前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的監控雙恒壓供水系統設計探討，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
1控制系統組成
高層建筑小區一般采用三泵輪流運行進行供水，當用戶用水少時，使用1臺泵變頻或工頻運行供水;當用戶用水量多時，采用1臺泵工頻運行、1臺泵變頻運行供水;或者是采用2臺泵工頻運行、1臺泵變頻運行供水。系統供水使用泵的臺數完全根據用戶用水量的多少，由PLC控制程序自動執行。當小區發生火災，PLC控制系統接收到火災報警信號時，則關閉生活供水管網，3臺泵全部作消防用水使用，并根據消防用水量的大小，在維持消防供水高恒壓下，系統自動控制3臺泵投入的臺數。當火災結束后，3臺泵又恢復為生活供水。
2系統控制要求
對三泵生活/消防雙供水系統的基本要求:1)生活供水時，系統應根據生活供水壓力要求，使供水管道壓力處在低恒壓值下;2)消防供水時，系統應滿足消防供水的壓力要求，使供水管道處于高恒壓值下;3)在用水量小的情況下，如果一臺泵連續運行時間超過3h，則要切換到下一臺泵，即系統具有“倒泵功能”，避免一臺泵工作時間過長;4)采用MCGS對系統實時監控，具有完善的監控報警功能;5)系統具有自動/手動控制功能，手動只在應急或檢修時使用。
3控制系統設計
3．1系統設備選型
控制設備選用西門子公司生產的S7－200CPU226PLC，由于要使用供水管道的壓力值進行閉環控制，所以還要選用一個模擬量功能模塊EM235(4AI/2AO)?？刂扑秒姍C的變頻器則選用西門子公司生產的風機、水泵專用變頻器MM430。
3．2主電路設計
3臺水泵控制系統的主電路。其中，QF1、QF3、QF5分別控制1#、2#、3#水泵的變頻運行電源，QF2、QF4、QF6分別控制1#、2#、3#水泵的工頻運行電源;KM1、KM3、KM5分別控制1#、2#、3#水泵的MM430變頻器運行，KM2、KM4、KM6分別控制1#、2#、3#水泵的工頻運行。為增加系統運行的可靠性，每一臺水泵使用一臺變頻器單獨進行變頻控制，這樣雖然增加了成本，但控制系統更為可靠、安全。同時，為了防止工頻電源向變頻器反送電，在KM7與KM2之間，KM8與KM4之間，KM9與KM6之間增加電氣互鎖。
3．3控制電路設計
以1#泵為例進行說明，泵進行工頻運行時，就不能進行變頻運行，反之亦然。生活供水時，管道的壓力值設為最大值的70%，消防供水時壓力值設為最大值的90%。泵的運行可以是一泵工頻運行、一泵變頻運行，也可以是兩泵工頻運行、一泵變頻運行。泵的工頻、變頻運行切換，由PLC程序定時采樣管道的壓力進行PID運算，控制變頻器的運行頻率，當變頻器的頻率達到49．5Hz時，PLC程序控制變頻器進行變頻、工頻切換，同時啟動第二臺水泵變頻運行，直到管道壓力達到設定值。當管道壓力超過設定值時，PLC程序就要實施減泵操作，將工頻運行的泵切換到變頻運行，再到切除該泵運行，直到管道壓力值降到設定值。當PLC控制系統接收到消防報警信號時，系統立即停止生活供水，開啟消防供水，3臺水泵同時工頻運行，這樣設計可大大提高系統供水的可靠性。PLC程序同時還要監控儲水池水位的高低，火災報警指示，報警電鈴，變頻器故障報警指示等。
3．4PLC控制系統程序包括控制
3臺水泵工頻、變頻運行的主程序;出現故障和報警信號時才調用的報警子程序;對采集的模擬量信號進行PID運算的中斷子程序。其中水泵的變頻、工頻切換要設定一個頻率切換點，一般以變頻器頻率達到49．5Hz時，將水泵從變頻運行切換到工頻運行;水泵的工頻、變頻切換則根據檢測到的供水管道的壓力進行判斷，當管道壓力大于設定壓力時，將水泵從工頻運行切換到變頻運行。程序中的PID運算結果則控制變頻器的輸出頻率值。
3．5MM430變頻器參數設置
MM430變頻器是西門子公司生產的用于水泵節能運行的專用變頻器，其自身就具有PID運算功能，能通過模擬量變化實時改變變頻器的輸出頻率。將PLC的功能模塊EM235輸出的模擬量傳到變頻器的模擬量輸入AIN1端子，就可以改變變頻器的輸出頻率了，此時將參數P1000設為2，再將變頻器的頻率到達參數P731設為49．5Hz，將門限頻率P2155設為49．5Hz，即可將變頻器到達門限頻率時的信號傳給PLC，從而使PLC將變頻器從變頻運行切換到工頻運行。
4MCGS監控系統運行界面
設計MCGS監控界面，將界面中各元件與PLC輸入、輸出通信，MCGS組態軟件就能將現場的各種信號實時地反應在監控畫面上，同時還能使工作人員根據報警信息及時發現出現故障的事故點。同時系統具有自動/手動控制功能，當系統設置在自動控制狀態時，啟動水泵，系統會根據檢測到的供水管道壓力，在PLC程序控制下自動調節水泵開啟臺數以及工頻運行、變頻運行水泵臺數。手動只在應急或檢修時使用，這時可根據圖6手動監控界面提供的功能，根據實際需要啟動1#泵、2#泵和3#泵，并可選擇工頻運行方式或變頻運行方式。
5結束語
作為高層建筑生活、消防的雙恒壓無塔供水系統，其控制技術已日臻成熟，但在PLC、變頻器組成的控制系統中，加進MCGS監控，將各種信號采集到監控界面中，能使各種信號的變化實時顯示在監控屏上，更方便工作人員操作。經實驗檢驗，基于MCGS監控的雙恒壓無塔供水系統操作性、可靠性和穩定性都達到設計要求，是一種值得推廣的控制系統。
作者：童克波 張婧瑜 單位：蘭州石化職業技術學院電子電氣工程系
