[實用新型]一種基于PLC的變頻恒壓供水模糊控制系統

有效

• 申請號: 201420082007.8
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN203795530U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 周力;邱萌萌;汪磊;吳建強
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: E03B11/16
• 分類號: E03B11/16;E03B7/07
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域：

????本實用新型涉及變頻恒壓控制系統領域，具體的說尤其涉及一種基于PLC的變頻恒壓供水模糊控制系統。

背景技術：

目前，在城市供水系統中，還有很多高樓、生活小區、邊郊企業等采用高位水塔或直接水泵加壓供水方式，在用水量大時電機滿負荷運行，而在用水量小時則會停機或切換到空運行狀態，這種情況一方面消耗大量的電能，造成了能源的浪費；另一方面由于用水量具有很大隨機性，傳統方式在用水波動時難以保持其實時性；針對這一情況，本實用新型提出基于PLC的變頻恒壓供水模糊控制系統，將模糊控制技術應用到系統的控制過程中，采用了PLC控制及交流變頻調速技術，并在控制算法的實現上提出了一種利用PLC梯形圖編程語言實現模糊控制的新方法，徹底取代了高位水塔或直接水泵加壓供水方式，為城市供水系統的建設提出了一條極具推廣、應用的新途徑。

實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種基于PLC的變頻恒壓供水模糊控制系統，能夠為高樓、生活小區及邊郊企業的供水系統進行變頻恒壓控制技術，不但水壓調整變化平穩，抗系統波動能力強，而且能使供水系統運行于最佳工作狀態。

為了解決背景技術所存在的問題，本實用新型是采用以下技術方案：

一種基于PLC的變頻恒壓供水模糊控制系統，包括PLC控制器、蓄水系統、水泵機組、傳感系統和變頻器，蓄水系統包括與供水管連接的電磁閥和蓄水池，傳感系統包括水位傳感器和壓力變送器，所述的蓄水池與水泵機組連接，電磁閥輸入端與PLC控制器輸出端連接，水位傳感器、壓力變送器輸出端均與PLC控制器輸入端連接，水泵機組輸入端與變頻器輸出端連接，變頻器輸入端與PLC控制器輸出端連接。

所述的供水管與出水管之間連接有止回閥。

所述的水泵機組包括3臺水泵，所述的水泵機組兩端設有調節閥。

所述的PLC控制器為三菱公司FX2N-48MR可編程控制器。

其工作原理為：恒壓供水是指用戶段不管用水量的大小，總保持管網水壓基本恒定，這樣既可滿足各部位的用戶對水的需求，又不使電動機空轉造成電能的浪費，為此本實用新型當PLC控制器控制變頻器起動后，通過壓力變送器采集出口水壓信號，與壓力設定值進行比較，經模糊推理運算，得出控制值改變變頻器的輸出頻率，對水泵進行調速運行，以維持水壓的恒定，水位傳感器用來檢測水池的水位，當水位低于下限水位時，PLC控制器發指令打開電磁閥，向水池注水；當水位高于上限水位時，PLC控制器發指令關閉電磁閥，停止向蓄水池注水，根據用水量的不同，PLC控制器對水泵機組進行不同的控制，且為了延長水泵的使用壽命，讓3臺水泵每2小時循環工作，避免水泵長時間不使用而生銹。

本實用新型的有益效果：

本實用新型能夠為高樓、生活小區及邊郊企業的供水系統進行變頻恒壓控制技術，不但水壓調整變化平穩，抗系統波動能力強，而且能使供水系統運行于最佳工作狀態，節約能源，延長水泵的使用壽命，保證供水的可靠性。

附圖說明：

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型水泵機組控制主電路圖。

圖3為本實用新型水泵機組泵切換流程圖。

圖4為本實用新型PLC輸入/輸出連接圖。

其中：1、供水管，2、電磁閥，3、水位傳感器，4、PLC控制器，5、壓力變送器，6、變頻器，7、水泵機組，8、出水管，9、蓄水池，10、止回閥，11、調節閥，12、蓄水系統，13、傳感系統，14、啟動按鈕，15、變頻器，16、RJ繼電器，17、水泵，18、壓力設定輸入裝置，19、供水啟動開關，20、供水停止開關，21、低水位啟動裝置，22、高水位啟動裝置。

具體實施方式：

參見附圖，一種基于PLC的變頻恒壓供水模糊控制系統，包括PLC控制器4、蓄水系統12、水泵機組7、傳感系統13和變頻器15，蓄水系統12包括與供水管連接的電磁閥2和蓄水池9，傳感系統13包括水位傳感器3和壓力變送器5，所述的蓄水池9與水泵機組7連接，電磁閥2輸入端與PLC控制器4輸出端連接，水位傳感器3、壓力變送器5輸出端均與PLC控制器4輸入端連接，水泵機組7輸入端與變頻器6輸出端連接，變頻器6輸入端與PLC控制器4輸出端連接。

當PLC控制器4控制變頻器6起動后，通過壓力變送器5采集出口水壓信號，與壓力設定值進行比較，經模糊推理運算，得出控制值改變變頻器6的輸出頻率，對水泵進行調速運行，以維持水壓的恒定，水位傳感器3用來檢測蓄水池9的水位，當水位低于下限水位時，PLC控制器4發指令打開電磁閥2，向水池注水；當水位高于上限水位時，PLC控制器4發指令關閉電磁閥2，停止向蓄水池注水；PLC控制器4還同時能完成水泵機組7的切換，切換過程附圖所示，開始時,?PLC控制器4發指令使M1變頻啟動，轉速從0Hz起隨頻率上升到50Hz時，如水壓仍低于設定值，延時一段時間(以避免瞬時干擾信號)后發指令使M1進入工頻運行，同時使M2變頻啟動(頻率已從50Hz迅速下降至0Hz)；如水壓仍達不到要求，則重復上述過程啟動M3；同樣，如有2臺(或3臺)泵運行時，水壓高于設定值,M2(或M3)變頻運行降到0Hz,若水壓仍高，則延時一段時間后發指令使M2(或M3)停機，變頻器6頻率迅速從0Hz上升到50Hz，并使M1(或M2)停止工頻運行而投入變頻運行，這種切換方式能使水壓達到平穩過渡，不會使高層用戶出現短時停水現象。