PLC控制技术在学校供水系统改造中的应用

何志朋

摘 要：学校供水系统节能改造，不仅使水资源得到了有效利用，同时还使用供水系统的功能得到了有效发挥。为降低学校供水系统的能耗，本文在分析学校用水特点以及供水系统节能潜力的基础上，结合某学校供水系统改造中PLC控制技术的应用进行了阐述，希望能为有关需要提供参考。

关键词：PLC控制技术；供水系统；节能改造

中图分类号：TU99 文献标识码：A

随着我国社会经济的发展及人们生活水平的提高，传统的供水系统管理模式已无法适应当前人们的需求。传统的供水系统管理模式形式落后，只是一种简单的单级常规管理，效率低下。而随着PLC控制技术日益广泛的应用和生产系统的自动化，PLC控制技术在供水系统改造中的应用成为人们重点关注的课题之一。

1 自动化系统方案

1.1 选用了高水位水池加自动恒压的供水

由于原本的供水水塔水位低，根本不能满足学校的用水，经过改造后放弃了选用水塔供水，而是选用高水位水池加自动恒压的供水。

1.2 选择供水控制调节方式

学校的供水需要由阀门和调速控制水压以及水流量，不同的控制方式有不同的功能消耗，如图1和图2所示。

从图1可以看出，阀门控制水泵时，水流向从Q1减至Q2，此时需要将阀门关小，这时阀门所产生的摩擦阻力就会变大，管路曲线则从R转移至R′，扬程从Ha升至了Hb，运行的工况点则从a移至了b。从图2可以看出，在控制调速时，水流向从Q1减至Q2，不变的R阻力曲线和转速，决定了泵的特性。转速则从n降至n′，性能曲线则从（QH）变成了（Q-H）′，扬程从Ha升至了Hc，运行的工况点则从a移至了c。

1.3 控制高位水池

两个水位传感器控制着高位水池的水位。当水位下限感应器传出了相应的警报，则表明了水池的水位比下限水位低，这时进水的电磁阀门将会打开，供水至高位水仓；当水位上限感应器传出了相应的警报，则表明了水池的水位要超出了上限水位，这时进水的电磁阀门将会关闭，停止供水。在高位水池中另设置一个分体式液位变送器，并且会及时的向PLC发送相关信息。

1.4 组成变频恒压供水的系统

由变频器、压力变送器、可编程控制器以及水泵机组成了PLC变频恒压供水系统，这是一个完整的闭环调节供水系统。

（1）检测信号：水压检测信号点是可以设置在总出口、学生宿舍区、教学区以及家属区等，为了能够更好的进行信号检测，需要配齐了压力变送器、调节阀门以及流量变动器等设施，转换A/D后进行PLC再读模拟信号。

（2）供水系统的控制功能安装在于供水控制柜，控制系统分为三个部分：PLC系统、电控设备以及变频器。供水系统需要进行直接采集压力、报警信号和液位，进行数据信息分析和实施算法控制，得出较为优质的控制方案，控制水泵机组需要通过调节变频调速器以及接触器；变频器是水泵转速控制的单元是变频器，其跟踪供水控制器发送的信号改变了运行频率，结束了控制转速。

（3）三台水泵组成了学校的供水系统，将用户管网供水。1台变频泵和2台工频泵组合成了水泵组，变频调速器控制、调整变频泵。

1.5 电压控制系统

如图3所示的是PLC的变频恒压供水电压控制系统，校园的供水系统所需的硬件设备包括了PLC、PLC扩展板块、压力变送器、液位变送器、变频器以及水泵机组。

2 PLC的I/O端口分配及外围接线

图4展示的是PLC的I/O端口分配及外围接线。

4个数字量和1个模拟量组成了五个输入量的供水系统，作为模拟量输入的PLC的扩展模块以及EM235的模拟量是根据压力变送器的测量而得。白天和夜间的启动模式是由开关SA1切换，它是I0.0输入的开关量；液位变送器测试得到的水位需要转化成电信号都发送至窗口比较器，上下限的水池水位设定于窗口比较器，当水池的水位超出限制，就会输出高电平1以及送入I0.1；PLC的I0.2连接着变频器的故障输出端口，作为系统故障报警信号；I0.3连接着开关SB7，把它作为试灯信号，一般是手动检测系统的指示灯运行工作状态。

供水系统中输出信号有11个数字量以及一个模拟量。三台水泵电机的工频或者是变频运行信号分别是Q0.0～Q0.5；水位超出限制报警信号为Q1.1；变频故障报警信号为Q1.2；白天运行模式信号为Q1.3；报警的电铃信号为Q1.4；变频器复位控制为Q1.5；模拟信号为QAQW0，模拟信号一般是用于控制变频器的输出频率。

结语

总之，在学校供水系统中的应用PLC控制技术，既能够为经济需要提供用水，用能监控区域化网络，节约了水资源，能够保障学校的供水效率以及质量，促进经济的良好发展。高楼层供水问题以及水量大小的问题得到解决，学校的供水紧张的状况得到缓解，保障了学校的供水系统良好运行，为学校的日常生活以及教学提供了保障。在学校供水系统中的应用PLC控制技术解決了多种问题，值得推广。

参考文献

[1]王煜.采用PLC控制的变频恒压供水系统设计[D].大连理工大学，2014.

[2]周泽文，铁永红.PLC控制技术在峨口铁矿供水系统管理中的应用[J].现代矿业，2013（09）.