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1、全自动变频恒压变流量供水控制系统0导语：用户用水的多少及流量是经常变动的，因此供水缺乏或者供水过剩的情况时有发生。前言：用户用水的多少及流量是经常变动的，因此供水缺乏或者供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，那么压力低；用水少而供水多，那么压力大。保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，进而进步了供水的质量。恒压供水系统对于某些工业或者特殊用户是非常重要的。例如在某些消费经过中，假设自来水供水因故压力缺乏或者短时断水，可能影响产品质量，严重时使产品报废和设备损坏。又如发生火灾时，假设供水压力缺乏或
2、者或者无水供给，不能迅速灭火，可能引起重大经济损失和人员伤亡。所以，某些用水区采用恒压供水系统，具有较大的经济和社会意义。随着电力技术的开展，变频调速技术的日益完善，以变频调速为核心的智能供水控制系统取代了以往高位水箱和压力罐等供水设备，变频器拖动水泵启动平稳，启动电流远小于设备额定电流，进而防止了设备起动时对电网产生的冲击；由于水泵的平均转速降低了，进而可延长水泵和阀门等设备的使用寿命，减少设备的维护量；可以消除起动和停机时的水锤效应。其稳定平安的运行性能、简单方便的操纵方式以及完备的控制和保护功能，将使供水实现节水、节电、节省人力，最终到达高效率运行的目的。一、原理概述恒压变流量供水控制系
3、统的根本控制策略是：采用电动机调速装置与单片机、可编程控制器PLC或者工业控制计算机IPC等控制单元构成控制系统，进展优化控制泵组的调速运行并自动调整泵组的运行台数，完成供水压力的闭环控制，在管网流量变化时到达稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目的是泵站总管的出水压力，系统设定的给水压力值与反应的总管压力实际值进展比拟，其差值输入到控制单元的CPU运算处理后，发出控制指令，控制泵电动机的投运台数和运行变量泵电动机的转速，进而到达给水总管压力稳定在设定的压力值上。随着电力电子技术的开展，电力电子器件的理论研究和制造工艺程度的不断进步，电力电子器件在容量、耐压、特性和类型等方面得到了很大的开
4、展。进入90年代电力电子器件向着大容量、高频率、响应快、低损耗的方向开展。作为应用当代电力电子器件与微计算机技术有机结合的沟通变频调速装置，随着产品的开发创新和推广应用，使得沟通异步电动机调速领域发生一场宏大的技术革命。目前自动恒压供水系统应用的电动机调速装置均采用沟通变频调速技术，而系统的控制单元多采用PLC，因PLC不仅可实现泵组、阀门的逻辑控制，并可完成系统的数字PID调节功能，可对系统中的各种运行参数、控制点的实时监控，与触摸屏计算机联网可完成系统运行工况现场的动态画面显示、多种故障报警形式及报表打印等功能。如今先进的PLC大多具有标准的工业快速网络通讯接口，可做为智能控制终端与供水系
5、统的上位治理或者控制计算机进展实时通讯上传系统所有数据，这样就为系统使用方针对系统的优化控制和管控一体化预留了很大的技术空间，也为供水系统提供了当代化的调度、治理、监控及经济运行的手段。下列图为典型的恒压变流量控制系统示意图：二、控制方案：在高层楼宇或者生活小区的供水管网系统中由于管网是封闭的，泵站供水的流量是由用户用水量决定的，泵站供水的压力以知足管网中压力最不利点的压力损失P和流量Q之间存在着如下关系：P=KQ2；式中K为系数。设定PL为压力最不利点所需的最低压力，那么泵站出口总管压力P应为：P=PL+P=PL+KQ2；此时可知足用户用水的需求压力值又可以到达最正确的节能效果。因此供水系统
6、的设定压力值应根据流量的变化而不断修正设定值，这种恒压供水技术称为变量恒压供水，即供水系统最不利点的供水压力为恒定值而泵站出口总管压力连续可调。典型的自动恒压供水系统具有控制水泵出口总管压力恒定、变流量供水功能。系统通过安装在出水总管上的压力变送器和流量传感器实时将压力和流量非电量信号转换为标准电流弱电信号，输入到系统控制单元PLC的模拟信号输入模块，信号经CPU运算处理后与设定的信号进展比拟运算得出最正确的运行工况参数，由PLC的输出模块输出逻辑控制指令和控制变频器输出频率的信号值控制泵站投运水泵的台数及变量泵的运行工况，并实现对每台水泵根据CPU指令施行软启动、软切换及变频运行。系统可根据
7、用户终端用户用水量的变化，自动控制泵组水泵的循环运行以进步系统的稳定性及供水的质量。考虑到高层楼宇存在生活供水和消防供水两组管网，我们在进展高层楼宇全自动供水系统设计和施工时，可根据用户的实际需要设计综合控制系统，一般来讲控制系统有两种控制实现手段：1、将两套系统的控制合二为一，即生活供水分部的压力、流量传感变送单元检测管网经过信号转换为保证电流信号传输至控制单元由控制单元控制管网维持恒压变流运行，当碰到紧急情况需要进展消防供水时，控制单元检测到传输过来的自动消防运行指令或者由人工操纵运行将消防供水回路翻开，同时变频器切换至拖动消防水泵运行系统先将消防供水回路的电动阀门翻开或者人工开启手动阀门
8、，此时生活供水回路暂停运行；2、两套系统分开控制和运行，生活供水控制系统照旧如前所述，消防供水控制系统与消防报警控制系统联网，一旦消防报警控制系统检测到险情，那么消防供水控制系统立即开场运行，同时发送指令到生活供水控制系统将该系统立即停顿，运行的方式可以设计为单独的消防供水变频器拖动水泵自动或者手动运行。三、系统功能自动切换变频/工频运行功能变频器提供三种不同的工作方式供用户选择：方式A：根本工作方式变频器始终固定驱动一台泵并实时根据其输出频率控制其他辅助泵启停，即当变频器的输出频率到达最大频率时启动一台辅助泵工频运行、当变频器的输出频率到达最小频率时那么停顿最后启动的辅助泵，由此控制增减工频
9、运行泵的台数。方式B：交替方式变频器通常固定驱动某台泵，并实时根据其输出频率使辅助泵工频运行，此方式与方式A不同之处在于假设前一次泵启动的顺序是泵1泵2，当变频器输出停顿时，下一次启动顺序变为泵2泵1。方式C：直接方式当启信号输入时变频器启动第一台泵当该泵到达最高频率时，变频器将该泵切换到工频运行，变频器启动下一台泵变频运行，相反当泵停顿条件成立时，先停顿最先启动的泵。PID的调节功能由压力变送器和液位变送器反应的水压弱电信号(420mA)直接送入PLC的A/D模块，系统设定好给定压力值和PID参数值，并通过PLC计算何时需切换泵的操纵进而完成系统控制。系统参数在实际运行中调整，使系统控制响应
10、趋于完好。“休眠功能系统运行时经常会碰到用户用水量较小或者不用水如夜晚情况，为了到达节能的目的，系统可以设置使水泵暂停工作的“休眠功能。以三台泵举例，当变频器频率输出低于其设定的频率下限值同时时间超过系统设定值时，变频器停顿工作，2、3泵不工作，水泵停顿处于休眠状态。当水压继续升高时将停顿1泵，当水压下降到一定值时将先启动变频器运转2泵或者3泵，当频率到达一定值后将启动1泵调节2或者3泵的转速。“休眠值可以利用变频器的“输出下限频率功能来设置。系统“休眠确认时间用PLC或者变频器的功能设置，当变频器的输出频率低于休眠值的时间例如小于休眠时间td时，即tdtn时变频器继续工作，当tdtn时变频器将进入休眠状态。“唤醒值由供水压力下限启动，当供水压力低于下限值且时间超过系统设定值时由PLC发出指令唤醒变频器工作。在一般用户场合经历值为：“休眠值为10HZ；“休眠确认时间td为20s；“唤醒值为70%、20S。运行特征：以三台水泵的恒压供水系统为例，系统在自动运行方式下，可编程控制器控制变频器软启动1#泵，此时1#泵进入变频运行状态，其转速逐渐升高，当供水量Q0