一种基于PLC的变频恒压供水控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于PLC的变频恒压供水控制系统,其包括PLC控制器(1)、变频器(2)、压力传感器(3)、水泵机组(4)、液位传感器(5)、水池(6)，所述水池(6)里的水经过水管网路流向用户，所述水泵机组(4)安装于通向用户管网的水管上，所述压力传感器(3)安装于出水管口处，所述液位传感器(5)安装于水池(6)内，所述变频器(2)、压力传感器(3)、液位传感器(5)分别与PLC控制器(1)电连接，所述变频器(2)还与水泵机组(4)电连接;所述水泵机组(4)包括一台变频水泵，与变频水泵并联的两台工频水泵，所述变频水泵由变频器(2)控制，两台工频水泵由PLC控制器(1)控制。本实用新型专利技术可解决恒压供水，实现水压稳定，达到节能环保的目的。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及供水
，特别涉及一种基于PLC的变频恒压供水控制系统。
技术介绍
我国是世界上人口最多的国家，人口基数大，人均资源占有率低，用水效率很低。水资源浪费严重、污染严重，同时海水和再生水等非传统水资源利用量也较少。城市管网的水压一般只能保证6层以下楼房的正常供水，其余以上各层必须升压才能满足供水要求。传统供水模式一般采用传统的水塔，高位水箱、低位水池或气压罐供水设备，水池和水箱会导致“水资源的二次污染”，长期饮用就会影响人的身体健康。而传统的水塔供水方式暴露了很多缺点：用水高低峰的不平衡，水压不稳，管道阀门易损坏，维修保养费用过高，水的二次污染等等。有鉴于此，特提出本技术，以改正上述现有技术的不足之处。
技术实现思路
针对上述现有技术，本技术要解决的技术问题是提供一种基于PLC的变频恒压供水控制系统，该系统可解决恒压供水，实现水压稳定，达到节能环保的目的。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种基于PLC的变频恒压供水控制系统，其包括PLC控制器、变频器、压力传感器、水泵机组、液位传感器、水池，所述水池里的水经过水管网路流向用户，所述水泵机组安装于通向用户管网的水管上，所述压力传感器安装于出水管口处，所述液位传感器安装于水池内，所述变频器、压力传感器、液位传感器分别与PLC控制器电连接，所述变频器还与水泵机组电连接。本技术的进一步改进为，所述水泵机组包括一台变频水泵，与变频水泵并联的两台工频水泵，所述变频水泵由变频器控制，两台工频水泵由PLC控制器控制。本技术的进一步改进为，所述PLC控制器为可编程控制器，具体型号为西门子S7-200型PLC-CPU226。本技术的进一步改进为，所述变频器采用ACS510变频器。本技术的进一步改进为，所述压力传感器采用电阻式传感器或压变式传感器。本技术的进一步改进为，一台变频水泵和两台工频水泵都设有软启动。相较于现有技术，本技术利用PLC控制器使变频器控制一台变频水泵或PLC控制器循环控制多台工频水泵，实现管网水压的恒定和水泵电机的软起动以及变频水泵与工频水泵的切换。本技术可解决恒压供水，实现水压稳定，达到节能环保的目的。附图说明图1是本技术的原理结构框图。图中各部件名称如下：1—PLC控制器;2—变频器;3—压力传感器;4—水泵机组;5—液位传感器;6—水池。具体实施方式下面结合附图说明及具体实施方式对本技术进一步说明，附图中类似的元件标号代表类似的元件。如图1所示，本技术的基于PLC的变频恒压供水控制系统，其包括PLC控制器1、变频器2、压力传感器3、水泵机组4、液位传感器5、水池6，所述水池6里的水经过水管网路流向用户，所述水泵机组4安装于通向用户管网的水管上，所述压力传感器3安装于出水管口处，所述液位传感器5安装于水池6内，所述变频器2、压力传感器3、液位传感器5分别与PLC控制器1电连接，所述变频器2还与水泵机组4电连接。具体地，如图1所示，所述水泵机组4包括一台变频水泵M1，与变频水泵并联的两台工频水泵M2、M3，所述变频水泵M1由变频器2控制，两台工频水泵M2、M3由PLC控制器1控制。所述PLC控制器1为可编程控制器，具体型号为西门子S7-200型PLC-CPU226。所述变频器2采用ACS510变频器。所述压力传感器3采用电阻式传感器或压变式传感器。三台水泵都设有软启动，每台泵的出水管均安装有手动阀，以供维修和人为调节水量之用，三台水泵协调工作以满足用户供水需求。本技术的基本控制要求是：采用电动机调速装置与可编程控制器(PLC)构成控制系统，控制水泵机组4的调速运行，并自动调节水泵机组4的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在用户管网流量发生变化时达到稳定供水压力和节能的目的。该系统的控制目标是水泵总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入可编程控制器(PLC)的中央控制器（CPU）进行运算处理后，发出控制指令，控制水泵的运行台数和运行变频泵电动机的转速，从而使水总管压力稳定。本技术的结构图如图1所示：整个系统由三台水泵，一个变频器2，一个可编程控制器（PLC）和一个压力传感器3及若干辅助部件构成一个完整的闭环调节系统。每台泵的出水管均安装有手动阀，以供维修和人为调节水量之用，三台水泵协调工作以满足用户供水需求；该系统中压力传感器3一般采用电阻式传感器(反馈0～5V电压信号)或压变式传感器(反馈4～20mA电流)；变频器2是整个系统的核心，通过改变电机输入频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果等各项功能。该系统运行流程：变频器2内部自带的比例积分微分（PID）调节器，进行优化算法使得水压调节平滑且稳定，保持供水管道内部水压的恒定。PID参数在线调试简单，不仅极大地降低了生产成本，而且大大提高了工作效率。该系统的供水模式与过去的低位水池或高位水箱以及气压罐供水方式相比，该系统无论是在设备的投资，节能，还是系统的稳定性、安全性、健康环保等方面都有巨大的优势。本技术的工作原理：本技术采用3台水泵并联运行方式，主要由变频器2、可编程控制器(PLC)、压力传感器3和水泵机组4一起组成一个完整的闭环调节系统。通过出水管口上安装的压力传感器3, 把水压信号转换成为4 ～ 20mA的电流信号或者0 ～ 5V的电压信号送给可编程控制器(PLC)，运算处理后得出一稳定的标准压力参数。通过和标准的压力参数进行比较后送入变频器2内部自带的比例积分微分（PID）调节器, 经运算后得出调节参数,送入变频器2。变频器2是整个供水系统的核心，由变频器2控制变频水泵M1的转速, 调节供水系统供水量, 使供水系统管网内水压保持在恒定值。当用水量超过一台水泵的供水量时, 通过可编程控制器（PLC）控制工频水泵的增加。可编程控制器（PLC）根据用水量的多少控制工作水泵的数量，变频器2控制变频水泵的调速, 实现恒压供水。当供水负载变化时, 输入电机的频率也随之变化,构成了以标准压力为基准的闭环控制系统。即用水量增加时，输入电机的频率升高，供水量增大，电机转速加快；用水量降低时，输入电机的频率降低，供水量减小，电机转速减慢。控制流程:(1)手动运行时，按下按钮停止水泵工频运行，完全脱离可编程控制器（PLC）及变频器2的控制，该功能主要用在系统检修时及自动系统出现故障时的应急供水方式中。(2)自动运行时，全部水泵的运行依程序自动工作。系统通电，接收到有效的启动信号后，首先启动变频器2使变频水泵M1工作，压力传感器3检测管道内部实际压力送给可编程控制器（PLC），根据实际压力与设定标准压力的偏差，调节输出频率，变频器2控制变频水泵M1的转速，当检测到出水口的压力达到设定标准值时，变频器2控制转速稳定到设定值，这期间变频水泵M1工作在变频状态。(3)当用水量增加压力传感器3反馈的水压信号减小时，调节偏差变大，可编程控制器（PLC）的输出信号变大，输出频率变大，变频器2控制变频水泵M1的转速增大，供水量增大，最终水管内部压力达到一个新的稳定值。(4)当用水高峰期用水量一直增加，输出频率达到变频器2上限频率50Hz，若此时出水口压力传感器2检测到的实际压力小于设定的标准压力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PLC的变频恒压供水控制系统，其特征在于：包括PLC控制器(1)、变频器(2)、压力传感器(3)、水泵机组(4)、液位传感器(5)、水池(6)，所述水池(6)里的水经过水管网路流向用户，所述水泵机组(4)安装于通向用户管网的水管上，所述压力传感器(3)安装于出水管口处，所述液位传感器(5)安装于水池(6)内，所述变频器(2)、压力传感器(3)、液位传感器(5)分别与PLC控制器(1)电连接，所述变频器(2)还与水泵机组(4)电连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC的变频恒压供水控制系统，其特征在于：包括PLC控制器(1)、变频器(2)、压力传感器(3)、水泵机组(4)、液位传感器(5)、水池(6)，所述水池(6)里的水经过水管网路流向用户，所述水泵机组(4)安装于通向用户管网的水管上，所述压力传感器(3)安装于出水管口处，所述液位传感器(5)安装于水池(6)内，所述变频器(2)、压力传感器(3)、液位传感器(5)分别与PLC控制器(1)电连接，所述变频器(2)还与水泵机组(4)电连接。2.根据权利要求1所述的基于PLC的变频恒压供水控制系统，其特征在于：所述水泵机组(4)包括一台变频水泵，与变频水泵并联的两台工频...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰，
申请(专利权)人：湖南科技学院，
类型：新型
国别省市：湖南;43