基于PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)研究

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們的生活水平有了很大的提高，使得人們對自己的生活質(zhì)量和生活標(biāo)準(zhǔn)有了更高的要求。因此，傳統(tǒng)的恒速供水已經(jīng)不能滿足人們正常的生產(chǎn)生活需要，為了提高用水質(zhì)量和供水效率，PLC供水系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。PLC變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展而廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建筑中水處理系統(tǒng)形式，主要以變頻恒壓供水實(shí)現(xiàn)其目的和功能。在大多數(shù)情況下，為了保證居民用水可靠，還能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，在采用PLC作為主控制器的同時(shí)還會(huì)以變頻器作為配合，該系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)節(jié)能，具有很全面的保護(hù)功能，工作穩(wěn)定可靠，在各個(gè)領(lǐng)域的生產(chǎn)實(shí)踐中都有廣泛的應(yīng)用。本文將對PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)做一個(gè)全面的探究。

【關(guān)鍵詞】PLC；變頻調(diào)速；恒壓供水；系統(tǒng)研究

隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，高層建筑不斷增多，居民的用水量逐漸變大，就會(huì)導(dǎo)致在用水高峰期水壓較低，需求量大于供水量等一系列問題，甚至有時(shí)候會(huì)無法正常供水。

傳統(tǒng)的供水方式能量消耗大，自動(dòng)化程度低，因此已經(jīng)無法滿足居民的正常用水需求。而PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)不僅能夠保證水量能夠自行調(diào)節(jié)，而且還可以用于無極調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速，保持管網(wǎng)水壓的恒定性，滿足了用戶的用水需求，同時(shí)也避免了傳統(tǒng)供水消耗大的不足之處，更為重要的是，PLC變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)擁有獨(dú)立的封閉水箱，能夠?qū)ψ詠硭M(jìn)行二次消毒和凈化保證用水的質(zhì)量。

1、PLC的變頻調(diào)速恒壓水系統(tǒng)的簡介

1.1 PLC的定義和性質(zhì)

PLC的全稱是programmable logic control，中文意思即為可編程邏輯控制器，它是一種在編程基礎(chǔ)上的存儲(chǔ)器，內(nèi)部面向客戶的指令主要有內(nèi)部存儲(chǔ)程序執(zhí)行邏輯運(yùn)算、控制順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算數(shù)操作等，是一種主要通過數(shù)字或模擬式輸入與輸出控制各種類型的機(jī)械或者生產(chǎn)過程。

PLC與計(jì)算機(jī)的本質(zhì)有些相像，大多數(shù)情況下應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域。PLC主要由電源、中央處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、功能模塊和通信模塊等硬件組成，有采樣輸入、執(zhí)行用戶和刷新輸出三個(gè)運(yùn)行過程。

1.2 PLC的功能

PLC獨(dú)特的自身優(yōu)勢在于其系統(tǒng)編程簡單明了，而且使用簡潔方便。它由上千個(gè)編程元件組成，能夠完成復(fù)雜的程序運(yùn)行工作，擁有強(qiáng)大的功能和很高的性價(jià)比。PLC實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行過程的系統(tǒng)化、模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化，有著一套完善的硬件配套設(shè)備，大大方便了用戶的使用，增強(qiáng)了適用性。PLC產(chǎn)品無論是硬件系統(tǒng)還是軟件系統(tǒng)，都十分優(yōu)秀，而且抗干擾性強(qiáng)，非?？煽?，能夠作為工業(yè)設(shè)備廣泛使用，無疑也證明了這一點(diǎn)。PLC的設(shè)計(jì)和安裝方便快捷，而且調(diào)試簡單，更加方便客戶的使用。PLC還擁有十分強(qiáng)大的自我診斷和顯示的功能，很少發(fā)生故障，而且維修方便，能夠長期使用。

2、PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)控制原理和運(yùn)行過程

2.1原理

恒壓供水系統(tǒng)主要是利用比例--積分--微分控制器進(jìn)行調(diào)節(jié)，對給定壓力與來自壓力傳感器的壓力值進(jìn)行反饋。再根據(jù)輸出值控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，PLC指令和變頻器的PID是控制調(diào)節(jié)功能的主要控制器。它的工作原理分為手動(dòng)運(yùn)行與自動(dòng)運(yùn)行兩種運(yùn)行方式。其中手動(dòng)運(yùn)行是需要人為的通過遠(yuǎn)程或者就地按下按鈕啟動(dòng)或者停止水泵的運(yùn)作，大多數(shù)情況下是應(yīng)用于檢修或者是變頻器發(fā)生故障時(shí)。需要注意的是，在手動(dòng)的方式下，在電源出現(xiàn)停機(jī)發(fā)情況，系統(tǒng)也會(huì)停止運(yùn)行，待到電源恢復(fù)正常以后手動(dòng)重新啟動(dòng)就可以重新繼續(xù)運(yùn)行。自動(dòng)運(yùn)行又叫自動(dòng)恒壓供水方式，這種供水方式的特點(diǎn)是無需人為干預(yù)，可以自動(dòng)達(dá)到管網(wǎng)壓力恒定，先起先停，先停先開為其工作方式，壓力傳感器采樣管網(wǎng)壓力信號(hào)反饋到變頻器中，變頻器再根據(jù)設(shè)置好的設(shè)定值進(jìn)行運(yùn)算，將信號(hào)傳送給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化改變管網(wǎng)的壓力，保證管網(wǎng)的設(shè)定值符合運(yùn)行要求。

2.2構(gòu)成要素

恒壓供水系統(tǒng)主要由PLC控制技術(shù)，變頻器控制技術(shù)，傳感檢測技術(shù)等技術(shù)要素構(gòu)成。其中，整個(gè)系統(tǒng)的核心是PLC，起運(yùn)行調(diào)速作用的是變頻器，而傳感檢測技術(shù)主要是調(diào)節(jié)控制水泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)這一功能主要通過信號(hào)的轉(zhuǎn)化和測量的變化，然后利用變頻器控制輸入的頻率。恒壓供水系統(tǒng)的構(gòu)成要素主要有PLC，變頻器，壓力傳感器，控制面板，操作面板等。

3、變頻恒壓供水系統(tǒng)分析

3.1變頻恒壓供水系統(tǒng)的含義

變頻恒壓供水系統(tǒng)是以變動(dòng)的頻率來維持壓力的恒定，也就是說，能夠通過變頻技術(shù)控制供水管網(wǎng)出口壓力的穩(wěn)定。變頻恒壓供水系統(tǒng)能夠保持運(yùn)行過程中的穩(wěn)定，并且節(jié)約資源，安全可靠，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

3.2變頻恒壓供水系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式

變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)滿足用水供水需求，是通過對水泵的無限調(diào)速和水壓的變化實(shí)現(xiàn)對水泵的自動(dòng)控制，是目前世界上最先進(jìn)的供水方式。

3.3變頻恒壓供水系統(tǒng)的優(yōu)勢

首先，變頻恒壓供水系統(tǒng)與傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)相比，更加高效節(jié)能，大概可以節(jié)能百分之三十到百分之六十左右。其次，變頻恒壓供水系統(tǒng)占地面積小，資金投入少，性價(jià)比高。然后，變頻恒壓供水系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，配置靈活，功能豐富，靈活可靠。再者，變頻恒壓供水系統(tǒng)運(yùn)行較為合理，危險(xiǎn)度低，能夠提高水泵的使用時(shí)間。最后，變頻恒壓供水系統(tǒng)操作簡單方便，節(jié)省人力物力，節(jié)約成本。

3.4變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)備特點(diǎn)

變頻恒壓供水系統(tǒng)與PLC技術(shù)相結(jié)合，使得系統(tǒng)程序更加安全可靠，靈活有效，而且功能齊全，反應(yīng)速度快。變頻恒壓供水系統(tǒng)啟動(dòng)設(shè)置為軟啟動(dòng)，減少啟動(dòng)電流的沖擊，延長使用壽命。在生活消防上能夠?qū)崿F(xiàn)一機(jī)兩用，提高使用效率。

結(jié)語：

PLC和變頻器以及上位機(jī)等有機(jī)組合成的變頻恒壓供水控制系統(tǒng)具有節(jié)能安全的特點(diǎn)，同時(shí)，上位機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)的對故障進(jìn)行監(jiān)測和診斷。變頻器的應(yīng)用，大大提高了系統(tǒng)的安全性，避免了啟動(dòng)時(shí)的大電流沖擊。PLC的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的有效應(yīng)用，在很大程度上能夠保證供水量的穩(wěn)定和效率的提高，而且它的性能穩(wěn)定，運(yùn)行時(shí)安全可靠，有著明顯的節(jié)能效果，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。PLC不僅能夠解決居民的供水需求問題，而且提高了水資源的利用率，在未來的發(fā)展過程中，有著十分光明的發(fā)展前景，作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，一定能夠發(fā)揮出其應(yīng)有的價(jià)值，造福于人類。

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