在工业现场控制领域，变频器一直起着重要的作用。随着国家在供水行业的投资力度加大，水厂运行自动化水平不断提高， 变频恒压供水成为供水行业的一个主流。另外文本显示器与PLC配套使用，也使得PLC的应用更加灵活，同时可以设置参数、显示数据等形象描绘自动化过程，使得整套系统的应用更加可视化。
１．项目介绍
“名商天地”项目总投资超过10亿元，经营涵盖皮、革、布、五金、辅料等品类，是目前行业内最大建筑规模的皮具材料装饰市场。该项目总建筑面积约13万平方米，M1层到6F近层1000家商铺（包括酒店），7F至14F约400多间甲级商务写字楼配套。该项目人流量大，用水量大，所以该项目的供水系统好坏直接关系到用户的切身利益。
变频恒压供水控制系统由Danfoss FC102系列的变频器、西门子S7-200的PLC和西门子TD400文本显示器、压力变送器、水位限位开关、交流接触器等其它电控设备构成，控制3台水泵（7.5KW）和一台小流量泵(5.5KW)，如图所示。在供水系统总出水管上安装压力传感器检测出水压力，在蓄水池安装液位开关，PLC具有模拟量输入检测模块，检测压力传感器输出的0～10V信号，将检测的压力信号值与设定的压力值进行比较，经过PID运算后，输出0～10V电压信号控制变频器的输出频率来调整电动机的转速，保持供水压力的恒定，这样就构成了以设定压力为基准的压力闭环系统；输出水位低报警信号或直接停机。
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
选择此方式时，按控制柜门上的启动按钮泵或停止按钮，可根据需要而分别启停各水泵。这种方式仅供检修或控制系统出现故障时使用。
3.2自动运行方式
3.2.1系统启动加泵
在自动运行方式下开始启动运行时，首先检测水池水位，若水池水位符合设定水位要求，则在1#，2#，3#泵中找时间最短的水泵进行变频启动，变频器输出频率从0Hz开始上升到最小的设定频率，此时压力传感器检测压力信号反馈PLC，由PLC经PID运算后控制变频器的频率输出；如压力不够，则频率上升至50Hz，延时一定时间后，将变频启动泵切换为工频，再找未启动的两台水泵中时间最短的变频启动，频率逐渐上升，直至出水压力达到设定压力，依次类推增加水泵。
3.2.2系统减泵
如用水量减小，出水压力超过设定压力，则PLC控制变频器降低输出频率，减少出水量来稳定出水压力。若变频器输出频率低于某一设定值，而出水压力仍高于设定压力值时，PLC开始计时，若在一定时间内，出水压力降低到设定压力，PLC放弃计时，继续变频调速运行；若在一定时间内出水压力仍高于设定压力，PLC将停止正在运行的水泵中运行时间最长的工频泵，直至出水压力达到设定值。
3.2.3启动小流量泵
在晚上生活用水量很少时，系统启动小流量水泵，维持出水压力，由小流量水泵变频工作，不仅电动机工作在较高频率，而且消耗的电能也很小。
3.2.4水池水位检测
在自动供水的过程中，PLC实时检测水池水位，若水位低于设定的报警水位时，蜂鸣器发出缺水报警信号；若水位低于设定的停机水位时，停止全部水泵工作，防止水泵干抽，并发出停机报警信号；若水池水位高于设定的水池上限水位时，自动关断水池给水管电动阀门。
3.2.5自动启动
有时电源会突然断电，若无人值班，恢复供电后若系统无法启动会造成断水，为此本系统设置了通电后自动变频启动方式。
3.2.6 故障处理
在变频器发生故障时也要不间断供水。当变频器突然发生故障，蜂鸣器报警，系统发出指令使全部水泵停止工作后工频启动时间最短的水泵，经一定延时后根据压力变化情况再使另外的水泵工频运行。此时，PLC切换泵则根据实际水压的变化在工频泵间切换。
4．变频器启动，设置及控制菜单选择
变频器的启动/停止由PLC通过开关量输出控制，变频器频率是由PLC通过模拟量输出端口输出0～10V信号控制的，对变频器故障的检测是只是由PLC读取变频器的故障报警触点。由于该系统控制的电机功率大小不一样，为了保证电机的安全长期稳定地运行，本系统采用两套菜单对不同功率的电机进行控制。启动常用水泵时，系统采用菜单１，当用水量少时，需要启动小流量泵时，系统把所有水泵停止后启动菜单２，小流量泵根据菜单２设置的参数进行启动。从变频器的LCP显示屏可以读取并显示变频器自身的电压、电流、功率、频率、累计运行时间和过压、过流、过负荷等全部报警信息等参数
参数的设置：
设置32端口功能为菜单选择低位／设置33端口功能为菜单选择高位／有效菜单（0-10）选择多重菜单／菜单设置（0-11）选择有效菜单／然后设定各个菜单的电机参数等。
5．文本显示器的数据显示和操作
5.1主菜单画面：
可通过主菜单画面及时查看系统的管网压力和设定压力。
5.2状态画面：
通过该画面可轻易了解到各台水泵的电机状态、运行方式和累计的运行时间。让用户方便轻松了解电机的各参数状态。
5.3参数设定
通过参数设定画面可设定系统的参数，包括设定压力、压力上限和压力下限，并可了解管网的目前压力。
5.4故障显示
通过故障显示画面能及时查看有故障的水泵，及时保障了系统的安全性。
6．结束语
该系统采用PLC和变频器结合，系统运行平稳可靠，实现了真正意义上的无人职守的全自动循环切泵、变频运行，保证了各台水泵运行效率的最优和设备的稳定运转启动平稳，消除了启动大电流冲击，由于泵的平均转速降低了，从而可延长泵的使用寿命，可以消除启动和停机时的水锤效应。通过文本显示器上的人机界面就可进行供水压力的设定，监视设备运行状况同时可以查询设备故障信息，大大提高恒压供水系统的自动化水平及对现场设备的监控能力。
*****************************************************
关注我们:提供丰富的产品信息，优秀的技术服务与支持。
欢迎搜索“河南众力达”微信号：hnzlddq
*****************************************************
更多精彩内容请登陆河南众力达官方网站：www.hnzld.com
电话：0371－55696256
网址：http://www.hnzld.com
地址：铭功路与西太康路交汇处(新太康机电城)A栋1606室
安阳办事处 电话：0372-2560148
地址：安阳市文昌大道西段（三里屯）
代理品牌：科姆龙 台达 日立 和泉 奥托尼克斯 三菱 丹佛斯