淺談基于PLC的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)

李俊

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速技術以及PLC控制技術也有著一定的進步，為眾多行業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)提供了一定的幫助，基于PLC控制系統(tǒng)的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)就是綜合這兩項技術的結(jié)晶，在水廠中得到廣泛的應用，有效的提高了水廠供水的可靠性和有效性。

關鍵詞：PLC控制系統(tǒng)；變頻器；調(diào)速；恒壓供水系統(tǒng)

1 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)概述

變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)主要由變頻器、TC時間控制器、PLC、PID調(diào)節(jié)器、液位傳感器、水泵、壓力傳感器、動力控制線路等幾部分組成，用戶在平時操作的過程中，主要是通過控制柜面板上的按鈕以及相應的指示燈來實現(xiàn)操作，這樣就可以對變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的運行進行相應的控制。

2 新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的運行方式

新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的運行方式主要分為手動運行方式和自動運行方式等兩種[1]。手動運行方式主要是通過相應的功能按鈕來實現(xiàn)水泵的啟動和停止操作，一般情況下，水廠在正常運營的過程中，新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)很少采用手動運行方式，只有在對供水系統(tǒng)進行檢修或變頻器出現(xiàn)故障的情況下，會采用手動運行方式。自動運行方式自然通過供水系統(tǒng)的主控制系統(tǒng)對運行狀況進行掌控，在正常合上自動開關啟動自動運行之后，水泵電機通電，供水系統(tǒng)的輸出頻率也將由0Hz逐漸上升，與此同時，PID調(diào)節(jié)器也會接收供水系統(tǒng)壓力傳感器的信號，經(jīng)過壓力參數(shù)的比較來將參數(shù)傳輸給供水系統(tǒng)的變頻器上，這樣就可以實現(xiàn)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的自動運行。當然，在供水系統(tǒng)運行的過程中，可能會受到外部因素的影響，例如，電源停電，當電源停電時，供水系統(tǒng)也將停機，如果是處在自動運行狀態(tài)下電源停機的話，待電源恢復之后，供水系統(tǒng)也將恢復自動運行的方式，在自動運行方式下，變頻器也將會完成供水系統(tǒng)對水泵的啟動、停止、循環(huán)等全部的操作。一般情況下，新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由至少4個水泵組成，在啟動自動運行模式時，率先對1號水泵進行通電，并將電壓傳輸至變頻器，再有變頻器來從0Hz頻率逐漸提升，指導提升至標準信號為止，在自動運行模式運行的過程中，需要注意的是壓力參數(shù)的比較環(huán)節(jié)，適當?shù)娜フ{(diào)節(jié)電壓參數(shù)，從而實現(xiàn)對供水量的調(diào)節(jié)，充分發(fā)揮出新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)供水量的功能。

3 新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的故障處理

3.1 故障報警

基于PLC的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)在正常運行的過程中，如果變頻器出現(xiàn)故障、超壓、缺相、液位下限、差壓等故障發(fā)生時，系統(tǒng)就會自動啟動報警系統(tǒng)，并發(fā)出相應的報警信號以及報警聲[2]。另外，系統(tǒng)會檢測新型變頻調(diào)控恒壓供水系統(tǒng)的實際情況，針對故障的發(fā)生現(xiàn)象進行分析，如果故障嚴重的話供水系統(tǒng)將會自動跳轉(zhuǎn)至停機狀態(tài)，例如，液位下限、變頻器故障、缺相、超壓等故障，通過發(fā)出報警信號，可以及時通知相關維修人員對故障問題進行維修處理，及時發(fā)現(xiàn)故障問題，有效的避免了故障進一步擴大對供水系統(tǒng)造成的影響。另外，如果供水系統(tǒng)使變頻器出現(xiàn)故障的話，為了不耽誤系統(tǒng)的正常運行，可以將運行方式切換至手動方式，這樣就可以保證系統(tǒng)的不間斷供水，從而保證變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的供水可靠性。

3.2 水泵檢修

每個新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中都會由多個水泵組成，具體要根據(jù)供水系統(tǒng)的規(guī)模而定，一般變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)都不少于4個水泵，水泵檢修是供水系統(tǒng)故障處理的重要階段[3]。一般情況下，如果水泵經(jīng)過長期不間斷運行的話，水泵就會出現(xiàn)疲勞運行，不僅供水效率不好，甚至會引發(fā)水泵故障，為了避免這類現(xiàn)象的發(fā)生，需要對供水系統(tǒng)的水泵進行定期的檢修。對水泵的檢修并不會影響到供水系統(tǒng)的正常工作，而是在供水系統(tǒng)正常運行的過程中，將某一臺水泵停運，并對其進行檢修，而其他的水泵則保證正常工作，不僅可以及時調(diào)整和維護水泵，確保水泵在最佳狀態(tài)下運行，同時還不會影響到供水系統(tǒng)的供水效率，提高供水的可靠性。另外，水泵檢修工作中還存在水泵輪休工作，主要是采用備用水泵來替換已經(jīng)工作一段時間的水泵，這樣就會讓換下來的水泵閑置一段時間再換上其他正在運行的水泵，通過對水泵的輪流使用可以避免或降低水泵的故障發(fā)生率，而且對提升水泵的使用壽命也有著一定的作用。

4 PLC控制系統(tǒng)分析

基于PLC的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，具有的控制功能主要由PLC控制系統(tǒng)來完成的，是供水系統(tǒng)運行控制的關鍵[4]。PLC控制系統(tǒng)主要采用可編程序的控制器來完成在線調(diào)試和連接的功能，并且，能夠通過語句表以及梯形圖之間的轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)對供水系統(tǒng)的控制，例如，供水系統(tǒng)點擊的啟動、停止、定時切換、故障報警、循環(huán)變頻、軟啟動等方面的控制。在這里需要注意的是，供水系統(tǒng)點擊的水壓量以及轉(zhuǎn)速并不是PLC來控制的，而是由PID調(diào)節(jié)器以及變頻器來控制的，也就是說，基于PLC控制系統(tǒng)的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)在運行的過程中，需要各項結(jié)構(gòu)相互之間的配合，才能確保供水系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠、有效的運行。

PLC控制系統(tǒng)主要由中央處理單元、電源、存儲器、輸入＼輸出回路、程式輸入裝置等幾方面組成[5]。中央處理單元又名CPU，可以說是供水系統(tǒng)的控制中樞，是對PLC控制系統(tǒng)中執(zhí)行的各項控制命令進行處理的元件，同時也是保證命令正確的關鍵，如果中央處理單元出現(xiàn)故障的話，那么PLC控制系統(tǒng)將會癱瘓。電源則是支持PLC控制系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)的“動力輸出”，對PLC控制系統(tǒng)的正常運行也極為關鍵，從以上的分析中得知，一旦供水系統(tǒng)停電的話，那么PLC控制系統(tǒng)也將會停止運行，可見電源對PLC控制系統(tǒng)運行的重要性。存儲器主要是存儲PLC控制系統(tǒng)運行過程中的程序以及用戶的程序，便于PLC控制系統(tǒng)的調(diào)用。輸入＼輸出回路在PLC控制系統(tǒng)中，主要負責接受外部輸出元件和輸入元件的信號。程式輸入裝置主要是為操作者提供對PLC控制系統(tǒng)程式的輸入、修改以及監(jiān)視的功能。

另外，在變頻恒壓供水系統(tǒng)供水水壓過高的情況下，系統(tǒng)一般會采用停止變頻泵，同時將變頻器切換至正在以工頻運行的泵上對其進行調(diào)節(jié)，在理論上，這種對變頻泵的調(diào)節(jié)方式要比直接切換工頻方式有效，但是，在實踐中卻發(fā)現(xiàn)，這種切換方式極易引起系統(tǒng)泵組頻繁啟停的現(xiàn)象，對供水系統(tǒng)硬件設備的使用壽命有著直接的影響。因此，作者建議在系統(tǒng)中，應直接停止工頻泵，同時要從變頻器上進行迅速的調(diào)節(jié)，通過設置合理的參數(shù)才能實現(xiàn)在工頻切換過程中的無沖擊效果，才能確保供水系統(tǒng)水壓過度的平穩(wěn)性，對提高系統(tǒng)的供水水質(zhì)有著極大的作用。

5 結(jié)束語

通過文章對基于PLC的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的分析，作者主要從變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)概述、新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的運行方式、新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的故障處理、PLC控制系統(tǒng)等幾方面進行分析，希望通過文章的分析，可以幫助廣大行業(yè)人士快速了解和掌握PLC新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。

參考文獻

[1]徐仲暉.基于PLC的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)[J].黑龍江科技信息，2011（7）.

[2]張海雯.基于PLC的核電常規(guī)島通風設備的消防聯(lián)動控制系統(tǒng)設計[J].廣東科技，2012（20）.

[3]趙芳珍，楊榮.羅克韋爾PLC系列產(chǎn)品在石家莊潤石水廠的應用[J].科技信息（科學教研），2013（22）.

[4]路巍，何明星，張瑞杰.基于PLC與力控的電梯安全監(jiān)控系統(tǒng)[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2012（33）.

[5]郭艷嵐.淺談PLC在水廠水質(zhì)監(jiān)測中的應用[J].科技資訊，2011（29）.