PLC控制技術(shù)在學(xué)校供水系統(tǒng)改造中的應(yīng)用

何志朋

摘 要：學(xué)校供水系統(tǒng)節(jié)能改造，不僅使水資源得到了有效利用，同時還使用供水系統(tǒng)的功能得到了有效發(fā)揮。為降低學(xué)校供水系統(tǒng)的能耗，本文在分析學(xué)校用水特點以及供水系統(tǒng)節(jié)能潛力的基礎(chǔ)上，結(jié)合某學(xué)校供水系統(tǒng)改造中PLC控制技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了闡述，希望能為有關(guān)需要提供參考。

關(guān)鍵詞：PLC控制技術(shù)；供水系統(tǒng)；節(jié)能改造

中圖分類號：TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人們生活水平的提高，傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)管理模式已無法適應(yīng)當(dāng)前人們的需求。傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)管理模式形式落后，只是一種簡單的單級常規(guī)管理，效率低下。而隨著PLC控制技術(shù)日益廣泛的應(yīng)用和生產(chǎn)系統(tǒng)的自動化，PLC控制技術(shù)在供水系統(tǒng)改造中的應(yīng)用成為人們重點關(guān)注的課題之一。

1 自動化系統(tǒng)方案

1.1 選用了高水位水池加自動恒壓的供水

由于原本的供水水塔水位低，根本不能滿足學(xué)校的用水，經(jīng)過改造后放棄了選用水塔供水，而是選用高水位水池加自動恒壓的供水。

1.2 選擇供水控制調(diào)節(jié)方式

學(xué)校的供水需要由閥門和調(diào)速控制水壓以及水流量，不同的控制方式有不同的功能消耗，如圖1和圖2所示。

從圖1可以看出，閥門控制水泵時，水流向從Q1減至Q2，此時需要將閥門關(guān)小，這時閥門所產(chǎn)生的摩擦阻力就會變大，管路曲線則從R轉(zhuǎn)移至R′，揚(yáng)程從Ha升至了Hb，運(yùn)行的工況點則從a移至了b。從圖2可以看出，在控制調(diào)速時，水流向從Q1減至Q2，不變的R阻力曲線和轉(zhuǎn)速，決定了泵的特性。轉(zhuǎn)速則從n降至n′，性能曲線則從（QH）變成了（Q-H）′，揚(yáng)程從Ha升至了Hc，運(yùn)行的工況點則從a移至了c。

1.3 控制高位水池

兩個水位傳感器控制著高位水池的水位。當(dāng)水位下限感應(yīng)器傳出了相應(yīng)的警報，則表明了水池的水位比下限水位低，這時進(jìn)水的電磁閥門將會打開，供水至高位水倉；當(dāng)水位上限感應(yīng)器傳出了相應(yīng)的警報，則表明了水池的水位要超出了上限水位，這時進(jìn)水的電磁閥門將會關(guān)閉，停止供水。在高位水池中另設(shè)置一個分體式液位變送器，并且會及時的向PLC發(fā)送相關(guān)信息。

1.4 組成變頻恒壓供水的系統(tǒng)

由變頻器、壓力變送器、可編程控制器以及水泵機(jī)組成了PLC變頻恒壓供水系統(tǒng)，這是一個完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)供水系統(tǒng)。

（1）檢測信號：水壓檢測信號點是可以設(shè)置在總出口、學(xué)生宿舍區(qū)、教學(xué)區(qū)以及家屬區(qū)等，為了能夠更好的進(jìn)行信號檢測，需要配齊了壓力變送器、調(diào)節(jié)閥門以及流量變動器等設(shè)施，轉(zhuǎn)換A/D后進(jìn)行PLC再讀模擬信號。

（2）供水系統(tǒng)的控制功能安裝在于供水控制柜，控制系統(tǒng)分為三個部分：PLC系統(tǒng)、電控設(shè)備以及變頻器。供水系統(tǒng)需要進(jìn)行直接采集壓力、報警信號和液位，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息分析和實施算法控制，得出較為優(yōu)質(zhì)的控制方案，控制水泵機(jī)組需要通過調(diào)節(jié)變頻調(diào)速器以及接觸器；變頻器是水泵轉(zhuǎn)速控制的單元是變頻器，其跟蹤供水控制器發(fā)送的信號改變了運(yùn)行頻率，結(jié)束了控制轉(zhuǎn)速。

（3）三臺水泵組成了學(xué)校的供水系統(tǒng)，將用戶管網(wǎng)供水。1臺變頻泵和2臺工頻泵組合成了水泵組，變頻調(diào)速器控制、調(diào)整變頻泵。

1.5 電壓控制系統(tǒng)

如圖3所示的是PLC的變頻恒壓供水電壓控制系統(tǒng)，校園的供水系統(tǒng)所需的硬件設(shè)備包括了PLC、PLC擴(kuò)展板塊、壓力變送器、液位變送器、變頻器以及水泵機(jī)組。

2 PLC的I/O端口分配及外圍接線

圖4展示的是PLC的I/O端口分配及外圍接線。

4個數(shù)字量和1個模擬量組成了五個輸入量的供水系統(tǒng)，作為模擬量輸入的PLC的擴(kuò)展模塊以及EM235的模擬量是根據(jù)壓力變送器的測量而得。白天和夜間的啟動模式是由開關(guān)SA1切換，它是I0.0輸入的開關(guān)量；液位變送器測試得到的水位需要轉(zhuǎn)化成電信號都發(fā)送至窗口比較器，上下限的水池水位設(shè)定于窗口比較器，當(dāng)水池的水位超出限制，就會輸出高電平1以及送入I0.1；PLC的I0.2連接著變頻器的故障輸出端口，作為系統(tǒng)故障報警信號；I0.3連接著開關(guān)SB7，把它作為試燈信號，一般是手動檢測系統(tǒng)的指示燈運(yùn)行工作狀態(tài)。

供水系統(tǒng)中輸出信號有11個數(shù)字量以及一個模擬量。三臺水泵電機(jī)的工頻或者是變頻運(yùn)行信號分別是Q0.0～Q0.5；水位超出限制報警信號為Q1.1；變頻故障報警信號為Q1.2；白天運(yùn)行模式信號為Q1.3；報警的電鈴信號為Q1.4；變頻器復(fù)位控制為Q1.5；模擬信號為QAQW0，模擬信號一般是用于控制變頻器的輸出頻率。

結(jié)語

總之，在學(xué)校供水系統(tǒng)中的應(yīng)用PLC控制技術(shù)，既能夠為經(jīng)濟(jì)需要提供用水，用能監(jiān)控區(qū)域化網(wǎng)絡(luò)，節(jié)約了水資源，能夠保障學(xué)校的供水效率以及質(zhì)量，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展。高樓層供水問題以及水量大小的問題得到解決，學(xué)校的供水緊張的狀況得到緩解，保障了學(xué)校的供水系統(tǒng)良好運(yùn)行，為學(xué)校的日常生活以及教學(xué)提供了保障。在學(xué)校供水系統(tǒng)中的應(yīng)用PLC控制技術(shù)解決了多種問題，值得推廣。

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