方案一：前言：随着社会的发展和进步，城市高层建筑的供水问题日益突出。一方面要求提高供水质量，不要因为压力的波动造成供水的障碍；另一方面要求保障供水的可靠性和安全性，在发生火灾是能可靠供水。针对这两个方面的要求，新的供水方式和控制系统应运而生，这就是PLC控制的恒压无塔供水系统。恒压无塔供水系统包括生活用水的恒压控制和消防用水的恒压控制--即双恒压系统。恒压供水保证了供水的质量，以PLC为主的控制系统丰富了系统的控制功能，提高了系统的可靠性。1、总体设计原理产生水压的设备是水泵，水泵转动的越快，产生的水压就越高。传统的维持水压的方法就是建造水塔，水泵开者时将水打到水塔中，水泵休息时借助水塔的水位继续供水。水塔中的水位变化相对水塔的高度来说很小，也就是说水塔能够维持供水管路中水压的基本恒定。建造水塔需花费财力，水塔还会造成水的二次污染。不用水塔，而要解决水压随用水量大小变化的问题。通常的办法是：用水量大时，增加水泵的数量或提高水泵的转动速度以保证管网中的水压不变，用水量小时又需作出相反的调节。这就是恒压供水的基本思路。交流变频器是改变交流电源频率的电子设备，输入三相工频交流电后，可以输出频率平滑变化的三相交流电2、硬件设计如图1所示：在主电路中，采用一台变频器控制三台生活水泵电机和三台消防水泵电机，生活水泵电机都具有变频/工频两种工作状态，消防采用工频工作状态。KM1、KM3、KM5分别为电机M4、M5、M6工频运行时接通电源的控制接触器，KM2、KM4、KM6分别为电机M4、M5、M6变频运行时接通电源的控制接触器，KM10为接通变频器电源用的接触器，它的启动由PLC的输出端Y13来控制。变频器电源输入端子（R，S，T）经过空气开关与熔断器三相电源连接，当电机旋转方向与设定不一致时，需要调换输出端子（U，V，W）的任意两相，电动机一定要保证在工频输出电源拖动和变频输出电源拖动两种情况下电机旋向的一致性，否则在变频/工频的切换过程中会产生很大的转换电流，致使转换无法成功。供水压力设定值通过变频器的2和5端子（0～5V）设定，10端子是频率设定电源，由DC24V电源供电的压力传感器得到实测压力信号后，通过电流分配器然后由变频器4端接收此信号，此测量值与给定值比较得到差值，通过变频器内置PID进行计算,调节变频器输出频率。当变频器故障时，由A-C端导通，输出报警信号给PLC的输入端X7（无故障时，B-C导通，A-C端不导通）。然后PLC控制切断水泵机组的运行，同时PLC输出端Y6进行声光报警。变频器的正转启动和复位端由PLC输出端Y11和Y12控制，频率检测的上/下限信号分别通过OL和FU输出到PLC的X11与X10输入端并与压力上下限一起做为PLC的增泵、减泵控制信号。3、控制电路根据系统控制要求，首先要对PLC输入输出口进行配置。（1）在该PLC控制系统中，三台生活水泵M4,M5,M6均可变频工作，也可工频工作，由接触器进行切换，三台消防工频工作水泵，需由PLC的9个输出信号进行控制。（2）蓄水池进水阀由PLC控制开关阀门，占1个输出端，蓄水池水位检测由液位检测传感器返回PLC，占PLC4个输入端。（3）变频器的启停占PLC的1个输出端，复位占1个输出端，控制变频器电源用接触器开关占1输出端；（4）故障声光报警占PLC1个输出端；自动和手动占一个输出口；（5）压力传感器向PLC返回一个4～20mA的电流信号，作为压力反馈，占1个模拟端输入口；火灾信号输入占一个输入口；（6）控制系统的启动、停止，消防水泵启动和停止需占PLC4个输入端；（7）6台电机过载占6个输入端；（8）PLC共使用输入端子16个；输出端子18个；（9）PLC的A/D转换器中液位传感器和压力传感器各占一个输入端。参考文献[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003.方案二：1、系统总体设计的基本原理变频恒压供水系统控制的基本要求如下:供水压力基本恒定,换泵时的水压波动小;共有3台水泵,2台运行,1台备用,运行与备用10天轮换一次;变频器的速度以及工、变频运行由管网压力传感器来控制;水泵投入工频运行时,电动机的过载由热继电器保护,并有报警信号指示。由三菱变频器FR-E700、水泵、PLC、A/D模块以及压力变送器等构成闭环控制系统。其中主要通过PLC对水泵进行节能优化控制,调整水泵的运行台数和运行速度,达到稳定水压和节约电能的目的。系统最终要求达到的效果是用户供水水管压力能稳定在系统设定的值。首先通过传感器系统采集压力信号,再由A/D转换模块将设定值与采集信号值进行比较,PID根据变频器的参数设置进行数据处理,将处理结果以运行频率的形式输出。PID控制模块具有比较和差分的功能,