西門子廣東一級總代理PLC伺服電機

在供水系統中，變頻器作為核心的執行機構，通過jingque調控其輸出頻率，實現對被控對象如壓力和流量等物理量的有效控制。這種調節方式使得多種物理量的閉環控制成為可能，特別是泵站供水壓力的恒壓閉環控制，已成為常見應用。

在供水系統的加壓泵站中，通常采用多泵并聯的供水策略。以往，水泵的臺數投入與退出往往依賴于人工控制，以維持出口壓力在合理范圍內。然而，這種控制方式下水壓波動較大，難以滿足用戶穩定用水的需求，且在輕載時可能因水壓過高而造成能源浪費。

圖1描繪了泵站監控系統的基本結構。采用變頻器實現的閉環控制可以確保泵站出口壓力保持相對穩定。出于成本考慮，通常僅配置一臺變頻器，用于驅動某臺電動機，而其他電動機則繼續使用工頻電源。在多泵并聯恒壓供水系統中，只要有一臺泵采用變頻調速，其余泵保持工頻恒速，即可實現恒壓變流量的供水目標。鑒于變頻器的價格與其功率成正比，Zui經濟的方案是各并聯水泵電動機的輸出功率保持一致。

1、變頻器內置的PI/PID控制器應用

現代變頻器內部普遍集成了PI或PID控制器。對于恒壓供水這類閉環控制系統，可以直接將壓力信號等反饋信號接入變頻器的反饋信號輸入端，利用內置控制器實現閉環控制，減少壓力波動，維持水壓穩定。PLC則主要負責根據管道出口壓力，通過控制工頻電源供電的水泵臺數，對泵站總供水量進行粗略調整，并通過開關量信號向變頻器發送啟動或停止命令。

如圖2所示，壓力變送器將泵站出口管道的水壓轉換為標準量程的電壓或電流信號，這些信號直接送入變頻器的模擬量輸入端。這種一體化控制方案具有成本低、操作簡便、編程量小的優點，值得優先考慮。例如，在水泵出水口管道上安裝的壓力傳感器，可以將0-1MPa的壓力轉換為4-20mA的直流電流，用于水壓的閉環控制。

變頻器會實時監測管網壓力與設定值之間的偏差，通過內置的PID算法調整輸出頻率，從而改變驅動水泵的轉速。當輸出頻率增加時，泵站出口壓力相應升高。選擇合適的輸出頻率，既能確保供水壓力滿足需求，又能防止壓力過高造成的能源浪費。

為了實現工頻泵的自動投入與退出，PLC需要接收管道壓力信號或變頻器的頻率信號。電接點壓力表作為一種經濟可靠的設備，可以為PLC提供壓力過高和過低的觸點信號。同時，現代變頻器還具備可編程的輸出觸點功能，例如當頻率超過設定值（如50Hz）時觸點閉合，該信號可用于PLC控制工頻泵的自動投入。反之，當用水流量減少導致變頻泵轉速降低至臨界值時，另一個可編程觸點閉合，觸發PLC控制工頻泵的自動退出。

2、PLC實現恒壓自動控制

若采用PLC作為閉環控制器（如圖3所示），則需要配置模擬量輸入模塊（A/D轉換器）接收壓力信號，并通過模擬量輸出模塊（D/A轉換器）向變頻器發送頻率給定信號。雖然這種方案增加了硬件投資，但其優點在于將模擬量閉環控制與開關量邏輯控制融為一體，使得PLC能夠利用壓力反饋信號實現工頻泵的投入與退出控制，同時壓力信號還可用于監控和報警等功能。

3、水泵的投入與退出策略

如圖4所示為多泵并聯供水系統的水泵電動機主接線示意圖。PLC可根據當前供水量和泵站出口水壓選擇任意一臺電動機進行變頻運行，其余電動機則保持工頻驅動。根據供水量和水壓的實際需求，PLC可調整工頻運行水泵的臺數以實現粗調，并利用變頻電動機進行精細調節。當用水流量較小時，可由一臺變頻泵自動調速供水；隨著用水量的增加，變頻泵轉速提高以維持恒壓；若轉速達到工頻轉速而水壓仍未達到設定值，則啟動一臺工頻泵；反之當用水量減少時，則逐步減少工頻泵的運行臺數直至水壓穩定。