本项目是一个比较特殊的恒压供水系统，三台水泵，二用一备，二用的水泵，先要求一台变频启动，恒压控制，压力不足后直接工频运行，压力在不足，变频启动另一台水泵，难点就是这台工频运行的水泵不能停，需要变频器直接切换启动第二台水泵；三台水泵需要任一台累积运行1000小时后，自动切换备用水泵，在任何情况下切换；故障出现，也需要无姥切换；总体要求就是必须恒压，不允许剧烈波动。

方案采用SIEMENS S7-200系列PLC和HMI及组态软件等自动化产品实现恒压供水系统的自动化控制。

硬件配置中，采用SIEMENS S7-200小型化CPU和ABB ACS510系列水泵专用变频器（一台，完成控制，项目亮点，懂的都懂），负责完成现场出口压力信号采集和对现场3台水泵的节能控制。

网络拓扑采用串口总线进行PLC与HMI通信，采用4~20mA信号进行压力传感器与变频器通信。

HMI采用台达彩色触摸屏，通过软件组态，可以在线进行自动切换时间设定和运行累计时间显示。

本系统具有安全可靠、操作直观、维护费用低等优点，使恒压供水系统工艺流程更加完善。

 一、HMI画面

HMI安装在控制柜门上，如上图所示：第一行为累计时间设定，默认为1000小时；第二行为当前累计时间，即实际运行时间，单位：小时。

操作员可以根据自己的需要在HMI上进行如下操作：通过触摸屏对累计时间进行修改、重新设定。

二、操作流程

1、操作方式

本系统分为两种操作方式：手动和自动。由现场控制柱上的手动/自动切换旋钮进行选择。

2、系统功能

本系统实现对三台水泵一拖二运行一备用，自动循环切换运行水泵组进行恒压供水。

3、 运行组

本系统同时只运行两台水泵，故将3台水泵分为：1号2号运行组、2号3号运行组、3号1号运行组。

4、系统主要控制部件

本系统主要由1个PLC，1台变频器和3台水泵组合来完成系统功能。

5、手动操作

手动操作前，应该先将现场控制柱上的手动/自动切换旋钮选择在中间停止档位，检查3台水泵是否处于静止状态，出口阀门是否关闭，不得带负载。

检查就绪后，将现场控制柱上的手动/自动切换旋钮选择在手动档位，系统进入手动操作模式。

操作员可以根据自己的需要进行如下操作：对3台水泵依次手动直接启动至工频运行，检查水泵转向是否反转，是否有异常响声，适当打开出口阀门，检查阀门是否漏水，管道是否有异常响声等。

当自动操作时，变频器故障时，系统会停止工作，这时，需要操作人员切到手动操作，继续进行工艺流程。

6、自动操作

自动操作前，应该先将现场控制柱上的手动/自动切换旋钮选择在中间停止档位，检查3台水泵是否处于静止状态，水泵变频器操作面板是否选择远程控制，出口阀门是否打开，压力表取样阀门是否打开，总出口阀门是否打开，用水点出入口阀门是否打开。

检查就绪后，确认调度指令，操作员方可进行自动操作，将现场控制柱上的手动/自动切换旋钮选择在自动一侧，由PLC控制系统延时3秒进入自动操作模式。

自动操作模式下，动作过程分以下3个阶段：

第一阶段：启动阶段。首先，由PLC分配运行水泵组，第一次上电时，默认1号和2号运行组，之后每次重新上电时，根据运行情况，改为2号3号运行组或3号1号运行组，然后PLC控制变频器对每个运行组的第一台水泵进行变频启动。

第二阶段：循环阶段。此阶段共4个过程，下面依据1号和2号运行组为例说明，其他两个运行组分别对应即可。第一个过程，1号水泵变频运行，根据压力信号反馈给变频器，由变频器自带的PID计算控制1号水泵变频工作，当1号水泵频率连续5秒运行在49.6Hz以上时，切换为第二个过程，1号水泵工频运行，2号水泵变频运行，根据压力信号反馈给变频器，由变频器自带的PID计算控制2号水泵变频工作，当2号水泵频率连续5秒运行在15.1Hz以下时，切换为第三个过程，2号水泵变频运行，根据压力信号反馈给变频器，由变频器自带的PID计算控制2号水泵变频工作，当2号水泵频率连续5秒运行在49.6Hz以上时，切换为第四个过程，2号水泵工频运行，1号水泵变频运行，根据压力信号反馈给变频器，由变频器自带的PID计算控制1号水泵变频工作，当1号水泵频率连续5秒运行在15Hz以下时，切换为第一个过程，如此循环往复。

第三阶段，切换阶段。此阶段共分三种情况，第一种情况，累计时间到达设定值，默认为1000小时，自动不停机切换到下一个运行组继续工作；第二种情况，变频器故障，此时系统停机，报警，由操作人员切换为手动操作，并由维修人员进行变频器故障排除，PLC自动切换到下一个运行组，并在下一次自动操作时生效；第三种情况，电机热保护动作，自动不停机切换到下一个运行组继续工作。 

三、注意事项

1、 当出现PLC断电或故障的情况，请先确保PLC通电并正常运行1分钟，再重启HMI。

2、当出现外部电源中断，请确保马上将控制柜内所有开关全部断电，避免外部电源来电对控制柜电气元件和电子元件的冲击。

3、  当出现画面数据不显示或显示数据不正常时，请重启触摸屏。

4、 在系统进行自动控制时，出现异常和故障情况，请按照操作流程要求处理异常和故障，这样可以保证系统在下一次操作，能够正常进入自动控制。

5、 在系统进行手动控制时，请务必空载启动水泵。

为保证控制柜的硬件使用寿命，请确保周围环境无静电源，定期除尘。