浅析PLC恒压供水系统

摘 要：恒压供水系统的研发成功在很大程度上降低了供水系统的能耗，本文对恒压供水系统的特性进行了简单分析，并对plc恒压供水系统设计方案进行了简单研究。

关键词：PLC；恒压；供水系统

中图分类号：TP271 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20150501049

1 恒压供水系统的特性分析

在供水系统管路中阀门开度保持某一数值不变的前提下，供水系统中水泵在某一转速下扬程H与流量Q之间关系f（Q）呈现出如图1所示曲线。在图1中我们可以很直观的看到，扬程H与流量Q两者之间保持反比例关系，即扬程H越小，流量Q越大。如果可以保证阀门开度和水泵转速保持恒定值不变，那么我们就可以简单的将流量Q的大小与用户实际用水量联系起来，同样只有保持水泵转速恒定，对管阻特性进行研究才会具有一定的意义。所谓管阻特性即是指在阀门开度恒定的前提下，扬程H与流量Q之间存在的函数关系H=f（Q）。此外，管阻特性直接表明出水泵能量在克服泵系统的水位及压力差、液体在管道中流动阻力等过程中消耗掉，符合能量守恒定律。从扬程H与流量Q之间关系f（Q）曲线图可以直接看出，阀门开度变化时，只是改变了某一扬程下，供水系统向用户供水的能力，扬程特性曲线与管阻特性曲线的焦点正是供水系统的工作点，在该工作点处，供水系统的供水量Q与用户的用水量Q始终保持着相对平衡关系，换句话说，只有供水系统满足了扬程和管阻两个特性时，才能够保证供水系统稳定可靠的运行。

图1 供水系统的基本特性

2 PLC恒压供水系统设计方案

PLC恒压供水系统是由控制器、变频器、水泵机组等部分组成的，系统在控制器的控制下，实现对多台水泵机的循环控制效果。通过一定的技术手段，控制器能够对整个供水管网的水压加以控制，在变频器的作用下实现对输出频率和电机转速的可靠控制，保证供水管网始终运行在恒定值范围内。这里所讲的控制器就是PLC，系统的主要设计方案为：

2.1 信号检测

供水系统需要对管网实时运行情况进行监测，这里的信号主要包括传感器压力信号、差压变送器液位信号及PLC报警信号3种。压力信号是通过压力传感器收集到的信号，该信号能够提供整个供水管网中的实时压力值，进而实现实时监测功能。该信号是一个通过PLC模拟量传输通道进行传输的模拟信号；模拟信号是由差压变送器获得的，该信号主要是用来表示水泵进水管网的液位值，对于整个供水系统而言，该信号在很多情况下是用来控制进水管网无水抽空的情况下起到一定保护作用，避免严重情况发生。这一模拟信号同样是通过PLC的模拟量输入端子进行传输的；报警信号是通过变频器、压力传感器、差压变送器这3个部件共同获取的，该信号主要是用来显示系统的运行状态（不正常状态/正常状态等）。

2.2 控制部分

PLC恒压供水系统的主要控制部分有PLC、变频器、电控设备。其中PLC是整个恒压供水系统的控制核心，主要作用是获取整个系统运行过程中的各种重要信号，根据监控信号来实现对供水系统运行状态的控制，在变频器的作用下实现供水系统中水泵机组运行状态的及时调整；恒压供水系统中的变频器主要作用是对水泵机组进行控制，其内置的PID功能可以对PLC信号进行实施检测，进而保证水泵频率工作在正常范围内。

3 结 论

当前PLC恒压供水系统已经在很多领域有着非常广泛的应用，未来该系统将朝着更为智能化的方向发展。如果水泵机组采用的是3台并联供水方式，那么我们就可以根据用户用水量的大小来决定投入多少水泵执行任务，这在很大程度上降低了能源消耗。一旦用户用水量降低，就可以通过单台泵变频来工作；随着供水量的不断增加，水泵运行频率将逐步增大，当水泵最大输出功率无法满足用户需要时，恒压供水系统将直接自动调整至工频状态，以满足用户需求。在今后的工作中，笔者将继续致力于该领域的研究工作，以期能够获得更多更有价值的研究成果。

参考文献

[1] 朱思亮.基于PLC的恒压供水监控系统设计与实现[D].电子科技大学，2013.

[2] 殷智坚，谭杰.PLC恒压供水系统变频节能的优化研究[J].科技风，2012，21：105.

[3] 胡盘峰，陈慧敏. 基于PLC的新型变频恒压供水系统设计[J]. 机械工程与自动化，2011，02：141-143.

作者简介：石建军（1975-），男 ，汉族 ， 湖南湘潭人，硕士研究生，讲师。