1. 研究目的与意义
随着社会经济的的迅速发展，人们对供水质量和供水系统可靠性的要求不断提高；再加上目前能源紧缺，利用先进的自动化技术、控制技术以及通讯技术，设计高性能、高节能、能适应不同领域的恒压供水系统成为必然趋势。目前，大部分的水泵控制采用传统的电力拖动方式，水泵在工频下恒速运转，对于流量的控制是利用调节阀门的开度来实现的，这样一方面造成了能源的较大浪费，另一方面容易造成水锤效应。采取恒压供水的方式，可以解决传统供水存在的诸多弊端，由于交流变频技术的不断成熟及完善，可以方便地组成恒压供水系统。可广泛应用于生活供水、高楼供水、工业用水等场合，实现节能、操作维护方便、安全可靠的目的，并为类似系统的工业设计提供了一种可行的设计方法。
2. 课题关键问题和重难点
课题关键问题：1、PLC控制电机恒压供水
2、电机的启动、正反转。
课题难点：由于变频器泵站希望每一次启动电机均为软启动，又规定各台水泵必须交替使用，多泵组泵站泵组的投运要有个管理规范。在该系统中，控制要求中规定任一台泵连续变频运行不得超过3h因为每次需启动新泵或切换变额泵时，以新运行泵为变频泵时合理。具体的操作时，讲现行运行的变频泵从变频器上切除，并街上工频电源运行，讲变频器复位并用于新运行泵的启动。还有泵组管理的一个问题是泵的工作循坏控制。
3. 国内外研究现状（文献综述）
恒压供水的基本控制策略是：采用可编程控制器（PLC）与变频调速装置构成控制系统，进行优化控制泵组的调速运行，并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，即根据实际设定水压自动调节水泵电机的转速和水泵的数量，自动补偿用水量的变化，以保证供水管网的压力保持在设定值，既可以满足生产供水要求，还可节约电能，使系统处于可靠工作状态，实现恒压供水。
变频调速恒压供水系统由变频器、泵组电机、供水管网、储水箱、智能PID调节器、压力变送器、PLC控制单元等部分组成，控制系统原理图。其中变频器的作用是为电机提供可变频率的电源，实现电机的无级调速，从而使管网水压连续变化，同时变频器还可作为电机软启动装置，限制电机的启动电流。压力变送器的作用是检测管网水压。智能PID调节器实现管网水压的PID调节。PLC控制单元则是泵组管理的执行设备，同时还是变频器的驱动控制，根据用水量的实际变化，自动调整其它工频泵的运行台数。变频器和PLC的应用为水泵转速的平滑性连续调节提供了方便。水泵电机实现变频软启动，消除了对电网、电气设备和机械设备的冲击，延长机电设备的使用寿命。
本系统采用三套电机－水泵对水网进行恒压供水，每台电机均可工作在变频方式或工频方式，但每次仅有一台电机工作在变频调速状态。工作时可根据实际情况选择，变频器根据实际水压的变化，不断地调整水泵转速,通过调节流量达到恒定水压的目的。另外，可编程序控制器根据当前水泵的供水情况对其进行合理切换，及时增泵和减泵，实现最佳匹配。电控系统的主电路由三台电机分别为M1、M2和M3。接触器KM1、KM2、KM3分别控制电机M1、M2和M3变频或工频运行，FR1、FR2、FR3分别为三台水泵电机过载保护的热继电器，QS1、QS2、QS3、QS4分别为变频器和三台水泵电机主电路的隔离开关，FU1为主电路的熔断器，VVVF为通用变频器。
4. 研究方案
硬件设计：
（1）触摸屏:采用三菱F930GOT触摸屏,进行元件状态监视/动作状态监视、PLC诊断、开关切换串行通信、在线修改参数,以及显示水压/水位、频率等参数。
（2）PLC:采用西门子200PLC,同时选用配套模块FX0N-3A,以采集总管道上的压力变送器的水压信号,并将该信号转换为4～20mA电信号送入PLC中。
5. 工作计划
第1周收集资料
第2周学习PLC相关知识
第3周整理资料，做初步计划并完成开题报告
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