NZG隔膜式、BZG补气式气压自动给水设备是国内近年来出现的新型给水设备。隔膜式气压自动供水设备由膨胀水罐、水泵、自动控制柜、管道、阀门、仪表等组成。本公司已系列化生产，该产品可以弥补低压供水不足，代替屋顶水箱或水塔。该系列广泛用于居民住宅、宾馆饭店、医院等民用建筑和工业设施的生活、生产及消防系统上。NZG隔膜式、BZG补气式气压自动给水装亦被广泛用于热水供应，热水采暖，小区集中供暖空调系统做落地膨胀水箱，深受广大用户的信任和好评。
1、密闭性能好：罐体为密封装置，气水接触少，保证水质不收污染。
2、结构紧凑、占地少：借助电脑三维设计，不仅仅是简单地拼合，而且科学合理布置各组成部件，最大限度压缩占地面积。
3、美观、大方：可取代生活、消防、采暖、及空调用的高位水塔，不影响建筑美观，降低建筑造价。
4、便于集中管理：该机组为一体化结构，免除用户因不同厂家产生的售后服务不一致的麻烦。
根据波义耳气体定律，一定质量的气体在一定温度下，压力与容积的乘积为常数。当水泵工作时，水送至给水管网的同时，多余的水进入气压水罐，水室扩大并将罐内的气体压缩，气室缩小，罐内的压力随之升高；压力升到最高工作压力P2时，电控柜切断水泵的电源，水泵停转，此时利用罐内被压缩气体的压力将罐内贮存的水送入给水管网，水室缩小，气室扩大，罐内压力也随之下降，当压力降低到工作压力P1时，电控柜接通水泵电源，水泵重新启动，如此周而复始，不断运行，其工作原理见下图。
NZG型隔膜式气压自动供水设备由气压罐、水泵、自动控制柜、管道组成。
BZG型补气式气压自动给水设备是在隔膜式基础上取消隔膜增加补气系统而成。
型号 媒体公称直径
（mm） 最大工作压力
Pmax
(Mpa)
最高温度
（m3） 总容积
（m3） 调节容积
（m3） 供水范围（m3/h）） 重量（kg）
单罐 双罐
NZGG600 600 0.6 120 0.35 0.125 1.27-4.02 2.54-9.84 250
1.0
NZGG800 800 0.6 120 0.85 0.35 2.92-11.36 5.85-22.72 450
1.0
NZGG1000 1000 0.6 120 1.56 0.50 5.32-12.43 10.65-24.86 600
1.0
NZGG1200 1200 0.6 120 2.65 0.75 8.76-20.47 17.52-40.94 900
1.0
NZGG1400 1400 0.6 120 3.61 1.00 12.43-20.04 24.86-58.08 1350
1.0
NZGG1600 1600 0.6 120 4.95 1.95 15.12-35.28 30.24-70.5 1500
1.0
说明：
1.表中的产品的重量为0.6、1.0MPa工作压力时的值.
2.若用户有1.6mpa.2.5mpa的要求，在订货的特别说明，以使特殊定制.
单泵单罐外形参数
型号 NZG
600 NZG
800 NZG
1000 NZG
1200 NZG
1400
NZG
1600
H
H1 220 220 220 260 260 280
H2 204 204 204 307 307 327
H3 100 100 100 140 140 160
B
B1 952 1335 1435
B2 230 230 230 165 265 275
L
L1 300 400 500 600 700 750
L2 180 180 180 215 215 225
L3 200 200 200 200 200 200
L4 300 400 500 700 700 775
φD1 50 50 50 65 65 80
φD2 50 50 50 65 65 80
双泵单罐外形参数
型号 NZG
600 NZG
800 NZG
1000 NZG
1200 NZG
1400
NZG
1600
H
H1 220 220 220 260 260 280
H2 204 204 204 307 307 327
H3 100 100 100 140 140 160
B
B1 952 1335 1435
B2 230 230 230 165 265 275
L
L1
L2 180 180 180 215 215 225
L3 200 200 200 200 200 200
L4 630 765 1125
φD1 50 50 50 65 65 80
φD2 50 50 50 65 65 80
1、安装时应保持水平。
2、产品出厂前已进行了压力试验和气室充气工作，用户不需再进行压力试验，现场安装时也不得随意拆卸罐体，以防罐体内气体伤人或影响设备的密封性。
3、机房应有良好的通风条件，室温(冬季)不低于2℃，室外安装应考虑防冻措施。
4、若调试人员调试时，发现罐内需要充气，应严格按下述操作程序进行。
1) 气压水罐的调试程序，应本着先充水后充氮的原则进行。充水时可利用城市给水系统充水。充水时将排气阀打开，当水室空气排净后即停止充水，关闭排气阀，开始充气。
2) 充气时先将电接点压力表上、下指针转至需要的最高压力和最低压力位置上，然后打开充气嘴进行充气，当气压的充气压力达到最高压力值时，充气完毕，关闭充气嘴。
1、确定最大小时用水量Q。
Q——最大小时用水量(m3/h)
m——用水人数
qr——用水量标准(升/人.日)
T——用水时间(小时)一般24小时；
K——小时变化系数
2、确定气压给水设备最低工作压力P1和最高工 作压力P2(表压)
P1——罐内气体最低工作压力(MPa)
h1——水池最低水位至建筑物最高点的
垂直差(m)
h2——管网沿途阻力(m)
h3——管网局部阻力(m)
h4——最不利用水点的流出水头(m)
h5——消防需加水头(m)(如需要消防功能启动时)
102——换算系数 1MPa≈102mH2O
p2——最高工作压力(MPa)
α——最低工作压力与紧高工作压力之
比(绝对压力)
即：P1/P2，一般采用0.65-0.85，选
3、根据Q和 选择配套水泵
选定水泵的扬程为H，流量为qb，H=
时，qb≥1.2Q
4、根据水泵的流量，确定膨胀水罐调节水容积Vs
Vs——给水系统所需气压罐调节容积
(m3)
C——安全系数(宜采用1.0~1.3)
qb——工作水泵计算流量(m3/h)
n——水泵小时启动次数，取6~8次。
5、确定膨胀水罐型号
V总——膨胀水罐总容积(m3)
β——膨胀水罐容积系数取1.05；
α——膨胀水罐工作压力之比，取值与计算 P2 时应一致。
根据膨胀水罐的总容积V总及最高工作压力P2确定隔膜式膨胀水罐的型号、规格和数量，从参数表中选取符合要求的膨胀水罐，使V0≥V总;如一台罐不能满足要求时，可用多台罐组合，使用多台罐组合时，使V0≥V总。再根据P2选定膨胀水罐的工作压力等级。
基于PLC的恒压供水系统设计
摘
要
随着人民生活水平的日趋提高，新技术和先进设备的应用
，使给供水设计得到了发展的机遇。于是选择一种符合各方面规范、卫生安全而又经济合理的供水方式，对我们给供水设计带来了新的挑战。本系统采用PLC进行逻辑控制，采用带PID功能的变频器进行压力调节，系统存在工作可靠，使用方便，压力稳定，无冲击等优越性。
本设计恒压变频供水设备由PLC、变频器、传感器、低压电气控制柜和水泵等组成。通过PLC、变频器、继电器、接触器控制水泵机组运行状态,实现管网的恒压变流量供水要求。设备运行时,压力传感器不断将管网水压信号变换成电信号送入PLC,经PLC运算处理后,获得最佳控制参数,通过变频器和继电器控制元件自动调整水泵机组高效率地运行。供水系统的监控主要包括水泵的自动启停控制、供水压力的测量与调节、系统主管道水压的；系统水处理设备运转的监视、控制；故障及异常状况的报警等。现场监控站内的控制器按预先编制的软件程序来满足自动控制的要求，即根据供水管的高/低水压位信号来控制水泵的启/停及进水控制阀的开关，并且进行溢水和枯水的预警等。
文中详细介绍了所选PLC机、变频器、传感器的特点、各高级单元的使用及设定情况，给出了系统工作流程图、程序设计流程图及设计程序。
关键词：
可编程控制器；变频器；传感器
目录
1前言
1
1.1供水系统发展过程及现状
1
1.2供水系统的概述
2
1.2.1．变频恒压供水系统主要特点：
2
1.2.3．恒压供水设备的主要应用场合：
2
1.2.4．恒压供水技术实现：
3
2
系统总体设计方案
4
2.1系统设计方案
4
2.1.1
系统控制要求
4
2.1.2
控制方案
4
2.1.3运行特征
5
2.1.4
系统方案
5
2.2可编程控制器(PLC)的特点及选型
7
2.2.1
PLC特点及应用
7
2.2.2可编程控制器的选型
8
2.2.3．PLC
CPM2A模拟量输入/输出单元
12
2.3变频器选型及特点
15
2.3.1
ABB产品信息：
15
2.3.2
变频节能理论：
15
2.3.3．变频恒压供水系统及控制参数选择：
16
2.3.4．变频恒压供水系统的优点及体现
17
2.4
远传压力表
19
2.4.1
主要技术指标
19
2.4.2结构原理
19
2.5
系统控制流程设计
20
2.5.1系统组成及作用
20
2.5.2
系统运行过程
20
3
软件设计
24
3.1
系统中检测及控制开关I/O分配
24
3.2
I/O地址及标志位分配表
25
3.3
流程图
28
3.4
程序设计：
29
4.结论
43
致
谢
44
参考文献
45
基于单片机的变频恒压供水控制系统的设计
·三菱plc控制的双恒压无塔供水系统
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·恒压供水泵站的PLC控制
·变频恒压供水系统
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PLC+ 风光变频器的小区恒压供水控制应用实例
The Example of PLC+ Fengguang Inverter Plot Constant Pressure Water Supply Control Application
山东新风光电子科技发展有限公司 杨国奎 孔亮 赵新军 郭培彬
Yang Guokui Kong Liang Zhao Xinjun Guo Peibin
摘 要： 本文介绍了风光变频器在某生活小区双恒压供水系统中的应用情况。
关键词： 风光变频器 PLC 恒压供水
Abstract: This article introduces Fengguang inverter in the some small-unit residential area double constant pressure water supply control application example situation.
Key words: Fengguang inverter PLC Constant pressure water supply
1 引言
本文是针对某生活小区实际情况，结合用户生活 / 消防双恒压供水控制的要求，我们进行改造的一些心得。现将其中的改造情况介绍如下。
众所周知，恒压供水系统对于生活小区是非常重要的，例如在生活小区供水过程中，若自来水供水因故压力不足或短时断水，可能影响居民生活。又如当发生火警时，若供水压力不足或无水供应，不能迅速灭火，可能引起重大损失和人员伤亡。所以，生活小区采用生活 / 消防双恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。
基于上述情况，我公司对某生活小区供水系统进行改造，采用西门子 PLC 作为主控单元。利用风光供水变频器，根据系统状态可快速调整供水系统的工作压力，达到恒压供水的目的。改造提高了系统的工作稳定性，得到了良好的控制效果。
2 用户现场情况
如图 1 所示，市网自来水用高低水位控制器 EQ 来控制注水阀 YV1 ，自动把水注满储水水池，只要水位低于高水位，则自动向水箱注水。水池的高低水位信号也直接送给 PLC ，作为水位报警。为了保持供水的连续性，水位上、下限传感器高低距离较少。生活用水和消防用水共用二台泵，平时电磁阀 YV2 处于失电状态，关闭消防管网，二台泵根据生活用水的多少，按一定的控制逻辑运行，维持生活用水低恒压。当有火灾发生时，电磁阀 YV2 得电，关闭生活用水管网，二台泵供消防用水使用，并维持消防用水的高恒压值。火灾结束后，二台泵改为生活供水使用。
图 1 生活 / 消防双恒压供水系统示意图
现场设备参数如下 :
型号 65-315(I)A
流量 56m 3 /h
扬程 110m
效率 56%
转速 2900r/min
电机功率 37KW
3 系统控制要求
用户对二泵生活 / 消防双恒压供水系统的基本要求是：
⑴ 生活供水时，系统低恒压运行，消防供水时高恒压值运行。
⑵ 二台泵根据恒压的需要，采取先开先停的原则接入和退出。
⑶ 在用水量小的情况下，如果一台泵连续运行时间超过 1 天，则要切换下一台泵，系统具有倒泵功能，避免一台泵工作时间过长。
⑷ 二台泵在启动时都要有软启动功能。
⑸ 要有完善的报警功能。
⑹ 对泵的操作要有手动控制功能；手动只在应急或检修时使用。
4 设备选型
（ 1 ）风光 JD-BP32-XF 型供水变频器
JD-BP32-XF 型是山东新风光电子公司推出的专用于供水变频器，使用空间电压矢量控制技术适用于各类自控场合。在恒压供水中可以采用这类变频器。 JD-BP32-XF 型变频器除具有变频器的一般特性外，还具有以下特性：水压高、水压低输出接口，变频器运行上限、下限频率（可以任意设定），可以方便地进行双压力控制，内置智能 PI 控制，以上功能非常适用于供水控制要求。在本例中选用 JD-BP32-37F （ 37KW ）风光供水变频器拖动用户水泵。
（ 2 ） PLC 选型
① 控制系统的 IO 点及地址分配
根据图 1 所示及控制要求 , 统计控制系统的输入、输出信号的名称 ， 代码及地址编号如下表 1 所示。水位上 、 下限信号分别为 I0.1 、 I0.2 。
输入输出点 / 代码及地址编号表 1
名 称
代 码
地址编码
输入信号
手动和自动消防信号
SA1
I0.0
水池下限信号
SLL
I0.1
水池上限信号
SLH
I0.2
变频器报警信号
SU
I0.3
消铃按钮
SB7
I0.4
试灯按钮
SB8
I0.5
水压低信号
SY1
I0.6
水压高信号
SY2
I0.7
输出信号
1# 泵工频运行接触器及指示灯
KM1,HL1
Q0.0
1# 泵变频运行接触器及指示灯
KM2,HL2
Q0.1
2# 泵工频运行接触器及指示灯
KM3,HL3
Q0.2
2# 泵变频运行接触器及指示灯
KM4,HL4
Q0.3
变频器开停机控制
KA2
Q0.5
生活 / 消防供水转换电磁阀、压力转换
YV2
KA1
Q1.0
水池水位下限报警指示灯
HL5
Q1.1
变频器报警指示灯
HL6
Q1.2
火灾报警指示灯
HL7
Q1.3
报警电铃
HA
Q1.4
② PLC 系统选型
系统共有开关量输入点 8 个，开关量输出点 10 个 , 选用西门子主机 CPU222 （ 8 入继电器出） 1 台，加上扩展模块 EM222 （ 8 继电器输出） 1 台。即可满足用户供水控制要求
（ 3 ）压力传感器
在供水系统中，压力传感器既可以采用压力变送器，也可以采用远传压力表。在本例中采用远传压力表，压力表相应接线端子接到变频器主控板 3 脚、 4 脚、 5 脚即可。
5 电气控制系统原理图
电气控制系统原理图包括主电路图、控制电路图及 PLC 外围接线图三部分。
（ 1 ）主电路图
如图 2 所示为电控系统主电路。二台电机分别为 M1 、 M2 。接触器 KM1 、 KM3 ，分别控制 M1 、 M2 的工频运行；接触器 KM2 、 KM4 ，分别控制 M1 、 M2 的变频运行； FR1 、 FR2 分别为二台水泵电机过载保护用的热继电器； QS1 、 QS2 和 QS3 分别为变频器和二台泵电机主电路的隔离开关； FU1 、 FU2 为主电路的熔断器； BPQ 为风光供水专用变频器。
图 2 主电路图
（ 2 ）控制电路图
如图 3 所 示为电控系统电路。图中 SA 为手动 / 自动转换开关， SA 打在 1 的位置为手动控制状态，打在 2 的状态为自动控制状态。手动运行时，可用按钮 SB1~SB6 控制二台泵的起 / 停和电磁阀 YV2 的通 / 断；自动运行时，系统在 PLC 程序控制下运行。
图中的 HL8 为自动运行状态电源指示灯。
图 3 电控系统控制电路图
（ 3 ） PLC 接线图
下图 4 所示为 PLC 及扩展模块外围接线图。火灾时，火灾信号 SA1 被触动， I0.0 为 1 。
图 4 双恒压供水控制系统及扩展模块的外围接线图
6 系统程序设计
（ 1 ）程序中使用的 PLC 内部器件及功能，如下表 2 所示：
表 2
器件地址
功 能
器件地址
功 能
VB400
变频工作泵的泵号
M0.4
复位当前变频泵运行脉冲
VB401
工频运行泵的台数
M0.5
当前泵工频运行启动脉冲
VD410
倒泵时间存储器
M0.6
新泵变频启动脉冲
T33
工 / 变频转换逻辑控制
M2.0
泵工 / 变频转换逻辑控制
T34
工 / 变频转换逻辑控制
M2.1
泵工 / 变频转换逻辑控制
T37
工频泵增泵判断时间控制
M2.2
泵工 / 变频转换逻辑控制
T38
工频泵减泵判断时间控制
M3.0
故障信号汇总
T39
工 / 变频转换逻辑控制
M3.1
水位下限故障逻辑
M0.0
故障结束脉冲信号
M3.2
水位下限故障消铃逻辑
M0.1
泵变频启动脉冲
M3.3
变频器故障消铃逻辑
M0.2
-
M3.4
火灾消铃逻辑
M0.3
倒泵变频启动脉冲
生活 / 消防双恒压的两个恒压值是我公司生产的风光供水专用变频器直接设定的。在本实例中，根据用户要求，生活压力设定为 0.35MPa, 消防压力设定为 0.60MPa 。
压力低、压力高信号分别由变频器内部主控板 14 脚、 15 脚给出。
供水运行下限频率、供水运行上限频率由变频器程序设定。在本系统中，运行下限频率设为 20Hz, 运行上限频率设为 50Hz 。
（ 2 ）系统 PLC 控制程序如下：
7 结束语
随着变频调速技术的飞速发展，变频调速恒压供水技术在小区已普遍使用。用变频器来实现恒压供水，与其它供水方式相比较而言，其优点是非常明显的。节能效果十分显著，启动平稳，启动电流小，避免了电机启动时对电网的冲击，延长了泵和阀门等的使用寿命，消除了启动和停机时的水锤效应。供水控制系统提高了小区的供水质量。各项控制指标达到了用户的要求。风光变频器在小区恒压供水改造效果是明显的，改造是成功的
