一、概述

　　隨著城市化進(jìn)程的加快和人們對供水需求的增加，plc控制系統(tǒng)恒壓供水技術(shù)取得了蓬勃發(fā)展。所謂恒壓供水技術(shù)，是指供水設(shè)備與市政供水管網(wǎng)的直接連接，二次供水是家庭直接供水，無需建設(shè)儲水箱。恒壓供水設(shè)備是加壓供水單元，其與市政供水管網(wǎng)直接連接，并且基于市政管網(wǎng)的殘余壓力與殘余壓力串聯(lián)連接，并且可以保證市政管網(wǎng)的壓力不低于設(shè)定的保護(hù)壓力。恒壓供水設(shè)備的核心是如何防止二次加壓供水系統(tǒng)運(yùn)行過程中產(chǎn)生負(fù)壓，消除單元運(yùn)行對市政管網(wǎng)的影響，在保證的前提下實現(xiàn)安全可靠。水不受附近用戶的影響。作為新型高層供水恒壓供水設(shè)施設(shè)備，比普通變頻調(diào)速供水設(shè)施更省電，能夠有效避免市政管網(wǎng)水質(zhì)二次污染。

　　隨著自動控制技術(shù)和變頻技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的節(jié)能控制系統(tǒng)，其中沒有負(fù)壓供水控制系統(tǒng)。為了解決早期供水壓力不足的問題，并且由于節(jié)能和環(huán)保，出現(xiàn)了逆變器增壓系統(tǒng)。隨著變頻增壓系統(tǒng)的增加，系統(tǒng)對管網(wǎng)的影響也越來越大。因此，提出了恒壓供水系統(tǒng)的概念，即供水不是管網(wǎng)上的負(fù)壓。非負(fù)壓供水系統(tǒng)不需要在屋頂上建立水池或設(shè)置水箱，而是與水管網(wǎng)串聯(lián)直接連接，供給用戶的水完全處于密封環(huán)境中，從而避免供水過程中飲用水的二次污染。

　　恒壓供水技術(shù)集成了二次加壓供水系統(tǒng)，如真空抑制技術(shù)，穩(wěn)流補(bǔ)償技術(shù)，預(yù)載平衡補(bǔ)償技術(shù)，儲能釋放技術(shù)，變頻調(diào)速技術(shù)和智能控制技術(shù)。然而，對于高層建筑的供水，在非負(fù)壓供水技術(shù)中仍存在一些亟待解決的問題，如高溫供水壓力不穩(wěn)定，水錘現(xiàn)象等。影響泵的使用壽命等。在這方面，本文對恒壓的高壓供水技術(shù)進(jìn)行了深入研究。基于德國西門子s7系列PLC快速穩(wěn)定的性能，解決了高層供水恒壓壓供水技術(shù)的問題。

　 二、高層恒壓供水plc控制系統(tǒng)

　　在最早的非負(fù)壓供水設(shè)備中，大多數(shù)控制器都設(shè)計有單片微型計算機(jī)。這種控制器的優(yōu)點是成本低，可以滿足一般系統(tǒng)的要求。 該系統(tǒng)采用德國西門子s7系列PLC作為核心控制單元，靈活及其開放的編程環(huán)境，升級和維護(hù)更加方便。不僅如此，德國西門子s7系列系列PLC還為非負(fù)壓供水控制系統(tǒng)提供了標(biāo)準(zhǔn)程序，用戶可以直接使用該程序，或者可以用于基于該程序的二次開發(fā)。 德國西門子s7系列系列PLC的優(yōu)化設(shè)計和嚴(yán)格測試確保了控制系統(tǒng)的可靠性。

　　根據(jù)《室外給水設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定，當(dāng)供水管網(wǎng)的供水壓力根據(jù)水直接供水的建筑物層數(shù)確定時，用戶接管的最小服務(wù)水頭在一樓10米。和二樓12米。該層增加了4米。市政管網(wǎng)的供水壓力約為0.3MPa，可以滿足6層樓的供水。 6層以上的建筑物需要通過加壓供水。一般來說，高層建筑使用區(qū)域供水，中心區(qū)域使用7到14層作為供水，高區(qū)域使用15層或更多層作為供水。

　　該系統(tǒng)設(shè)計用于超過15層的高水位供水。該系統(tǒng)主要由西門子plc，英威騰變頻器，離心泵，壓力傳感器，液位計，缺相保護(hù)器和故障報警燈組成。為了解決高溫供水壓力不穩(wěn)定和水錘問題，系統(tǒng)采用每臺泵一臺變頻器的結(jié)構(gòu)。控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。 根據(jù)管網(wǎng)的設(shè)定壓力和西門子plc檢測到的反饋壓力進(jìn)行對比，西門子plc采用PID控制算法動態(tài)調(diào)整變頻器的輸出頻率，負(fù)責(zé)三個泵的切換控制算法，泵切換采用平滑切換處理算法，可減少水錘的發(fā)生，使高溫供水壓力更穩(wěn)定。

　　系統(tǒng)通過德國西門子s7系列PLC機(jī)身的RS232接口連接到本地7英寸觸摸屏，通過RS485接口連接上位機(jī)工程師站和操作員站，實現(xiàn)本地和遠(yuǎn)程同步監(jiān)控系統(tǒng)的過程操作條件，并有一個設(shè)置系統(tǒng)。參數(shù)和查詢系統(tǒng)報警記錄等功能。

　　圖1恒壓供水控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　恒壓供水plc控制系統(tǒng)的操作界面由7英寸觸摸屏組成。觸摸屏主要界面主要完成對恒壓供水控制系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的設(shè)置，實時報警顯示和歷史報警顯示。觸摸屏工作狀態(tài)界面如圖2所示。您可以查看每個泵的運(yùn)行狀態(tài)以及進(jìn)水壓力，目標(biāo)壓力和水壓等重要參數(shù)。通過系統(tǒng)菜單，可以進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面和告警查詢界面。

　      圖2觸摸屏條件界面

   三、 高層恒壓壓供水plc控制系統(tǒng)的特點

         基于德國西門子s7系列PLC的恒壓壓供水系統(tǒng)具有以下特點：

　　(1)可靠性更高

　　德國西門子s7系列PLC具有優(yōu)良的硬件設(shè)計和穩(wěn)定的軟件平臺，具有優(yōu)越的穩(wěn)定性，抗干擾性和惡劣條件。通過西門子plc控制器PID算法可以使系統(tǒng)更快地響應(yīng)需水量，使給水壓力快速穩(wěn)定地達(dá)到設(shè)定值，保證了系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

　　(2)高層水壓更加穩(wěn)定

　　對于高層供水系統(tǒng)，系統(tǒng)采用三臺泵對應(yīng)的三臺變頻器，結(jié)合平滑的切換處理算法，解決了抽水泵送時的水錘問題，使高水位供水壓力更加穩(wěn)定。它還可以更好地保護(hù)泵。 (3)更加節(jié)能環(huán)保

   四、總結(jié)         

        該plc控制系統(tǒng)不僅實現(xiàn)了自動抽水切割功能，泵的平衡運(yùn)行，故障處理優(yōu)化等功能，而且具有可靠的睡眠和多次設(shè)定功能。睡眠功能允許系統(tǒng)在零或非常小的流速下自動停止泵。多次設(shè)置功能允許用戶在不同時間設(shè)置不同的壓力以實現(xiàn)節(jié)能。不僅如此，還在控制系統(tǒng)中增加了三相電力采集模塊RPC2731，它可以采集三相電壓，三相電流，有功無功功率和功耗，可以了解機(jī)組的功耗狀態(tài)，并有針對性地采取節(jié)能措施。這些可以使系統(tǒng)更節(jié)能。