1、南丰变频恒压供水系统简介

南丰变频恒压供水设备系统由plc控制器、变频调速器、触摸屏显示器、交流接触器、热继电器、压力变送器、水位变送器、流量变送器等其他电控设备以及若干台立式多级离心泵和一台井用潜水泵及100m3不锈钢组合水箱组成，在供水系统的水箱中安装水位变送器，在总出水管安装压力变送器，检测出水位、压力，转换成4~20ma的信号，输入到plc的模拟量输入模块，将检测到的压力信号和通过触摸屏设置的压力经过pid运算，通过控制变频器的输出频率来调整水泵电机的转速,以达到保持水压的恒定;同时通过水位检测，根据水位的高低来启停水源井中的潜水泵。同时，在触摸屏显示器上可以显示各个电机的电流、频率、水位、水压、工频和变频运行的时间以及各泵的运行状态。

2、控制对象

根据变频恒压供水设备系统现场的实时情况，控制现场设备的开、关、运行;潜水泵的开启、停止;变频器的启动/停止，以实现恒压供水的自动控制。

3、系统工作原理

该系统具有手动和自动两种运行方式:

3.1、手动运行方式

选择手动运行方式时 ，根据需要，通过按启动和停止按钮，来控制各水泵。这种方式只在系统出现故障时使用。

3.2、自动运行方式

(1) 启动程序

在自动运行时，首先检测水泵是否出现故障，如果某台泵出现故障，则通过触摸屏在线修改该水泵的状态，把1＃泵设为故障状态，则系统启动时，自动不启动该泵。其次检测蓄水池水位，如果符合要求，则1＃泵变频交流接触器吸合，电机和变频器连通，同时打开1＃泵的电磁阀，通过检测压力的大小 ，plc经过pid运算，此时变频器的输出频率从0Hz开始上升，如果压力不够，则上升到50Hz，延时后，通过软启动器，将1＃泵切换到工频，再启动2＃泵，依次类推，直到出水压力达到设定压力。

(2) 水泵切换程序

如果出水量减少，出水压力过大，则plc控制变频器的输出频率降低，减少出水量来稳定出水压力。如果变频器的输出频率在20hz，此时plc开始计时，如果出水压力降低 ，则放弃计时;如果出水压力一直高于设定压力，到一定时间后，则根据先投先停的原则，plc将先关闭正在运行的投入时间最长的泵的电磁阀，再关闭该泵，直到出水压力达到设定值。

(3) 启动小功率泵

对于生活用水来说，属于用水时段性很强的系统，因此在几台水泵中，设置一台小功率泵。当在用水低谷时，一台小功率泵就足可以保持供水压力，此时，就可以通过变频运行小功率泵，使其工作在低频状态，就可以维持供水系统的水压稳定。以达到节能的目的。

4、控制系统硬件配置及软件编程

4.1、硬件配置

(1) plc的配置

可编程控制器采用siemens的s7-300系列cpu-314主机，1个电源模块，2个32位i/o模块，2个16位输出模块，2个12位ad模块，1个12位da模块和一个cp340模块。cp340和上位机之间通过rs-485进行通信。

(2) 触摸屏

触摸屏选用siemens生产的tp270系列，它自身具有丰富的操作系统，可以方面的通过串行通讯与编程器通信，也可以和plc通过mpi网进行通信。通过触摸屏可以实时显示电机电流、管网压力、水位等工作情况以及各种故障信息;还可以通过触摸屏对plc进行在线控制。

4.2、软件编程

(1) plc编程

plc从软件配置上有系统程序和用户程序。系统程序装配在cpu模块上随硬件的产品而来。用户程序是编程器编好程序后输入到可编程序控制器的存储模块，程序是采用块式结构形式 ，共有5种形式:组织块(0b)、程序块(pb)、功能块(fb)、数据块(db)。因此，在plc软件中使各种功能的程序模块通过主程序有机的结合起来。故plc程序主要解决现场各泵的启动程序、切换程序、启动小功率泵;模拟量的处理;与上位机和触摸屏通信数据的处理功能等。

(2) 触摸屏程序

触摸屏程序主要有主画面、参数设置、供电回路、反渗透、实时曲线、报表统计、故障维护等画面组成。