1。2 变频恒压供水系统在国内外的研究现状

1。3 变频恒压供水系统的特点

集PLC应用、变频调速技术以及组态监控技术三者优势于一体的变频调速恒压供水系统，的确有着众多良好的实用性能[13]：

（1）针对白天和夜晚用户的需水量不同也采用了不同的应对方式，能够根据管网水压检测信号自动起停，维持24小时不间断恒压供水，利用无极调速调整电机转速，也不会引发管网水路的破裂或者打开出水阀时发生的共振，与传统供水方式相比，其优越性不言而喻。

（2）避免了不合理的水泵启停，而且启动平稳，缓解了水泵电机的启动碰撞，延长了水泵电机组的使用周期，也在一定程度上减轻了供水过程中容易出现的“水锤效应”。

（3）从传统设计的供水设备角度对比分析，当前的变频恒压供水系统取消了原先设备中的水箱设置，一方面节约了预算，另一方面也减少了占地面积，省去的中间水箱环节也保护了水质的干净卫生。

（4）另外一个闪光点自然汇聚在系统的自动化程度上，根据用户的实时需水要求，进行内部的PID计算，输出合理的电机启动配置指令，使得水泵电机在能耗最低的条件下实现变频/工频的自由切换。

（5）除此之外恒压供水系统针对操作过程中容易出现的水压过高、负载过热、电机额定电流过高或者是硬件电路的短路保护都有设置，充分保障整个运行过程的安全性。

1。4 本文主要研究内容

本文设计一个基于PLC的变频恒压供水监控系统，主要包含以下两部分：通过PLC调控水泵启停与转速变化，实现对供水系统各部分工作状态的控制；组态软件对供水系统实时监控，显示记录水泵频率、转速等数据。本设计确立了以一个供水系统作为被控对象，根据用户用水量的大小，通过恒压供水控制器对水泵机组运行个数和转速流量调控的控制方案[12]，既能满足用户用水量的需求，又不会使水泵空转造成电能的消耗。

一个完整的变频恒压供水系统结合PLC控制技术与变频调速技术于一体，由PLC、变频器、压力变送器和三台水泵机组构成一个闭环调节系统[9]。在监控界面中初步构建一个蓄水池和三台水泵电机，每台电机都拥有单独的数据显示。通过在用户管网的出口处安装的压力变送器采集实时管网水压，进行合理的运算分析，对电机的频率和转速作正确的调整，始终保持每个时间段中只有一台电机处于变频状态、另外两台电机处于备用工频状态，时刻准备投入使用。论文网

后期系统设计完成PLC与监控系统的通信设置，实现计算机对供水系统各部分之间的实时数据采集监控[3]。

第二章 变频恒压供水系统的理论分析及方案制定

2。1 变频恒压供水系统的理论分析 

2。1。1 电机的调速工作原理

变频器与水泵机组作为整个变频恒压供水体系中的执行部门，接收到发电厂输出的交流电源频率大概维持50转每秒的速率，我们对于交流电机的同步转速通常都作如下的公式定义：

上述公式中：表示同步转速，单位为r/min；表示定子频率，单位为Hz；P表示电动机的磁极对数[15]。

而对于异步电动机的转速通常定义为：

上述公式中：S一般表示异步电机的转差率，通常小于3。0%。

分析等式两边的变量得出这样一个结论，在定子频率、电机磁极对数P和电机转差率S三个变量中每次变化其中之一都能够达到改变异步电动机转速N的目的。但是调节电动机极对数和调节电动机转差率与调节定子频率即电源频率相比，差异较为明显。只有特定的变级电机才能提供电机极对数的改变，而且这种电机在变速时候转速和转矩的变化差异很大，所以不能适用于普通环境下的变频调速。对于调节电机转差率的调控方式来说，拥有良好的节能和调速效果，可是硬件电路要求复杂严格，过程中的能耗不可避免，因此初步决定选择调节电源频率的调控方式[17]。