供水系统的平衡工作点A即为扬程特性曲线与管阻特性曲线的交点。在这一点，用户的用水流量和供水流量达到平衡状态，既满足了扬程特性，也符合了管阻特性，系统稳定运行。

2。2  变频调速原理

变频恒压供水系统通过改变变频器输入交流电的频率调节异步电动机的转速, 电动机转动带动水泵旋转实现供水，从而改变水泵的出水流量，调节供水系统的压力。因此,调节供水系统的压力实质是调节三相异步电动机的输入交流电的频率。

异步电机的转速为:  n = 60f(1-s)/p                      (公式2-1)

其中:n为异步电机转速;

f为异步电机的定子输入交流电的频率;

S为异步电机转差率;

p为异步电机定子绕组极对数。

由上式可知,当异步电机的定子绕组极对数P保持不变时,电机转速n与定子输入交流电频率f成正比,因此连续调节异步电机供电电源的频率,就可以实现交流异步电动机的无级调速[1]。

2。3  变频恒压供水工作原理

系统的工作原理是：当水泵运行从变频运行到工频 50Hz 时，此时监测到的实际供水压力如果还没有达到设定的供水压力，则将当前以变频运行的水泵直接切换到工频方式运行，并且以变频方式启动另外一台水泵，以达到维持系统压力的目的。在切换水泵时，按照先启先停的方式进行，使机组中的每一台水泵在工作中都可以被使用到。变频恒压供水系统的原理图如图 2-2 所示。压力变送器与EM235采集并传输供水管网实际压力，与设定压力比较后，将得到的压力差经过 PID 控制器计算与转换，得到变频器输出频率的变化值后，调节水泵机组的运行方式和运行速度，最终使监测值与设定值相等[2]。

3  恒压供水控制系统的设计

3。1  系统硬件设计

根据以上系统框图可知，系统硬件部分主要由以下几个部分组成：

（1）水泵

（2）电动机

（3）可编程控制器及模拟量扩展模块

（4）变频器

（5）压力变送器

3。1。1  系统主要设备配置选型

1、  水泵选型

水泵的选择必须遵循以下原则。

(1)设备参数必须满足使用现场的流量、扬程、温度、压力等工艺参数的需要;

(2)水泵拥有较广的工作范围,当运行工况发生变化时,依旧能够运行在高效率区域。

(3)水泵的尺寸、质量、结构以及价格合理,具有较高的性价比。

(4)满足所输送液体介质的特性需求。

(5)满足水泵所安装位置的工作条件要求。

本论文采用离心式清水泵，且电机的额定功率为7。5KW。

离心式水泵消耗的功率P与实际供水流量Q是成正比的，而根据水泵的扬程特性，流量Q会随扬程H的增大而减小，因而H越大，Q越小，消耗的功率P也就越小。为了防止电机过载，水泵在实际使用时，要求扬程不得低于标准扬程的 60%。因此，高扬程水泵用于低扬程供水系统时，电机容易过载而出现发热的情况，甚至会烧毁电机。文献综述

2、 PLC及扩展模块选型

可编程控制器简称PLC。在1987年，国际电工委员会颁布了PLC标准草案，对PLC做了如下定义：PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。