西门子广东一级总代理PLC伺服电机

在供水系统中，变频器作为核心的执行机构，通过jingque调控其输出频率，实现对被控对象如压力和流量等物理量的有效控制。这种调节方式使得多种物理量的闭环控制成为可能，特别是泵站供水压力的恒压闭环控制，已成为常见应用。

在供水系统的加压泵站中，通常采用多泵并联的供水策略。以往，水泵的台数投入与退出往往依赖于人工控制，以维持出口压力在合理范围内。然而，这种控制方式下水压波动较大，难以满足用户稳定用水的需求，且在轻载时可能因水压过高而造成能源浪费。

图1描绘了泵站监控系统的基本结构。采用变频器实现的闭环控制可以确保泵站出口压力保持相对稳定。出于成本考虑，通常仅配置一台变频器，用于驱动某台电动机，而其他电动机则继续使用工频电源。在多泵并联恒压供水系统中，只要有一台泵采用变频调速，其余泵保持工频恒速，即可实现恒压变流量的供水目标。鉴于变频器的价格与其功率成正比，Zui经济的方案是各并联水泵电动机的输出功率保持一致。

1、变频器内置的PI/PID控制器应用

现代变频器内部普遍集成了PI或PID控制器。对于恒压供水这类闭环控制系统，可以直接将压力信号等反馈信号接入变频器的反馈信号输入端，利用内置控制器实现闭环控制，减少压力波动，维持水压稳定。PLC则主要负责根据管道出口压力，通过控制工频电源供电的水泵台数，对泵站总供水量进行粗略调整，并通过开关量信号向变频器发送启动或停止命令。

如图2所示，压力变送器将泵站出口管道的水压转换为标准量程的电压或电流信号，这些信号直接送入变频器的模拟量输入端。这种一体化控制方案具有成本低、操作简便、编程量小的优点，值得优先考虑。例如，在水泵出水口管道上安装的压力传感器，可以将0-1MPa的压力转换为4-20mA的直流电流，用于水压的闭环控制。

变频器会实时监测管网压力与设定值之间的偏差，通过内置的PID算法调整输出频率，从而改变驱动水泵的转速。当输出频率增加时，泵站出口压力相应升高。选择合适的输出频率，既能确保供水压力满足需求，又能防止压力过高造成的能源浪费。

为了实现工频泵的自动投入与退出，PLC需要接收管道压力信号或变频器的频率信号。电接点压力表作为一种经济可靠的设备，可以为PLC提供压力过高和过低的触点信号。同时，现代变频器还具备可编程的输出触点功能，例如当频率超过设定值（如50Hz）时触点闭合，该信号可用于PLC控制工频泵的自动投入。反之，当用水流量减少导致变频泵转速降低至临界值时，另一个可编程触点闭合，触发PLC控制工频泵的自动退出。

2、PLC实现恒压自动控制

若采用PLC作为闭环控制器（如图3所示），则需要配置模拟量输入模块（A/D转换器）接收压力信号，并通过模拟量输出模块（D/A转换器）向变频器发送频率给定信号。虽然这种方案增加了硬件投资，但其优点在于将模拟量闭环控制与开关量逻辑控制融为一体，使得PLC能够利用压力反馈信号实现工频泵的投入与退出控制，同时压力信号还可用于监控和报警等功能。

3、水泵的投入与退出策略

如图4所示为多泵并联供水系统的水泵电动机主接线示意图。PLC可根据当前供水量和泵站出口水压选择任意一台电动机进行变频运行，其余电动机则保持工频驱动。根据供水量和水压的实际需求，PLC可调整工频运行水泵的台数以实现粗调，并利用变频电动机进行精细调节。当用水流量较小时，可由一台变频泵自动调速供水；随着用水量的增加，变频泵转速提高以维持恒压；若转速达到工频转速而水压仍未达到设定值，则启动一台工频泵；反之当用水量减少时，则逐步减少工频泵的运行台数直至水压稳定。