基于PLC的恒压供水控制系统的设计

陈慧 黄哲恒

摘要：本文是基于当前的社会需求设计的恒压供水控制系统，实现城市供水自动化，能够自行调节泵组的运行速度，运行台数，形成闭环的供水系统。一方面节约电能，另一方面稳定供水压力，是当前设计恒压供水系统的主要目的，恒压供水控制系统是基于PLC，即可编程控制器进行设计，根据当前的用户用水量的大小来决定当前水管的水压和水量，减少了水资源的浪费和电力的浪费，保证了水管的恒定水压，城市的供水系统决定了城市的发展程度和现代化程度。为了达到更好的水压水量控制效果，应当充分运用当前的计算机技术设计恒压供水系统，真正实现城市供水自动化。

关键词：恒压供水系统;控制系统设计;PLC

引言：

本文所设计的基于PLC的自动控制系统，通过高素质的程序开发人员编写，并对供水方式作出相应的改进和调整，调节供水电压。来实现用户所要求的高效安全使用方便的供恒压供水系统。基于PLC所设计的恒压供水系统，避免了传统供水系统的诸多弊端，节约了资源，保证了供水电压的稳定，设置了合理的恒压供水系统参数，并设置了相应的系统报警装置，系统存在问题或外界环境变化较大时，及时预警提醒工作人员解决和处理。

1.恒压供水系统总体方案设计

恒压供水系统包括四个部分，主要是基于PLC设计的恒压供水系统的中心控制部分，以及水泵、电机、阀门和管道等构成，可以通过PLC来控制电动机的转速、功率控制、水泵开始和停止工作，从而实现恒压供水。基于PLC设计的系统可以对水泵和电机进行自动化的控制，目的是实现自动化的恒压供水系统。

2.给水系统的控制方案确定

2.1供水基板的变频器+水泵机组+压力传感器

软件设计的过程中选用了PID调节器和PLC可编程控制器，PLC可编程控制器可以通过人工编程，进而控制整个给水系统，选用编程控制器，简化了电路的设计难度，降低了设计成本和设备成本。使整个给水系统的控制和设计更加简单，但也存在一定的缺点，无法实现不同时段的不同压力要求。设置指令代码控制给水系统，实现对于不同时段的给水系统的的不同压力大小，该控制结构的扩展功能较少，不利于当前的数据传输，且数据存储容量小，不适合整个城市的给水控制系统。

2.2通用变频器+PLC（包括变频控制、调节器控制）+人机界面+压力传感器

利用通用变频器和调节器来设计当前的恒压供水系统，该系统相对于其他变频器设计的系统来说，控制更加方便灵活信息传输方便，数据交换方便，通过改变当前的控制程序来满足当前的系统设计要求。PLC的抗干扰能力强，信息传输速度快，可靠性高且数据存储量大，适用于当前不同场合的城市恒压供水系统或公司恒压供水系统，是当前系统设置的首选。原因在于其扩展灵活、数据传输方便、参数设置方便、稳定性强、可靠性高、调试方便、抗干扰能力强，是当前系统设计的优先选择。

3.给水系统的组成

给水系统包括主令信号、传感器信号和模拟量信号三部分，传输到S7-200PLC之后，通过MM430变频器将信号传递到水泵机组开始工作。

系统包括变频器、传感器、PLC控制器和水泵机组四部分组成，可以对PLC端口进行软触点定义，系统中有变频器内置模块。在实际的供水系统运行过程中，采用了一用一备自动互投方式，保证供水系统的稳定性可靠性。目前供水控制系統接线简单，采用的元器件耐高温且工艺成熟，能满足长期用水和连续运行的需要。通过两台电动机轮番运转，并进行相应的变频变速调整，保证系统供水的稳定性和水流的水压水量变化，一方面可以满足工业用水和城市生活用水的需求，另一方面降低了能量的消耗。该供水系统采用了公平户头电动机组，可以通过设定相应的控制程序，实现系统设计的目标，保证供水系统运行的稳定性和安全性。通过PLC控制单元，可以对电动机进行两台之间的相互切换和控制，以及对于所需水流水压大小的控制等方面的功能进行调节。该系统整体外部接线较为简单，所选用的元器件性能稳定、耐高温、可靠性高。

供水系统的两种状态可以进行切换，一种是手动，另一种是自动运行，实现供水系统的自动化供水。通过手动操作状态来控制供水系统，需要通过各种按钮和设备来操作电控柜内的各类开关，当出现其他状况时可以通过手动操作调整，保证供水系统正常供水。

通过PLC控制变频器，工作过程如下：系统启动后，首先对系统进行初始化程序，并检测整个系统的状态是否稳定以及水位的高低，通过压力传感器来检测当前的水压，并通过模数转换后将水压的信息传递给PLC进行处理，PLC根据已经设定好的参数以及变频器的功率来处理压力传感器反馈的信号。通过PLC的主控制器对相应的数据进行处理后，将控制信号传递到水泵机组，从而控制整个恒压供水系统。

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作者简介：1.陈慧（2001.01—），女，汉族，福建省福州人，福州闽侯县福建农林大学机械自动及其自动化专业 本科在读，研究方向：机械自动及其自动化

2.黄哲恒（2001.01-），男，汉族，福建省福州人，福州闽侯县福建农林大学机械自动及其自动化专业 本科在读，研究方向：机械自动及其自动化

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