供水系统智能恒压远程监控设计 点击：783 | 回复：3
系统流程分析：
从系统结构的分析可知，该系统主要有压力传感器、流量传感器、变频器、水泵机组、触摸屏、PLC以及GPRS模块组成。
系统设计的主要任务是让变频器通过压力传感器和流量传感器的变化来控制一台水泵电机或者循环切换控制几台水泵电机，使供水管网的压力恒定不变，使水泵变频与工频之间的切换容易，使水泵的投入与切除方便，同时还要能对运行的数据进行反馈。
本系统有3台水泵，以西门子S7-300系列PLC作为控制中心，用西门子S7-200系列PLC作为现场终端来控制现场设备和进行数据采集。
根据系统的设计要求，系统控制流程如下：
系统启动后，根据出水管网上的压力传感器，将出水口的压力信号变成标准的压力信号送至控制中心PLC的模拟量输入模块SM331，经过PLC的程序运算与给定的压力参数进行比较，再经过程序运算得到控制变频器的具体参数，经过模拟量输出模块SM332将最终信号送给变频器，由变频器控制水泵的转速以调节供水系统的供水量。
在变频器中设定上限和下限频率，为满足用户用水的需求，系统利用变频器来调节水泵电机的转速。当用水量变大时，变频器的频率迅速上升到上限频率，这时PLC输出到变频器的模拟量也是最大值，当超过设定时间时，PLC就作加泵处理；当用水量变小时，变频器频率逐渐下降到下限频率，这时PLC输出到变频器的模拟量也下降，当超过设定时间时，PLC就作减泵处理。
如果系统运行时产生以上两种情况中的任何一种情况，PLC通过设定的内部程序控制数字量输入/输出模块SM323的I/O端口开关量的状态输出来实现切换交流接触器组，来协调水泵电机投入运行的台数，并完成电机的启/停、变/工频的切换。所以，系统通过调节水泵电机投入工作的台数和控制一台电机的转速，就可以保持供水管网的工作压力恒值不变，从而达到变频恒压供水的目的。
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系统控制要求:
整个系统的控制分为手动和自动两种运行方式:
当系统处于手动控制运行时，可以在触摸屏上随意启动系统中任何一台水泵，采用按下启动或停止按钮使水泵运行，可根据需要增开水泵的启停，但是，注意手动运行时，不允许水泵直接工频启动，只能由变频器拖动水泵开始运行，在必要时，可以用变频器启动其他的水泵运行。该手动控制方式主要供设备调试、故障自动检查和维修维护时使用。
当系统处于自动控制运行时，首先由1号水泵电机变频运行，此时变频器输出频率从0Hz逐渐增加，同时PLC把接收到的压力信号与给定压力进行比较并运算结果后再送回变频器。
如果供水压力不足，则变频器频率上升为50Hz，变频器频率输出到达上限频率，PLC经过延时，1号水泵电机由变频运行迅速切换为工频运行，2号水泵电机变频运行；
如果供水压力仍不能满足用水要求，则说明该状态已不能满足当前的用水量，此时应将2号水泵电机由变频切换成工频，3号水泵电机变频运行；如果流量变小，PLC先停止1号水泵电机，再停止2号水泵电机，以保证管网压力恒定，满足用水需求；
如果电源瞬时停电，则系统停机不再运行，等电源恢复通电以后，系统将自动恢复到初始状态开始重新运行。变频自动控制是本系统应当具有的最基本的一项功能，其能自动完成对3台水泵的启/停、循环变/工频的切换工作。
水泵的选型要求
水泵机组的选型主要考虑三个方面的内容：第一是保证水泵电机运行平稳；第二是保证水泵电机运行高效，以提高能源的利用率；第三是满足现场使用环境的条件。通常，将水泵电机应用在生产过程中，一般只需运行一台水泵就可以了，因为在流量、扬程相同的情况下，两台小泵电机并联运行的效率就相当于单台大泵电机运行的效率，况且小泵的效率还没有大泵的效率高，所以从能源利用率的方面来看，选择大泵运行比选择两台小泵运行更节省、高效。为了使水泵机组的工作效率达到最高，那么在选择水泵类型时，我们必须要考虑控制系统用水量的变化情况，选择与之相符的水泵机组。
供水系统用水的具体要求如下：
系统由3台水泵机组实现恒压供水，给定一个流量范围，就要确定水泵所用的扬程以及系统设备需要的扬程，通常要求水泵的额定扬程为工艺设备所需扬程的1.05倍 ～ 1.1倍；
系统主要用2台水泵进行工作，额外再加1台小泵作为辅助泵，小泵在用水流量较小时运行为用户供水；
要使系统安全可靠地运行且具备手动控制功能，现场装备就必须要具有方便检修和应急的一些措施；
系统的设计要求较高的经济性和实用性，并且要具有完善地保护和报警功能。
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