基于PLC+智能变频器恒压供水设备一拖三供水控制系统数字化应用
2025/12/13 9:10:20 点击：
城镇人口持续增长带动高层建筑和社区建设，对稳定供水提出更高要求。智能变频器恒压供水设备能有效应对高峰用水压力波动，保障居民用水体验。系统集成PLC控制、GSM通信模块和HMI人机界面，支持远程监控与故障预警，实现无人值守运维，降低管理成本。其自动调节水压、高效节能、运行稳定等优势，正逐步替代传统供水系统，应用于住宅小区、工业厂房、市政供水等领域 。该设备通过变频技术实时调整水泵转速，保持管网压力恒定，避免能源浪费与管道损耗。
智能变频器恒压供水设备系统控制要求
用户对三台泵生活/消防双恒压供水系统的基本要求是：
⑴生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行。
⑵五台泵根据恒压的需要，采取先开先停的原则接入和退出。
⑶在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过1天，则要切换下一台泵，系统具有倒泵功能，避免一台泵工作时间过长。
⑷五台泵在启动时都要有软启动功能。
⑸要有完善的报警功能。
⑹对泵的操作要有手动控制功能；手动只在应急或检修时使用。
4.智能变频器恒压供水设备如何选型
（1）供水变频器
专用供水变频器，使用空间电压矢量控制技术适用于各类自控场合。在恒压供水中可以采用这类变频器。变频器除具有变频器的一般特性外，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运行上限、下限频率（可以任意设定），可以方便地进行双压力控制，内置智能PI控制，以上功能非常适用于供水控制要求。在本例中选用供水变频器拖动用户水泵。
（2）PLC选型
①控制系统的I/O点及地址分配
根据图1所示及控制要求,统计控制系统的输入、输出信号的名称，代码及地址编号如下表1所示。水位上、下限信号分别为I0.1、I0.2。
输入输出点/代码及地址编号表1
②PLC系统选型
系统共有开关量输入点8个，开关量输出点14个,选用西门子主机CPU222（8入6继电器输出）1台，加上扩展模块EM222（8继电器输出）1台。即可满足用户供水控制要求
（3）压力传感器
在供水系统中，压力传感器既可以采用压力变送器，也可以采用远传压力表。在本例中采用远传压力表，压力表相应接线端子接到变频器主控板3脚、4脚、5脚即可。
5.电气控制系统原理图
电气控制系统原理图包括主电路图、控制电路图及PLC外围接线图三部分。
智能变频器恒压供水设备概述
智能变频器恒压供水设备是中赢供水结合消防和生活、生产用水的特点，研制生产的具有国外前进水平的新一代产品，采用微型计算机可编程控制技术，根据供水管网和水源的多种情况，由微型计算机控制调节各种复杂的工作，实现了智能化供水。
恒压供水节能效果好，结构紧凑，占地面积小，运行稳定可靠，使用寿命长，方案设计灵活，供水压力可调，流量可大可小， 可以取代水塔、高位水箱及各种气压式供水设备，可 免除水质的二次污染。可根据客户要求加装人机界面控制，准确、清楚、实时地显示出水压力、进水压力、设定压力、水泵电流、工作频率等运行参数和运行状态，同时可显示动态画面和实时图象。全自动智能化的控制和管理，友好的人机对话，操作简单，性能可靠。
变频器恒压供水设备亦用于改造原有老式泵房设备，改造后同样可以达到，高，效，节能、自动恒压供水的目的。变频器恒压供水设备由水泵机组控制设备、增压稳压设备三大部分组成。供水能力由水泵机组决定，系统的协调运行由控制系统控制，增压稳压设备主要作用是贮能保压，应付少量供水以及正常的管道泄漏，同时也是实行自动控制不可缺少的一部分。大量用水时，管网压力下降，水泵自动启动供水。
恒压给水设备根据工作方式的不同时可分为气压自动给水设备和变频调整恒压给水设备，各有特点。应用于生活、消防、生产、喷淋等到多种领域。
水泵是给水设备的基础，是给水设备显现其供水能力的根本保证，为给水设备配套的水泵是通用的，可以是各种流量、扬程式合适的泵类。按照流量、扬程式的需要产品可以1~4或更多的水泵并联运行，水泵机组与另外一套增压稳压电源压设备（水流量泵组）作为在小流量范围内与主泵切换运行，以提供效率，进一步降低能源。
根据设备的工作方式不同可分为生活型、消防型、喷淋型和生活消防共用型号等形式。
智能变频器恒压供水设备特点
智能型变频器恒压供水设备经济卫生、节能效果显著，实践证明：使用智能型无负压变频给水设备可节省50％以上的兴建水池费用，与其它供水设备相比，可节电20％～60％；
智能型变频变频器恒压供水设备安装简便、节省占地面积。供水罐的制造、检验均符合GB150《钢制压力容器》的规定，但因罐内不储存压缩气体，所以不须列入压力容器的管理范畴。罐的内壁采用了先进的“防腐处理”，防腐材料符合卫生部标准；
智能型变频器恒压供水设备可作任何生活、工业用水，也可作中，央空调系统、自来水厂增压、农田灌溉、污水处理、人造喷泉、消防用水，可配置任意型号的水泵。若用户有特殊要求，可协商定制；智能型变频变频器恒压供水设备采用了先进的变频控制技术，具有软启动，有过载、短路、过压、欠压、缺相、过热和失速保护等功能。在异常情况下进行信号报警、自检、故障判断等，还可根据用水量的高低自动调节供水流量；
智能型变频器恒压供水设备可根据自来水管网压力稳定情况，配置小型气压罐，避免水泵频繁启动，以延长设备使用寿命，其蓄能、稳压性能更加显著；
智能变频器恒压供水设备运行特点
1、 恒压给水设备能自动24小时维持恒定压力，并根据压力信号自动启动备用泵，无级调整压力，供水质量好，与传统供水比较，不会造成管网破裂及水龙头共振现象。
2、 动平滑，减少电机水泵的冲击，延长了电机及水泵的使用寿命，避免了传统供水中的水锤现象。
3、 采用变频恒压供水保护功能齐全，运行可靠，具有欠压、过压、过流、过热等保护功能。
4、 系统配置可实现全自动定时供水, 实现无人值守自动供水.控制系统具有故障报警和显示功能,并可进行工变频转换,应急供水。
5、 系统根据用户用水量的变化来调节水泵转速，使水泵始终工作在，高，效，区，当系统零流量时,机组进入休眠状态,水泵停止，流量增加后才进行工作,节电效果明显，比恒速水泵可节电23%-55%。
6、 变频器恒压供水设备不设楼顶水池，既减少建筑物的造价，又克服了水源二次污染，气压波动大，水泵启动频繁和建造水塔一次性投资大，施工周期长，费用高等缺点。
7、 整套设备只需一组控制柜和水泵机组，安装非常方便，占地面积少。
8、 本设备采用全自动控制，操作人员只需转换电控柜开关，就可以实现用户所需工况，操作简单。
智能变频器恒压供水设备选型依据
选择一套恒压给水设备的基本依据是设计的供水流量和供水压力（水的扬程），另外还需考虑到用途的流量变化类型。
连续型：一天内很少有流量为零的时候，或本身管网的正常泄漏就保持有，一定的流量，例如，大型宾馆，饭店工矿企业的加压系统等。
间歇型：用水低谷时间较长且流量很小或为零，例：小型办公楼、写字楼、商住楼、各类住宅，及生产用水等同时还应考虑在供水的某一段时间内流量的变化，以及不同季节流量的变化、不同地区用水的不同等多方面的因素。
消防给水设备以及喷淋给水设备一般应选择气压式给水设备，因其长期处于系统保压状态，无流量的变化，气压式给水设备可以应付一般的管内的泄漏，并增加一台小流量的副泵，平时就无需启动主泵，节省能源。
生活给水设备选择变频给水设备或气压式给水设备都可，两者各有优点。
变频给水设备的优点：可以恒压给水并且恒压值在，一定范围内可调整恒压精度一般小于0.02MPa，变频调速是一种，高，效，节能降耗的方法与通常的气压给水设备相比平均节能20%，此外，变频启动的冲击电流小以及泵的盍冲击也小，在低速运转时噪声小。
气压式给水设备的优点：造价相对低廉，控制系统的技术简单，服务方便，维修简易。
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