恒压供水典型工况：从就地控制到 PLC 联控的 4 种方案
在各类泵房、水处理及楼宇给水项目中，“恒压供水”几乎是最常见、也是最典型的工况之一。 表面上看只是“让压力稳定一点”，但实际落到工程中，常见的控制方案至少可以分为好几档： 从最原始的工频就地启停，到变频恒压、多泵联控，再到 PLC + 上位机 + 远程监控的高配方案。
本文以“工况 + 方案档位”的思路，梳理恒压供水工况下常见的 4 种控制方案， 不绑定具体品牌和型号，重点讲清楚： 结构怎么搭、优缺点是什么、适合哪些用户。 具体到某个品牌变频器 / PLC 的参数设置、程序示例等，可放到后续的产品/教程中进一步展开。
一、工况说明：什么是“恒压供水”工况？
典型场景：
- 小区/楼宇给水泵房、工厂供水站、循环水系统、喷淋/消防辅助系统等。
- 系统通常由 1～多台水泵、管道系统、阀门、压力表/压力变送器、液位开关等组成。
控制目标：
- 在用水量变化较大的情况下，使管网压力尽量稳定在设定值附近。
- 减少电机频繁启停和水锤冲击，延长设备寿命。
- 在满足供水安全的前提下，尽量降低能耗。
有了这个工况背景，下面就可以从“控制能力”和“系统复杂度”的角度，把方案分成 4 个档位来讨论。
二、方案一：传统工频就地控制（“老方案”/最低配）
1. 控制结构
- 每台水泵配一套接触器 + 热继电器，就地启停按钮。
- 有些系统会加简单的压力开关：压力低 → 合闸启动；压力高 → 断开停机。
- 全部工频运行，无变频调速。
2. 优点
- 一次性投资成本最低，电气元件简单、通用性强。
- 维修电工都容易上手，故障定位相对直观。
- 对控制技术要求低，很多老项目就是这样一路沿用下来。
3. 缺点
- 压力波动大：一旦启动就是满负荷，停机就完全没有供水，中间没有“过渡”。
- 容易产生水锤，管道、阀门、接头寿命受影响。
- 电机频繁启停，机械、电气冲击大，维护成本高。
- 无节能控制逻辑，长期能耗偏高。
- 几乎没有运行数据记录，全靠经验。
4. 适用场景
- 对压力稳定性、节能要求不高的临时或小型系统。
- 老旧系统仍在运行、预算极其有限的场合。
- 作为“为什么要升级”的对比样本，在方案介绍中可简单带一下。
三、方案二：单泵变频恒压控制（入门级恒压方案）
1. 控制结构
- 单台水泵 + 单台变频器。
- 压力变送器接入变频器的模拟量输入（AI）。
- 在变频器内部启用 PID 功能：
目标压力（设定值） → PID 运算 → 输出频率 → 控制水泵转速。
2. 优点
- 结构简洁，大部分变频器自带恒压供水/PID 功能，无需额外 PLC。
- 能明显减小压力波动，提高用水舒适度。
- 负载低时自动降速，节能效果明显。
- 对工程师要求相对适中，主要是调好 PID 和保护参数。
3. 缺点
- 适合单泵、小系统，扩展性有限。
- 轮换、备泵、复杂联动等功能较弱或需要较复杂的参数配置。
- 运行记录、报警记录通常较简单。
- 系统逻辑一旦变复杂，仅用变频内部逻辑会比较吃力。
4. 适用场景
- 小型恒压供水系统，如单栋楼、单独设备的供水系统。
- 用户预算有限，又希望有基本恒压和节能效果。
- 工程商 PLC 能力有限，希望用最简单方式完成恒压功能。
在“工况与方案”层面，只需要说明其工作原理和适用边界即可。 至于某品牌变频器的 PID 参数意义、调试步骤等，可以在产品或教程文章中单独展开。
四、方案三：多泵联控（变频 + 工频切换，中等规模主流方案）
1. 控制结构
- 2～4 台水泵，其中 1 台作为变频泵，其余为工频泵。
- 压力变送器信号送入“主控单元”，主控单元可以是：
- 带多泵控制功能的高端变频器，或
- 一台小型 PLC（常见做法）。
- 典型控制逻辑：
- 小流量：仅变频泵运行，通过调速维持恒压。
- 流量增大：投入一台工频泵，变频泵降频或停机。
- 继续增大：再投入下一台工频泵，多泵同时运行。
- 流量减小：按设定逻辑退出多余工频泵，仅保留变频泵。
- 具备轮换功能：定期更换哪台做主泵，均衡磨损。
2. 优点
- 兼顾节能、可靠性和扩展性，是很多中等规模泵房的主流方案。
- 可以实现：
- 多泵轮换（均衡寿命）。
- 故障泵自动退出，备泵自动投入。
- 分时段控制（如峰谷电价时段切换策略）。
- 可根据后期需求，通过调整逻辑继续扩展功能。
3. 缺点
- 控制逻辑明显比单泵方案复杂，联锁、切换、保护都需要设计和验证。
- 需要较强的控制器（带多泵功能的变频器或 PLC），以及更多 I/O 点。
- 调试时间更长，对工程师的系统理解和调试经验要求高。
4. 适用场景
- 中等规模泵房：小区供水、工厂综合供水、环路供水等。
- 需要 24 小时运行，对稳定性和节能有一定要求。
- 用户能接受适中的控制柜和调试投入。
在“工况与方案”的文章中，这一档通常可以作为推荐的主流选型， 通过简单的功能对比表，帮助用户理解“为什么需要多泵联控，而不仅仅是一台变频器加一台泵”。
五、方案四：PLC + 上位机/远程监控（高配一体化方案）
1. 控制结构
- 多台水泵（多变频 + 多工频）组成的中大型泵房系统。
- PLC 作为核心控制器：
- 采集压力、流量、液位、温度等传感器信号。
- 控制变频器、接触器、阀门执行器等。
- 实现复杂联锁、轮换、报错策略。
- 监控层：
- 本地触摸屏（HMI），用于现场操作、参数查看。
- SCADA / 组态软件，上位机在中控室集中监控多个泵房。
- 工业网关接入云平台，实现手机/网页远程查看、告警推送等。
2. 优点
- 功能最完整，可实现：
- 多泵联控、轮换、软硬件互锁、自动/手动切换等。
- 运行数据记录、报警记录、历史曲线、报表统计。
- 与上级系统（如能耗管理平台、厂区总控系统）集成。
- 可扩展性最佳：后期如需增加泵/阀、加入新功能，可以通过程序调整实现。
- 对于关键场合（市政供水、重要工厂），便于运维和追溯。
3. 缺点
- 一次性投资最高，包括 PLC、通信、HMI/上位机、网络等。
- 方案设计复杂，需要较高水平的电气/自控工程师。
- 维护人员需要一定 PLC 和系统基础，对运维体系有要求。
4. 适用场景
- 中大型泵房、市政供水、工业园区供水等关键系统。
- 对运行可靠性、数据可视化和远程运维有明确要求的用户。
- 需要与能管系统、厂级监控平台打通的项目。
六、如何按“档位”给用户选方案？
在实际工程中，工程师可以根据以下几个维度帮用户划档选型：
- 规模与重要性：
- 小型、非关键系统：可考虑单泵变频恒压（方案二）。
- 中等规模、连续运行：更适合多泵联控（方案三）。
- 关键供水系统：优先考虑 PLC + 监控的高配方案（方案四）。
- 预算与运维能力：
- 一次性预算有限、运维能力较弱：优先简单可靠的方案。
- 长期运营、关注能耗和运维效率：高配方案从长期看往往更划算。
- 对数据与远程的要求：
- 只需“能跑”不关心数据：不必强行上云。
- 需要运维可视化、能耗分析、远程报警：建议直接规划 PLC + 监控平台。
从明扬资讯的角度看，这类“工况 + 方案档位”的文章，目标不是给出唯一答案， 而是给工程师一个清晰的思考框架：先看工况，再看规模和预算，最后再落到设备和品牌。
七、延伸阅读与实操方向
本文只从“恒压供水工况”的角度，梳理了 4 种典型控制方案的思路和适用边界。 如果在实际项目中已经确定了方案档位，下一步就会落到具体品牌的选型和调试，比如：
- 某品牌变频器恒压供水功能的参数说明与调试步骤。
- 某品牌 PLC 实现多泵联控的程序结构示例。
- 泵房改造时，如何在保留原有就地回路的同时增加 PLC 控制。
这些“能照着干活”的实操教程，可以放在相应的产品页面或“明扬工控商城”的 PLC/变频器实战课程中，让“工况与方案”栏目和具体教程形成互补与导流。