台达自控(台达 PLC、变频器、HMI 等产品)在供水系统中以节能高效、稳定可靠和智能控制为核心优势,广泛应用于生活供水、工业供水、二次加压等场景,通过 “PLC 逻辑控制 + 变频器调速 + 传感器反馈” 实现恒压供水、多泵联动及无人值守。以下是台达自控在供水系统中的典型应用方案:
供水系统需解决水压稳定(避免忽高忽低)、节能运行(按需调节水泵转速)、多泵协同(根据用水量自动切换泵组)和故障冗余(单泵故障时自动切换备用泵)四大问题。台达方案通过以下产品组合实现:
| 需求点 | 台达产品解决方案 | 核心作用 |
|---|
| 逻辑控制 | 台达 PLC(如 DVP-ES2/EX2 系列) | 处理传感器信号、控制泵组切换、逻辑判断 |
| 变频调速 | 台达变频器(VFD-M/VFD-E 系列) | 调节水泵电机转速,实现恒压(替代传统阀门节流) |
| 人机交互 | 台达 HMI(DOP-100 系列) | 显示水压、频率、泵状态,设置参数、报警记录 |
| 信号采集 | 压力传感器(台达 DTA 系列)+ 液位传感器 | 实时检测管网压力、水箱液位,反馈给 PLC |
| 驱动执行 | 接触器、中间继电器(台达 DPA 系列) | 控制水泵启停、切换运行模式(变频 / 工频) |
以 “3 台水泵(2 用 1 备)” 的二次加压供水为例,系统通过台达 PLC 和变频器实现 “恒压供水 + 自动轮换 + 节能运行”,具体方案如下:
台达 PLC(以 DVP-ES2 为例)通过梯形图实现以下功能:
采集压力传感器信号(4~20mA 对应 0~0.6MPa),转换为实际压力值;
用 PLC 内置 PID 指令(如PIDAT)计算调节量,输出给变频器(0~10V 对应 0~50Hz),控制变频泵转速。
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// 压力采集与转换(AIW0为压力传感器输入)
MOV AIW0 D100 // 存储原始值(0~32000对应4~20mA)
DIV D100 K32000 D102 // 归一化(0~1)
MUL D102 K600 D104 // 转换为0~0.6MPa(D104单位:0.001MPa)
// PID调节(目标压力300=0.3MPa)
PIDAT D104 K300 D200 D202 D204 // D104=反馈,K300=目标,D202=PID输出(0~1000对应0~10V)
// 输出到变频器(AO模块输出0~10V)
MOV D202 AOW0 // AOW0连接变频器频率指令端
当变频泵转速达到 50Hz(满频)且压力仍低于设定值时,PLC 启动 1 台工频泵,变频泵继续调节;
当变频泵转速低于 20Hz(低负荷)且压力高于设定值时,停止 1 台工频泵,变频泵继续调节;
定期轮换泵组(如每 24 小时切换一次),避免某台泵长期运行导致磨损不均。
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// 满频判断:变频器输出频率≥50Hz(D300为频率反馈)
CMP >= D300 K50 M0.0
// 压力不足:实际压力<目标压力-5kPa
CMP < D104 K295 M0.1
// 满足条件时启动1台工频泵(Q0.1为1#工频泵)
AND M0.0 M0.1 OUT Q0.1
// 低负荷判断:频率≤20Hz且压力过高
CMP <= D300 K20 M0.2
CMP > D104 K305 M0.3
// 满足条件时停止1台工频泵
AND M0.2 M0.3 R Q0.1
水泵过载保护:通过热继电器反馈信号(I0.1~I0.3),若某台泵过载,PLC 立即停止该泵,启动备用泵;
缺水保护:水箱液位低于下限(I1.0=0)时,停止所有泵并报警,防止空转;
压力异常保护:管网压力>0.4MPa 或<0.2MPa 时,触发报警并调整泵组。
变频器需配置与 PLC 匹配的控制模式和运行参数:
控制模式:外部电压控制(0~10V),对应参数 P00=2(外部端子控制),P01=2(电压信号调速);
加速 / 减速时间:根据水泵特性设置(如加速时间 10s,减速时间 15s,避免水锤效应);
过载保护:设定电机额定电流的 1.2 倍(P25=120%),防止电机烧毁。
主界面:显示当前压力、设定压力、运行泵号、变频器频率、水箱液位;
参数设置:可修改目标压力(0.2~0.5MPa)、PID 参数(P/I/D)、泵轮换周期;
报警记录:显示 “过载、缺水、超压” 等报警信息及发生时间,支持手动复位;
手动模式:用于调试,可手动启停任意水泵、调节变频器频率。
节能显著:相比传统 “工频运行 + 阀门节流” 方式,通过变频调速可节能 30%~50%(用水量波动越大,节能效果越明显);
压力稳定:PID 调节精度可达 ±0.01MPa,避免管网压力波动导致的爆管或供水不足;
智能可靠:自动切换泵组、故障冗余,减少人工干预,适合无人值守场景;
成本适中:台达产品性价比高,中小流量系统(50~500m³/h)初期投入低于进口品牌,后期维护成本低。
台达自控通过 “PLC + 变频器 + HMI” 的组合方案,完美解决了供水系统的恒压、节能、可靠需求,尤其适合中小流量的民用或工业供水场景。其核心是利用 PLC 的逻辑控制能力实现泵组智能切换,结合变频器的无级调速实现压力精准调节,最终达到 “按需供水、高效节能” 的目标。