PLC在农田灌溉恒压供水控制中的应用

滕家宝 杨慧滢 梁洪帅

（黑龙江八一农垦大学电气与信息学院，黑龙江 大庆 163319）

随着变频调速的发展和人们对生活饮用水的要求越来越高，供水控制的要求也越来越高。原来的旧设备如水泵无法适应现代的需求，暴露出很多问题。而PLC控制的恒压供水能有效解决旧设备检修繁琐的问题。通过PLC控制，适应发展趋势，变频调速控制恒压供水，又变废为宝，将即将淘汰的旧设备重新运用起来，一举两得。

1 恒压供水系统研究现状

目前，关于PLC恒压供水系统的研究主要是针对不同场合、不同气候，结合现代控制技术、网络和具有通信功能的变频恒压供水系统，以达到针对性效果。但每种应对措施的研究都不够彻底、不够力度。在这种情况下，就要进一步研究改善恒压供水系统，使其更好地服务大、服务生活［1］。

2 PLC在农田灌溉恒压供水中的任务

①取代以往的接触继电器控制电路，提高系统稳定性。②取代以往硬件按钮及数字量的输入，提高系统安全性。③变频调速的动力（驱动控制）。④泵站的中枢，具体负责逻辑控制［2］。

在泵组，除了正常的运行管理之外，泵站还有许多逻辑控制工作，如手动、自动操作转换，泵站的工作状态指示等。

3 PLC控制的恒压供水系统硬件设计

3.1 PLC类型

本文所讨论的PLC类型主要是CPU226（24输出/16输出），在选用CPU时，输入/输出点数要多于所需点数，为以后系统升级提供便利。

3.2 变频器

在我国，从发电厂往外输出的交流电频率恒定不变，一直都是50 Hz。因此，通过改变频率可以直观、方便地改变电机的运行速度，也就是说变频器的作用，就是通过改变频率来调控电机运行速度。普通市面上变频器可大致分为三类：U/f控制、转差频率控制、矢量控制。这几种变频器都很适合改变电机运行速度，所以在大环境下这种PLC恒压供水方式还是很大众化、普及化、方便实施的［3］。

3.3 压力变送器

在控制系统中，检测到控制量时，就是通过变压器给系统发信息，让系统统筹协调，以达到智能化。压力变送器通过安装在水管网上的压力传感器，进行模数转换，将压力信号转化为数字信号传送给变频器，变频器调节电机运行速度。该系统所运用的传感器具有体积小、质量轻、操作性较强的特点，实用性较强［4］。

4 PLC控制的农田灌溉恒压供水系统的软件设计

这种系统通常会有手动和自动2种模式，在自动模式出现故障时可手动调节。当手动模式开启时，通过按动“开始”和“停止”按钮来控制水泵，维修时可稳定供水［5］。

自动模式下，该系统共控制3个水泵，正常情况下，只有第1个水泵工作，该水泵根据反馈信号调节自己的输出功率。当输出功率达到最大，但还不足以满足给定水压时，第2个水泵就开始工作，还是由第1个水泵调节变频运行。以此类推，当第2个水泵和第1个水泵的输出功率也达不到给定水压时，第3个水泵参与工作，依然是第1个水泵调节变频运行，直到达到给定水压。当水压特别大，3个水泵的输出功率都达最大，但还不足以达到水压时，变频器就会报警，停止工作。这时，也会启动手动模式以正常稳定供水，可借此维修系统问题［6］。

5 结语

PLC控制的农田灌溉恒压供水系统以PLC和变频器为核心设计，基本实现恒压供水，比较成功。但是，所有调试都是在理想情况下设计的，并没有运用到实际情况中，还存在直流电源容量、输出的保护措施等方面的问题。要想将该系统应用于实践，应考虑尽可能多的问题，进一步完善系统，针对具体环境具体分析，运用更好的方法进行系统更新，且各种硬件设备都具备升级条件。