1、引言

    无负压供水是在变频恒压供水的基础上发展起来的，它的先进之处在于将系统直接与自来水管网串联对接，而不用建立水池和设置水箱，供给用户的水完全在一个密封的环境中，避免了饮用水在供水过程中的二次污染。这种供水方式实现了无池供水与变频恒压供水¤的结合，能够达到比其它供水方式更环保节能的效果。此外在供水ω　过程中，充分利用自来水原有的压力，因此可】节电50%以上。不仅如此，无负压供水系统结合真空抑制、稳流补偿、预压平衡补△偿、能量储存释放、变频调速和智能控制等技术，在供水的々同时不，会对市◎政管网产生压降，从而保证了市政管网的正常运行。

2、无负压供水工艺概述

    无负压供水♀控制系统的核心概念就是通过变频器控制水泵的运行频率，达到节能供水的效果，同时系统还加入了市政管网保护功能、水泵保护功能以及故障处理等功能。为了◥节约成本，目前人∮们大多采用一个变频器控制多个水泵的变频运行方々式，也就是我们常说的一拖二、一拖◥三或一拖四等控制系统。采用这种方式，变频器轮流控制各个水泵变频▂运行。

    水泵的运行方式有ㄨ两种，一种↑是变频运行，一种是工频运∮行。水泵的运行方式由中央控制器根据用户用水量的多少自动控制。系统启动后，水泵首先变频运◥行，当用水量增加∩时，变频水泵转换为工频№运行，并启动下一台水泵变频运行。用水量减少后，工频水泵退出运行，水泵的投切过程如此循环反复。

    在用水↘量很少，或没有用水时，为了节能与延长水泵的使☆用寿命，水泵还可以进入休眠状态。当用水量增加时，水泵会自动从休眠状态中被唤醒。当一台水泵长时间运行时，为了使各个水》泵均衡运行，系统会自动选择◆运行时间最短的水泵运行。当有水泵出现故障时，系统→会自动跳过该水泵，不会影响其他水泵的投切过程。

3、无负压供水控制系统结构设计

    在传统的无◢负压供水设备中，控制器大多采用单片机设计，这种＠ 控制器一般都不允许用户对其内部∑的程序进行修改。如果想增加一些功能，则必须∏找控制器的供应商帮助完成。这就导致了系统的灵活性较差，而且这种控制器一般都没有经过可靠性测试，在可靠性方面可能存在或多或少的问题。

    采用PLC作√为核心控制单元，在可靠性上得到了保证，其开放的编程环境也使系统开发和维护更加方便。不仅如此，和利时还为无负压供水设备提供了标准的例程，用户可以直接使用这个例●程搭建无负压供水控制系统，或者可以根据◥需要对例程进行简单的修改，这样大大提高了系统的建立●效率以及系统的开放性。

    本次设计针对1拖3无负压供水控制系统。系统主要由PLC、变频器、离心泵、压力传感々器、水位传感器、缺相▲保护器、故障报∮警灯等组成。PLC负责三个水泵的投切控制算法，根据管网出口的设定压力动态调节变频器的输出频率，以▂及实现倒泵、休眠、故障处理、无负压补偿等功能ㄨ。本系统采☉用和利时LM系列PLC作为系统控制器，并且通过LM系列PLC自带的RS232接口连接现场的触摸屏HT6720T，触摸屏程序具有系统参数设置、显示系统运行状态、查◥询系统报警记录等功能。为了便于用户查询控制系统的运行状况以及设置出口压力等参数，这里还用LM系列PLC自带的RS485接口连接了一个短信数传模◥块，用户可以通过手机随时查询水泵的运行状况以及设定管网的出口压←力。

5、无负压供水控制系统特↘点

基于LM系列PLC的无负压供水系统具◥有如下特点：

可靠性

    可靠性是无负压供水系统的关键。与传统的单片机控⊙制器相比，LM系列PLC在稳定性、抗干扰性以及恶劣条件下的工作性能都要更胜一筹。LM系列PLC的输入和输出点都是与现场隔离的，这为系统的可靠性提供了硬件基础。系统所提供的增量PID运算功能块使系统能够》根据用户的用水量迅速调节给水◆泵的工作频率，使给水压力〒以较快的速度稳定在设定值，这也在功能上保证了系统的稳定运行。

易用性

    LM系列PLC体积小、集成化程度高、运算速◢度快、逻辑控制容量大，还可以进行在线调试和离线调试，有强大的视图功能，可以大大降低编程调试的工作量，缩短调试的周期。灵活的编程功能，可以给未来的系统升级带来极大方便。系统采用7英寸TFT触摸屏，整个系统的运行状况一目■了然，各项控制ζ参数也可以根据不同工况进行调整，并可以生成实时报警与历史报警列表。同时，还利用LM系列PLC自带的RS485接口连接短信数传模块，用户可以直接通过手机随时查询系统的运行工况，并可以进行管网出口压力等参♂数的设置。

功能性

    供水设备生产商-中赢供水研发的PLC无负压供水系统标准程序的基础上建立的，实现的功能包括了水泵的自动投切功能、休眠倒泵功能、水泵优先级判断功能、优化的故障处理功能、多时段设定功能、低水位自动保护功』能、无负压功能、短信通讯功能以及PLC锁定功能等。整个系统的搭建过程几乎没有对标准程序进行修改，在实现了强大功能的基础上，方便快速地完成了控制系统的搭建。