概述

隨著(zhù)變頻技術(shù)的發(fā)展和人們對生活飲用水品質(zhì)要求的不斷提高，變頻恒壓供水系統以其環(huán)保、節能和高品質(zhì)的供水質(zhì)量等特點(diǎn)，廣泛應用于多層住宅小區及高層建筑的生活、消防供水中。變頻恒壓供水的調速系統可以實(shí)現水泵電機無(wú)級調速，依據用水量的變化自動(dòng)調節系統的運行參數，在用水量發(fā)生變化時(shí)保持水壓恒定以滿(mǎn)足用水要求，是當今.先進(jìn)、合理的節能型供水系統。在實(shí)際應用中如何充分利用專(zhuān)用變頻器內置的各種功能，對合理設計變頻恒壓供水設備、降低成本、保證產(chǎn)品質(zhì)量等有著(zhù)重要意義。變頻恒壓供水方式與過(guò)去的水塔或高位水箱以及氣壓供水方式相比，不論是設備的投資，運行的經(jīng)濟性，還是系統的穩定性、可靠性、自動(dòng)化程度等方面都具有無(wú)法比擬的優(yōu)勢，而且具有顯著(zhù)的節能效果。目前變頻恒壓供水系統正向著(zhù)高可靠性、全數字化微機控制、多品種系列化的方向發(fā)展。追求高度智能化、系列化、標準化，是未來(lái)供水設備適應城鎮建設中成片開(kāi)發(fā)、智能樓宇、網(wǎng)絡(luò )供水調度和整體規劃要求的必然趨勢。

系統構成

變頻調速恒壓供水系統由執行機構、信號檢測、控制系統、人機界面、以及報警裝置等部分組成。

1、執行機構

執行機構是由一組水泵組成，它們用于將水供入用戶(hù)管網(wǎng)，水泵分為二種類(lèi)型：

調速泵：是由變頻調速器控制、可以進(jìn)行變頻調整的水泵，用以根據用水量的變化改變電機的轉速，以維持管網(wǎng)的水壓恒定。

恒速泵：水泵運行只在工頻狀態(tài)，速度恒定。它們用于在用水量增大而調速泵的.大供水能力不足時(shí)，對供水量進(jìn)行定量的補充。

2、信號檢測

在系統控制過(guò)程中，需要檢測的信號包括自來(lái)水出水水壓信號和報警信號：

①水壓信號：它反映的是用戶(hù)管網(wǎng)的水壓值，它是恒壓供水控制的主要反饋信號。

②報警信號：它反映系統是否正常運行，水泵電機是否過(guò)載、變頻器是否有異常。該信號為開(kāi)關(guān)量信號。

3、控制系統

供水控制系統一般安裝在供水控制柜中，包括供水控制器(PLC系統)、變頻器和電控設備三個(gè)部分。

①供水控制器：它是整個(gè)變頻恒壓供水控制系統的核心。供水控制器直接對系統中的工況、壓力、報警信號進(jìn)行采集，對來(lái)自人機接口和通訊接口的數據信息進(jìn)行分析、實(shí)施控制算法，得出對執行機構的控制方案，通過(guò)變頻調速器和接觸器對執行機構(即水泵)進(jìn)行控制。

②變頻器：它是對水泵進(jìn)行轉速控制的單元。變頻器跟蹤供水控制器送來(lái)的控制信號改變調速泵的運行頻率，完成對調速泵的轉速控制。

③電控設備：它是由一組接觸器、保護繼電器、轉換開(kāi)關(guān)等電氣元件組成。用于在供水控制器的控制下完成對水泵的切換、手/自動(dòng)切換等。

4、人機界面

人機界面是人與機器進(jìn)行信息交流的場(chǎng)所。通過(guò)人機界面，使用者可以更改設定壓力，修改一些系統設定以滿(mǎn)足不同工藝的需求，同時(shí)使用者也可以從人機界面上得知系統的一些運行情況及設備的工作狀態(tài)。人機界面還可以對系統的運行過(guò)程進(jìn)行監示，對報警進(jìn)行顯示。

5、通訊接口

通訊接口是本系統的一個(gè)重要組成部分，通過(guò)該接口，系統可以和組態(tài)軟件以及其他的工業(yè)監控系統進(jìn)行數據交換，同時(shí)通過(guò)通訊接口，還可以將現代先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應用到本系統中來(lái)，例如可以對系統進(jìn)行遠程的診斷和維護等。

6、報警裝置

作為一個(gè)控制系統，報警是必不可少的重要組成部分。由于本系統能適用于不同的供水領(lǐng)域，所以為了保證系統安全、可靠、平穩的運行，防止因電機過(guò)載、變頻器報警、電網(wǎng)過(guò)大波動(dòng)、供水水源中斷、出水超壓、泵站內溢水等等造成的故障，因此系統必須要對各種報警量進(jìn)行監測，由PLC判斷報警類(lèi)別，進(jìn)行顯示和保護動(dòng)作控制，以免造成不必要的損失。

系統特點(diǎn)

1、供水系統的控制對象是用戶(hù)管網(wǎng)的水壓，它是一個(gè)過(guò)程控制量，同其他一些過(guò)程控制量(如:溫度、流量、濃度等)一樣，對控制作用的響應具有滯后性。同時(shí)用于水泵轉速控制的變頻器也存在一定的滯后效應。

2、用戶(hù)管網(wǎng)中因為有管阻、水錘等因素的影響，同時(shí)又由于水泵自身的一些固有特性，使水泵轉速的變化與管網(wǎng)壓力的變化成正比，因此變頻調速恒壓供水系統是一個(gè)線(xiàn)性系統。

3、變頻調速恒壓供水系統要具有廣泛的通用性，面向各種各樣的供水系統，而不同的供水系統管網(wǎng)結構、用水量和揚程等方面存在著(zhù)較大的差異，因此其控制對象的模型具有很強的多變性。

4、在變頻調速恒壓供水系統中，由于有定量泵的加入控制，而定量泵的控制(包括定量泉的停止和運行)是時(shí)時(shí)發(fā)生的，同時(shí)定量泵的運行狀態(tài)直接影響供水系統的模型參數，使其不確定性地發(fā)生變化，因此可以認為，變頻調速恒壓供水系統的控制對象是時(shí)時(shí)變化的。

5、當出現意外的情況(如突然停水、斷電、泵、變頻器或軟啟動(dòng)器故障等)時(shí)，系統能根據泵及變頻器或軟啟動(dòng)器的狀態(tài)，電網(wǎng)狀況及水源水位，管網(wǎng)壓力等工況點(diǎn)自動(dòng)進(jìn)行切換，保證管網(wǎng)內壓力恒定。在故障發(fā)生時(shí)，執行專(zhuān)門(mén)的故障程序，保證在緊急情況下的仍能進(jìn)行供水。

6、水泵的電氣控制柜，其有遠程和就地控制的功能和數據通訊接口，能與控制信號或控制軟件相連，能對供水的相關(guān)數據進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送，以便顯示和監控以及報表打印等功能。

7、用變頻器進(jìn)行調速，用調節泵和固定泵的組合進(jìn)行恒壓供水，節能效果顯著(zhù)，對每臺水泵進(jìn)行軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流可從零到電機額定電流，減少了啟動(dòng)電流對電網(wǎng)的沖擊同時(shí)減少了啟動(dòng)慣性對設備的大慣量的轉速沖擊，延長(cháng)了設備的使用壽命。