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台达变频器在供水系统中的多泵协同控制，核心是通过 **“1 台变频器 + 多台工频泵” 的组合 **，配合 PLC 逻辑控制和压力反馈，实现 “变频泵调速 + 工频泵切换” 的协同运行，确保管网压力稳定的同时，根据用水量动态调整投入运行的泵数量。以下是具体实现原理、控制逻辑及关键步骤：

一、多泵协同控制的核心原理

台达变频器（如 VFD-M/VFD-E 系列）作为 “调速核心”，通过以下方式与多台水泵协同：

1. 角色分工：

• 变频泵：1 台水泵由变频器驱动，通过转速调节（0~50Hz）精确控制出水压力（核心调速角色）。

• 工频泵：其余水泵直接接工频电源直接驱动（转速固定），根据用水量增减投入运行（辅助增流角色）。

2. 协同逻辑：

• 用水量小时：仅变频泵运行，通过降速节能；

• 用水量增大：变频泵转速升至 50Hz（满频）仍无法满足压力时，自动启动 1 台工频泵，变频泵继续调速；

• 用水量减小：变频泵转速降至低频（如 20Hz）仍超压时，自动停止 1 台工频泵，变频泵继续稳定压力。

3. 压力闭环：通过压力传感器实时检测管网压力，反馈给 PLC，由 PLC 控制变频器输出频率和工频泵的启停，形成 “压力→频率→泵数量” 的动态调节闭环。

二、系统硬件组成与连接

以 “3 台水泵（1 变频 + 2 工频，1 备泵）” 为例，硬件配置如下：

关键连接：

• 压力传感器→PLC 模拟量输入（AI）：实时反馈管网压力；

• PLC 数字量输出（DO）→ 接触器线圈：控制工频泵启停；

• PLC 模拟量输出（AO）→ 变频器频率指令端（0~10V）：控制变频泵转速；

• 变频器与 PLC 通过 RS485 通讯：读取变频器运行频率、故障状态。

三、多泵协同控制逻辑（PLC + 变频器核心程序）

台达 PLC 通过梯形图实现泵组切换逻辑，变频器负责执行转速调节，核心步骤如下：

1. 压力检测与 PID 调节（变频泵调速）

• 压力信号转换：PLC 将压力传感器的 4~20mA 信号（对应 0~1MPa）转换为实际压力值（如 D100=300 表示 0.3MPa）。

• PID 计算：PLC 内置 PID 指令（如台达PIDAT）对比 “实际压力” 与 “目标压力”（如 0.3MPa），输出调节量（0~10V 对应 0~50Hz）给变频器，控制变频泵转速。

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// 台达PLC梯形图（简化）：压力采集与PID调节
LD M100                  // 系统启动信号
MOV AIW0 D100            // AIW0=压力传感器输入（0~32000对应4~20mA）
DIV D100 K32000 D102     // 归一化（0~1）
MUL D102 K1000 D104      // 转换为0~1000（对应0~1.0MPa）
PIDAT D104 K300 D200 D202 D204  // D104=实际压力，K300=目标0.3MPa，D202=PID输出
MOV D202 AOW0            // AOW0输出0~10V到变频器，控制频率

2. 工频泵切换逻辑（根据频率和压力）

PLC 通过监测变频器输出频率（满频 / 低频）和压力偏差，决定工频泵的 “启动” 或 “停止”：

• 启动工频泵条件（用水量增加）：变频泵频率≥50Hz（满频），且实际压力＜目标压力 - 0.02MPa（压力不足），延迟 3 秒后启动 1 台工频泵。

• 停止工频泵条件（用水量减少）：变频泵频率≤20Hz（低频），且实际压力＞目标压力 + 0.02MPa（压力过高），延迟 5 秒后停止 1 台工频泵。

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// 启动工频泵逻辑
LD M100                  // 系统运行中
CMP >= D300 K50 M0.0     // D300=变频器当前频率，M0.0=1（满频）
CMP < D104 K280 M0.1     // 实际压力＜280（0.28MPa），M0.1=1
AND M0.0 M0.1 T0         // 触发定时器T0
TON T0 K30               // 延迟3秒（30×0.1s）
LD T0                    // 延迟到
OR M1.0 Q0.1             // Q0.1=1#工频泵启动（自锁）

// 停止工频泵逻辑
CMP <= D300 K20 M0.2     // 频率≤20Hz，M0.2=1
CMP > D104 K320 M0.3     // 实际压力＞320（0.32MPa），M0.3=1
AND M0.2 M0.3 T1         // 触发定时器T1
TON T1 K50               // 延迟5秒
LD T1                    // 延迟到
R Q0.1                   // 复位Q0.1，停止1#工频泵

3. 泵组轮换与故障冗余

• 定期轮换：PLC 记录各泵运行时间（如 D400=1# 泵运行小时数），每 24 小时自动切换变频泵角色（如 1# 泵→2# 泵），避免单泵长期运行导致磨损。

• 故障切换：若某台泵过载（热继电器反馈 I0.1=0），PLC 立即停止故障泵，启动备用泵，并通过 HMI 报警。

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// 泵轮换逻辑（每天凌晨3点触发）
LD M8013                 // 秒脉冲
INC D500                 // D500=秒计数
CMP >= D500 K86400 M2.0  // 86400秒=24小时，M2.0=1
LD M2.0
MOV K0 D500              // 重置计数
XCH Q0.0 Q0.1            // 交换变频泵与1#工频泵角色（Q0.0=变频泵输出）

四、台达变频器关键参数设置

变频器需配置与 PLC 协同的控制参数（以 VFD-E 系列为例）：

五、优势与应用效果

1. 节能高效：相比 “多泵工频运行 + 阀门节流”，通过变频调速和按需投泵，节能率可达 30%~60%（用水量波动越大，节能越明显）。

2. 压力稳定：压力偏差可控制在 ±0.01MPa 内，避免管网爆管或用户端水压不足。

3. 延长设备寿命：泵组轮换运行减少单泵磨损，软启动（变频器驱动）降低机械冲击，延长水泵和电机寿命。

总结

台达变频器的多泵协同控制通过 “变频泵调速为核心，工频泵切换为辅助”，结合 PLC 的逻辑判断和压力闭环调节，实现了供水系统的动态适配。关键在于通过频率和压力的双重条件触发泵组切换，同时加入轮换和故障保护机制，确保系统稳定、节能、可靠运行。