德国西门子s7系列plc在高层恒压供水plc控制系统的应用

   一、概述

　　随着城市化进程的加快和人们对供水需求的增加，plc控制系统恒压供水技术取得了蓬勃发展。所谓恒压供水技术，是指供水设备与市政供水管网的直接连接，二次供水是家庭直接供水，无需建设储水箱。恒压供水设备是加压供水单元，其与市政供水管网直接连接，并且基于市政管网的残余压力与残余压力串联连接，并且可以保证市政管网的压力不低于设定的保护压力。恒压供水设备的核心是如何防止二次加压供水系统运行过程中产生负压，消除单元运行对市政管网的影响，在保证的前提下实现安全可靠。水不受附近用户的影响。作为新型高层供水恒压供水设施设备，比普通变频调速供水设施更省电，能够有效避免市政管网水质二次污染。

　　随着自动控制技术和变频技术的发展，出现了许多新的节能控制系统，其中没有负压供水控制系统。为了解决早期供水压力不足的问题，并且由于节能和环保，出现了逆变器增压系统。随着变频增压系统的增加，系统对管网的影响也越来越大。因此，提出了恒压供水系统的概念，即供水不是管网上的负压。非负压供水系统不需要在屋顶上建立水池或设置水箱，而是与水管网串联直接连接，供给用户的水完全处于密封环境中，从而避免供水过程中饮用水的二次污染。

　　恒压供水技术集成了二次加压供水系统，如真空抑制技术，稳流补偿技术，预载平衡补偿技术，储能释放技术，变频调速技术和智能控制技术。然而，对于高层建筑的供水，在非负压供水技术中仍存在一些亟待解决的问题，如高温供水压力不稳定，水锤现象等。影响泵的使用寿命等。在这方面，本文对恒压的高压供水技术进行了深入研究。基于德国西门子s7系列PLC快速稳定的性能，解决了高层供水恒压压供水技术的问题。

　 二、高层恒压供水plc控制系统

　　在最早的非负压供水设备中，大多数控制器都设计有单片微型计算机。这种控制器的优点是成本低，可以满足一般系统的要求。 该系统采用德国西门子s7系列PLC作为核心控制单元，灵活及其开放的编程环境，升级和维护更加方便。不仅如此，德国西门子s7系列系列PLC还为非负压供水控制系统提供了标准程序，用户可以直接使用该程序，或者可以用于基于该程序的二次开发。 德国西门子s7系列系列PLC的优化设计和严格测试确保了控制系统的可靠性。

　　根据《室外给水设计规范》的有关规定，当供水管网的供水压力根据水直接供水的建筑物层数确定时，用户接管的最小服务水头在一楼10米。和二楼12米。该层增加了4米。市政管网的供水压力约为0.3MPa，可以满足6层楼的供水。 6层以上的建筑物需要通过加压供水。一般来说，高层建筑使用区域供水，中心区域使用7到14层作为供水，高区域使用15层或更多层作为供水。

　　该系统设计用于超过15层的高水位供水。该系统主要由西门子plc，英威腾变频器，离心泵，压力传感器，液位计，缺相保护器和故障报警灯组成。为了解决高温供水压力不稳定和水锤问题，系统采用每台泵一台变频器的结构。控制系统的结构如图1所示。 根据管网的设定压力和西门子plc检测到的反馈压力进行对比，西门子plc采用PID控制算法动态调整变频器的输出频率，负责三个泵的切换控制算法，泵切换采用平滑切换处理算法，可减少水锤的发生，使高温供水压力更稳定。

　　系统通过德国西门子s7系列PLC机身的RS232接口连接到本地7英寸触摸屏，通过RS485接口连接上位机工程师站和操作员站，实现本地和远程同步监控系统的过程操作条件，并有一个设置系统。参数和查询系统报警记录等功能。

　　图1恒压供水控制系统结构图

　　恒压供水plc控制系统的操作界面由7英寸触摸屏组成。触摸屏主要界面主要完成对恒压供水控制系统运行状态的监控，系统运行参数的设置，实时报警显示和历史报警显示。触摸屏工作状态界面如图2所示。您可以查看每个泵的运行状态以及进水压力，目标压力和水压等重要参数。通过系统菜单，可以进入参数设置界面和告警查询界面。

　      图2触摸屏条件界面

   三、 高层恒压压供水plc控制系统的特点

         基于德国西门子s7系列PLC的恒压压供水系统具有以下特点：

　　(1)可靠性更高

　　德国西门子s7系列PLC具有优良的硬件设计和稳定的软件平台，具有优越的稳定性，抗干扰性和恶劣条件。通过西门子plc控制器PID算法可以使系统更快地响应需水量，使给水压力快速稳定地达到设定值，保证了系统的可靠运行。

　　(2)高层水压更加稳定

　　对于高层供水系统，系统采用三台泵对应的三台变频器，结合平滑的切换处理算法，解决了抽水泵送时的水锤问题，使高水位供水压力更加稳定。它还可以更好地保护泵。 (3)更加节能环保

   四、总结         

        该plc控制系统不仅实现了自动抽水切割功能，泵的平衡运行，故障处理优化等功能，而且具有可靠的睡眠和多次设定功能。睡眠功能允许系统在零或非常小的流速下自动停止泵。多次设置功能允许用户在不同时间设置不同的压力以实现节能。不仅如此，还在控制系统中增加了三相电力采集模块RPC2731，它可以采集三相电压，三相电流，有功无功功率和功耗，可以了解机组的功耗状态，并有针对性地采取节能措施。这些可以使系统更节能。