一、前言
在我公司的冷却循环水系统中，运作两台45kw水泵。尽管这两台泵能够满足全厂设备冷却的需求，但实际工作时并非总是处于满负荷状态，有时候甚至只需一个泵就能满足要求。为了维持供水压力的一致性，我们需要确保用水量与供水量之间保持平衡，这样可以提高供水质量。如果能实现自动恒压供水，每年将可节省7到10万元电费，并减轻操作工的劳动强度。
随着技术的发展，变频调速技术日益成熟，以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了传统高位水箱和压力罐等设备。这不仅起动更加平稳且电流限制在额定电流以内，还有助于延长泵和阀门等部件使用寿命，并消除了起动和停机时产生的冲击效应。
二、控制原理
我们采用反馈原理来维持一种物理量不变或基本不变，即引入该物理量与设定的恒值进行比较，形成闭环系统。在我们的案例中，要保持恒定的管网压力，因此必须引入压力反馈值与给定值相比较，从而形成闭环系统。在面对非线性、大惯性的控制对象时，我们结合PID算法以及模糊控制，以适应不同情况下的反应速度。此外，由PLC和智能仪表共同实现这一算法，同时通过PLC编程来处理泵之间工频与变频切换的事务。
实践证明，这种方法既可行又经济实惠。要维持供水网中的压力稳定，我们安装了多个位置上的压力传感器作为反馈元件。由于管道长且管径大，充填过程较慢，使得这个系统成为一个大滞后系统，不宜直接使用PID调节，而是利用PLC参与控制，以达到最佳效果。
三、方案设计
硬件选型
在管道上安装至少一个用于测量现有供应网络中的真实时间流量。
选择具有良好性能和兼容性的大型工业级PLC（例如Siemens S7-200系列）以及所需数量的小型工业级输入/输出模块。
为每个主要组件（如流量计、温度计等）配备必要数量的小型输入/输出模块以便连接至PLC。
确保所有硬件均经过适当测试并符合安全标准。
软件开发
编写程序以读取来自各个传感器（包括流量计）的数据，并根据这些数据调整所需参数，如开关点、阈值等。
实现基于规则集或者预先定义逻辑条件下触发事件的决策过程。
确保软件功能灵活，可以根据需要进行调整或扩展以适应任何可能出现的问题或新的需求。
系统集成
将所有硬件组装到特制化柜中，便于管理和保护敏感电子设备免受环境影响。
安装完成后，对整个系统进行彻底测试确保其按预期工作，无论是在正常运行还是故障恢复方面都能有效执行任务。
运营培训
对操作员提供全面培训，让他们了解如何正确地监控及操作新系统，以及如何响应潜在问题。当人员被正式授权之后，他们将负责监督整个供应网络并对任何异常情况做出即时反应。此外，他们还会记录关键参数，比如流量率、温度及其它相关数据，为分析用途提供必要信息。
五、应用效果评估
应用此自动化解决方案后，该企业发现其整体能源消耗显著降低，其生产成本也因此得到优化。而且，由于改进后的监控功能使得故障更容易检测，从而进一步减少了生产损失时间。此外，该企业也报告说，员工因更简单易用的用户界面而感到放心，它们现在能够专注于其他关键业务活动，而不是花费大量时间管理单一流程。