一种基于PLC的远程变频控制系统

本发明涉及恒压供水技术领域，具体来说，涉及一种基于plc的远程变频控制系统。

背景技术：

在水资源和电能逐渐紧缺的时代，节水节能已成为建设可持续发展社会的重要主题，长期以来在市政供水，高层供水，工厂生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。变频调速恒压供水控制系统，以管网水压为设定参数，通过控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压闭环调节，使供水系统自动恒定于设定的压力值。根据用水量的大小，由控制系统控制水泵的数量以及控制变频器对水泵的调速，来实现恒压供水。变频调速恒压供水系统具有电机起动和制动平稳、无水锤效应、噪声低等特点。同时提高了供水系统的稳定性和可靠性。

目前在国内外变频调速恒压供水系统的研究，若应用在中、大容量的变频恒压供水系统中，满足不同需求用水量，又保证水管管网压力恒定，则需在变频器外部提供压力闭环调节装置。而多台水泵的循环方式控制需外部再提供逻辑控制环节。在变频与工频的切换技术上，大多采用主电路串接软启动器的降压启动方法。对于中、大容量恒压供水系统中存在的水压闭环控制问题和变频电源与工频电源无扰动平稳的切换问题没有得到根本解决。供水系统的工程普遍采用国外的变频器控制水泵的转速，管网水压的闭环调节及多台水泵的循环方式控制，有的采用可编程控制器予以实现；有的采用单片机及相应的软件予以实现。在变频与工频的切换技术上，多数采用主电路串接软起动器的方法进行降压起动；有少数采用切换时封闭变频器的控制脉冲，使变频器输出为零，然后将电机(水泵)切换到工频电源上。这两种方法，前者容易实现，软起动器为成品，但设备投资较大，后者虽然设备投资少，但频率波动大，易引起水管压力不稳，产生水锤效应。

检索中国发明专利cn111042269a公开了恒压供水系统，包括控制系统、供水装置、压力检测装置、防水回流装置、显示装置、蓄水装置；包括以下步骤：控制系统用于控制整个恒压供水系统；供水装置将地下水输送到恒压供水系统；压力检测装置用于检测压力；防水回流装置用于防止水回流；显示装置用于显示恒压供水系统工作状态和压力；蓄水装置用于储存水。但其适应性较差，且存在局限性，另外不能满足不同环境的使用需求。

检索中国发明专利cn104712019a公开了一种恒压供水控制系统，属于自动控制技术领域。恒压供水控制系统，包括单片机、报警模块、压力检测模块、泵驱动模块、泵、液晶显示模块、变频器模块、通信接口模块。具有稳定性高、噪声低、可靠性高、无扰动切换等优点。但其存在适应性差，且自动化程度低，能耗高，精准度低的缺点。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于plc的远程变频控制系统，通过双通道恒压供水调节，不仅适应性高，且实现了水压调节的时效性，具有能耗低，精准度高，自动化程度高的优点，可以有效避免功率浪费过大的问题，由plc控制模块进行多阈值设定控制水泵电机进行变频，使水泵电机的转速在调节过程中达到更小的误差，确保供水过程压力的恒定，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于plc的远程变频控制系统，包括：多组供水单元、变频模块和远程控制模块，其中；

多组所述供水单元包括水泵电机、流量传感器、压力传感器和转速传感器；

所述水泵电机并接在供水管网中，所述流量传感器和所述压力传感器装配于所述水泵电机的出水口处，所述转速传感器装配于所述水泵电机内；

所述变频模块包括plc控制模块、恒压控制模块、恒压执行器、变频启停模块、继电器和变频器；

其中，所述恒压控制模块和所述变频启停模块与所述plc控制模块电性连接，所述恒压执行器分别与所述恒压控制模块和所述水泵电机电性连接；

所述变频启停模块依次与所述继电器和变频器电性连接，所述变频器与所述水泵电机电性连接；

所述远程控制模块包括通信模块和服务端，所述通信模块与所述plc控制模块电性连接。

进一步的，所述供水管网连接于地下水，其所述水泵电机，用于进行将所述供水管网中水输送至恒压供水中；

所述流量传感器，用于检测所述水泵电机出水口的流量信息，并将水压信息发送至plc控制模块；

所述压力传感器，用于检测所述水泵电机出水口的水压信息，并将水压信息发送至plc控制模块；

所述转速传感器，用于检测驱动所述水泵电机工作转速信息，并将水压信息发送至plc控制模块。

进一步的，所述plc控制模块，用于收发指令，并进行恒压供水控制；

所述恒压控制模块，用于接收流量信息、水压信息和转速信息并根据流量信息、水压信息和转速信息生成控制信号，并将控制信号发送至所述恒压执行器；

所述恒压执行器，用于接收控制信号，并根据控制信号控制用于驱动所述水泵电机。

进一步的，所述变频启停模块，用于接收所述plc控制模块指令信号进行所述变频器变频启停；

所述变频器，用于接收指令信号，并根据指令信号控制用于驱动所述水泵电机。

进一步的，所述plc控制模块还包括pid处理单元，所述pid处理单元预先进行设定压力阈值，其中，压力阈值包括第一压力阈值和第二压力阈值，且所述第二压力阈值数值大于所述第一压力阈值数值。

进一步的，所述恒压控制模块根据流量信息、水压信息和转速信息生成控制信号，并将控制信号发送至所述恒压执行器，包括以下步骤：

所述pid处理单元判断接收的压力信号与预设的压力阈值大小关系；

若当前水压信息小于所述第一压力阈值时，所述恒压控制模块生成控制所述水泵电机转速减速的第一控制信号，并控制所述变频器的频率减小，降低水泵电机功率；

若当前水压信息大于所述第一压力阈值时且小于所述第二压力阈值时，所述恒压控制模块生成控制所述水泵电机转速减速的第二控制信号，并控制所述变频器的频率减小，降低水泵电机功率。

进一步的，还包括以下步骤：

所述pid处理单元判断接收的压力信号与预设的压力阈值大小关系；

若当前压力信号大于所述第二压力阈值时时，所述plc控制模块生成控制所述水泵电机转速减速的第三控制信号，并控制所述变频器的频率增大，提高水泵电机功率。

进一步的，还包括用于信息预警的预警模块，所述预警模块与所述plc控制模块电性连接，包括以下步骤：

所述pid处理单元判断接收的压力信号与预设的压力阈值大小关系；

若当前压力信号为异常信号通过通信模块与所述服务端进行信息交互。

进一步的，所述通信模块为2g/3g/4g/5g通信或zigbee通信。

本发明的有益效果：

本发明基于plc的远程变频控制系统，通过进行变频模块进行调控多组供水单元，其通过恒压控制模块接收流量信息、水压信息和转速信息并根据流量信息、水压信息和转速信息生成控制信号，并将控制信号发送至恒压执行器控制驱动水泵电机，以及通过变频启停模块接收plc控制模块指令信号进行变频器变频启停，并根据指令信号控制驱动水泵电机，实现双通道恒压供水调节，不仅适应性高，且实现了水压调节的时效性，具有能耗低，精准度高，自动化程度高的优点，可以有效避免功率浪费过大的问题，另外，由plc控制模块进行多阈值设定控制水泵电机进行变频，使水泵电机的转速在调节过程中达到更小的误差，确保供水过程压力的恒定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种基于plc的远程变频控制系统的原理框图一；

图2是根据本发明实施例的一种基于plc的远程变频控制系统的原理框图二；

图3是根据本发明实施例的一种基于plc的远程变频控制系统的流程示意图一；

图4是根据本发明实施例的一种基于plc的远程变频控制系统的流程示意图二。

图中：

1、供水单元；

11、水泵电机；12、流量传感器；13、压力传感器；14、转速传感器；

2、变频模块；

21、plc控制模块；22、恒压控制模块；23、恒压执行器；24、变频启停模块；25、继电器；26、变频器；

3、远程控制模块；

31、通信模块；32、服务端；

4、预警模块；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种基于plc的远程变频控制系统。

如图1-图2所示，根据本发明实施例的基于plc的远程变频控制系统，包括：多组供水单元1、变频模块2和远程控制模块3，其中；

多组供水单元1包括水泵电机11、流量传感器12、压力传感器13和转速传感器14；

水泵电机11并接在供水管网中，流量传感器12和压力传感器13装配于水泵电机11的出水口处，转速传感器14装配于水泵电机11内；

变频模块2包括plc控制模块21、恒压控制模块22、恒压执行器23、变频启停模块24、继电器25和变频器26；

其中，恒压控制模块22和变频启停模块24与plc控制模块21电性连接，恒压执行器23分别与恒压控制模块22和水泵电机11电性连接；

变频启停模块24依次与继电器25和变频器26电性连接，变频器26与水泵电机11电性连接；

远程控制模块3包括通信模块31和服务端32，通信模块31与plc控制模块21电性连接。

其中，供水管网连接于地下水，其水泵电机11，用于进行将供水管网中水输送至恒压供水中；

流量传感器12，用于检测水泵电机11出水口的流量信息，并将水压信息发送至plc控制模块21；

压力传感器13，用于检测水泵电机11出水口的水压信息，并将水压信息发送至plc控制模块21；

转速传感器14，用于检测驱动水泵电机11工作转速信息，并将水压信息发送至plc控制模块21。

其中，plc控制模块21，用于收发指令，并进行恒压供水控制；

恒压控制模块22，用于接收流量信息、水压信息和转速信息并根据流量信息、水压信息和转速信息生成控制信号，并将控制信号发送至恒压执行器23；

恒压执行器23，用于接收控制信号，并根据控制信号控制用于驱动水泵电机11。

其中，变频启停模块24，用于接收plc控制模块21指令信号进行变频器26变频启停；

变频器26，用于接收指令信号，并根据指令信号控制用于驱动水泵电机11。

借助于上述技术方案，通过进行变频模块2进行调控多组供水单元1，实现了水压调节的时效性，具有能耗低，精准度高，自动化程度高的优点，可以有效避免功率浪费过大的问题，另外，由plc控制模块21进行多阈值设定控制水泵电机进行变频，使水泵电机11的转速在调节过程中达到更小的误差，确保供水过程压力的恒定。

另外，如图3所示，plc控制模块21还包括pid处理单元，pid处理单元预先进行设定压力阈值，其中，压力阈值包括第一压力阈值和第二压力阈值，且第二压力阈值数值大于第一压力阈值数值。

其中，恒压控制模块22根据流量信息、水压信息和转速信息生成控制信号，并将控制信号发送至恒压执行器23，包括以下步骤：

pid处理单元判断接收的压力信号与预设的压力阈值大小关系；

若当前水压信息小于第一压力阈值时，恒压控制模块22生成控制水泵电机11转速减速的第一控制信号，并控制变频器26的频率减小，降低水泵电机11功率；

若当前水压信息大于第一压力阈值时且小于第二压力阈值时，恒压控制模块22生成控制水泵电机11转速减速的第二控制信号，并控制变频器26的频率减小，降低水泵电机11功率。

借助于上述方案，通过恒压控制模块22接收流量信息、水压信息和转速信息并根据流量信息、水压信息和转速信息生成控制信号，并将控制信号发送至恒压执行器23控制驱动水泵电机11，实现恒压供水调节，不仅响应及时，且能耗低，精准度高，自动化程度高的优点，可以有效避免功率浪费过大的问题。

此外，如图4所示，具体的，还包括以下步骤：

pid处理单元判断接收的压力信号与预设的压力阈值大小关系；

若当前压力信号大于第二压力阈值时时，plc控制模块21生成控制水泵电机11转速减速的第三控制信号，并控制变频器26的频率增大，提高水泵电机11功率。

其中，还包括用于信息预警的预警模块4，预警模块4与plc控制模块21电性连接，包括以下步骤：

pid处理单元判断接收的压力信号与预设的压力阈值大小关系；

若当前压力信号为异常信号通过通信模块31与服务端32进行信息交互。

其中，通信模块31为2g/3g/4g/5g通信或zigbee通信。

借助于上述方案，通过变频启停模块24接收plc控制模块21指令信号进行变频器26变频启停，并根据指令信号控制驱动水泵电机11，实现恒压供水调节，不仅响应及时，且能耗低，精准度高，自动化程度高的优点，可以有效避免功率浪费过大的问题。

综上，借助于本发明的上述技术方案，通过进行变频模块2进行调控多组供水单元1，其通过恒压控制模块22接收流量信息、水压信息和转速信息并根据流量信息、水压信息和转速信息生成控制信号，并将控制信号发送至恒压执行器23控制驱动水泵电机11，以及通过变频启停模块24接收plc控制模块21指令信号进行变频器26变频启停，并根据指令信号控制驱动水泵电机11，实现双通道恒压供水调节，不仅适应性高，且实现了水压调节的时效性，具有能耗低，精准度高，自动化程度高的优点，可以有效避免功率浪费过大的问题，另外，由plc控制模块21进行多阈值设定控制水泵电机进行变频，使水泵电机11的转速在调节过程中达到更小的误差，确保供水过程压力的恒定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。