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供水系统方案图
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变频恒压供水系统构成及工作原理
1 系统的构成
图3-1 系统原理图
如图3-1所示，整个系统由三台水泵，一台变频调速器，一台PLC和一个压力传感器及假设干辅助部件构成。三台水泵中每台泵的出水管均装有手动阀，以供维修和调节水量之用，三台泵协调工作以满足供水需要；变频供水系统中检测管路压力的压力传感器，一般采用电阻式传感器(反应0～5V电压信号)或压力变送器(反应4～20mA电流)；变频器是供水系统的核心，通过改变电机的频率实现电机的无极调速、无波动稳压的效果和各项功能。
从原理框图，我们可以看出变频调速恒压供水系统由执行机构、信号检测、控制系
统、人机界面、以及报警装置等局部组成。
(1)执行机构
执行机构是由一组水泵组成，它们用于将水供入用户管网，图中的3个水泵分为二种类型:
调速泵:是由变频调速器控制、可以进展变频调整的水泵，用以根据用水量的变化改变电机的转速，以维持管网的水压恒定。
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恒速泵:水泵运行只在工频状态，速度恒定。它们用于在用水量增大而调速泵的最大供水能力缺乏时，对供水量进展定量的补充。
(2)信号检测
在系统控制过程中，需要检测的信号包括自来水出水水压信号和报警信号:
①水压信号:它反映的是用户管网的水压值，它是恒压供水控制的主要反应信号。
②报警信号:它反映系统是否正常运行，水泵电机是否过载、变频器是否有异常。该信号为开关量信号。
(3)控制系统
供水控制系统一般安装在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系统)、变频器和电控设备三个局部。
①供水控制器:它是整个变频恒压供水控制系统的核心。供水控制器直接对系统中的工况、压力、报警信号进展采集，对来自人机接口和通讯接口的数据信息进展分析、实施控制算法，得出对执行机构的控制方案，通过变频调速器和接触器对执行机构(即水泵)进展控制。
②变频器:它是对水泵进展转速控制的单元。变频器跟踪供水控制器送来的控制信号改变调速泵的运行频率，完成对调速泵的转速控制。
③电控设备:它是由一组接触器、保护继电器、转换开关等电气元件组成。用于在供水控制器的控制下完成对水泵的切换、手/自动切换等。
(4)人机界面
人机界面是人与机器进展信息交流的场所。通过人机界面，使用者可以更改设定压力，修改一些系统设定以满足不同工艺的需求，同时使用者也可以从人机界面上得知系统的一些运行情况及设备的工作状态。人机界面还可以对系统的运行过程进展监示，对报警进展显示。
(5)通讯接口
通讯接口是本系统的一个重要组成局部，通过该接口，系统可以和组态软件以及其他的工业监控系统进展数据交换，同时通过通讯接口，还可以将现代先进的网络技术应用到本系统中来，例如可以对系统进展远程的诊断和维护等
(6)报警装置
作为一个控制系统，报警是必不可少的重要组成局部。由于本系统能适用于不同的供水领域，所以为了保证系统平安、可靠、平稳的运行，防止因电机过载、变频器报警、电网过大波动、供水水源中断、出水超压、泵站内溢水等等造成的故障，因此系统必须要对各种报警量进展监测，由
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PLC判断报警类别，进展显示和保护动作控制，以免造成不必要的损失
2 工作原理
合上空气开关，供水系统投入运行。将手动、自动开关打到自动上，系统进入全自动运行状态，PLC中程序首先接通KM6，并起动变频器。根据压力设定值(根据管网压力要求设定)与压力实际值(来自于压力传感器)的偏差进展PID调节，并输出频率给定信号给变频器。变频器根据频率给定信号及预先设定好的加速时间控制水泵的转速以保证水压保持在压力设定值的上、下限范围之内，实现恒压控制。同时变频器在运行频率到达上限，会将频率到达信号送给PLC，PLC那么根据管网压力的上、下限信号和变频器的运行频率是否到达上限的信号，由程序判断是否要起动第2台泵(或第3台泵)。当变频器运行频率到达频率上限值，并保持一段时间，那么PLC会将当前变频运行泵切换为工频运行，并迅速起动下1台泵变频运行。此时PID会继续通过由远传压力表送来的检测信号进展分析、计算、判断，进一步控制变频器的运行频率，使管压保