变频恒压供水系统的设计理念与实训装置的介绍
传统的供水方式有恒速泵加压供水、气压罐供水、水塔高位水箱供水、液力耦合器和电池滑差离合器调速的供水方式、单片机变频调速供水系统等。但它们均存在一些不足，例如浪费水电现象严重，且效率低，且居民及企业用水不方便，且缴纳水费较高。
变频恒压供水系统分为：硬件与软件两部分组成。
1、系统的硬件：
可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。利用PLC智能控制系统进行供水系统的控制。
PLC主要是用于实现变频恒压供水系统的自动控制，它主要负责的任务：根据系统运行情况，使三台水泵自动投入运行；可以让三台水泵自动实现变频泵的轮换；并且有软件启动功能；操作方式又分为手动/自动控制功能，但需要注意的是只有应急或检修的情况下才可以选择手动方式；除此以外，一旦系统出现异常情况便会发出警报。
2、系统的软件设计：
其实系统主要控制功能是通过软件进行实现，结合实际要求，对泵站软件设计分析如下：
（1）由“恒压”要求出发的工作泵组数量管理。通过调节工作水泵的台数以确保水压恒定。因为在水压降落时变频器的输出频率要相应升高，所以判断是否需要启动新水泵，它的依据是其输出频率是否达到设定值。一般情况下通过比较指令即可实现。但为了确保系统的精确性，在判别其频率达是否达到设定值时，应当滤除偶然波动引起的频率变化的情况，所以在程序中应采用一定的措施制止此类情况发生。
（2）多泵组泵站泵组管理规范。在前文中已经提到了，让三台水泵轮流在变频情况下运行，不得两台同时运行，且其连续运行时间不得超过规定的12小时。这就要求进行水泵切换时要确保它是合理工作的。具体的操作是：将现行运行的变频器从变频器上切除，并接上工频电源运行，将变频器复位并用于新运行泵的启动。除了上述问题，在泵组管理中还应注意泵的工作循环控制。
（3）程序的结构及程序功能的实现。模拟量单元及PID调节均需要编制初始化及中断程序，本程序可分为三部分：主程序、子程序和中断程序。在这三部分中，主程序处于核心地位，所负责的功能最多；子程序主要是用来存放系统的初始化的一些工作，中断程序主要是完成PID控制的定时采样及输出控制。还应注意的地方是白天、夜间模式所设定的压力值不同，而这两值可以直接在程序中进行设定。其中规定白天模式系统设定值为满量程的90%，夜间模式系统设定值为满量程的70%。
3、监控系统的设计：
城市小区恒压供水系统监控界面：从该界面可以观测到其显示区包括当前时间，水压给定值和水压当前值，其操作区包括电源的启停，及系统的工作模式自动/手动，其报警区包括水压，水位及故障从该界面还可以得到有关三台水泵运行情况等。
根据设计理论，我公司开发出了变频恒压供水系统实训装置集PLC、变频调速、过程控制、工程组态技术于一体。它由六层住宅消防、生活供水系统（实物模型），控制平台两大部分组成，包含了可编程控制器、变频器、变频磁力驱动泵、休眠泵、消防泵、压力变送器、压力仪表、输水管道、消防栓、家用水龙头、蓄水池等工程设备。控制平台采用PLC+变频器的开放式控制结构，可以完成多种模式下的楼层恒压供水实训实训，为教学研究变频恒压供水技术提供一个开放的操作平台。它是一款适合于大学及中、高职院校电气自动化、楼宇自动化、建筑电气、智能建筑等专业的综合型实训设备。
一、系统配置
1、电气控制柜：贴塑钢板材料、尺寸：1800×800×600mm，灰白色，带万向滚轮及刹车装置，双层结构；1台；
2、PLC：主机48点(FX2N-48MR)、继电器输出，配置与计算机通讯线及编程线；内附8K步RAM、功能指令298条，有模拟量模块，通讯功能强；配置8位模拟量输入输出模块（两路输入，一路输出）、PID调节模块；晶体管输出的16点扩展模块；各1台；
3、变频器：FR-E540 2.2KW、三相400V电源，可选择柔性－PWM控制/高载波频率PWM控制，V/F控制，自动转矩提升控制等；1台；
4、触摸屏：MT506 5.7英寸彩屏，可与PLC、计算机通讯；1台；
5、常用低压电气：D20单、三相空开；各1个；
6、DZ47LE漏电保护器C16；1个；
7、RLI-15A熔断器，RT16-32；各3个；
8、CJ20-20交流接触器；6个；
9、JQX中间继电器；3个；
10、JS7-2A时间继电器；2个；
11、JR36-20热继电器；4个；
12、200W可调电阻器；2个；；
13、BK-100控制变压器；1个；
14、220VLED指示灯（红、绿）；红4个、绿4个；
15、1平方、0.5平方BVR导线；各200米；
16、按钮；红4个、绿4个；
17、接线端排；10块；
18、导线标号套管（配0.5、1平方导线）；各1卷（200米）；
19、走线槽（中、小号），40米；0.5～1mmBVR导线2卷；
20、器件安装网孔板：尺寸：1400×700mm；1块；
21、控制柜门：门上安装一块电压表（配转换开关测量三相电压）、三块电流表0～20A、功率表一块（0～5KW）；八个指示灯（四红四绿）；八个按钮（四红四绿）；
22、工程实训配套专用软件。
二、系统特点：
1、控制平台采用PLC+变频器的开放式控制结构，提供组态软件和PLC开发环境，可以让学生自行设计控制方案，灵活性强。
2、控制平台有热过载保护、过流保护、漏电保护、接地保护、工频和变频联锁控制等多重保护机制。
3、控制系统能模拟真实的给水系统，有自动控制和手动控制两种控制方式，当自动控制失效时，系统由手动控制方式运行。
4、控制对象全部使用不锈钢和有机玻璃器件，保证不生锈、不易老化；模拟六层大楼给水系统，具有有生活水系统和消防水系统两种水路模型；动力系统由四台水泵构成，其中两台常规变频循环泵，一台休眠小泵，一台消防泵，能够模拟常规生活供水系统、消防供水系统和夜间小流量供水系统，能够生动模拟大楼给排水系统的典型结构。
三、实训项目
实训一 控制屏结构认识与调试实训
实训二 单泵控制变频恒压供水实训
实训三 双泵切换变频恒压供水实训
实训四 生活水系统静态压力控制实训
实训五 生活水系统动态压力控制实训
实训六 生活水系统的分时控制实训
实训七 夜间休眠模式下的供水实训
实训八 消防状态控制实训
实训九 综合控制系统实训
四、控制对象技术参数（该技术参数是其中一台的资料）
四个驱动循环泵，功率0.5KW；上下双层不锈钢水箱，水管为有机玻璃透明材料；流量传感器，压力表等恒压供水装置。
用MCGS监控恒压供水系统,要求形象生动,有相关数据显示。
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