李俊

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)以及PLC控制技術(shù)也有著一定的進(jìn)步，為眾多行業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)提供了一定的幫助，基于PLC控制系統(tǒng)的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)就是綜合這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)晶，在水廠中得到廣泛的應(yīng)用，有效的提高了水廠供水的可靠性和有效性。

關(guān)鍵詞：PLC控制系統(tǒng)；變頻器；調(diào)速；恒壓供水系統(tǒng)

1 變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)概述

變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)主要由變頻器、TC時(shí)間控制器、PLC、PID調(diào)節(jié)器、液位傳感器、水泵、壓力傳感器、動(dòng)力控制線(xiàn)路等幾部分組成，用戶(hù)在平時(shí)操作的過(guò)程中，主要是通過(guò)控制柜面板上的按鈕以及相應(yīng)的指示燈來(lái)實(shí)現(xiàn)操作，這樣就可以對(duì)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行相應(yīng)的控制。

2 新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的運(yùn)行方式

新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的運(yùn)行方式主要分為手動(dòng)運(yùn)行方式和自動(dòng)運(yùn)行方式等兩種[1]。手動(dòng)運(yùn)行方式主要是通過(guò)相應(yīng)的功能按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)水泵的啟動(dòng)和停止操作，一般情況下，水廠在正常運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)很少采用手動(dòng)運(yùn)行方式，只有在對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行檢修或變頻器出現(xiàn)故障的情況下，會(huì)采用手動(dòng)運(yùn)行方式。自動(dòng)運(yùn)行方式自然通過(guò)供水系統(tǒng)的主控制系統(tǒng)對(duì)運(yùn)行狀況進(jìn)行掌控，在正常合上自動(dòng)開(kāi)關(guān)啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行之后，水泵電機(jī)通電，供水系統(tǒng)的輸出頻率也將由0Hz逐漸上升，與此同時(shí)，PID調(diào)節(jié)器也會(huì)接收供水系統(tǒng)壓力傳感器的信號(hào)，經(jīng)過(guò)壓力參數(shù)的比較來(lái)將參數(shù)傳輸給供水系統(tǒng)的變頻器上，這樣就可以實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)然，在供水系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，可能會(huì)受到外部因素的影響，例如，電源停電，當(dāng)電源停電時(shí)，供水系統(tǒng)也將停機(jī)，如果是處在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下電源停機(jī)的話(huà)，待電源恢復(fù)之后，供水系統(tǒng)也將恢復(fù)自動(dòng)運(yùn)行的方式，在自動(dòng)運(yùn)行方式下，變頻器也將會(huì)完成供水系統(tǒng)對(duì)水泵的啟動(dòng)、停止、循環(huán)等全部的操作。一般情況下，新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由至少4個(gè)水泵組成，在啟動(dòng)自動(dòng)運(yùn)行模式時(shí)，率先對(duì)1號(hào)水泵進(jìn)行通電，并將電壓傳輸至變頻器，再有變頻器來(lái)從0Hz頻率逐漸提升，指導(dǎo)提升至標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)為止，在自動(dòng)運(yùn)行模式運(yùn)行的過(guò)程中，需要注意的是壓力參數(shù)的比較環(huán)節(jié)，適當(dāng)?shù)娜フ{(diào)節(jié)電壓參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)供水量的調(diào)節(jié)，充分發(fā)揮出新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)供水量的功能。

3 新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的故障處理

3.1 故障報(bào)警

基于PLC的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)在正常運(yùn)行的過(guò)程中，如果變頻器出現(xiàn)故障、超壓、缺相、液位下限、差壓等故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，并發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)以及報(bào)警聲[2]。另外，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)新型變頻調(diào)控恒壓供水系統(tǒng)的實(shí)際情況，針對(duì)故障的發(fā)生現(xiàn)象進(jìn)行分析，如果故障嚴(yán)重的話(huà)供水系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)跳轉(zhuǎn)至停機(jī)狀態(tài)，例如，液位下限、變頻器故障、缺相、超壓等故障，通過(guò)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，可以及時(shí)通知相關(guān)維修人員對(duì)故障問(wèn)題進(jìn)行維修處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，有效的避免了故障進(jìn)一步擴(kuò)大對(duì)供水系統(tǒng)造成的影響。另外，如果供水系統(tǒng)使變頻器出現(xiàn)故障的話(huà)，為了不耽誤系統(tǒng)的正常運(yùn)行，可以將運(yùn)行方式切換至手動(dòng)方式，這樣就可以保證系統(tǒng)的不間斷供水，從而保證變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的供水可靠性。

3.2 水泵檢修

每個(gè)新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中都會(huì)由多個(gè)水泵組成，具體要根據(jù)供水系統(tǒng)的規(guī)模而定，一般變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)都不少于4個(gè)水泵，水泵檢修是供水系統(tǒng)故障處理的重要階段[3]。一般情況下，如果水泵經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期不間斷運(yùn)行的話(huà)，水泵就會(huì)出現(xiàn)疲勞運(yùn)行，不僅供水效率不好，甚至?xí)l(fā)水泵故障，為了避免這類(lèi)現(xiàn)象的發(fā)生，需要對(duì)供水系統(tǒng)的水泵進(jìn)行定期的檢修。對(duì)水泵的檢修并不會(huì)影響到供水系統(tǒng)的正常工作，而是在供水系統(tǒng)正常運(yùn)行的過(guò)程中，將某一臺(tái)水泵停運(yùn)，并對(duì)其進(jìn)行檢修，而其他的水泵則保證正常工作，不僅可以及時(shí)調(diào)整和維護(hù)水泵，確保水泵在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，同時(shí)還不會(huì)影響到供水系統(tǒng)的供水效率，提高供水的可靠性。另外，水泵檢修工作中還存在水泵輪休工作，主要是采用備用水泵來(lái)替換已經(jīng)工作一段時(shí)間的水泵，這樣就會(huì)讓換下來(lái)的水泵閑置一段時(shí)間再換上其他正在運(yùn)行的水泵，通過(guò)對(duì)水泵的輪流使用可以避免或降低水泵的故障發(fā)生率，而且對(duì)提升水泵的使用壽命也有著一定的作用。

4 PLC控制系統(tǒng)分析

基于PLC的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)，具有的控制功能主要由PLC控制系統(tǒng)來(lái)完成的，是供水系統(tǒng)運(yùn)行控制的關(guān)鍵[4]。PLC控制系統(tǒng)主要采用可編程序的控制器來(lái)完成在線(xiàn)調(diào)試和連接的功能，并且，能夠通過(guò)語(yǔ)句表以及梯形圖之間的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)供水系統(tǒng)的控制，例如，供水系統(tǒng)點(diǎn)擊的啟動(dòng)、停止、定時(shí)切換、故障報(bào)警、循環(huán)變頻、軟啟動(dòng)等方面的控制。在這里需要注意的是，供水系統(tǒng)點(diǎn)擊的水壓量以及轉(zhuǎn)速并不是PLC來(lái)控制的，而是由PID調(diào)節(jié)器以及變頻器來(lái)控制的，也就是說(shuō)，基于PLC控制系統(tǒng)的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，需要各項(xiàng)結(jié)構(gòu)相互之間的配合，才能確保供水系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠、有效的運(yùn)行。

PLC控制系統(tǒng)主要由中央處理單元、電源、存儲(chǔ)器、輸入＼輸出回路、程式輸入裝置等幾方面組成[5]。中央處理單元又名CPU，可以說(shuō)是供水系統(tǒng)的控制中樞，是對(duì)PLC控制系統(tǒng)中執(zhí)行的各項(xiàng)控制命令進(jìn)行處理的元件，同時(shí)也是保證命令正確的關(guān)鍵，如果中央處理單元出現(xiàn)故障的話(huà)，那么PLC控制系統(tǒng)將會(huì)癱瘓。電源則是支持PLC控制系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的“動(dòng)力輸出”，對(duì)PLC控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行也極為關(guān)鍵，從以上的分析中得知，一旦供水系統(tǒng)停電的話(huà)，那么PLC控制系統(tǒng)也將會(huì)停止運(yùn)行，可見(jiàn)電源對(duì)PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行的重要性。存儲(chǔ)器主要是存儲(chǔ)PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的程序以及用戶(hù)的程序，便于PLC控制系統(tǒng)的調(diào)用。輸入＼輸出回路在PLC控制系統(tǒng)中，主要負(fù)責(zé)接受外部輸出元件和輸入元件的信號(hào)。程式輸入裝置主要是為操作者提供對(duì)PLC控制系統(tǒng)程式的輸入、修改以及監(jiān)視的功能。

另外，在變頻恒壓供水系統(tǒng)供水水壓過(guò)高的情況下，系統(tǒng)一般會(huì)采用停止變頻泵，同時(shí)將變頻器切換至正在以工頻運(yùn)行的泵上對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)，在理論上，這種對(duì)變頻泵的調(diào)節(jié)方式要比直接切換工頻方式有效，但是，在實(shí)踐中卻發(fā)現(xiàn)，這種切換方式極易引起系統(tǒng)泵組頻繁啟停的現(xiàn)象，對(duì)供水系統(tǒng)硬件設(shè)備的使用壽命有著直接的影響。因此，作者建議在系統(tǒng)中，應(yīng)直接停止工頻泵，同時(shí)要從變頻器上進(jìn)行迅速的調(diào)節(jié)，通過(guò)設(shè)置合理的參數(shù)才能實(shí)現(xiàn)在工頻切換過(guò)程中的無(wú)沖擊效果，才能確保供水系統(tǒng)水壓過(guò)度的平穩(wěn)性，對(duì)提高系統(tǒng)的供水水質(zhì)有著極大的作用。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)文章對(duì)基于PLC的新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的分析，作者主要從變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)概述、新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的運(yùn)行方式、新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的故障處理、PLC控制系統(tǒng)等幾方面進(jìn)行分析，希望通過(guò)文章的分析，可以幫助廣大行業(yè)人士快速了解和掌握PLC新型變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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