基于PLC的校园恒压供水控制系统设计

孙莉 姜昌平

【摘  要】供水系统的设计是基于S7-200系列PLC来进行的。为了解决校园供水过程中所有的节能的问题，本文提出了基于PLC的恒压变频供水的一个方案。由变频器频率以及对输出电压的实时控制，从而改变水泵出水量。在系统设计的部分，介绍了选取软硬件型号，绘制了软件系统的流程图及设计程序梯形图，自动控制供水流程符合供水系统的需求，基本满足校园日常用水需求。

【关键词】PLC;变频器;恒压供水

随着人口数量的连年增长，国家开办了越来越多的学校，校园供水能力对决定着学校全体师生的生活质量，供水需求量持续增加，同时也对供水的安全性和可靠性提出了更高的要求。本文针对校园生活供水问题，设计了一套可自由调控的恒压供水控制系统，目的是有效改善学校师生的用水现状。

1恒压供水系统的设计要求

（1）开机上电，正常工作的流程工作在压力低于允许的范围内，水泵开始变频运行。

（2）正常运行后，水泵变频运行，如果压力低于设定值，变频泵的频率达到50后，超过了十秒，开启下一个水泵的变频，复位初始水泵变频。下一次判断压力值小于设定值时，切换变频水泵为工频运行，且开启下一水泵变频运行（为了错开同一台水泵从变频到工频的转换），依此类推正常工作运行。

（3）如果开机上电初始水泵产生故障，压力低于下限，通过判断后，检测下一水泵的状态，无故障就转到下一泵的运行，若有故障，再转到下一泵判断有无故障后选择是否运行。

（4）当水泵判断无故障运行时，下一水泵无故障就开始变频运行，上一个水泵变频切换工频运行，以此类推。

（5）当检测水泵只有初始泵无故障变频运行时，就保持初始泵的变频运行。

（6）压力值若低于下限且变频器的输出为0时，延时五秒后复位水泵工频，根据正在工作的水泵数量以及工作状态来确定在什么时候停止工作。

（7）水泵变频运行超过八小时，复位水泵，开启下一个水泵的变频运行。

2设计

2.1恒压供水系统的系统构成

恒压供水的系统如图1所示，它通过CPU周期收集各种主信号，压力传感器信号和其他相关的模拟信号，并进行算术处理以获得输出响应控制变频控制器，从而完成相关设备的运行，停止和速度控制。

2.2  变频器参数设置和调试

参数的过滤与选择使用者所访问的级别为p0010以及p0003是变频器两个重要参数（这两个参数的设定值比较高p0010=1，然后再从其中选取一个变频器进行快速的调试）。mm430共包含了专家、标准、以及拓宽这三个主要的用户浏览层。只能在电视机上看到少量的参数是因为大多数这些参数的数值都是在对变频器进行快速调试的情况下，由于其较低的存取度级导致了自动计算或者是缺省所需要设置结果。

p0010=1：为了使得变频器迅速进行调试;p0003：利用用户访问层次的参数表来自动选取该类型的参数，之后还是可以将其运用到自己定义的参数列表中。在设定p3900=1前就完成了快速调试的全部步骤，这样就方便了计算出与电动机相关的数据。设定P3900=1的同时，完成快速调试后，变频器可运行（快速调试时才成立）。根据控制系统的需求，变频器参数设置表如表3-1所示。

2.3  PLC的I/O配置

该供水系统的控制信号主要包括数字输入，例如各种按钮，旋钮和开关。本设计在PLC种总共使用了 9个数字量输入以及11个输出口;PLC I/O口的分配如表1所示。

3  结论

本文主要从校园用水需求与控制目标出发，进行了整个供水系统的方案设计，通过对恒压供水的控制策略研究论证了控制方案的可行性，最后通过对校园生活供水系统的硬件设计制作以及校园生活供水系统的控制系统的设计。本次设计基本实现了预先设计所包含的功能，其中包括了供水系統的变频运行、变频/工频切换、水泵电机换机、水泵故障时系统的检测和运行以及机器的复位功能。同时对触摸屏监控进行了设计，使功能得到了完善，对于控制供水系统有了一个更好的保证。

参考文献：

[1]金建军. 基于PLC的校园恒压供水控制系统设计[D].浙江工业大学，2019.

[2]龚真蕊. 恒压供水PLC控制系统设计与实现[D].山西农业大学，2016.

[3]张光建.基于PLC的住宅小区变频恒压供水控制系统设计研究[J].自动化与仪器仪表，2015（10）：232-234.

（作者单位：山东协和学院工学院）