響泵的使用壽命，且備用水泵出現過銹死的現象；

　　（3）每年夏天用水高峰時段水壓不能得到保證，當出現了突發性電網故障時，由于水量不足給企業生產造成不便；

　　為了提供恒壓供水，因而對飲料公司供水系統進行改造就顯得非常重要。可編程序控制器（簡稱plc）是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。具有通用性好，可靠性高，安裝靈活，擴展方便，性價比高等一系列優點，而且其總線與網絡能力越來越強，可方便地與上位機組成控制系統，實現系統的高性價比和高效能運作。

　　本文采用臺達公司的plc和變頻器產品研制開發了一種自動恒壓供水控制系統，可有效減輕工作人員的負擔，提高供水系統的優化運行程度，增強系統抗干擾性，避免硬件老化損失。

2　系統簡介

　　為改善生產環境，某大型飲料公司投資清潔水技改工程并建成一座日產水5萬頓的供水系統，分別建設了抽水泵系統、加壓泵系統和高位水池。根據公司用水需求特點，從抽水泵系統過來的水一部分直接供給生產用水部門，一部分則需通過加壓泵輸送到高位水池，而供給生產用水部門的水壓與供給高位水池的水壓相差較大。同時高位水池距抽水泵房較遠達十多公里，高位水池的液位高低和加壓泵系統的設計以及如何與抽水泵系統“聯動”也是較難解決的。

　　鑒于以上特點，從技術可靠和經濟實用角度綜合考慮，我們設計了用plc控制與變頻器控制相結合的自動恒壓控制供水系統，同時通過主水管線壓力傳遞較經濟地實現了加壓泵系統與抽水泵系統“遠程聯動”的控制目的。

3　系統方案

　　系統的控制以臺達的dvp-eh型dvp64eh00r plc為技術平臺，dop-a57cst觸摸屏為操作界面，vfd110b43a變頻器作為執行構件。觸摸屏通過com2口與dvpeh　plc 的com口相連，采用modbus協議。plc通過rs485口控制變頻器（便于擴充），支持modbus協議。另外還包括施耐德公司的軟啟動器、電機保護器、數據采集及其輔助設備組成（見圖1）。

　　3.1 抽水泵系統

　　整個抽水泵系統有150kw深井泵電機四臺，90kw深井泵電機兩臺，采用變頻器循環工作方式，六臺電機均可設置在變頻方式下工作。采用一臺150kw和一臺90kw的軟起動150kw和90kw的電機。當變頻器工作在50hz，管網壓力仍然低于系統設定的下限時，軟起動器便自動起動一臺電機投入到工頻運行，當壓力達到高限時，自動停掉工頻運行電機。

　　系統為每臺電機配備電機保護器，是因為電機功率較大，在過載、欠壓、過壓、過流、相序不平衡、缺相、電機空轉等情況下為確保電機的良好使用條件，達到延長電機的使用壽命的目的。

　　系統配備水位顯示儀表，可進行高低位報警，同時通過plc可確保取水在合理水位的水質監控，同時也保護電機制正常運轉工況。

　　系統配備流量計，既能顯示一段時間的累積流量，又能顯示瞬時流量，可進行出水量的統計和每臺泵的出水流量監控。