变频调速恒压供水以其节能、安全、高品质的供水质量等长处，在我国建筑行业得到了十分广泛的使用；因为恒压供水调速体系完结了水泵电机无级调速、可依据用水量改动主动调理体系的工作参数，且在调理参数的一起坚持水压稳定以满意用水要求，然后被认为是当今最先进、最合理的节能型供水体系。PROFIBUS是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线技能，使用PROFIBUS总线技能组成的供水体系能充分使用变频器的各种功用，对合理规划变频调速恒压供水、降低成本、确保产品质量等有着十分重要的含义。
1 PROFIBUS体系构成
某小区楼房供水体系的供水才干为6×104t／d，城市管网压力为0．4 MPa，泵组为4台160 kW的电机，要求恒压并选用计算机监控，当变频器或操控体系呈现毛病时可由软发动器发动各台水泵。体系中管网的压力随供水量的改动而改动，为此需求调理：①调理泵组内作业水泵的台数(水泵的台数约束，形成过压或欠压)；②改动水泵的特性曲线，使水泵的特性曲线与体系的管路特性曲线相交于需求的流量，水泵的出口压力与服务压力相平衡，无充裕扬程。本体系选用西门子S7—300系列PLC组成PROFIBUS操控体系。
依据现场设备到操控器的衔接方法，现场总线的拓扑结构一般选用线形、树形和环形这三种方法。PROFIBUS选用的是线形结构，用一根总干线从操控器衔接到受控目标，总线电缆从骨干电缆分支到现场设备处，操控器扫描一切VO站上的输入，必要时还可发送信息到输出通道，完结主一从方法和对等式通讯[2]。为确保本供水体系的可靠性，上位机PC选用研华工业计算机用于办理，上位机监控软件选用西门子WinCC，用组态软件作出若干工艺流程图，实时显现体系的工作状况，体系将收集得到的数据先进行处理，再依据不同的要求进行显现与主动操控输出，任何时候都可以人工操作计算机画面输出。计算机监控内容首要包含管网压力、流量、泵的工作状况、阀启／闭状况、电机温度以及各泵工作的电流、电压、功率和功率因数，并监控水位参数、余氯和浊度等。体系结构如图1所示。
图1 PROFIBUS结构
在图1所示的PROFIBUS总线体系中，SIMAT—%&&&&&% S7—300PLC主站作为DP主站，CPU坐落操控中心。本体系选用CPU315—2DP模块化PLC，它集成了PROFIBUS—DP现场总线接口设备，具有强壮的处理才干(具有0．3 ms处理l 024句子的速度)，PLC程序在上位机STEP 7中编制完结后下载到CPU315并存储，CPU可主动工作该程序，依据程序内容读取总线上的一切I／O模块的状况字，操控相应设备，这儿首要操控水泵的起／停、切换、阀的启／闭；电机电流、温度的检测以及水泵使用时刻的计算；压力、流量、水质参数的收集等。CP5611是通讯模块，用于完结上位机与7—300PLC的通讯等。
体系中水压的给定值由变频器键盘设定。体系从站除了西门子MM系列变频器外，还包含水质操控体系、污水操控体系等。
2变频恒压的完结
2．1 供水电机的循环投切
变频恒压供水体系的电气原理如图2所示。众所周知，变频器的输出端不能衔接电源，也不能在工作中带负载脱闸，水泵电机切换进程应按以下程序进行：循环投切恒压供水体系投入工作时，当变频器的输出频率已到达50或52 Hz时，能否将变频器的上限频率设为52 Hz取决于水泵电机工作在52 Hz时是否超载。当在50 Hz下工作60 S管网水压未到达给定值时，该台水泵需切换到工频工作。切换进程是：先关该台水泵电动阀，然后变频器泊车(泊车方法设定为自在泊车)，水泵电机依惯性工作，考虑到电机中的剩余电压，不能将电机当即切换到工频，而是延时一段时刻直到电机中的剩余电压下降到较小值，这个值可确保电源电压与剩余电压不同相时形成的切换电流冲击较小，本供水体系160 kW水泵电机的切换时刻设为600 ms。衔接在电机工频回路中的空气开关容量为400 A，经现场调试切换进程的电流冲击较小，每一次切换都百分之百的成功。关阀后泊车，水泵电机根本上处于空载工作，到600 ms时电机的转速下降不是许多，使切换时电流冲击较小。切换完结后再翻开电动阀；已泊车的变频器切换到别的的水泵上起动并工作，然后再开电动阀。切除工频泵时先关阀、后泊车，这样无“水锤”现象发生。这些操作都由PLC操控主动完结。
图2 变频恒压供水的电气原理
图2中，西门子MM系列变频器选用高性能的矢量操控技能，具有超强的过载才干，能供给继续3s的200％过载才干，一起供给低速高转矩输出和杰出的动态特性，PT为压力变送器，ZJl、ZJ2用于操控体系的起动／中止和主动／手动转化。由图2可知，变频器衔接在第一台水泵电机上，需求加泵时变频器中止工作，并由变频器的输出端口(图2中的R01～R03端口)输出信号到s7—300PLC，由PLC操控切换进程。切换开端时，变频器中止输出(变频器设置为自在泊车)，使用水泵的惯性将第一台水泵切换到工频工作，变频器衔接到第二台水泵上起动并工作，照此，将第二台水泵切换到工频工作，变频器衔接到第三台水泵上起动并工作；需求减泵时，体系将第一台水泵中止，第二台水泵中止，这时变频器衔接在第三台水泵上；再需求加泵时，切换从第三台水泵开端循环。这种方法确保永久有一台水泵在变频工作，4台水泵电机中的任一台都可能变频工作，这样才干做到不管用水量怎么改动都可坚持管网压力根本稳定，且各台水泵工作的时刻根本相同，给保护和检修带来便利，所以大部分的楼房供水都倾向于选用循环投切计划。图2中的软发动器作为备用，当变频器或PLC毛病时可用软起动器手动轮番起动各泵工作供水。
