1、南豐變頻恒壓供水系統(tǒng)簡介

南豐變頻恒壓供水設備系統(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備以及若干臺立式多級離心泵和一臺井用潛水泵及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，檢測出水位、壓力，轉換成4~20ma的信號，輸入到plc的模擬量輸入模塊，將檢測到的壓力信號和通過觸摸屏設置的壓力經(jīng)過pid運算，通過控制變頻器的輸出頻率來調(diào)整水泵電機的轉速,以達到保持水壓的恒定;同時通過水位檢測，根據(jù)水位的高低來啟停水源井中的潛水泵。同時，在觸摸屏顯示器上可以顯示各個電機的電流、頻率、水位、水壓、工頻和變頻運行的時間以及各泵的運行狀態(tài)。

2、控制對象

根據(jù)變頻恒壓供水設備系統(tǒng)現(xiàn)場的實時情況，控制現(xiàn)場設備的開、關、運行;潛水泵的開啟、停止;變頻器的啟動/停止，以實現(xiàn)恒壓供水的自動控制。

3、系統(tǒng)工作原理

該系統(tǒng)具有手動和自動兩種運行方式:

3.1、手動運行方式

選擇手動運行方式時 ，根據(jù)需要，通過按啟動和停止按鈕，來控制各水泵。這種方式只在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時使用。

3.2、自動運行方式

(1) 啟動程序

在自動運行時，首先檢測水泵是否出現(xiàn)故障，如果某臺泵出現(xiàn)故障，則通過觸摸屏在線修改該水泵的狀態(tài)，把1＃泵設為故障狀態(tài)，則系統(tǒng)啟動時，自動不啟動該泵。其次檢測蓄水池水位，如果符合要求，則1＃泵變頻交流接觸器吸合，電機和變頻器連通，同時打開1＃泵的電磁閥，通過檢測壓力的大小 ，plc經(jīng)過pid運算，此時變頻器的輸出頻率從0Hz開始上升，如果壓力不夠，則上升到50Hz，延時后，通過軟啟動器，將1＃泵切換到工頻，再啟動2＃泵，依次類推，直到出水壓力達到設定壓力。

(2) 水泵切換程序

如果出水量減少，出水壓力過大，則plc控制變頻器的輸出頻率降低，減少出水量來穩(wěn)定出水壓力。如果變頻器的輸出頻率在20hz，此時plc開始計時，如果出水壓力降低 ，則放棄計時;如果出水壓力一直高于設定壓力，到一定時間后，則根據(jù)先投先停的原則，plc將先關閉正在運行的投入時間最長的泵的電磁閥，再關閉該泵，直到出水壓力達到設定值。

(3) 啟動小功率泵

對于生活用水來說，屬于用水時段性很強的系統(tǒng)，因此在幾臺水泵中，設置一臺小功率泵。當在用水低谷時，一臺小功率泵就足可以保持供水壓力，此時，就可以通過變頻運行小功率泵，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，1個電源模塊，2個32位i/o模塊，2個16位輸出模塊，2個12位ad模塊，1個12位da模塊和一個cp340模塊。cp340和上位機之間通過rs-485進行通信。

(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)，可以方面的通過串行通訊與編程器通信，也可以和plc通過mpi網(wǎng)進行通信。通過觸摸屏可以實時顯示電機電流、管網(wǎng)壓力、水位等工作情況以及各種故障信息;還可以通過觸摸屏對plc進行在線控制。

4.2、軟件編程

(1) plc編程

plc從軟件配置上有系統(tǒng)程序和用戶程序。系統(tǒng)程序裝配在cpu模塊上隨硬件的產(chǎn)品而來。用戶程序是編程器編好程序后輸入到可編程序控制器的存儲模塊，程序是采用塊式結構形式 ，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主程序有機的結合起來。故plc程序主要解決現(xiàn)場各泵的啟動程序、切換程序、啟動小功率泵;模擬量的處理;與上位機和觸摸屏通信數(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面、參數(shù)設置、供電回路、反滲透、實時曲線、報表統(tǒng)計、故障維護等畫面組成。