隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟，其顯著的節(jié)能效果和可靠穩(wěn)定的控制方式，在供水系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。變頻恒壓供水系統(tǒng)對水泵電機(jī)實(shí)行無級調(diào)速，依據(jù)用水量及水壓變化通過微機(jī)檢測、運(yùn)算，自動(dòng)改變水泵轉(zhuǎn)速保持水壓恒定以滿足用水要求，是目前最先進(jìn)，合理的節(jié)能供水系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的水塔、高位水箱、氣壓罐等供水方式比較，不論是投資、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很大的優(yōu)勢。

　　1.變頻控制恒壓供水優(yōu)點(diǎn)

　　變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)備具有節(jié)能、安全、高品質(zhì)的供水質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，使我國供水行業(yè)的技術(shù)裝備水平有了進(jìn)一步的提高。

　　2.變頻控制恒壓供水控制方式

　　水泵消耗功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比(即N=Kn3 其中N：為水泵消耗功率;n：為水泵運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速;K為比例系數(shù))。而水泵設(shè)計(jì)是按工頻運(yùn)行時(shí)設(shè)計(jì)的，但供水時(shí)除高峰外，大部分時(shí)間流量較小，由于命名用了變頻技術(shù)及微機(jī)技術(shù)有微機(jī)控制，因此可以使水泵運(yùn)行的轉(zhuǎn)速隨流量的變化而變化，最終達(dá)到節(jié)能的目的。實(shí)踐證明，使用變頻設(shè)備可使水泵運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低20%，從而大大降低能耗，節(jié)能率可達(dá)20%-40%。

　　當(dāng)前國內(nèi)使用的供水設(shè)備電控柜大致有以下四類：

　　2.1 邏輯電子電路控制方式:

　　這類控制電路難以實(shí)現(xiàn)水泵機(jī)組全部軟啟動(dòng)、全流量變頻調(diào)節(jié)。往往采用一臺泵固定于變頻狀態(tài)，其余泵均為工頻狀態(tài)的方式。因此控制精度較低、水泵切換時(shí)水壓波動(dòng)大、調(diào)試較麻煩、工頻泵起動(dòng)有沖擊、抗干擾能力較弱，但成本較低。

　　2.2 單片微機(jī)電路控制方式:

　　這類控制電路在應(yīng)付不同管網(wǎng)、不同供水情況時(shí)調(diào)試較麻煩，追加功能時(shí)往往要對電路進(jìn)行修改，不靈活也不方便。電路的可靠性和抗干擾能力都不是很高。但些控制電路優(yōu)于邏輯電路。

　　2.3 帶PID回路調(diào)節(jié)器/可編程控制器(PLC)的控制方式:

　　該控制方式變頻器的功能是為電機(jī)提供可變頻率的電源，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無級調(diào)速，從而使管網(wǎng)水壓連續(xù)變化。傳感器的任務(wù)是檢測管網(wǎng)水壓。壓力設(shè)定單元為系統(tǒng)提供滿足用戶需要的水壓期望值。壓力設(shè)定信號和壓力反饋信號在輸入PLC后，經(jīng)PLC內(nèi)部PID控制程序的計(jì)算，輸出給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速控制信號。還有一種辦法是將壓力設(shè)定信號和壓力反饋信號送入PID回路調(diào)節(jié)器，由PID回路調(diào)節(jié)器在調(diào)節(jié)器內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算后，輸入給變頻器一個(gè)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)信號。

　　2.4 新型變頻調(diào)速供水設(shè)備:

　　新型變頻調(diào)速供水設(shè)備將PID調(diào)節(jié)器以及簡易PLC的功能都綜合進(jìn)變頻器內(nèi)，形成了帶有各種應(yīng)用宏的新型變頻器。由于PID運(yùn)算在變頻器內(nèi)部，這就省去了對PLC存貯容內(nèi)部存貯容量的要求和對PID算法的編程，而且PID參數(shù)的在線調(diào)試非常容易，這不僅降低了生產(chǎn)成本，而且大大提高了生產(chǎn)效率。由于變頻器內(nèi)部自帶的PID調(diào)節(jié)器采用了優(yōu)化算法，所以使水壓的調(diào)節(jié)十分平滑，穩(wěn)定。同時(shí)，為了保證水壓反饋信號值的準(zhǔn)確、不失真，可對該信號設(shè)置濾波時(shí)間常數(shù)，同時(shí)還可對反饋信號進(jìn)行換算，使系統(tǒng)的調(diào)試非常簡單、方便。這類變頻器的價(jià)格僅比通用變頻器略微高一點(diǎn)，但功能卻強(qiáng)很多，所以采用帶有內(nèi)置PID功能的變頻器生產(chǎn)出的恒壓供水設(shè)備，降低了設(shè)備成本，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了安裝調(diào)試時(shí)間。在滿足工藝要求的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用。

　　3.供水專用變頻器的功能

　　供水專用變頻器=普通變頻器+可編程控制器，是集供水控制和供水管理一體化的系統(tǒng)。內(nèi)置供水專用PID調(diào)節(jié)器，只需加一只壓力傳感器，即可方便地組成供水閉環(huán)控制系統(tǒng)。傳感器反饋的水壓信號直接送入變頻器自帶的PID調(diào)節(jié)器輸入口，而壓力設(shè)定既可以使用變頻器的鍵盤設(shè)定，也可以采用一只電位器以模擬量的形式輸入。每日可設(shè)定多段壓力運(yùn)行，以適應(yīng)供水壓力的需要。還可設(shè)定指定日供水壓力的需要，設(shè)定指定日供水壓力控制。同時(shí)面板可以直接顯示壓力反饋值。

　　系統(tǒng)供水有兩種基本運(yùn)行方式：變頻泵固定方式和變泵循環(huán)方式。

　　變頻泵固定方式最多可以控制7臺泵，選擇“先開先關(guān)”和“先開后關(guān)” 2種水泵關(guān)閉順序。

　　變頻泵循環(huán)方式最多可以控制4臺泵，系統(tǒng)以“先開先關(guān)”的順序關(guān)泵。靈活配置常規(guī)泵、消防泵、排污泵、休眠泵，便于實(shí)現(xiàn)供水泵房全面自動(dòng)化。工作泵與備用泵不固定死，可自動(dòng)定時(shí)輪換。可以有效地防止因?yàn)閭溆帽瞄L期不用時(shí)發(fā)生的銹死現(xiàn)象，提高了設(shè)備的綜合利用率，降低了維護(hù)費(fèi)用。工作小時(shí)自動(dòng)累計(jì)功能，方便節(jié)能分析和設(shè)備狀況維護(hù)。夜間供水量急劇減少時(shí)，方便指定每日休眠工作的起始/停止時(shí)刻，并可設(shè)定休眠時(shí)的壓力給定值。休眠期間，只有休眠水泵工作，變頻器只監(jiān)測管網(wǎng)壓力，當(dāng)壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)喚醒。變頻泵投入工作，當(dāng)壓力高于設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)再次進(jìn)入休眠狀態(tài)，只有休眠水泵運(yùn)行。這樣，能有最大限度地節(jié)水節(jié)電功效。具有零星停機(jī)功能，在用戶不用水的情況下會(huì)自動(dòng)停機(jī)。故障泵退出功能，水泵出現(xiàn)損壞時(shí)，讓故障泵自動(dòng)退出工作。有消防信號外部輸入接口，當(dāng)有火警或消防信號到來時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)切換到消防模式，有多種消防工作模式可選，主要根據(jù)消防和生活管網(wǎng)是否共用，以及進(jìn)水池是否共用等條件來進(jìn)行選擇。另有消防泵自動(dòng)巡檢功能，定時(shí)巡檢周期可設(shè)定。

　　結(jié)束語：

　　采用PLC、PID儀表和變頻器的變頻恒壓供水系統(tǒng)，能根據(jù)管網(wǎng)壓力變化，自動(dòng)控制多臺水泵工頻、變頻切換以及變頻泵的轉(zhuǎn)速，從而實(shí)現(xiàn)恒壓供水。實(shí)踐表明，這一系統(tǒng)具有降耗節(jié)電、延長水泵電機(jī)使用壽命、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)勢，值得廣泛應(yīng)用。

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