恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

1、 . PAGE15 / NUMPAGES15目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc245279815一、引言 PAGEREF _Toc245279815 h 3HYPERLINK l _Toc245279816二、恒壓供水控制系統(tǒng)的基本控制策略 PAGEREF _Toc245279816 h 4HYPERLINK l _Toc245279817三、恒壓供水系統(tǒng)的基本構(gòu)成 PAGEREF _Toc245279817 h 4HYPERLINK l _Toc245279818四、PLC的模擬量擴(kuò)展單元的配置和選型 PAGEREF _Toc245279818 h 5H

2、YPERLINK l _Toc245279819六、系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc245279819 h 8HYPERLINK l _Toc245279820七、小結(jié) PAGEREF _Toc245279820 h 13HYPERLINK l _Toc245279821八、致詞 PAGEREF _Toc245279821 h 14HYPERLINK l _Toc245279822九、參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc245279822 h 15恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：變頻調(diào)速恒壓供水控制裝置能夠極改善給水管網(wǎng)的供水環(huán)境，該系統(tǒng)可根據(jù)管網(wǎng)壓力變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速和多臺(tái)水泵電機(jī)的

3、投入與退出，使管網(wǎng)主干出口端保持在恒定的設(shè)定壓力值，整個(gè)供水系統(tǒng)始終保持高效節(jié)能和運(yùn)行在最佳狀態(tài)。變頻恒壓供水控制系統(tǒng)主要采用變頻器，PID調(diào)節(jié)部分、壓力傳感器與低壓電氣等，對(duì)水泵進(jìn)行恒壓調(diào)速統(tǒng)。它通過(guò)壓力傳感器感知管網(wǎng)壓力變化，并將電信號(hào)傳輸給PID調(diào)節(jié)部分，經(jīng)分析運(yùn)算后，單片機(jī)輸出信號(hào)給變頻器，由變頻器控制水泵轉(zhuǎn)速。在供水過(guò)程中水泵用水量大時(shí)增加水泵，用水量少時(shí)件泵，用水量極少與無(wú)人用水時(shí)進(jìn)入小泵補(bǔ)壓或進(jìn)入休眠狀態(tài)，這些都由單片機(jī)控制進(jìn)行控制。本文提出了一種變頻調(diào)速系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)無(wú)需水塔或壓力罐，提出了變頻調(diào)速在一定條件下具有節(jié)能、調(diào)節(jié)性好、控制靈活與運(yùn)行可靠等特點(diǎn)；根據(jù)供水管網(wǎng)用水量的

4、變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)供水泵的轉(zhuǎn)數(shù)和臺(tái)數(shù)，使供水管網(wǎng)始終保持恒定的設(shè)定壓力和所需流量，高效節(jié)能；并且具有相當(dāng)高的性能價(jià)格比。關(guān)鍵詞：恒壓給水，單片機(jī)，變頻器，PID調(diào)節(jié)Abstract：Throughchangethefrequencytoadjustthepressofthewatersupplysystem,thecontroldevicecanimprovethewatersupplyenvironmentofthewaterpipenetbiggest.Thesystemcanaccordingthevariebletubenetpressuretoregulatethewaterpumpmo

5、tortoturnautomaticallyanddecideifmorewaterpumpengineeringusedornot,soitcanmaketheexitofthenetsmainstemtokeepattheconstantpressurethatsettled,thewholewatersupplysystemkeepsalwaysefficientlyeconomicandcirculateinthebestsituationefficiently.Thefrequency-changeconstantpressurewatersupplysystemcontainsth

6、etransduser,thePIDregulatedpart,thepressurecensorandthelow-pressureelectricitydiviceetc.,usepumpstocarryonconstantpressvariablespeedwatersupplysystem.Itspreadsthecensorsfeelingtoknowthenet atedpart,afteranalysisoperation,sigle-chipmicrocomputeroutputsthesignaltochangethefrequencyofthetransduer,useth

7、etransdueroutputtocontrolwaterpumpsspeed.Whileitcancontrolthepumpnumberbythenetsvariablepressure, whilewatersupplyisveryfewornomanusewater,enterthepumpenterthedormancyappearance,theseareallcontroledbythesigle-chipmicrocomputer.Thistextputforwardakindoffrequency-changevariablespeedproject.Thatsystemd

8、onotneedthewatertowerorthepressurebottles,pointoutthatchangefrequencytoadjustthespeedhavetheeconomicandgoodregulationundertheconditionofcertain,controlvividandcirculatedcredibileetc.Accordingtothevariablewatersupplyofthenet,regulatewaterpumpnumberautomatically,makewatersupplyofthenettokeepatthesettl

9、edpressureandsatisfythedemand,efficientlysavethepowerandhavetheveryhighfunctionpricecompare.KeyWords：ConstantPressureWaterSupplySystem，Single-chipcomputer，F(xiàn)requencySpeedControl，PID Controller.一、引言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對(duì)供水的質(zhì)量和安全可靠性的要求不斷提高。把先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用到供水領(lǐng)域，成為對(duì)供水企業(yè)新的要求。在大力提倡節(jié)約能源的今天，研究高性能、經(jīng)濟(jì)型的恒壓供水監(jiān)控系

10、統(tǒng)。所以，對(duì)于某些用水區(qū)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低能耗、信息共享，采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。變頻調(diào)速恒壓供水技術(shù)以其節(jié)能、安全、供水高品質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用，恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)可依據(jù)用水量的變化(實(shí)際上為供水管網(wǎng)的壓力變化)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，保持水恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)，在短短的幾年、調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)逐步完善的發(fā)展過(guò)程， 早期的單泵調(diào)速恒壓系統(tǒng)逐漸為多泵系統(tǒng)所代替，投資更為節(jié)省，運(yùn)行效率提高，成為主導(dǎo)產(chǎn)品。自從通用變頻器問(wèn)世以來(lái)，變頻調(diào)速技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備以其節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，使我國(guó)

11、供水行業(yè)的技術(shù)裝備水平從90年代初開(kāi)始經(jīng)歷了一次飛躍。 恒壓供水調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)。恒壓供水系統(tǒng)對(duì)于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的。例如在某些生產(chǎn)過(guò)程中，若自來(lái)水供水因故壓力不足或短時(shí)斷水，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)使產(chǎn)品報(bào)廢和設(shè)備損壞。又如發(fā)生火災(zāi)時(shí)，若供水壓力不足或或無(wú)水供應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。在實(shí)際應(yīng)用中得到了很大的發(fā)展。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻器的功能也越來(lái)越強(qiáng)。充分利用變頻器置的各種

12、功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備，降低成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面很有潛力，恒壓供水系統(tǒng)對(duì)于某些工業(yè)或特殊用戶是非常重要的，例如在某些生產(chǎn)過(guò)程中，若自來(lái)水供水因故壓力不足或短時(shí)缺水時(shí)，可能影響產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)使產(chǎn)品報(bào)廢和設(shè)備損壞。又如當(dāng)發(fā)生火警時(shí)，若供水壓力不足或無(wú)水供應(yīng)，不能迅速滅火，可能引起重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。所以某些用水區(qū)采用恒壓供水系統(tǒng)，具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)意義。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料報(bào)道，我國(guó)現(xiàn)有約5000萬(wàn)臺(tái)水泵和風(fēng)機(jī)在運(yùn)行，總計(jì)年用化量可達(dá)約1000億度。泵和風(fēng)機(jī)均屬于葉片式流體機(jī)械；由流體機(jī)械理論，在相似工況下，泵、風(fēng)機(jī)的流量，揚(yáng)程和功率分別與其轉(zhuǎn)速的一次方、二次方和三次方成正比。如轉(zhuǎn)

13、速下降一半，其功率可下降到原來(lái)的 。流量是給水系統(tǒng)在使用過(guò)程中需要調(diào)節(jié)的主要參數(shù)。由水泵通過(guò)管路供水的理論可知，調(diào)節(jié)流量原則上有兩大方法；一是節(jié)流調(diào)節(jié)，泵的轉(zhuǎn)速不變，改變供水管路上閥門(mén)的開(kāi)度以調(diào)節(jié)流量；開(kāi)大閥門(mén)，流量增加；關(guān)小閥門(mén)，流量減少。采用流調(diào)節(jié)，有大量能量消耗在節(jié)流損耗上。調(diào)節(jié)流量的第二種方法是變速調(diào)節(jié)，即供水管路的狀態(tài)不變(供水閥門(mén)度不變)，改變泵的轉(zhuǎn)速以進(jìn)行流量調(diào)節(jié)；轉(zhuǎn)速升高，流量增加，轉(zhuǎn)速降低，流量減少。用調(diào)速調(diào)節(jié)流量可以大幅度降低節(jié)流能量損耗，具有顯著的節(jié)能效果。我國(guó)政府機(jī)關(guān)(國(guó)家科委、國(guó)家經(jīng)貿(mào)委)在頒發(fā)的中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱中把泵和風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)列為國(guó)家九五計(jì)劃重點(diǎn)推廣的

14、節(jié)能技術(shù)項(xiàng)目。二、恒壓供水控制系統(tǒng)的基本控制策略采用電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置與可編程控制器（PLC）構(gòu)成控制系統(tǒng)，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)的控制目標(biāo)是泵站總管的出水壓力，系統(tǒng)設(shè)定的給水壓力值與反饋的總管壓力實(shí)際值進(jìn)行比較，其差值輸入CPU運(yùn)算處理后，發(fā)出控制指令，控制泵電動(dòng)機(jī)的投運(yùn)臺(tái)數(shù)和運(yùn)行變量泵電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到給水總管壓力穩(wěn)定在設(shè)定的壓力值上。恒壓供水就是利用變頻器的PID或PI功能實(shí)現(xiàn)的工業(yè)過(guò)程的閉環(huán)控制。即將壓力控制點(diǎn)測(cè)的壓力信號(hào)（420）直接輸入到變頻器中，由變頻器將其與用戶設(shè)定的壓

15、力值進(jìn)行比較，并通過(guò)變頻器置PID運(yùn)算將結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號(hào)調(diào)整水泵電機(jī)的電源頻率，從而實(shí)現(xiàn)控制水泵轉(zhuǎn)速。供水系統(tǒng)選用原則水泵揚(yáng)程應(yīng)大于實(shí)際供水高度。水泵流量總和應(yīng)大于實(shí)際最大供水量。三、恒壓供水系統(tǒng)的基本構(gòu)成恒壓供水泵站一般需要設(shè)多臺(tái)水泵與電機(jī)，這比設(shè)單臺(tái)水泵電機(jī)節(jié)能而可靠。配單臺(tái)電機(jī)與水泵時(shí)，它們的功率必須足夠大，在用水量少時(shí)來(lái)開(kāi)一臺(tái)大電機(jī)肯定是浪費(fèi)的，電機(jī)選小了用水量大時(shí)供水量則相應(yīng)的會(huì)不足。而且水泵與電機(jī)維修的時(shí)候，備用泵是必要的。而恒壓供水的主要目標(biāo)是保持管網(wǎng)水壓的恒定，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速要跟隨用水量的變化而變化的，那么這就是要用變頻器為水泵電機(jī)供電。在此這里有兩種配置方案，一種是為每

16、一臺(tái)水泵電機(jī)配一臺(tái)相應(yīng)的變頻器，從解決問(wèn)題方案這個(gè)比較簡(jiǎn)單和方便，電機(jī)與變頻器間不須切換，但是從經(jīng)費(fèi)的角度來(lái)看的話這樣比較昂貴。另一種方案則是數(shù)臺(tái)電機(jī)配一臺(tái)變頻器，變頻器與電機(jī)間可以切換的，供水運(yùn)行時(shí)，一臺(tái)水泵變頻運(yùn)行，其余的水泵工頻運(yùn)行，以滿足不同的水量需求。PSMCAFURMP+壓力傳感器調(diào)節(jié)器變頻器水箱水泵用戶開(kāi)關(guān)圖2 恒壓供水泵的構(gòu)成 如圖為恒壓供水泵的水的構(gòu)成示意圖2。圖中壓力傳感器用于檢測(cè)管網(wǎng)中的水壓，常裝設(shè)在泵站的出水口。當(dāng)用水量大時(shí)，水壓降低；用水量小時(shí)，水壓升高。水壓傳感器將水壓的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏骰螂妷旱淖兓徒o調(diào)節(jié)器。 調(diào)節(jié)器是一種電子裝置，它具有設(shè)定水管水壓的給定值、接受傳

17、感器送來(lái)得管網(wǎng)水壓的實(shí)測(cè)值、根據(jù)給定值與實(shí)測(cè)值的綜合依一定的調(diào)接規(guī)律發(fā)出的系統(tǒng)調(diào)接信號(hào)等功能。調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)一般是模擬信號(hào)，420MA變化的電流信號(hào)或010V間變化的電壓信號(hào)。信號(hào)的量值與前邊的提到的差值成正比例，用于驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器設(shè)備工作。在變頻器恒壓供水系統(tǒng)中，執(zhí)行設(shè)備就是變頻器。 用PLC代替調(diào)節(jié)器，其控制性能和精度大大提高了，因此，PLC作為恒壓供水系統(tǒng)的主要控制器，其主要任務(wù)就是代替調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)水壓給定值與反饋值的綜合與調(diào)節(jié)工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)字PID調(diào)節(jié)；它還控制水泵的運(yùn)行與切換，在多泵組恒壓供水泵站中，為了使設(shè)備均勻的磨損，水泵與電機(jī)是輪換的工作。如規(guī)定和變頻器相連接的泵為主泵（主泵也是輪流

18、擔(dān)任的），主泵在運(yùn)行時(shí)達(dá)到最高頻時(shí)，須增加一臺(tái)工頻泵投入運(yùn)行。PLC則是泵組管理的執(zhí)行設(shè)備。PLC同時(shí)還是變頻器的驅(qū)動(dòng)控制。恒壓供水泵站中變頻器常常采用模擬量控制方式，這需采用PLC的模擬量控制模塊，該模塊的模擬量輸入端子接受到傳感器送來(lái)的模擬信號(hào)，輸出端送出經(jīng)給定值與反饋值比較并經(jīng)PID處理后得出的模擬量信號(hào)，并依此信號(hào)的變化改變變頻器的輸出頻率。另外，泵站的其他控制邏輯也由PLC承擔(dān)，如：手動(dòng)、自動(dòng)操作轉(zhuǎn)換，泵站的工作狀態(tài)指示，泵站的工作異常的報(bào)警，系統(tǒng)的自檢等等。四、PLC的模擬量擴(kuò)展單元的配置和選型1PLC模擬量擴(kuò)展單元的配置與應(yīng)用PLC的普通輸入輸出端口均為開(kāi)關(guān)量處理端口，為了使PL

19、C能完成模擬量的處理，常見(jiàn)的方法是為整體式PLC加配模擬量擴(kuò)展單元。模擬量擴(kuò)展單元可以將外部模擬量轉(zhuǎn)換為PLC可處理的數(shù)字量與將PLC部運(yùn)算結(jié)果數(shù)字量轉(zhuǎn)換為機(jī)外所需的模擬量。模擬量擴(kuò)展單元有單獨(dú)用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換的，單獨(dú)用于數(shù)/模轉(zhuǎn)換的，也有兼具模/數(shù)與數(shù)/模兩種功能的。如用S7-200系列PLC的模擬量擴(kuò)展模塊EM235，它具有四路模擬量輸入與一路模擬量輸出，可以用于恒壓供水控制中。2PLC系統(tǒng)的選型系統(tǒng)共有開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)6個(gè)、開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn)12個(gè)；模擬量輸入點(diǎn)1個(gè)，模擬量輸出點(diǎn)1個(gè)。如果選用CPU224的PLC，也需要擴(kuò)展單元；如果選用CPU226的PLC，價(jià)格比較高，這樣形成的浪費(fèi)較大。因此參照

20、西門(mén)子S7-200產(chǎn)品目錄與市場(chǎng)價(jià)格可知選用的主機(jī)為CPU222一臺(tái)，加上一臺(tái)數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM222，再擴(kuò)展一個(gè)模擬量模塊EM235。這樣配置是最為經(jīng)濟(jì)的。整個(gè)PLC系統(tǒng)的配置如圖3所示： 圖3 PLC系統(tǒng)的配置五、電控系統(tǒng)的原理圖電控系統(tǒng)的原理圖包括主電路圖、控制電路圖與PLC的外圍接線圖。1主電路圖如圖4為電控系統(tǒng)的主電路圖。三臺(tái)電機(jī)分別為M1，M2，M3。接觸器KM1，KM3，KM5分別控制電機(jī)M1，M2，M3的供頻運(yùn)行；接觸器KM2，KM4，KM6分別控制電機(jī)M1，M2，M3的變頻運(yùn)行；FR1，F(xiàn)R2，F(xiàn)R3分別為三臺(tái)水泵電機(jī)的過(guò)載保護(hù)的熱繼電器；QS1，QS2，QS3，QS4分別為

21、變頻器和三臺(tái)水泵電機(jī)主電路的隔離開(kāi)關(guān)；FU1為主電路的熔斷器；VVVF為通用變頻器。2、控制電路圖圖5為電控系統(tǒng)控制的電路圖。SA為手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，SA打在1的位置時(shí)候?yàn)槭謩?dòng)控制狀態(tài)；SA打在2的位置時(shí)候?yàn)樽詣?dòng)控制狀態(tài)；在手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可用按鈕SB1SB8控制三臺(tái)電機(jī)的起/停和電磁閥YV2的通/斷；自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)在PLC程序控制下運(yùn)行。圖中的HL10為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的電源指示燈。對(duì)變頻器的頻率進(jìn)行復(fù)位控制時(shí)只提供一個(gè)干觸點(diǎn)信號(hào)，由于PLC為4個(gè)輸出點(diǎn)為一組共用的一個(gè)COM端，而系統(tǒng)本身又沒(méi)有剩下單獨(dú)的COM端輸出組，所以通過(guò)一個(gè)中間繼電器KA的觸點(diǎn)對(duì)變頻器進(jìn)行復(fù)位控制。圖5 控制電路圖圖中

22、的Q0.0Q0.5與.Q1.0Q1.5為PLC的輸出繼電器觸點(diǎn)。在此可以看到在檢修是的控制原理和水泵在正常運(yùn)行是的控制原理一樣的，最終是通過(guò)控制接觸器的通與斷來(lái)控制水泵的啟動(dòng)與停泵。在PLC控制時(shí)候與檢修時(shí)的控制最大的區(qū)別是，PLC可以通過(guò)變頻器來(lái)控制水泵的轉(zhuǎn)速?gòu)亩_(dá)到對(duì)水壓的壓力控制，而檢修的目的是對(duì)機(jī)器的維護(hù)而不是控制水壓，因此不必通過(guò)對(duì)其轉(zhuǎn)速控制。3、PLC的外圍接線圖（略）六、系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)對(duì)泵站軟件的設(shè)計(jì)分析如下：1、由“恒壓”要求出發(fā)的工作組數(shù)量的管理為了恒定水壓，那么在水壓降低時(shí)，需要升高變頻器的輸出頻率，并且在一臺(tái)水泵工作是不能滿足恒壓要求時(shí)，這時(shí)需要啟動(dòng)第二臺(tái)或第三臺(tái)水泵。這

23、樣有一個(gè)判斷標(biāo)準(zhǔn)來(lái)決定是否需要啟動(dòng)新泵即為變頻器的輸出頻率是否達(dá)到所設(shè)定的頻率上限值。這一功能可以通過(guò)比較指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了判斷變頻器的工作頻率達(dá)到上限的確定性，應(yīng)濾去偶然因素所引起的頻率波動(dòng)所達(dá)到的頻率上限值的情況，在程序中應(yīng)考慮采取時(shí)間濾波情況。2、臺(tái)組泵站泵組的管理規(guī)存入生活/消防頻率下限由于變頻器泵站希望每一次啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)均為軟啟動(dòng)，有規(guī)定各臺(tái)水泵必須交替使用，那么多臺(tái)組泵站泵組的投入運(yùn)行需要有一個(gè)管理規(guī)。在本次設(shè)計(jì)中控制要求中規(guī)定任意的一臺(tái)水泵連續(xù)運(yùn)行不得超過(guò)3h，因此每次需要啟動(dòng)新泵或切換變頻泵的時(shí)候，以新運(yùn)行泵為變頻是合理的。具體的操作時(shí)，將現(xiàn)運(yùn)行的變頻器從變頻器上切除，并且接上工頻

24、電源加以運(yùn)行，同時(shí)將變頻器復(fù)位并且用于新運(yùn)行泵的啟動(dòng)。除此之外，泵組管理還有一個(gè)問(wèn)題就是泵的工作循環(huán)控制，在本設(shè)計(jì)中所使用的是用泵號(hào)加1的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)變頻器的循環(huán)控制即3加上1等于0的邏輯，用工頻泵的總數(shù)結(jié)合泵號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)工頻泵的輪換工作。 3、程序的結(jié)構(gòu)與程序功能的實(shí)現(xiàn)根據(jù)前面可知，PLC在恒壓供水系統(tǒng)中的功能比較多，由于模擬量單元與PID調(diào)節(jié)都需要編制初始化與中斷程序，本程序可以分為三個(gè)部分：主程序、子程序和中斷程序。 系統(tǒng)的初始化的一些工作放在初始化子程序中完成，這樣可以節(jié)省掃描時(shí)間。利用定時(shí)器中斷功能來(lái)實(shí)現(xiàn)PID控制的定時(shí)采樣與輸出控制。初始化子程序流程框圖如圖4。在初始化的子程序中僅僅在上

25、電和故障結(jié)束時(shí)用，其主要的用途為節(jié)省大量的掃描時(shí)間加快整個(gè)程序的運(yùn)行效率，提高了PID中斷的精確度。上電處理的作用是CPU進(jìn)行清除部繼電器，復(fù)位所有的定時(shí)器，檢查I/O單元的連接。 主程序流程圖如圖5。其功能最多，如泵的切換信號(hào)的生成、泵組接觸器邏輯控制信號(hào)的綜合與報(bào)警處理等等都在主程序中。生活與消防雙恒壓的兩個(gè)恒壓值是采用數(shù)字式方式直接在程序中設(shè)定的。生活供水時(shí)系統(tǒng)設(shè)定為滿量程的70%，消防供水時(shí)系統(tǒng)設(shè)定為滿量程的90%。本系統(tǒng)中的增益和時(shí)間常數(shù)為：增益 Kc=0.25，采樣時(shí)間 Ts=0.2s，積分時(shí)間 Ti=30min 中斷程序如圖6，其作用主要用于PID的相應(yīng)計(jì)算，在PLC的常閉繼電器

26、SM0.0的作用下工作，它包括：設(shè)定回路輸入與輸出選項(xiàng)、設(shè)定回路參數(shù)、設(shè)定循環(huán)報(bào)警選項(xiàng)、為計(jì)算指定存區(qū)域、指定初始化子程序與中斷程序。七、小結(jié)恒壓供水技術(shù)因采用變頻器改變電動(dòng)機(jī)電源頻率，而達(dá)到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速改變水泵出口壓力，比靠調(diào)節(jié)閥門(mén)的控制水泵出口壓力的方式，具有降低管道阻力大大減少截流損失的效能。由于變量泵工作在變頻工況，在其出口流量小于額定流量時(shí)，泵轉(zhuǎn)速降低，減少了軸承的磨損和發(fā)熱，延長(zhǎng)泵和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械使用壽命。實(shí)現(xiàn)恒壓自動(dòng)控制，不需要操作人員頻繁操作，降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了人力。水泵電動(dòng)機(jī)采用軟啟動(dòng)方式，按設(shè)定的加速時(shí)間加速，避免電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊，對(duì)電網(wǎng)電壓造成波動(dòng)的影響，同時(shí)也避免了電動(dòng)機(jī)突然加速造成泵系統(tǒng)的喘振。由于變量泵工作在變頻工作狀態(tài)，在其運(yùn)行過(guò)程中其轉(zhuǎn)速是由外供水量決定的，故系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中可節(jié)約可觀的電能，其經(jīng)濟(jì)效益是十分明顯的。正因?yàn)榇?，系統(tǒng)具有收回投資快，而長(zhǎng)期受益