基于台达plc与变频器实现供水系统自动恒压控制

1 前言

　　常规的供水系统采用水泵定速控制，通过改变阀门的大小的方法调节流量和压力，以达水压恒定。这种方式在运行中存在以下问题。

　　（1）人工操作存在调节滞后，整个系统稳定性差，自动化程度低，使得溢水管经常排水造成资源浪费；

　　（2）水泵定速运行，不仅造成电能的浪费，而且由于泵长期高速运行，易使轴承损坏，影响泵的使用寿命，且备用水泵出现过锈死的现象；

　　（3）每年夏天用水高峰时段水压不能得到保证，当出现了突发性电网故障时，由于水量不足给企业生产造成不便；

　　为了提供恒压供水，因而对饮料公司供水系统进行改造就显得非常重要。可编程序控制器（简称plc）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。具有通用性好，可靠性高，安装灵活，扩展方便，性价比高等一系列优点，而且其总线与网络能力越来越强，可方便地与上位机组成控制系统，实现系统的高性价比和高效能运作。

　　本文采用台达公司的plc和变频器产品研制开发了一种自动恒压供水控制系统，可有效减轻工作人员的负担，提高供水系统的优化运行程度，增强系统抗干扰性，避免硬件老化损失。

2　系统简介

　　为改善生产环境，某大型饮料公司投资清洁水技改工程并建成一座日产水5万顿的供水系统，分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点，从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门，一部分则需通过加压泵输送到高位水池，而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里，高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。

　　鉴于以上特点，从技术可靠和经济实用角度综合考虑，我们设计了用plc控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统，同时通过主水管线压力传递较经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。

3　系统方案

　　系统的控制以台达的dvp-eh型dvp64eh00r plc为技术平台，dop-a57cst触摸屏为操作界面，vfd110b43a变频器作为执行构件。触摸屏通过com2口与dvpeh　plc 的com口相连，采用modbus协议。plc通过rs485口控制变频器（便于扩充），支持modbus协议。另外还包括施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成（见图1）。

　　3.1 抽水泵系统

　　整个抽水泵系统有150kw深井泵电机四台，90kw深井泵电机两台，采用变频器循环工作方式，六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台150kw和一台90kw的软起动150kw和90kw的电机。当变频器工作在50hz，管网压力仍然低于系统设定的下限时，软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行，当压力达到高限时，自动停掉工频运行电机。

　　系统为每台电机配备电机保护器，是因为电机功率较大，在过载、欠压、过压、过流、相序不平衡、缺相、电机空转等情况下为确保电机的良好使用条件，达到延长电机的使用寿命的目的。

　　系统配备水位显示仪表，可进行高低位报警，同时通过plc可确保取水在合理水位的水质监控，同时也保护电机制正常运转工况。

　　系统配备流量计，既能显示一段时间的累积流量，又能显示瞬时流量，可进行出水量的统计和每台泵的出水流量监控。