随着中国城镇化的发展，城市小区供水问题日益突出。一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水障碍，另一方面要求保证供水的可靠性和安全性，在发生火灾时能够可靠供水。针对这两方面的要求，新的供水方式和控制系统应云而生，这就是PLC+变频器控制的——生活用水和消防用水的双恒压供水系统，为了便于监控，需要增加一台上位机及监控组态软件，组成一个SCADA系统。
下图是一个三泵生活/消防无塔双恒压供水系统示意图。来自城市管网的自来水经进水阀注入储水池，只要水位低于高水位，进水阀自动打开往储水池注水，水位高于高水位进水阀自动关闭。水池的高/低水位信号直接送给PLC，作为控制进水阀和报警用。生活用水和消防用水共用三台泵，出水总管的电磁阀用来控制切换生活用水和消防用水，平时电磁阀处于关闭状态，消防管网被关闭，出水只能流入生活用水管网，三台泵根据生活用水的多少，按照一定的控制逻辑运行，使生活用水的压力恒定；当有火灾时，电磁阀打开，生活用水管网关闭，消防用水管网被打开，三台泵供消防用水使用，并根据用水量的大小，使消防用水维持较高的压力并恒定运行。火灾结束后，三台泵再改为供生活用水使用。
对三泵生活/消防双恒压供水系统控制工艺要求：
1．供生活用水时，系统应在低恒压值运行，供消防用水时，系统应在较高恒压值运行；
2．三台泵根据压力的设定采用先开先停的原则；
3．能实行自动按时轮换切换泵，防止某一台泵长时间运行而烧坏及防止某一台泵长时间不运行而锈死；
4．每台电机的电流、电压、功率和状态能在上位机的画面上监视；
5．要有保护和报警功能；
6．为了检修方便，设手动功能；
7．要设水池防抽空功能；
8．为防止系统给变频器反送电，造成变频器烧毁，每台泵的工频接触器和变频接触器必须进行机械互锁。
选型：
1．PLC：采用西门子S7-200系列的CPU224；
2．变频器：富凌DZB200-P，30KW。
工作原理：
1．利用变频器的两个可编程输出断口MO1和MO2进行功能设，当变频器达到上限频率时，MO1-MCM闭合，当变频器达到下限频率时，MO2-MCM闭合，这两个触点作为PLC 的输入信号，判断是否加泵或减泵；
2．PID调节由外部的PID调节器来完成；
3．变频器的运行要根据PLC的输出Q0.6(S1-DCM)是否闭合来确定，变频器的复位要根据PLC的输出Q0.7(S2-DCM)是否闭合来确定。
变频器参数设定表
（富凌DZB200变频器）
|
代码 |
功能 |
设定值 |
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F0.00 |
速度控制模式（V/F控制） |
1 |
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F0.01 |
运行指令通道（端子控制） |
1 |
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F0.03 |
频率指令选择（模拟量CI设定） |
2 |
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F0.05 |
运行频率上限（50Hz） |
50 |
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F0.06 |
运行频率下限（15Hz） |
15 |
|
F0.08 |
加速时间（30s） |
30 |
|
F2.01 |
S1端子功能选择（正转运行） |
1 |
|
F2.02 |
S2端子功能选择（自由停车） |
6 |
|
F2.07 |
端子控制运行模式（两线式控制1） |
0 |
|
F2.19 |
MO1输出（上限频率到达） |
7 |
|
F2.20 |
MO2输出（下限频率到达） |
8 |
|
F2.21 |
继电器输出选择（故障常开输出） |
3 |
PLC I/O及寄存器分配表
（SIEMENS S7-200）
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I/O地址及功能 |
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输入 |
功能 |
输出 |
功能 |
|
I0.0 |
变频器高频到达 |
Q0.0 |
KM1(1#电机接变频器) |
|
I0.1 |
变频器低频到达 |
Q0.1 |
KM2(1#电机接工频) |
|
I0.2 |
消防信号 |
Q0.2 |
KM3(2#电机接变频器) |
|
I0.3 |
现场/中控切换 |
Q0.3 |
KM4(2#电机接工频) |
|
I0.4 |
水池水位上限信号 |
Q0.4 |
KM5(3#电机接变频器) |
|
I0.5 |
|
Q0.5 |
KM6(3#电机接工频) |
|
I0.6 |
变频器故障信号 |
Q0.6 |
S1-DCM(变频器启动) |
|
I0.7 |
水池水位下限信号 |
Q0.7 |
S2-DCM(变频器复位) |
|
AIW0 |
1#电机电流 |
Q1.0 |
生活/消防供水转换电磁阀 |
|
AIW2 |
2#电机电流 |
Q1.1 |
火灾报警蜂鸣器 |
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AIW4 |
3#电机电流 |
AQW0 |
变频器给定信号 |
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AIW6 |
出水总管压力 |
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内部寄存器地址及功能 |
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寄存器地址 |
功能 |
寄存器地址 |
功能 |
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VB200 |
变频泵的泵号 |
M0.0 |
从手动到自动后初始化 |
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VB201 |
工频泵运行的总台数 |
M0.1 |
增泵信号 |
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VD260 |
倒泵时间 |
M0.2 |
减泵信号 |
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T56 |
上限频率到达滤波时间 |
M0.3 |
倒泵信号 |
|
T57 |
下限频率到达滤波时间 |
M0.4 |
断开当前变频泵接触器信号 |
|
T34 |
变频泵接触器断开，切换到工频接触器的时间 |
M0.5 |
切换到工频泵接触器接通信号 |
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T53 |
变频泵切换到工频泵后，接通下一台变频泵接触器的时间 |
M0.6 |
新变频泵接触器接通信号 |
|
T55 |
变频器停止后，断开当前变频泵接触器的时间 |
M2.0 |
停变频器信号 |
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M2.1 |
切换到工频泵信号 |
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M2.2 |
变频器切换后的启动信号 |
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