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時(shí)間：2022-05-18 12:10:04
序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇變頻供水系統(tǒng)范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。
一、水資源概況
水，并不是取之不盡，用之不竭的，節(jié)約水，我們要從身邊的每一件事做起，從生活的點(diǎn)點(diǎn)滴滴做起。中國(guó)是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國(guó)家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的1/4。扣除難以利用的洪水涇流和散布在偏遠(yuǎn)地區(qū)的地下水資源后，我國(guó)現(xiàn)實(shí)可利用的淡水資源量則更少，僅為11000億立方米左右，人均可利用水資源量約為900立方米。我國(guó)水資源短缺、水污染嚴(yán)重 、水土流失嚴(yán)重 、水價(jià)嚴(yán)重偏低、水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。而且南方水多，北方水少。西部水少，沿海水多。于是節(jié)水顯得尤為重要，節(jié)水是指通過行政、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等管理手段加強(qiáng)用水管理，調(diào)整用水結(jié)構(gòu)，改進(jìn)用水方式，科學(xué)、合理、有計(jì)劃、有重點(diǎn)的用水，提高水的利用率，避免水資源的浪費(fèi)。
二、全自動(dòng)變頻恒壓供水系統(tǒng)必要性及工作原理
1、必要性：
20世紀(jì)90年代 ，在我國(guó)城鄉(xiāng)供水及水泵抽灌系統(tǒng)中，電機(jī)以額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行，并以額定出水量供水，當(dāng)用水量減少或在用水低谷時(shí)，管網(wǎng)壓力過高，水龍頭和輸水管道往往被損壞，這樣造成電能與水資源的浪費(fèi)。然而目前，變頻恒壓供水的調(diào)速系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速，依據(jù)用水量的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿足用水要求，是當(dāng)今最先進(jìn)、合理的節(jié)能型供水系統(tǒng)之一。在實(shí)際應(yīng)用中如何充分利用專用變頻器內(nèi)置的各種功能，對(duì)合理設(shè)計(jì)變頻恒壓供水設(shè)備、降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等有著重要意義。變頻恒壓供水方式與過去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設(shè)備的投資，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，而且具有顯著的節(jié)能效果。
2、工作原理；
設(shè)備投入運(yùn)行前，首先應(yīng)設(shè)定設(shè)備的工作壓力等相關(guān)運(yùn)行參數(shù)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)，由壓力傳感器連續(xù)采集供水管網(wǎng)中的水壓及水壓變化率信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)傳送至變頻控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將反饋回來的信號(hào)與設(shè)定壓力進(jìn)行比較和運(yùn)算，如果實(shí)際壓力比設(shè)定壓力低，則發(fā)出指令控制水泵加速運(yùn)行，如果實(shí)際壓力比設(shè)定壓力高，則控制水泵減速運(yùn)行，當(dāng)達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，水泵就維持在該運(yùn)行頻率上。當(dāng)用水量不是很大時(shí)，一臺(tái)泵在變頻器的控制下穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)用水量大到變頻器全速運(yùn)行也不能保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定時(shí)，控制器的壓力下限信號(hào)與變頻器的高速信號(hào)同時(shí)被PLC檢測(cè)到，變頻器自動(dòng)將原工作在變頻狀態(tài)下的泵，投入到工頻運(yùn)行，以加大管網(wǎng)的供水量，保證壓力穩(wěn)定。若兩臺(tái)泵運(yùn)行仍不能保證管網(wǎng)的壓力穩(wěn)定，則依次將變頻工作狀態(tài)下的泵投入到工頻運(yùn)行，而將下一臺(tái)泵投入變頻運(yùn)行。當(dāng)用水量減少時(shí)，變頻器以最低速信號(hào)運(yùn)行，如這時(shí)壓力上限信號(hào)仍出現(xiàn)，則PLC將工頻運(yùn)行的泵停掉，以減少供水量。當(dāng)上述兩個(gè)信號(hào)仍存在時(shí)，PLC再停下一臺(tái)工頻運(yùn)行的泵，直到最后一臺(tái)泵用主變頻器恒壓供水。如果一臺(tái)泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)間超過3小時(shí)，則切換下一臺(tái)泵，避免了某一臺(tái)泵工作時(shí)間過長(zhǎng)，確保了泵的可靠壽命，進(jìn)一步提高了工作效率，節(jié)約了能源。
變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)由變頻器、泵組電機(jī)、供水管網(wǎng)、儲(chǔ)水箱、（智能PID調(diào)節(jié)器）、壓力變送器、PLC控制單元等部分組成，控制系統(tǒng)原理圖如圖1-1所示。其中變頻器的作用是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化，同時(shí)變頻器還可作為電機(jī)軟啟動(dòng)裝置，限制電機(jī)的啟動(dòng)電流。壓力變送器的作用是檢測(cè)管網(wǎng)水壓。智能PID調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的PLC調(diào)節(jié)。PLC控制單元?jiǎng)t是泵組管理的執(zhí)行設(shè)備，同時(shí)還是變頻器的驅(qū)動(dòng)控制，根據(jù)用水量的實(shí)際變化，自動(dòng)調(diào)整其它工頻泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)。變頻器和PLC的應(yīng)用為水泵轉(zhuǎn)速的平滑性連續(xù)調(diào)節(jié)提供了方便。水泵電機(jī)實(shí)現(xiàn)變頻軟啟動(dòng)， 消除了對(duì)電網(wǎng)、電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備的沖擊，延長(zhǎng)機(jī)電設(shè)備的使用壽命。
智能PID調(diào)節(jié)器屬于PLC擴(kuò)展模塊，可以與AD＼DA模塊一起使用，得到過程控制模塊的效果。同時(shí)它的功能可以被變頻器的某些功能代替，達(dá)到同樣的控制效果。其控制原理圖如圖1-2所示。
圖1-2 恒壓供水系統(tǒng)控制原理框圖二
三、全自動(dòng)變頻恒壓供水系統(tǒng)特點(diǎn)及適用范圍
1、系統(tǒng)特點(diǎn)：
（1）高效節(jié)能。按需要設(shè)定供水壓力，根據(jù)管網(wǎng)用水量來變頻調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使水泵始終在高效率工況下運(yùn)行，同普通的無(wú)塔供水設(shè)備相比，節(jié)能效果達(dá)到20%。
（2）對(duì)電網(wǎng)沖擊小，保護(hù)功能完善。消除了水泵電機(jī)直接起動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的沖擊和干擾，并且設(shè)備控制系統(tǒng)具有短路、過流、過壓、過載、欠壓、 過熱等多種保護(hù)功能，大大提高了工作效率，延長(zhǎng)了水泵的使用壽命。
（3）人機(jī)界面觸摸面板操作，設(shè)計(jì)參數(shù)靈活方便。可靈活設(shè)定頻率下限，加速時(shí)間、減速時(shí)間、換泵時(shí)間等各種工作參數(shù)，能夠顯示系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間，查閱各種故障原因。
（4）定時(shí)喚醒功能。由于系統(tǒng)是根據(jù)管網(wǎng)用水量的多少來決定投入運(yùn)行水泵的臺(tái)數(shù)，所以當(dāng)用水量長(zhǎng)期在某一小范圍內(nèi)變化時(shí)就會(huì)使得某臺(tái)水泵長(zhǎng)期運(yùn)行而磨損嚴(yán)重，而其他水泵長(zhǎng)期不使用造成生銹，設(shè)定本功能后則可方便的解決該問題。對(duì)于同流量的多臺(tái)水泵，為使各泵平均工作時(shí)間相同，須設(shè)置定時(shí)換泵功能。在設(shè)定了定時(shí)換泵功能后，當(dāng)一臺(tái)變量泵連續(xù)工作時(shí)間超過設(shè)定值后，且有變量泵處于“休息”狀態(tài)，則變頻器自動(dòng)切換啟動(dòng)“休息”時(shí)間最長(zhǎng)的變量泵，并停止原變量泵，以保證各臺(tái)水泵運(yùn)行時(shí)間均等，延長(zhǎng)水泵使用壽命。換泵時(shí)間可任意設(shè)定。
（5）當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換至工頻運(yùn)行，確保供水不間斷。突然停電后再來電，設(shè)備能夠自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行。
2、適用范圍：
變頻恒壓系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于居民區(qū)、賓館及其它公共建筑的生活用水、鍋爐補(bǔ)給水，加壓泵站、各類工礦企業(yè)的生產(chǎn)用水、消防用水、鍋爐恒壓補(bǔ)水、輸油管道增壓、注水系統(tǒng)、農(nóng)田灌溉等。
四、總結(jié)
目前變頻恒壓供水系統(tǒng)正向著高可靠性、全數(shù)字化微機(jī)控制、多品種系列化的方向發(fā)展。追求高度智能化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，是未來供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)中成片開發(fā)、智能樓宇、網(wǎng)絡(luò)供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢(shì)。但國(guó)內(nèi)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制系統(tǒng)的研究還是不夠的，因此，有待于進(jìn)一步研究改善，使其能夠被更好的應(yīng)用于生活、生產(chǎn)實(shí)踐中。堅(jiān)持把節(jié)約用水放在首位，強(qiáng)化城市節(jié)約用水管理，努力創(chuàng)建節(jié)水型城市，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
1、賀玲芳.基于PLC控制的全自動(dòng)變頻恒壓供水系統(tǒng).西安科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2000；
水資源和電能在我們的日常生活和工作中起著至關(guān)重要的作用，雖然我們國(guó)家資源豐富，但資源的浪費(fèi)和污染也非常嚴(yán)重，所以做好節(jié)能減排的工作是非常迫切的。為了能夠滿足城市高效節(jié)能的供水要求，應(yīng)該對(duì)從前的供水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，把從前傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成恒壓變頻供水系統(tǒng)，提高供水系統(tǒng)的自動(dòng)化控制程度，增強(qiáng)中小城市供水系統(tǒng)的性能，科學(xué)合理的降低供水能耗、實(shí)現(xiàn)高效供水。
在以前的供水系統(tǒng)中傳統(tǒng)的PID控制方式已經(jīng)取得了較好的控制效果，而本文通過傳統(tǒng)PID控制方式與模糊控制方法相結(jié)合，來探索一種更好的控制策略，提升恒壓供水系統(tǒng)的供水性能。這種新的供水控制策略可以使得供水節(jié)能效果更顯著，操作更加簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)時(shí)間大大的縮短，提升恒壓供水的穩(wěn)定性、安全性，為人民的生產(chǎn)生活做好保障。這種供水系統(tǒng)的應(yīng)用范圍非常廣，既可以用于中小城市的市政供水又可以用于化工和其他工業(yè)用水中。
目前，恒壓變頻供水方式是新型的供水方式，它可以靈活的控制水泵的轉(zhuǎn)速來改變供水管網(wǎng)的水流量，當(dāng)用水流量較大時(shí)，系統(tǒng)的各臺(tái)水泵逐漸啟動(dòng)，并利用變頻/工頻切換來實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)的水壓恒定，以保證用戶正常用水；而夜間用水量減少時(shí)，恒壓變頻供水系統(tǒng)將根據(jù)用水情況逐漸減少工作的水泵數(shù)量，并通過工頻切換為變頻的方式實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的恒定，保證供水流量一直跟隨用水流量的變化而變化。
供水的目的是為了滿足用戶的用水需求，而用水流量和供水流量是影響供水管網(wǎng)壓力的最直接原因。當(dāng)系統(tǒng)的供水量小于用水量時(shí)，管網(wǎng)水壓下降；當(dāng)供水量等于用水量時(shí)，管網(wǎng)水壓恒定；當(dāng)供水量大于用水量時(shí)，管網(wǎng)水壓上升。由此可見，供水管網(wǎng)的壓力是反映供求之間矛盾的關(guān)鍵。因此，可將供水管網(wǎng)的水壓作為檢測(cè)量，由系統(tǒng)根據(jù)管網(wǎng)水壓的變化改變水泵機(jī)組的頻率，進(jìn)而調(diào)節(jié)供水量，實(shí)現(xiàn)供水流量和用水流量之間的動(dòng)態(tài)平衡，使恒壓變頻供水系統(tǒng)穩(wěn)定地工作在管網(wǎng)水壓的設(shè)定值。
變頻技術(shù)簡(jiǎn)單地說就是把直流電變換為電壓和頻率可變的交流電，或者把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓和頻率可變的交流電。前者即將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷汉皖l率可變的交流電需要經(jīng)過逆變的過程，而后者即將電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓和頻率可變交流電需要經(jīng)由整流和逆變兩個(gè)過程，逆變是整流的逆向過程。在這些變化過程中，電源頻率均發(fā)生了變化。
近年來，恒壓供水系統(tǒng)通常結(jié)合變頻調(diào)速根據(jù)管網(wǎng)壓力的變化情況通過微機(jī)監(jiān)測(cè)和運(yùn)算，自動(dòng)地調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速以滿足用戶用水的要求。這樣的供水系統(tǒng)具有顯著的節(jié)能效果和可靠地穩(wěn)定性，因此是目前最合理的先進(jìn)供水系統(tǒng)。
恒壓變頻供水系統(tǒng)將可編程控制器作為控制中心，通過檢測(cè)實(shí)際管網(wǎng)水壓與管網(wǎng)水壓的設(shè)定值進(jìn)行比較，經(jīng)運(yùn)算處理后輸出控制信號(hào)改變水泵的工作頻率，使供水系統(tǒng)自動(dòng)穩(wěn)定于設(shè)定的管網(wǎng)壓力值，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)。當(dāng)用水量增加時(shí)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)水泵的工作頻率使水泵的轉(zhuǎn)速提高，加大供水量；當(dāng)用水量減少時(shí)，系統(tǒng)調(diào)節(jié)水泵的工作頻率使水泵的轉(zhuǎn)速減小，進(jìn)而減少供水量，這樣既保證了供水效率又滿足了用戶對(duì)水壓的要求，實(shí)現(xiàn)了“用多少水，供多少水”。
這種供水方式不需要建造高位水箱、水塔等，既節(jié)約了成本，又沒有了水質(zhì)二次污染的可能，是一種理想化的供水方式。這種供水方式是目前較先進(jìn)的供水方式，比傳統(tǒng)的供水方式可靠性更高，穩(wěn)定性更好，既節(jié)能環(huán)保又安全高效，自動(dòng)化水平高，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。并且這種變頻供水系統(tǒng)在生活中的應(yīng)用越來越廣，范圍越來越大，不僅適用于工廠、學(xué)校、居民區(qū)等用水場(chǎng)合，也適用于各種自來水廠、供暖循環(huán)用水系統(tǒng)和工廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)等。
恒壓變頻供水系統(tǒng)的發(fā)展離不開變頻調(diào)速技術(shù)，變頻調(diào)速技術(shù)是恒壓變頻供水系統(tǒng)的核心。通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)國(guó)外都是采用一臺(tái)水泵配一臺(tái)變頻器的方式，這樣就要求在一套供水系統(tǒng)中有多少臺(tái)水泵機(jī)組就要有多少臺(tái)變頻器，成本較高，加大了生產(chǎn)投入。隨著變頻技術(shù)在供水系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛，大家逐漸發(fā)現(xiàn)并認(rèn)同恒壓變頻供水系統(tǒng)具有明顯的節(jié)能效果，自動(dòng)化水平高，而且還具有高穩(wěn)定性和較強(qiáng)的可靠性。很多國(guó)外生產(chǎn)廠家最先發(fā)現(xiàn)商機(jī)，開始完善變頻器的功能，生產(chǎn)出可以應(yīng)用于供水系統(tǒng)的變頻器。像日本Samco公司，就推出了高度集成的供水基板，這種供水基板是將多種硬件設(shè)備集成在一起，然后通過命令等形式完成其控制功能，這種基板上擁有配備齊全的功能模塊，可以直接控制基板里邊的電磁接觸器動(dòng)作，并且具備“變頻泵固定模式”和“變頻泵循環(huán)模式”兩種形式。但是這種專用的變頻器基板構(gòu)成的供水系統(tǒng)最多只能有7臺(tái)水泵機(jī)組。這種配置雖然將電路高度集成化，降低了生產(chǎn)成本，但系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性不高，局限了系統(tǒng)本身的帶負(fù)載能力，而且輸出接口的擴(kuò)展功能沒有靈活性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，不能用于要求較高的供水系統(tǒng)，在實(shí)際應(yīng)用過程中會(huì)產(chǎn)生很大的局限性。
目前在做變頻恒壓供水系統(tǒng)時(shí)，國(guó)內(nèi)很多公司都采用了與國(guó)外一樣的控制方式構(gòu)成供水系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)節(jié)，即單臺(tái)變頻器帶動(dòng)單臺(tái)泵或者單臺(tái)變頻器控制多個(gè)泵。在這些供水系統(tǒng)中有的企業(yè)為了節(jié)省成本采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。如原深圳華為電氣公司，推出了無(wú)需外接PLC和PID調(diào)節(jié)器的恒壓供水專用變頻器（5.5kw-22kw），這種專用變頻器很多最多控制4臺(tái)電動(dòng)機(jī) ，操作不太方便，同時(shí)其輸出接口限制了帶負(fù)載容量，又不具有數(shù)據(jù)通信功能，而且在系統(tǒng)的節(jié)能性、開放性、穩(wěn)定性等方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶的需要，是以只可把它用于用水需求小系統(tǒng)。還有一些公司采用傳統(tǒng)的PID控制方式，并將可編程邏輯控制器與通用變頻器一起使用來構(gòu)成供水系統(tǒng)，并配合觸摸屏、組態(tài)軟件等監(jiān)控軟件等。這種控制方法比較集約化，節(jié)約成本，而且系統(tǒng)的可靠性提高，方便工作人員集中管理，并且系統(tǒng)的編程和調(diào)試操作簡(jiǎn)單。
隨著科技的發(fā)展，電氣電子行業(yè)的產(chǎn)品不斷地更新?lián)Q代，變頻器也逐漸的被廣泛應(yīng)用。在恒壓供水系統(tǒng)中，這種應(yīng)用已經(jīng)不再陌生，恒壓變頻供水系統(tǒng)的系統(tǒng)性能也在不斷改善。為了能更好的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和人民生活，通常結(jié)合先進(jìn)算法對(duì)恒壓變頻調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)以提高變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：S611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
變頻恒壓供水系統(tǒng)具有節(jié)能環(huán)保、安全可靠等特點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用。通過變頻器調(diào)節(jié)輸入交流電的頻率而調(diào)節(jié)異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而改變水泵的出水流量來調(diào)節(jié)供水系統(tǒng)的壓力。因此，供水系統(tǒng)變頻的實(shí)質(zhì)是三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速，通過改變定子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速而實(shí)現(xiàn)調(diào)速的。
一、變頻恒壓供水系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)及組成
本設(shè)計(jì)中，由PLC構(gòu)成系統(tǒng)的控制機(jī)構(gòu)，從系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，可以看出管網(wǎng)水壓通過安裝在總水管上的壓力測(cè)量計(jì)測(cè)量，測(cè)得的壓力值傳送給壓力變送器，壓力變送器把測(cè)得的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)(模擬量)再傳送給PLC，由于PLC不能直接處理模擬量，所以必須通過A/D轉(zhuǎn)換模塊，把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，再經(jīng)過PLC內(nèi)部PID程序運(yùn)算處理，把PLC的運(yùn)算結(jié)果通過D/A轉(zhuǎn)換模塊送至變頻器控制端，從而調(diào)整變頻器的輸出頻率、改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到維持水壓的恒定。為了防止電機(jī)空轉(zhuǎn)，通過安裝在蓄水池中的液位計(jì)來檢測(cè)液位狀況，當(dāng)液位過低時(shí)，電機(jī)停止工作。
二、控制系統(tǒng)的基本要求、組成和工作原理
變頻恒壓供水系統(tǒng)控制的基本要求如下：①供水壓力基本恒定，換泵時(shí)的水壓波動(dòng)小；②共有4臺(tái)水泵，3臺(tái)主水泵，1臺(tái)輔助泵；③變頻器的速度以及工、變頻運(yùn)行由管網(wǎng)壓力變送器來控制；④通過脈沖式水表可以完成用水量的計(jì)量；⑤通過組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的住宅小區(qū)變頻恒壓供水控制過程。本系統(tǒng)是通過閉環(huán)控制系統(tǒng)達(dá)到控制管道內(nèi)水壓的作用，也就是根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來進(jìn)行控制，即通過比較系統(tǒng)行為與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。變頻恒壓供水系統(tǒng)由變頻器、水泵、PLC以及壓力變送器等構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。其系統(tǒng)框圖如圖1所示
針對(duì)目前供水系統(tǒng)存在的問題：主要表現(xiàn)在用水高峰期，特別是早、晚兩個(gè)時(shí)間段，正是人們燒飯洗衣服的時(shí)候，這時(shí)管網(wǎng)中的水的需求量大大高于供給量，水泵提供的管道中水的壓力不斷降低，出現(xiàn)供不應(yīng)求的現(xiàn)象。除了早、晚兩個(gè)時(shí)間段以外的時(shí)間，即用水低峰期，這時(shí)用水量大大降低，管網(wǎng)中水的需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于供給量，水泵提供的管道中水的壓力不斷升高，出現(xiàn)供過于求的現(xiàn)象，這樣有可能使水管爆裂，甚至損壞用水設(shè)備，造成能源的浪費(fèi)。本系統(tǒng)主要通過西門子PLC對(duì)水泵進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化控制，通過西門子變頻器調(diào)整水泵的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行臺(tái)數(shù)，達(dá)到穩(wěn)定水壓和節(jié)約電能的目的。系統(tǒng)通過壓力變送器采集管道中水壓信號(hào)，PLC采集到該信號(hào)后，由A/D轉(zhuǎn)換模塊將采集信號(hào)值與設(shè)定值進(jìn)行比較，西門子PLC能夠進(jìn)行PID控制，PID是比例、積分、微分的縮寫，比例調(diào)節(jié)的作用是能夠加快調(diào)節(jié)速度，積分的作用是減小誤差，從而消除靜差，微分的作用是改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。供水壓力經(jīng)PID調(diào)節(jié)后的輸出量將通過交流接觸器組切換后輸出給水泵的電動(dòng)機(jī)，最終由PLC根據(jù)頻率變化來控制水泵的運(yùn)行數(shù)量和工變頻運(yùn)行狀態(tài)，以此來確保管道水壓的穩(wěn)定。變頻恒壓供水系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。
三、水泵裝置的特性曲線
變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)中配置i臺(tái)工作主泵(一般i=l～3臺(tái))、1臺(tái)小泵及1個(gè)氣壓水罐。供水系統(tǒng)工作特性分析如圖l所示。
為最不利配水點(diǎn)與水源最低水位的高程差，為最不利配水點(diǎn)的工作壓力(水頭)，曲線l為主泵在額定轉(zhuǎn)速n。下的Q一H曲線高效區(qū)，曲線2為主泵在轉(zhuǎn)速下的Q一H曲線高效區(qū)，曲線3為小泵在額定轉(zhuǎn)速下的Q—H曲線高效區(qū)，曲線4為i臺(tái)主泵在額定轉(zhuǎn)速n。下的并聯(lián)Q一H曲線；曲線5為管道特性曲線。曲線為通過曲線1左端點(diǎn)a的相似工況拋物線，曲線為通過主泵額定工況點(diǎn)()的相似工況拋物線，曲線為通過曲線l右端點(diǎn)b的相似工況拋物線。工況點(diǎn)()為供水系統(tǒng)最大流量與揚(yáng)程，為供水系統(tǒng)的恒壓值。
四、水泵及氣壓水罐的選擇
小流量工況點(diǎn)的為主泵在調(diào)速后高效區(qū)運(yùn)行的最小流量，亦為氣壓給水系統(tǒng)中小泵供水的最大流量，為氣壓給水系統(tǒng)的允許最低供水壓力值，即小泵啟動(dòng)的理論最低壓力值。為此，所選擇的小泵的曲線高效段右側(cè)通過工況點(diǎn)e點(diǎn)或在e點(diǎn)附近且不低于e點(diǎn)。在小泵的Q一H曲線高效段左側(cè)確定一點(diǎn)，通過管道損失計(jì)算，使研的最大值不超過系統(tǒng)中配水點(diǎn)的最大供水壓力限值。在小泵Q—H曲線高效段內(nèi)合理確定氣壓水罐的最低工作壓力值(不低于)和最高壓力(不高于)，即合理確定氣壓水罐內(nèi)的工作壓力比。由及鞏平均值，在小泵曲線上確定與其對(duì)應(yīng)的小泵的流量，根據(jù)規(guī)范相關(guān)條款的要求，計(jì)算氣壓水罐的調(diào)節(jié)容積和氣壓水罐的總?cè)莘e，即可選定氣壓水罐的型號(hào)。
五、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
以此為例：利用西門子MM420變頻器、西門子S7-200PLC、壓力變送器等器件構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，以調(diào)節(jié)水泵的工變頻情況，實(shí)現(xiàn)變頻恒壓供水。
3.1主電路電氣原理圖變頻恒壓供水系統(tǒng)總電路圖，如圖3所示，接觸器KM1、KM3、KM5分別控制1#電機(jī)、2#電機(jī)、3#電機(jī)的變頻運(yùn)行，接觸器KM2、KM4、KM6分別控制1#電機(jī)、2#電機(jī)、3#電機(jī)的工頻運(yùn)行，接觸器KM7控制輔助泵的工頻運(yùn)行，PLC的模擬輸出端子M、V控制變頻器的運(yùn)行。為了更好地保護(hù)電機(jī)的運(yùn)行，在電路中加入熱繼電器，它的工作原理是過載電流通過熱元件后，使雙金屬片加熱彎曲去推動(dòng)動(dòng)作機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，從而將電動(dòng)機(jī)控制電路斷開實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)斷電停車，起到過載保護(hù)的作用。FR1、FR2為1#電機(jī)、2#電機(jī)過載保護(hù)用的熱繼電器，F(xiàn)R3、FR4為3#電機(jī)、輔助泵過載保護(hù)用的熱繼電器。
六、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
本供水系統(tǒng)主要用于住宅小區(qū)生活用水，其用水量主要集中在早、晚兩個(gè)時(shí)間段，早上用水量主要集中在6點(diǎn)-9點(diǎn)這個(gè)時(shí)間段，晚上用水量主要集中在18點(diǎn)-22點(diǎn)這個(gè)時(shí)間段，除了這兩個(gè)時(shí)間段以外，平時(shí)都處于低流量狀態(tài)。與通常的工頻氣壓給水設(shè)備相比，采用變頻恒壓供水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)低流量時(shí)的恒壓供水節(jié)能效果可達(dá)30%。系統(tǒng)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，首先啟動(dòng)輔助泵工頻運(yùn)行供水，當(dāng)用水量增大，當(dāng)前管網(wǎng)壓力小于系統(tǒng)設(shè)定壓力時(shí)，1分鐘后，PLC通過變頻器啟動(dòng)l#水泵變頻運(yùn)行，同時(shí)關(guān)閉輔助泵的運(yùn)行。在l#水泵變頻運(yùn)行（從0Hz向上調(diào)整）中，PLC根據(jù)水壓變化進(jìn)行PID調(diào)節(jié)來控制流量，維持水壓。當(dāng)1#水泵變頻運(yùn)行到50Hz時(shí)，如果用水量繼續(xù)增加，當(dāng)前管網(wǎng)壓力仍小于系統(tǒng)設(shè)定壓力時(shí)，1分鐘后，由PLC給出控制信號(hào)，將l#水泵與變頻器斷開，l#水泵由變頻運(yùn)行轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行，同時(shí)變頻器啟動(dòng)2#水泵變頻運(yùn)行。
七、結(jié)論
變頻恒壓供水系統(tǒng)是將壓力傳感器提供的管網(wǎng)壓力信號(hào)，傳送給變頻器，根據(jù)傳感器的采樣值與變頻器的設(shè)定值進(jìn)行比較，通過內(nèi)置的PID功能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，將處理結(jié)果作為變頻器頻率的給定輸入，控制變頻器的輸出頻率，從而控制水泵的轉(zhuǎn)速，保持供水管道的壓力恒定．在用水高峰期，居民用水量增加，管網(wǎng)壓力隨之下降，此時(shí)壓力的變化通過PID運(yùn)算后，最終應(yīng)使變頻器輸出頻率增加，使水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速增加或增加投入運(yùn)行的水泵臺(tái)數(shù)，以此來增加管網(wǎng)壓力，保證供水能力。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào)：TD744 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
水泵供水系統(tǒng)依據(jù)每個(gè)地區(qū)對(duì)水需求量的不同來調(diào)節(jié)變化水泵的流量和壓力以及管道中的流量，以此來滿足各個(gè)地區(qū)的用水需求。在水泵供水系統(tǒng)中，一般有兩種主要的方式來對(duì)水泵流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，第一種方式是通過開大供水閥使其流量上升或者關(guān)小供水閥使流量下降來進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)。在傳統(tǒng)式的水泵控制裝置中，一般都是靠調(diào)節(jié)水泵的進(jìn)出口閥門的開口程度來調(diào)節(jié)水流和水壓的，但是這樣做會(huì)出現(xiàn)一些問題，由于是通過調(diào)節(jié)水泵的出口閥門開口度來抑制電機(jī)過載問題的，因此，這樣做就會(huì)導(dǎo)致閥門開度過小或者是流量小時(shí)壓力過高等問題的出現(xiàn)。第二種做法是，通過控制水泵的調(diào)速來進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速高時(shí)，供水流量就會(huì)增加，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，流量就會(huì)降低，通過對(duì)供水系統(tǒng)中的水泵進(jìn)行調(diào)節(jié)來改變供水的流量。
1核心概念界定
1.1變頻技術(shù)
變頻技術(shù)顧名思義，就是一種通過改變定子供電頻率來實(shí)現(xiàn)電機(jī)變速的技術(shù)手段。在當(dāng)今所有的變速技術(shù)手段中，變頻調(diào)速比任何一種交流調(diào)速方式都具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性，在世界范圍內(nèi)發(fā)生了重大變革，是當(dāng)今一款性能最好，應(yīng)用最廣的高效技術(shù)。變頻技術(shù)采用計(jì)算機(jī)智能控制，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)交流電機(jī)的無(wú)線調(diào)速，它可以依據(jù)負(fù)載的變化而調(diào)節(jié)變速，實(shí)現(xiàn)了能源節(jié)約，提高了生產(chǎn)效率，優(yōu)化了資源的合理利用。
變頻器水泵供水系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)24小時(shí)式的持續(xù)運(yùn)行，根據(jù)壓力信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)，供水質(zhì)量較好，能有效地避免水泵因頻繁啟動(dòng)導(dǎo)致停止或縮短使用壽命等情況的發(fā)生。恒定的水壓供水系統(tǒng)，保護(hù)功能強(qiáng)大，運(yùn)行安全可靠，具有欠壓、過流、過載、過熱、缺相、短路保護(hù)等方面的功能。
1.2水泵供水系統(tǒng)
供水系統(tǒng)又叫做供水設(shè)備，是為了緩解因壓力不足而導(dǎo)致的水流高度及其流量無(wú)法滿足用戶需求的目的。水泵供水系統(tǒng)一般都包含水泵機(jī)、變頻控制器和壓力傳感器及其常用的輔助器件等，當(dāng)然，不同類型的水泵供水系統(tǒng)也會(huì)包含不同的設(shè)備類型。目前，變頻供水設(shè)備主要有這么幾種類型：無(wú)負(fù)壓供水設(shè)備、無(wú)塔變頻供水設(shè)備、雙模變頻供水設(shè)備、家用一體式供水設(shè)備、數(shù)控氣壓式供水設(shè)備和超靜音管中泵變頻供水設(shè)備等。
2變頻水泵供水系統(tǒng)的主要構(gòu)造
變頻水泵供水系統(tǒng)一般包括：PLC控制器、上位機(jī)控制PC機(jī)、變頻調(diào)速器BP、壓力變送器PT、軟啟動(dòng)器BU、水位變送器LT、接觸器K1-K6和其他電控設(shè)備、水泵等主要部分。一般而言，壓力變送器處于供水系統(tǒng)的總出水管上，每一個(gè)用水處的水池里面也安裝兩只水位變送器；PLC控制器一般由西門子S7-300式的模塊組成；運(yùn)用MP277-10寸觸摸屏作為人機(jī)界面；CPU則是315-2dp規(guī)格的；電源模塊主要是PS307-10A；模擬量的輸入模塊是SM331，輸出模塊則為SM332；數(shù)字量的輸入模塊是SM321，輸出模塊是SM322；通信模塊是用CP343-1和CP342-5式的以太網(wǎng)及485總線來進(jìn)行通信的。
3變頻技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的具體運(yùn)用
3.1變頻技術(shù)的節(jié)能原理
變頻器主要是通過調(diào)節(jié)交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)節(jié)能功能的，它除了具備卓越的調(diào)速性能之外，還具有顯著的節(jié)約能源之功效，是當(dāng)今產(chǎn)品技術(shù)改造和更新?lián)Q代的理想調(diào)速裝置。變頻器的應(yīng)用，可以顯著提高水泵電機(jī)轉(zhuǎn)度的控制精度，使得變頻器能在最節(jié)能的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)。依據(jù)流體力學(xué)中的基本原理，我們可知：軸功率與轉(zhuǎn)速的三次方呈正比，當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，其功率需要按照轉(zhuǎn)速的三次方降低，由此可見，精確的調(diào)整轉(zhuǎn)速對(duì)于節(jié)能具有可觀的效果。
3.2變頻技術(shù)的控制原理
變頻技術(shù)在水泵供水系統(tǒng)中的控制原理詳見圖1所示。壓力變送器和水位變送器電源都是運(yùn)用PLC式電源模塊提供的通用DC24V型號(hào)的電源，輸出信號(hào)則采用4～20mA電流環(huán)信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到壓力和水位信號(hào)與預(yù)設(shè)值經(jīng)過PID運(yùn)算后，通過控制變頻器的輸出頻率來調(diào)整變頻器電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，在水位限制內(nèi)來保持供水的壓力、流量處于恒定狀態(tài)。在這種運(yùn)行原理下，就構(gòu)成了以設(shè)定壓力為基準(zhǔn)的壓力閉環(huán)系統(tǒng)。通過自動(dòng)監(jiān)測(cè)水池里水位的低限信號(hào)，輸出水位低限信號(hào)或直接停機(jī)來做到無(wú)人值守式的遠(yuǎn)程控制。
3.3變頻器技術(shù)主要工作流程
變頻控制系統(tǒng)一般都有兩種主要的工作方式：現(xiàn)地控制和遠(yuǎn)程遙控。
（1）現(xiàn)地控制
現(xiàn)地控制一般具有手動(dòng)操作及其信號(hào)顯示等基本功能，工作人員在檢查和維修變頻器故障時(shí)，可以根據(jù)工作的具體需求來控制水泵的啟動(dòng)、停止?fàn)顟B(tài)。
（2）遠(yuǎn)程遙控
變頻器在運(yùn)作過程中，主要是通過循環(huán)投切的方式來啟動(dòng)主、備兩種水泵，軟啟動(dòng)器在變頻器故障的狀態(tài)下能夠通過轉(zhuǎn)換按鈕的操作來代替變頻器。當(dāng)自動(dòng)開關(guān)合上之后，主泵電機(jī)開始通電，變頻器控制輸出從OHz開始上升并監(jiān)控壓力傳感器的數(shù)據(jù)壓力。當(dāng)壓力不強(qiáng)時(shí)，輸出頻率會(huì)持續(xù)上升，直到可以達(dá)到50Hz之后，主泵切換到工頻狀態(tài)，變頻器切入到備用泵使變頻器能夠順利啟動(dòng)，啟動(dòng)變頻器后，繼續(xù)加大水量，使壓力達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)之后，水泵能以正常的頻率進(jìn)行工作并保持輸出時(shí)的壓力狀態(tài)。假如水泵在運(yùn)行過程中突然出現(xiàn)停電或者停機(jī)等故障時(shí)，需要等待電源恢復(fù)或者系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)之后才能繼續(xù)按照預(yù)先設(shè)置好的工作流程實(shí)現(xiàn)多臺(tái)水泵的順序變頻啟動(dòng)、停止和循環(huán)變頻等環(huán)節(jié)。
3.4供水系統(tǒng)的調(diào)頻設(shè)置
變頻器式的水泵供水系統(tǒng)中，工作人員需要將總供水管路的最高輸出壓力設(shè)定為最大的工作壓力，通過合理地設(shè)定變頻器壓力來提升壓力曲線，輸出最大的壓力和最高、最低的運(yùn)行頻率。這樣做的目的在于，能夠使供水系統(tǒng)中的兩臺(tái)水泵總會(huì)有一個(gè)水泵處于變頻運(yùn)行中，而另外一個(gè)水泵則處于工頻或者是停機(jī)狀態(tài)中。當(dāng)前我國(guó)的變頻器水泵供水系統(tǒng)中，大部分的時(shí)間內(nèi)都是只有一個(gè)主泵的工作是設(shè)定在低頻工作段之內(nèi)的，而備用的那個(gè)水泵一般都是處于停機(jī)狀態(tài)中，這樣做可以有效地提高整個(gè)供水系統(tǒng)的節(jié)能效果。
4總結(jié)語(yǔ)
變頻器式的供水系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)水塔或高位水箱、氣壓供水系統(tǒng)而言，具有安全性高、效率好、自動(dòng)化程度高、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠等方面的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于我國(guó)的社會(huì)生產(chǎn)生活中。在供水系統(tǒng)中采用變頻器技術(shù)，使水泵變頻的啟動(dòng)更加平穩(wěn)，對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的沖擊破壞力也得到減小，系統(tǒng)大部分時(shí)間都處于一種低頻狀態(tài)下工作，其工作的可靠性較高，節(jié)能性能較好，對(duì)其進(jìn)行投入應(yīng)用，具有重大的現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)略意義，值得被廣泛推廣應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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2某小區(qū)熱水供暖系統(tǒng)一次網(wǎng)中調(diào)速供水應(yīng)用例
北京育新花園小區(qū)熱水供暖系統(tǒng)一次網(wǎng)采用3臺(tái)ISB200/150-400-50A型水泵，其中1臺(tái)備用。根據(jù)系統(tǒng)一次網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量，采用1臺(tái)水泵即可滿足系統(tǒng)的正常使用要求。熱水供暖系統(tǒng)一次網(wǎng)為實(shí)現(xiàn)在室外溫度變化時(shí)，循環(huán)水泵保持在最佳流量工況下運(yùn)行的目標(biāo)，系統(tǒng)一次網(wǎng)的循環(huán)流量應(yīng)隨著系統(tǒng)熱負(fù)荷的變化而動(dòng)態(tài)調(diào)整。對(duì)小區(qū)熱水供暖系統(tǒng)一次網(wǎng)采用“質(zhì)量-流量?jī)?yōu)化調(diào)節(jié)”，對(duì)應(yīng)不同的熱負(fù)荷，系統(tǒng)循環(huán)水量在整個(gè)采暖季的分布情況和調(diào)節(jié)情況對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1。
表1系統(tǒng)一次網(wǎng)循環(huán)水泵兩種方法調(diào)節(jié)流量時(shí)的軸功率比較
表1中數(shù)據(jù)表明:系統(tǒng)一次網(wǎng)在流量為159t/h和300t/h的工況下運(yùn)行的時(shí)間較多，大約各占700個(gè)小時(shí);而流量小于150t/h和大于400t/h的工況運(yùn)行時(shí)間較少，大約各占80個(gè)小時(shí)。用變頻器驅(qū)動(dòng)水泵電機(jī)，進(jìn)行質(zhì)量-流量?jī)?yōu)化調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)供暖系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行。
表1中的數(shù)據(jù)給出了熱水供暖系統(tǒng)一次網(wǎng)中在不同的循環(huán)水量狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，傳統(tǒng)的循環(huán)水泵閥門調(diào)節(jié)和變頻調(diào)速調(diào)節(jié)的軸功率對(duì)比。電價(jià)以0.6元/kWh計(jì)算，系統(tǒng)一次網(wǎng)循環(huán)水泵在一個(gè)采暖季里，采用閥門調(diào)節(jié)流量，運(yùn)行電耗費(fèi)用:123，9022×0.6=7.4萬(wàn)元(人民幣);采用變頻調(diào)速方式，運(yùn)行電費(fèi)支出:43，040×0.6=2.6萬(wàn)元。一個(gè)采暖季中，小區(qū)熱水供暖系統(tǒng)一次網(wǎng)循環(huán)水泵使用變頻調(diào)速方式可減少電耗80，802kWh，節(jié)省費(fèi)用4.8萬(wàn)元。
市場(chǎng)上變頻器的價(jià)格大約在800～900元/kW，ISB200/150-400-50A型水泵的功率為75kW，循環(huán)水泵配用變頻調(diào)速設(shè)備使用投資大約為元6萬(wàn)元左右，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上看，不到兩個(gè)采暖季就可收回投資。
3某飯店供水系統(tǒng)應(yīng)用例
北京西直門外地區(qū)某飯店的供水系統(tǒng)原來由3臺(tái)泵組成，每臺(tái)泵的出水管均裝有手動(dòng)閥門，供檢修和調(diào)節(jié)水量用。經(jīng)變頻調(diào)速改造后，新系統(tǒng)中除了有變頻器以外，還有反映管網(wǎng)壓力的壓力傳感器和電接點(diǎn)壓力表及信號(hào)放大系統(tǒng)，還有實(shí)現(xiàn)邏輯控制的PLC。PLC控制3臺(tái)水泵的啟動(dòng)和停止，壓力傳感器為變頻器提供了反饋量，并和變頻器組成了壓力閉環(huán)系統(tǒng)，使系統(tǒng)始終在恒壓狀態(tài)工作。電接點(diǎn)壓力表用來檢測(cè)管路的最小壓力。
新系統(tǒng)中，一臺(tái)變頻器循環(huán)啟動(dòng)3臺(tái)泵，1號(hào)、2號(hào)泵的功率是15kW,3號(hào)泵為11kW。經(jīng)測(cè)算1號(hào)泵或2號(hào)泵全力工作一般就會(huì)滿足整個(gè)系統(tǒng)的最大用水量，3號(hào)泵是備用泵。白天供水投入1號(hào)泵，使它工作在變頻調(diào)速狀態(tài)，構(gòu)成壓力閉環(huán)系統(tǒng)。但為了均衡水泵的使用壽命，采用定時(shí)換泵的方式8小時(shí)輪換一個(gè)班次，即8小時(shí)后，2號(hào)泵工作運(yùn)行，1號(hào)泵轉(zhuǎn)為備用，循環(huán)使用。當(dāng)夜間供水量減小，或這兩臺(tái)泵處于檢修狀態(tài)時(shí)，3號(hào)泵啟動(dòng)并變頻運(yùn)行和維持恒壓。
系統(tǒng)采用了富士變頻器FRN15P11S-4CX，容量23kVA，額定電流30A，頻率變動(dòng)范圍0～120Hz，1號(hào)和2號(hào)泵的型號(hào)為80DL50-20×3額定電壓380V，額定電流30A，額定轉(zhuǎn)速1450rpm。3號(hào)泵的型號(hào)為65LG3620×3，是立式多級(jí)分段式離心泵。由于變頻器在任何一個(gè)確定的時(shí)間只驅(qū)動(dòng)一臺(tái)泵的拖動(dòng)電機(jī)，故3臺(tái)泵的啟動(dòng)、停止采用邏輯控制實(shí)現(xiàn)相互閉鎖，保證可靠切換。為確保控制要求的實(shí)現(xiàn)，將3臺(tái)電機(jī)所有的控制、保護(hù)、檢測(cè)單元全部集中在一個(gè)控制柜里。
表2給出1臺(tái)15kW的水泵分別在定速和變速情況下運(yùn)行測(cè)得的數(shù)據(jù)。
從表2中數(shù)據(jù)對(duì)比知道，水泵變頻運(yùn)行后:
電源電壓下降了63%，電機(jī)定子電流下降41.3%
電源頻率下降12%，功率因數(shù)提高3.1%
流量減少4%水壓降低7.7%
轉(zhuǎn)速下降8.9%
使用計(jì)算調(diào)速前后的功率之比，式中p為有功功率，U1、I1分別為電機(jī)定子線電壓和線電流。
工頻運(yùn)行時(shí)有:;
變頻運(yùn)行時(shí)有:。功率差p1-pB=8.22(kW)。每年360個(gè)工作日，每個(gè)工作日平均工作16個(gè)小時(shí)，可節(jié)約電能w=(p1-pB)×16×360=47347.2(kWh)，電價(jià)按0.6元/kWh計(jì)算，每年可節(jié)約電費(fèi)支出2.84萬(wàn)元。而購(gòu)買變頻設(shè)備的費(fèi)用是2萬(wàn)多元，從分析知道，1年便可以回收設(shè)備投資。
表21臺(tái)15kW的水泵變頻調(diào)速前后各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比
4水泵變頻調(diào)速的綜合結(jié)果
從以上某小區(qū)熱水供暖系統(tǒng)一次網(wǎng)中調(diào)速供水和飯店供水系統(tǒng)應(yīng)用例中知道:水泵經(jīng)變
頻調(diào)速以后，除了具有很好的節(jié)能效果外，在以下性能指標(biāo)上獲得了提高:
(1)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng);工作電流下降，電機(jī)運(yùn)行溫度明顯下降，同時(shí)減少了機(jī)械磨損，機(jī)械檢修工作量也大幅減少。
(2)各種保護(hù)功能完善，沒有再發(fā)生因過載、單相運(yùn)行而燒毀電機(jī)的現(xiàn)象，確保了安全運(yùn)行。
(3)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，避免了無(wú)調(diào)速水泵啟動(dòng)對(duì)周邊設(shè)備及電網(wǎng)的沖擊。
(4)能自動(dòng)維持恒壓供水并無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)水壓;供水質(zhì)量好，由于取消了高位水箱，防止了水的二次污染。
(5)自動(dòng)化程度提高，提高了水泵的運(yùn)行效率。
5結(jié)語(yǔ)
根據(jù)調(diào)查資料顯示，北京地區(qū)的供水系統(tǒng)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)有一定的普及程度，但還有
很大潛力，繼續(xù)在北京地區(qū)的供水系統(tǒng)中普及應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益是明顯的，技術(shù)優(yōu)勢(shì)也是明顯的，尤其是具有較大幅度的節(jié)能效果。但同時(shí)也有一些問題，如:變頻恒壓供水系統(tǒng)停電既停水。另外變頻器工作產(chǎn)生的高次諧波對(duì)電網(wǎng)電壓有一定影響，尤其是電網(wǎng)有效容量越小，變頻器容量越大，影響程度就越大，這種影響會(huì)使電力電容、電抗器、變壓器容易發(fā)熱，并產(chǎn)生電磁諧振，電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)產(chǎn)生附加損耗，繼電器產(chǎn)生誤動(dòng)作。我國(guó)的GB12668-90中規(guī)定:電氣設(shè)備使用時(shí)，引起的電壓畸變率要小于10%，任何奇次諧波不超過5%，偶次諧波不超過2%，使用變頻器后，在電網(wǎng)局部地區(qū)可能會(huì)出現(xiàn)電壓畸變超出國(guó)標(biāo)的情況，宜采取相應(yīng)的措施處理。
1 恒壓供水控制
所謂的恒壓供水控制就是采用變頻調(diào)速對(duì)不同的水量變化對(duì)水壓進(jìn)行控制，使得水壓始終可以保證在一個(gè)恒定值，以保證城市正常的生產(chǎn)，居民日常生活的用水需求。恒壓供水控制方式是目前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)供水控制方式，它可以保證水壓的恒定，并實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)進(jìn)行集中的控制與監(jiān)管，它相對(duì)于傳統(tǒng)的供水方式而言穩(wěn)定性和可靠性非常的高，同時(shí)它的操作簡(jiǎn)單方便，可進(jìn)行自動(dòng)化操作管理更還可以節(jié)約電能。
2 變頻調(diào)速控制原理
變頻恒壓供水系統(tǒng)主要由電動(dòng)機(jī)、水泵機(jī)組、測(cè)壓穩(wěn)壓罐、壓力傳感器、變頻控制柜、閥門和管道等組成。首先要先通過傳感器對(duì)水的壓力進(jìn)行反饋，再通過調(diào)節(jié)變頻器進(jìn)行輸出，以此來調(diào)節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而對(duì)水泵的出水流量進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)供水壓力的恒定。所以說，變頻恒壓供水系統(tǒng)的變頻，實(shí)質(zhì)就是三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速過程。
3 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則
簡(jiǎn)單來說，就要保證泵的節(jié)能性且保證恒定供水。
4 變頻恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例
4.1 設(shè)備選用
對(duì)于變頻恒壓供水系統(tǒng)的設(shè)備選用，首先應(yīng)考慮的是運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行供水系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制和管理（多數(shù)機(jī)械設(shè)備的變頻都是選用與PLC進(jìn)行結(jié)合的技術(shù)），通過PLC進(jìn)行控制的變頻恒壓供水系統(tǒng)包括可編程控制器、變頻器、壓力變送器和水泵，（大多數(shù)情況下可編程控制器都會(huì)選用西門子S7-200系列的PLC進(jìn)行變頻控制以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行控制），此系統(tǒng)同時(shí)具有手動(dòng)與自動(dòng)兩種工作操作方式，且具有自診斷故障功能和自處理故障功能，同時(shí)可在發(fā)生故障的第一時(shí)間發(fā)出報(bào)警信號(hào)，泵的電動(dòng)機(jī)功率為220KW，以PID計(jì)算方法進(jìn)行水壓的閉環(huán)控制。
4.2 變頻恒壓供水系統(tǒng)的原理圖設(shè)計(jì)
水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由變頻器進(jìn)行控制的，以此來實(shí)現(xiàn)水壓的恒壓控制。當(dāng)系統(tǒng)被啟動(dòng)時(shí)，首先應(yīng)閉合空氣開關(guān)，并把轉(zhuǎn)換開關(guān)調(diào)到變頻位置，此時(shí)電流通過開關(guān)送到交流接觸器和熱繼電器上，再進(jìn)行加載到達(dá)變頻器上，這時(shí)變頻器輸出驅(qū)動(dòng)，變頻電機(jī)開始啟動(dòng)運(yùn)行；此時(shí)應(yīng)要注意的是，當(dāng)檢測(cè)得到的管網(wǎng)壓力大于設(shè)定值，則系統(tǒng)不能被啟動(dòng)，而當(dāng)管網(wǎng)壓力小于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)正常被啟動(dòng)。
當(dāng)變頻器出現(xiàn)故障時(shí)，為了保證城市居民的正常用水，應(yīng)當(dāng)采用臨時(shí)的手動(dòng)工頻進(jìn)行供水控制。首先要切斷加在變頻器上的三相電源，并將電源連接在工頻中，當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，接觸器KM1、KM2和時(shí)間繼電器得電，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到指定數(shù)值時(shí)，時(shí)間繼電器KT開始動(dòng)作，此時(shí)KM1、KM2主觸點(diǎn)隨即斷開，接觸器KM3得電閉合，此時(shí)電機(jī)的額定電壓已進(jìn)入到了全壓的運(yùn)行狀態(tài)，即達(dá)到臨時(shí)手動(dòng)供水目的。
4.3 變頻器功能參數(shù)設(shè)置（見表1）
4.4 節(jié)能分析
根據(jù)水泵的比例定律可以得出，水泵動(dòng)力下管道內(nèi)的水流流量分別與變頻調(diào)速的轉(zhuǎn)速及其損耗功率都成正比，而其轉(zhuǎn)速的三次方與功率同樣也成正比，所以變頻調(diào)速的控制方式供水所消耗的功率要比閥門控制方式供水消耗的功率小很多，節(jié)能效果才會(huì)顯著，這也是變頻調(diào)速供水系統(tǒng)具有節(jié)能效果的最基本方面。
在整個(gè)供水系統(tǒng)中，當(dāng)管道、管路中水流閥門的開度保持不變的情況下，可以表現(xiàn)出供水系統(tǒng)的基本特性，還可以表現(xiàn)出所處的工作點(diǎn)的揚(yáng)程特性，其揚(yáng)程特性曲線是以全揚(yáng)程與流量間的關(guān)系的曲線H1=f（QG）表示的；當(dāng)水泵的轉(zhuǎn)速不發(fā)生變化時(shí)，其可以變現(xiàn)出管阻特性，管阻特性曲線則用揚(yáng)程H與流量Q之間的關(guān)系H=f（Qu）表示；而當(dāng)管道閥門或管路閥門的開度不同時(shí)其變現(xiàn)出得管阻特性曲線也會(huì)不同。揚(yáng)程特性曲線與管阻特性曲線的交叉點(diǎn)形成了供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)，被稱之為供水系統(tǒng)的工作點(diǎn)，此點(diǎn)的供水系統(tǒng)是處于平衡狀態(tài)的，系統(tǒng)運(yùn)行也十分穩(wěn)定；所謂的供水功率是供水系統(tǒng)在向用戶進(jìn)行供水時(shí)所消耗的功率P（KW）。
恒壓供水技術(shù)是采用變頻器對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率進(jìn)行改變，以達(dá)到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，改變水泵出水口的壓力，這種方式可以降低水管道所受的阻力，進(jìn)而減少了截流造成的能源損失。
5 結(jié)束語(yǔ)
結(jié)合實(shí)踐，將變頻技術(shù)應(yīng)用于城市的供水系統(tǒng)，通過PLC進(jìn)行變頻調(diào)速，使得城市用水控制系統(tǒng)完全上升到了自動(dòng)化的階段，不僅可以起到節(jié)能環(huán)保的作用，其運(yùn)行系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，其控制操作也更加簡(jiǎn)便安全。
Abstract: Combined with the author’s practical work experience, we introduce the basic principle of the constant pressure water supply and the system composition basics, for your reference.
Key words: building; frequency control; constant pressure water supply; system design
中圖分類號(hào)：TV674文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-2104（2012）
本文研究設(shè)計(jì)的變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)可運(yùn)用于居民小區(qū)的高層樓宇，在本供水系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速運(yùn)行方式，可根據(jù)實(shí)際需要水壓的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速或加減泵，實(shí)現(xiàn)恒壓供水，系統(tǒng)增加了夜間小流量睡眠功能，睡眠后低壓仍然能自動(dòng)喚醒變頻運(yùn)行，在最大程度上節(jié)能降耗。系統(tǒng)自動(dòng)化程度高,可以做到無(wú)人職守狀態(tài)。
隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，目前城市高層建筑的供水問題日益突出。一方面要求提高供水質(zhì)量，不能因?yàn)閴毫Φ牟▌?dòng)造成供水的障礙；另一方面要求保障供水的可靠性和安全性，在突然發(fā)生火災(zāi)時(shí)能可靠供水。針對(duì)這兩個(gè)方面的要求，新的供水方式和控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，這就是應(yīng)用PLC控制的變頻調(diào)速恒壓無(wú)塔供水系統(tǒng)。
1 變頻調(diào)速恒壓供水基本原理
1.1 工藝要求
對(duì)生活/消防水泵雙恒壓供水系統(tǒng)的基本要求是：
1.1.1生活供水時(shí)，該系統(tǒng)應(yīng)低恒壓值運(yùn)行，消防供水時(shí)，該系統(tǒng)應(yīng)高恒壓值運(yùn)行。
1.1.2 水泵根據(jù)恒壓的需求，采用“先開先停”的原則介入和退出。
1.1.3 在用水量小的情況下，如果一臺(tái)泵連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間超過三個(gè)小時(shí)，則要切換到下一臺(tái)泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能”，避免某一臺(tái)泵工作的時(shí)間過長(zhǎng)。
1.1.4 水泵在啟動(dòng)時(shí)要有軟啟動(dòng)功能。
1.2 系統(tǒng)組成和基本工作原理
以一個(gè)生活/消防水泵雙恒壓無(wú)塔供水系統(tǒng)為例來說明其工藝過程，市網(wǎng)來水用高低水位控制器EQ 來控制注水閥 TV1，它們自動(dòng)把水注滿儲(chǔ)水池，只要水位低于高水位，則自動(dòng)往水箱中注水。水池的高/低水位信號(hào)也直接送給 PLC，作為低水位報(bào)警用。為了保障供水的持續(xù)性，水位上下限傳感器高低距離不是相差很大。生活用水和消防用水各用三臺(tái)泵，平時(shí)電磁閥YV2 處于失電狀態(tài)，關(guān)閉消防管網(wǎng)，水泵根據(jù)生活用水的多少，按一定的控制邏輯運(yùn)行，使生活用水的恒壓狀態(tài)（生活用水低恒壓值）下進(jìn)行；當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，電磁閥 YV2 得電，關(guān)閉生活用水管網(wǎng)，三臺(tái)供消防用水泵使用，并根據(jù)用水量的大小，使消防供水也在恒壓狀態(tài)（消防用水高恒壓值）下進(jìn)行。火災(zāi)結(jié)束后三臺(tái)泵再改為三臺(tái)生活供水泵進(jìn)行使用。
2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
產(chǎn)生水壓的設(shè)備是水泵，水泵轉(zhuǎn)動(dòng)的越快，產(chǎn)生的水壓就越高。傳統(tǒng)的維持水壓的方法就是建造水塔，水泵開著時(shí)將水打到水塔中，水泵休息時(shí)借助水塔的水位繼續(xù)供水。水塔中的水位變化相對(duì)水塔的高度來說很小，也就是說水塔能夠維持供水管路中水壓的基本恒定。
但建造水塔需花費(fèi)財(cái)力，水塔還會(huì)造成水的二次污染。不用水塔，而要解決水壓隨用水量大小變化的問題。通常的辦法是：用水量大時(shí)，增加水泵的數(shù)量或提高水泵的轉(zhuǎn)動(dòng)速度以保證管網(wǎng)中的水壓不變，用水量小時(shí)又需做出相反的調(diào)節(jié)。這就是恒壓供水的基本思路。這在電動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)技術(shù)不發(fā)達(dá)的年代是不可設(shè)想的，但是今天需要辦到這一點(diǎn)已經(jīng)變的很容易了，交流變頻的誕生為水泵轉(zhuǎn)速的平滑連續(xù)調(diào)節(jié)提供了方便。交流變頻器是改變交流電源頻率的電子設(shè)備，輸入三相工頻交流電后，可以輸出頻率平滑變化的三相交流電。
3 硬件與軟件實(shí)現(xiàn)
3.1 主電路設(shè)計(jì)
在主電路中，采用一臺(tái)變頻器控制三臺(tái)生活水泵電機(jī)和三臺(tái)消防水泵電機(jī)，生活水泵電機(jī)都具有變頻/工頻兩種工作狀態(tài)，消防采用工頻工作狀態(tài)。KM1、KM3、KM5、分別為電機(jī)M4、M5、M6工頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器，KM2、KM4、KM6 分別為電機(jī) M4、M5、M6變頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器，KM10為接通變頻器電源用的接觸器，它的啟動(dòng)由PLC的輸出端 Y13來控制。
除此之外，電路中還設(shè)有保護(hù)功能，6 臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別接上三個(gè)額定電流為35A的熱繼電器，對(duì)電機(jī)過載進(jìn)行保護(hù)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)和控制電路的短路保護(hù)，電路中設(shè)有三個(gè)額定電流為 50A 的熔斷器和一個(gè)額定電流為196A 的空氣開關(guān)（QS）。變頻器電源輸入端子（R，S，T）經(jīng)過空氣開關(guān)與熔斷器三相電源連接，當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與設(shè)定不一致時(shí)，需要調(diào)換輸出端子（U，V，W）的任意兩相，電動(dòng)機(jī)一定要保證在工頻輸出電源拖動(dòng)和變頻輸出電源拖動(dòng)兩種情況下電機(jī)旋向的一致性，否則在變頻/工頻的切換過程中會(huì)產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)換電流，致使轉(zhuǎn)換無(wú)法成功。
供水壓力設(shè)定值通過變頻器的2和5端子（0～5V）設(shè)定，10端子是頻率設(shè)定電源，由 DC24V 電源供電的壓力傳感器得到實(shí)測(cè)壓力信號(hào)后，通過電流分配器然后由變頻器4端接收此信號(hào)，此測(cè)量值與給定值比較得到差值，通過變頻器內(nèi)置PID進(jìn)行計(jì)算,調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率。當(dāng)變頻器故障時(shí)，由A-C端導(dǎo)通，輸出報(bào)警信號(hào)給PLC的輸入端X7（無(wú)故障時(shí)，B-C導(dǎo)通，A-C端不導(dǎo)通）。然后PLC控制切斷水泵機(jī)組的運(yùn)行，同時(shí)PLC輸出端Y6進(jìn)行聲光報(bào)警。變頻器的正轉(zhuǎn)啟動(dòng)和復(fù)位端由PLC輸出端Y11和Y12控制，頻率檢測(cè)的上/下限信號(hào)分別通過OL和FU輸出到PLC的X11與X10輸入端并與壓力上下限一起作為PLC的增泵、減泵控制信號(hào)。
3.2 控制電路設(shè)計(jì)
根據(jù)系統(tǒng)控制要求，首先要對(duì)PLC輸入輸出口進(jìn)行配置。
3.2.1 在該 PLC 控制系統(tǒng)中，三臺(tái)生活水泵 M4,M5,M6 均可變頻工作，也可工頻工作，由接觸器進(jìn)行切換，三臺(tái)消防工頻工作水泵，需由PLC 的9個(gè)輸出信號(hào)進(jìn)行控制。
3.2.2 蓄水池進(jìn)水閥由 PLC 控制開關(guān)閥門，占1 個(gè)輸出端，蓄水池水位檢測(cè)由液位檢測(cè)傳感器返回 PLC，占PLC 一個(gè)模擬端輸入口；
3.2.3 變頻器的啟停占 PLC 的1個(gè)輸出端，復(fù)位占1個(gè)輸出端，控制變頻器電源用接觸器開關(guān)占 1 輸出端；
3.2.4 故障聲光報(bào)警占 PLC的1個(gè)輸出端；自動(dòng)和手動(dòng)占PLC一個(gè)輸出口；
3.2.5 壓力傳感器向PLC 返回一個(gè)4～20mA 的電流信號(hào)，作為壓力反饋，占1個(gè)模擬端輸入口；火災(zāi)信號(hào)輸入占一個(gè)輸入口；
3.2.6 控制系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止，消防水泵啟動(dòng)和停止需占PLC 4 個(gè)輸入端；
3.2.7 6 臺(tái)電機(jī)過載占 6 個(gè)輸入端；
3.2.8 PLC共使用輸入端子16個(gè)；輸出端子18個(gè)；
3.2.9 PLC的 A/D轉(zhuǎn)換器中液位傳感器和壓力傳感器各占一個(gè)輸入端。
4 結(jié)論
變頻恒壓無(wú)塔供水系統(tǒng)包括生活用水的恒壓控制和消防用水的恒壓控制--即雙恒壓系統(tǒng)。介紹了變頻恒壓供水的基本原理以及系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)，從系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案和實(shí)際需求分析開始，緊密的聯(lián)系實(shí)際生活的需要，設(shè)計(jì)了樓宇變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序。以 PLC為主機(jī)的控制系統(tǒng)豐富了系統(tǒng)的控制功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。
參考文獻(xiàn)：
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[2]程周.可編程控制器原理與應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社 2003.
1 供水系統(tǒng)分析及變頻器的特點(diǎn)
人們?cè)谏詈凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)中離不開水，水是生命存活的必備資源，是關(guān)系到人類幸福指數(shù)的核心物質(zhì)。隨著社會(huì)的發(fā)展，人口數(shù)量不斷增加，城市人口逐年提高，住宅樓向高層化、集中化進(jìn)展，人均日用水量也在急劇增加，使得在用水高峰期供水壓力不足，高層的建筑上不去水，而低峰期則壓力過高，又造成能源浪費(fèi)。而壓力過高也存在著安全隱患，易造成爆管事故，同時(shí)影響正常供水和居民用水，給居民生活帶來不便。
社會(huì)的發(fā)展也伴隨著科技的創(chuàng)新，居民用水面臨的上述問題能夠得到很好的解決。為此，設(shè)計(jì)出變頻器恒壓供水方式。恒壓供水，是供水系統(tǒng)保持供水壓力恒定，使供水和用水之間保持平衡，即用水量多時(shí)供水量多，用水量少時(shí)供水量也少。這樣就滿足了在不同用水量狀況時(shí)總能保持供水管網(wǎng)中的水壓基本恒定，滿足終端用水客戶的需求。
變頻技術(shù)是應(yīng)交流電動(dòng)機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的需要而誕生的，變頻器是把電網(wǎng)提供的工頻（50赫茲）交流電變換成輸出頻率連續(xù)可調(diào)的交流電，以實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)平滑變速運(yùn)行的設(shè)備。（三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為：n=60f/p（1-s），f即為電源頻率P為電機(jī)極對(duì)數(shù) s代表轉(zhuǎn)差率）交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)是一項(xiàng)廣泛應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的軟起動(dòng)和軟停止，降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)也降低了設(shè)備的故障率，大幅減少了電能的消耗，同時(shí)減少了機(jī)械磨損，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定、長(zhǎng)周期運(yùn)行。
2 變頻恒壓供水系統(tǒng)的硬件組成及控制原理
變頻恒壓供水系統(tǒng)是由壓力傳感器、變頻器、可編程序控制器（PLC）、水泵機(jī)組及若干輔助部件構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2.1 硬件的功能
壓力傳感器 壓力傳感器是將測(cè)得的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。是使用最為廣泛的一種傳感器，應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán)境中。壓力傳感器的精度直接影響系統(tǒng)的控制質(zhì)量。變頻供水系統(tǒng)中的壓力傳感器一般采用電阻式傳感器或壓力變送器，壓力傳感器的輸出信號(hào)傳遞到變頻器。
可編程序控制器（Programmable Logic Controller），也稱為可編程邏輯控制器，簡(jiǎn)寫為PLC。 是整個(gè)恒壓供水系統(tǒng)的核心控制部件。PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動(dòng)控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置。它使用可編寫程序的存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)指令，實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序控制、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算功能。PLC的工作原理也就是通過對(duì)外部輸入的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)、并對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理后，再輸出控制量。它具有編程簡(jiǎn)單易學(xué)、工作可靠性高、安裝維護(hù)方便等特點(diǎn)。
變頻器 是一種將電網(wǎng)供電頻率50Hz的交流電轉(zhuǎn)換成輸出頻率連續(xù)可調(diào)的交流電的電氣設(shè)備，是輸出頻率可調(diào)的電源。因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為n=60f/P（1-s），從中可以看出，改變電動(dòng)機(jī)供電電源的頻率f，可以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速。在恒壓供水系統(tǒng)中變頻器接收來自傳感器采集的壓力信號(hào)，通過變頻器內(nèi)部自帶的采樣程序及PID閉環(huán)程序與用戶設(shè)定的壓力構(gòu)成閉環(huán)， 對(duì)終端設(shè)備電機(jī)（水泵）進(jìn)行控制，以達(dá)到水泵恒壓力供水的要求。供水系統(tǒng)中可以一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)（水泵）即水泵組的運(yùn)行，也可以每臺(tái)變頻器只控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)（水泵）運(yùn)行。
水泵組 把電動(dòng)機(jī)和水泵連成一體，通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制水泵水量和水壓的變化，是恒壓供水系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。恒壓供水系統(tǒng)中通常設(shè)置多臺(tái)水泵（3臺(tái)為例），供水量大時(shí)開啟3臺(tái)，供水量小時(shí)開1臺(tái)或2臺(tái)。每臺(tái)水泵的出水管均有手動(dòng)閥，以供維修和調(diào)節(jié)水量之用。水泵組中的水泵統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作，以滿足供水需要。
2.2 變頻器恒壓供水系統(tǒng)的控制原理
壓力傳感器檢測(cè)管網(wǎng)壓力，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)送進(jìn)變頻器的模擬量輸入端，與設(shè)定的壓力值進(jìn)行比較，并通過變頻器內(nèi)置的PID運(yùn)算將結(jié)果轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)節(jié)信號(hào)，以調(diào)整水泵電動(dòng)機(jī)的電源頻率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制水泵轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)了供水系統(tǒng)的供水量，達(dá)到恒壓供水的目的。
自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，由PLC控制電動(dòng)機(jī)的工頻運(yùn)行和變頻運(yùn)行繼電器，依據(jù)條件進(jìn)行增泵升壓和減泵降壓控制。每次運(yùn)行先啟動(dòng)1#泵，當(dāng)用水量增高水壓下降，變頻器輸出頻率增加至工頻時(shí)，水壓仍低于設(shè)定值，由PLC控制將1#泵切換至工頻電網(wǎng)恒速運(yùn)行，同時(shí)啟動(dòng)2#泵并進(jìn)入變頻運(yùn)行，系統(tǒng)恢復(fù)對(duì)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止；如果用水量繼續(xù)增加，當(dāng)2#泵加速運(yùn)行變頻器輸出頻率達(dá)到工頻時(shí)，水壓仍低于設(shè)定值，由PLC控制切換至工頻電網(wǎng)恒速運(yùn)行，同時(shí)3#水泵啟動(dòng)變頻運(yùn)行，系統(tǒng)對(duì)水壓閉環(huán)調(diào)節(jié)，直到水壓達(dá)到設(shè)定值為止；當(dāng)用水量下降水壓增高時(shí)，變頻器輸出頻率降到啟動(dòng)頻率而水壓仍高于設(shè)定值，停止該水泵的運(yùn)行，系統(tǒng)恢復(fù)對(duì)水壓的閉環(huán)調(diào)節(jié)，使壓力重新達(dá)到設(shè)定值；當(dāng)用水量繼續(xù)下降，每當(dāng)減速運(yùn)行變頻器輸出頻率降至啟動(dòng)頻率時(shí)，則將此泵停止運(yùn)行，直到剩下最后一臺(tái)變頻泵運(yùn)行為止。
系統(tǒng)還設(shè)置了手動(dòng)運(yùn)行模式，該模式主要用于系統(tǒng)出錯(cuò)或是變頻器的故障檢修。
3 變頻器恒壓供水的優(yōu)勢(shì)
1）采用變頻器恒壓供水系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的無(wú)人值守全自動(dòng)供水控制；
2）電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流從零逐漸增加到額定電流，啟動(dòng)時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)，對(duì)電網(wǎng)沒有較大的沖擊；
3）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了軟啟動(dòng)，消除啟動(dòng)電流大的沖擊，減輕了機(jī)械啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)電機(jī)的機(jī)械損傷，延長(zhǎng)了電機(jī)和泵的使用壽命；
4）可以消除啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)的水錘效應(yīng)；
5）系統(tǒng)可以按照需求來設(shè)定壓力，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速和水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，使設(shè)備運(yùn)行在高效節(jié)能的最佳狀態(tài)，從而達(dá)到了節(jié)水節(jié)電節(jié)省人力的節(jié)能目的。
【參考文獻(xiàn)】
[1]張威.PLC與變頻器項(xiàng)目教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社.
前言：隨著現(xiàn)代社會(huì)的而不斷發(fā)展，為了實(shí)現(xiàn)工作的高效，自動(dòng)化控制已經(jīng)成為了工業(yè)生產(chǎn)中的一項(xiàng)基本要求。在供水系統(tǒng)中應(yīng)用PLC和變頻器就是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)供水系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。但是在近些年的自動(dòng)化系統(tǒng)的分析中卻出現(xiàn)了水源污染和資金的浪費(fèi)等問題，對(duì)此我們對(duì)PLC與變頻器組成的恒壓供水系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)化的分析，并通過不斷的優(yōu)化系統(tǒng)來解決實(shí)際應(yīng)用中的問題。
1.PLC、變頻器與恒壓供水系統(tǒng)的概述
1.1 可編程控制器（PLC）技術(shù)
可編程控制器（PLC）實(shí)質(zhì)上是一種具有專門為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的可以編程的控制器，是一種新型的可靠的工業(yè)自動(dòng)化的控制設(shè)備。可編程處理器主要以循環(huán)掃描的原理工作，具體包括輸入采樣，用戶程序執(zhí)行和輸出刷新這三個(gè)階段的循環(huán)掃描。而它的主要硬件就是計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)備，具體包括中央處理器，存儲(chǔ)器，輸入設(shè)備，輸出設(shè)備，通信接口等。所以綜合上述的工作原理和外部設(shè)備可以得知可編程控制器操作簡(jiǎn)單，而且可靠性比較強(qiáng)。而且可編程控制器（PLC）技術(shù)也已經(jīng)比較成熟，在冶金領(lǐng)域和水處理領(lǐng)域已經(jīng)被廣泛使用。
1.2 變頻器技術(shù)
變頻器技術(shù)簡(jiǎn)單來講就是把電壓以及頻率不變的交流電變?yōu)殡妷汉皖l率可變的交流電的一種裝置。變頻器具體的工作原理主要分為兩個(gè)部分，第一部分是把通過變頻器技術(shù)把單項(xiàng)或者是三項(xiàng)的交流電變成直流電，第二部分則是把第一步得到的直流電逆變成三相交流電。變頻器在調(diào)壓，調(diào)頻，穩(wěn)壓，調(diào)速方面有著明顯的優(yōu)勢(shì)，而且在電壓的穩(wěn)定性和設(shè)備的操作性以及節(jié)能等方面也有著比較明顯的優(yōu)點(diǎn)。
1.3 恒壓供水系統(tǒng)
恒壓供水系統(tǒng)無(wú)論在工業(yè)方面還是在國(guó)民生活方面都有著非常重要的意義，可以說恒壓供水系統(tǒng)是整個(gè)國(guó)民生活和經(jīng)濟(jì)中的最重要的系統(tǒng)，在國(guó)家提倡綠色經(jīng)濟(jì)的背景下恒壓供水系統(tǒng)能更多的減少能源和資源在使用中的浪費(fèi)。是未來居民供水的一個(gè)使用趨勢(shì)。
2.基于PLC和變頻器的恒壓供水系統(tǒng)
2.1 系統(tǒng)的組成和原理
基于PLC和變頻器的恒壓供水系統(tǒng)，主要由可編程控制器（PLC）及其擴(kuò)展模塊、變頻器、水泵機(jī)組和壓力變送器等組成[1]。供水系統(tǒng)的控制主要是通過對(duì)供水管道壓力的而控制來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)實(shí)際的要求，人為的設(shè)定一個(gè)水壓標(biāo)準(zhǔn)值，變PLC用來檢測(cè)管內(nèi)的實(shí)時(shí)水壓，然后自動(dòng)將檢測(cè)值與設(shè)定值作比較，PLC內(nèi)部強(qiáng)大的計(jì)算能力，計(jì)算出為了維持設(shè)定水壓水泵電機(jī)應(yīng)維持的轉(zhuǎn)速的電壓，輸出到變頻器端，變頻器根據(jù)接收到PLC輸出電壓，進(jìn)而自動(dòng)化調(diào)整到該轉(zhuǎn)速并維持運(yùn)轉(zhuǎn)，保持恒壓的供水狀態(tài)。當(dāng)用水量過大，而變頻器對(duì)水壓水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制不足以維持設(shè)定水壓時(shí)，系統(tǒng)中PLC模塊發(fā)揮重要的作用，PLC可根據(jù)變頻器的頻率將在變頻工作狀態(tài)下的泵轉(zhuǎn)入工頻運(yùn)行狀態(tài)，并且自動(dòng)將備用的變頻器和泵啟動(dòng)，用以維持較大的管內(nèi)水壓。而當(dāng)管內(nèi)水壓下降時(shí)，PLC自動(dòng)轉(zhuǎn)換到變頻工作狀態(tài)，將備用泵關(guān)閉。
2.2 系統(tǒng)流程
2.2.1 系統(tǒng)上電
PLC控制元件判斷是否有警報(bào)信號(hào)輸入，警報(bào)信號(hào)包括PLC模塊自身故障、變頻器故障，供水系統(tǒng)的壓力超過設(shè)定值等，這些情況如果出現(xiàn)，就會(huì)在屏幕上顯示警示信號(hào)，警示信號(hào)一旦顯示，我們就應(yīng)該停止程序，將故障處理以后在進(jìn)行接下來的流程。
2.2.2 系統(tǒng)運(yùn)行
首先根據(jù)供水的實(shí)際情況來設(shè)定可以達(dá)到供水要求時(shí)的管道的水壓，設(shè)定過程很簡(jiǎn)單，只需在觸摸輸入屏上輸入電壓值即可。在觸摸顯示屏上還有運(yùn)行開啟的按鈕，通過按鈕即可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的啟動(dòng)運(yùn)行。系統(tǒng)運(yùn)行后，PLC就可以檢測(cè)實(shí)時(shí)水壓，并通過PID運(yùn)算的結(jié)果控制水泵的轉(zhuǎn)速，使管內(nèi)水壓維持在設(shè)定值，系統(tǒng)維持正常工作。
2.2.3 水泵運(yùn)行條件判斷
水泵運(yùn)行過程中始終是多水泵運(yùn)行狀態(tài)，但最多只有一臺(tái)水泵在變頻狀態(tài)下運(yùn)行。為了延長(zhǎng)水泵的使用壽命和解決維修時(shí)的不停產(chǎn)的問題，我們一般在系統(tǒng)中設(shè)置多臺(tái)臺(tái)水泵，采取輪替工作的模式，當(dāng)一臺(tái)水泵運(yùn)行到一定時(shí)間就自動(dòng)轉(zhuǎn)換到另一臺(tái)水泵上繼續(xù)工作。如果出現(xiàn)一些特殊情況使用水量驟增，一臺(tái)水泵達(dá)到最大輸出功率仍不能滿足用水需求時(shí)，此時(shí)PLC模塊會(huì)對(duì)采集供水管道的水壓進(jìn)行判斷，這是水泵運(yùn)行中一個(gè)最重要的判斷點(diǎn)，若判斷結(jié)果顯示實(shí)際檢測(cè)值大于觸摸屏上的設(shè)定值，這時(shí)兩臺(tái)水泵會(huì)同時(shí)運(yùn)行，系統(tǒng)繼續(xù)根據(jù)PID算法進(jìn)行變頻控制[2]。
2.2.4 系統(tǒng)的故障判斷
系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，隨時(shí)可能出現(xiàn)一些故障，所以PLC模塊中始終進(jìn)行故障的判斷，PLC自身的故障可自己檢測(cè)；變頻器發(fā)生故障時(shí)或者變頻器檢測(cè)到機(jī)電發(fā)生故障時(shí)也會(huì)向PLC發(fā)出故障信號(hào)。此時(shí)，PLC只要檢測(cè)到故障信號(hào)時(shí)，會(huì)自動(dòng)停機(jī)并報(bào)警，等待工作人員維護(hù)。
3.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
3.1 變頻器硬件設(shè)計(jì)
變頻器根據(jù)實(shí)際需要，我們選擇7.5kW的產(chǎn)品，變頻器內(nèi)部可以通過檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的電流和電壓自動(dòng)運(yùn)行計(jì)算輸出頻率。變頻器的面板上還設(shè)有故障警示燈以及恢復(fù)啟動(dòng)按鈕，方便故障后系統(tǒng)的重新啟動(dòng)。變頻器的輸出端接一個(gè)接觸器接到四個(gè)泵上面，泵在通過另外四個(gè)接觸器連接到工頻電源上。
3.2 PLC硬件設(shè)計(jì)
PLC控制器x擇西門子一中的CPU224系列，I/O地址分配在控制器的說明書中有具體的展示。PLC的接線也較為復(fù)雜，根據(jù)I/O地址的分配進(jìn)行接線，使其分別控制一個(gè)接觸器，PLC還具有模擬量輸出功能控制變頻器的輸出頻率，模擬量輸入功能檢測(cè)管網(wǎng)的水壓。
3.3 系統(tǒng)原理框圖
4.PLC和變頻器恒壓供水系統(tǒng)的發(fā)展前景
當(dāng)今，PLC和變頻器恒壓供水系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而且也被社會(huì)普遍承認(rèn)，得到了廣泛的應(yīng)用。出現(xiàn)這種情況的主要原因是在于PLC和變頻器恒壓供水系統(tǒng)在節(jié)省電，節(jié)水，可控性，耗能，反應(yīng)速度和自我保護(hù)等方面相對(duì)于傳統(tǒng)的恒壓供水系統(tǒng)都有顯著的優(yōu)勢(shì)和提高。而且隨著當(dāng)今社會(huì)科技的高速發(fā)展，節(jié)能環(huán)保呼聲的愈長(zhǎng)愈高，國(guó)家大的政策走向的側(cè)重，PLC和變頻器恒壓供水系統(tǒng)這種節(jié)能而且科技性強(qiáng)的設(shè)備的發(fā)展前景更是非常光明。所以，我們可以預(yù)見PLC和變頻器恒壓供水系統(tǒng)在以后的生活和工作生產(chǎn)中會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，PLC和變頻器的恒壓供水系統(tǒng)在工業(yè)及生活供水系統(tǒng)的供水中有著廣泛的應(yīng)用，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，該供水系統(tǒng)在節(jié)約能源，可控性強(qiáng)，安全等許多方面顯示出一定的優(yōu)勢(shì)。通過實(shí)踐總結(jié)也可以看出，PLC與變頻器恒壓供水系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行，運(yùn)行精準(zhǔn)，平穩(wěn)可靠，延長(zhǎng)泵的使用壽命，節(jié)約了電能，得到了廣泛的認(rèn)可。
一、系統(tǒng)總體方案的設(shè)計(jì)
1.供水控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
供水控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括兩方面：一方面是機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；另一方面是PLC和變頻器電氣控制方面的設(shè)計(jì)。
（1）主要組成部分。①壓力傳感器：作為系統(tǒng)的控制輸入量，能否準(zhǔn)確采集該信號(hào)決定控制系統(tǒng)的精度及可靠性。②控制器：是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，通過對(duì)外界輸入狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，輸出控制量；對(duì)外界輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理后，輸出相應(yīng)的控制量。例如單片機(jī)、可編程邏輯控制器、計(jì)算機(jī)等。本系統(tǒng)采用西門子的SIMATIC S7-200系列。CPU226具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)，共40個(gè)I/O點(diǎn)。③變頻器：作為核心控制器的后續(xù)控制單元，對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行控制，最終達(dá)到控制要求。本系統(tǒng)主要采用全新一代標(biāo)準(zhǔn)變頻器中的風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專用MM430型變頻器。功率范圍7.5kW至250kW。具有高度可靠性和靈活性。④水泵：供水系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過變頻器控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，最后達(dá)到控制水泵流量大小的要求。
（2）電氣控制系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)主要包括操作面板、電氣控制柜等單元。在該系統(tǒng)中需要檢測(cè)較多的數(shù)字輸入量，并且還要檢測(cè)模擬量的輸入，然后根據(jù)設(shè)定的程序進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，供水系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括水泵的自動(dòng)啟停控制、供水壓力的測(cè)量與調(diào)節(jié)、系統(tǒng)水處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)視及控制、故障及異常狀況的報(bào)警等。電氣控制系統(tǒng)安裝在電氣控制柜中，包括供水控制器（PLC系統(tǒng)）、變頻器和電控設(shè)備三個(gè)部分。
2.恒壓供水系統(tǒng)的工作原理
變頻恒壓供水系統(tǒng)以供水出口管網(wǎng)水壓為控制目標(biāo)，在控制上實(shí)現(xiàn)出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力跟隨設(shè)定的供水壓力。設(shè)定的供水壓力可以是一個(gè)常數(shù)，也可以是一個(gè)時(shí)間分段函數(shù)，在每一個(gè)時(shí)段內(nèi)是一個(gè)常數(shù)。所以，在某個(gè)特定時(shí)段內(nèi)，恒壓控制的目標(biāo)就是使出口總管網(wǎng)的實(shí)際供水壓力維持在設(shè)定的供水壓力上。
二、恒壓供水系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
1.恒壓供水系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)
系統(tǒng)包括Ml、M2、M3三臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)，功率分別為45kW、22kW、22kW。該系統(tǒng)為一臺(tái)變頻器依次控制每臺(tái)水泵實(shí)現(xiàn)恒壓控制，具有變頻和工頻兩種運(yùn)行狀態(tài)。其中接觸器KM2、KM4、KM6分別控制Ml、M2、M3變頻運(yùn)行，KMl、KM3、KM5分別控制Ml、M2、M3工頻運(yùn)行，F(xiàn)R1、FR2、FR3分別為三臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)過載保護(hù)用的熱繼電器；QS1、QS2、QS3和QS4分別為變頻器和三臺(tái)泵電動(dòng)機(jī)主電路的隔離開關(guān)；FU為主電路的熔斷器；變頻器是風(fēng)機(jī)水泵負(fù)載專用變頻器MM430。
2.恒壓供水系統(tǒng)控制電路設(shè)計(jì)
控制電路的設(shè)計(jì)包括繼電控制電路及PLC控制電路。繼電控制電路圖設(shè)計(jì)SA為手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，SA撥在1的位置為手動(dòng)控制狀態(tài)，撥在2的狀態(tài)為自動(dòng)控制狀態(tài)。手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，可用按鈕SB1～SB8控制三臺(tái)泵的啟/停和電磁閥YV2的通/斷；自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)在PLC程序控制下運(yùn)行。其中接觸器KM2、KM4、KM6分別控制Ml、M2、M3變頻運(yùn)行，KMl、KM3、KM5分別控制Ml、M2、M3工頻運(yùn)行。HL1～HL6為指示燈，其中HLl、HL3和HL5分別指示Ml～M3的工頻運(yùn)行，HL2、HL4、HL6分別指示Ml～M3的變頻運(yùn)行。HL7、HL8分別水位的上下限指示燈，KA為報(bào)警電鈴。KA1為生活消防轉(zhuǎn)換接觸器。HL9為自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)電源指示燈。HL10為報(bào)警指示燈。KA2為變頻器復(fù)位接觸器。
