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变频恒压供水系统介绍

恒压供水控制系统的基本控制策略是：采用电动机调速装置与可编程控制器（PLC）构成控制系统，进行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，在管网流量变化时达到稳定供水压力和节约电能的目的。系统的控制目标是泵站总管的出水压力，系统设

定的给水压力值与反馈的总管压力实际值进行比较，其差值输入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，从而达到压力稳定在设定的压力值上。

      目前自动恒压供水系统应用的电动机调速装置均采用交流变频技术，而系统的控制装置采用PLC控制器或专用的供水控制系统。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，并完成系统运行工况的CRT画面显示、故障报警及打印报表等功能，所以在一些高标准控制系统中被广泛使用。在市政供水管网中：自动恒压供水系统具有标准的通讯接口，可与城市供水系统的上位机联网，实现城区供水系统的优化控制，为城市供水系统提供了现代化的调度、管理、监控及经济运行的手段。随着城市建设规模的不断扩大和生活水平的提高，加上居住小区推行一户一表供水以后，对市政管网供水的可靠性（压力、流量）要求越来越高，各种分散或集中加压设施也逐渐增多。在这些加压设施中，采用调节水池加上变频调速恒压供水系统（以下简称系统）变量供水方式已显现出极大的优越性。现特结合设计应用体会阐述如下：

一、系统基本情况

     系统由变频器、数字调节器、可编程序控制器（PLC）、传感器、水泵电机及相关电气控制设备集成而成，是一种具有变频调速和全自动闭环控制功能的机电一体化智能设备。系统组成示意见图1和一次接线分别见图2：

典型的自动恒压供水系统的构框图如图2所示：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传感器、流量传感器，实时将压力、流量非电量信号转换为电信号，输入至可编程控制器（PLC）的输入模块，信号经CPU运算处理后与设定的信号进行比较运算，得出运行工况参数，由系统的输出模块输出逻辑控制指令和变频器的频率设定值，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指令实施软启动、软切换及变频运行。系统可根据用户用水量的变化，自动确定泵组的水泵的循环运行，以提高系统的稳定性及供水的质量。

二、系统控制功能

1.水泵起停由PLC控制，可具备全循环软起动功能；

2. 具有自动、手动切换和手动操作装置，不使用控制柜时，可用手工操作使水泵直接在工频下运行；

3.定时轮换功能：控制水泵（包括备用泵）周期性自动交换使用，使水泵寿命基本一致；

4.前端贮水池缺水后停泵保护，有故障显示功能；

5.供水系统中一般还设有一台小泵或气压罐，是为了适应小流量情况下（如夜间）的使用，系统能自动切换并控制（可选功能）；

6.具有自动用工频起动消防泵功能，或者自动变频以适应消防供水要求；

7. 缺相、漏电、过载、瞬时断电保护等电气保护功能。

三、常用功能介绍

1.PID的调节功能

　　由压力传感器反馈的水压信号(4-20mA或0-5V)直接送入PLC的输入口，输入信号同设定的压力值，通过PID比较计算后，确定需切换泵的数量和变频泵的运行频率，系统参数在实际运行中不断，使系统压力始终稳定在设定的范围内。

2.休眠功能

     系统运行时经常会遇到用户用水量较小或不用水(如夜晚)的情况，为了节能，该系统专用设置了可以使水泵暂停工作的“休眠”功能，当变频器频率输出低于其下限时，主泵停止工作(处于休眠状态)，休眠水泵启动，进行补水。 “休眠值”变频器输出的下限频率和“休眠确认时间”可通过变频器参数设置。当变频器的输出频率低于休眠值的时间时变频器继续工作，当变频器的输出频率高于休眠值的时间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时由PLC发出指令唤醒变频器工作。

2.通讯功能

　　该系统具有计算机的通讯功能，PLC、变频器均提供有RS232或485接口，PLC可选用计算机与一套或多套系统进行通讯，利用计算机同时可以监测：电流、电压、频率、转速、压力等，也可以控制变频器的各类参数。此外该系统还具有手动/自动操作，故障报警，运行状态，电流，电压、频率状态显示、缺水保护等功能。

四、工程应用

     在工程设计中，首先应该确定要对哪些水泵进行变频控制，以便在PLC上预先进行程序设定。因为居住小区供水时变化系数较大，因此，在变频控制泵的选择上，一般应分以下几种情况来考虑：

1.用水量随时间变化较小时：每天24h连续供水，且用水低时工作泵的流量仍较大，这时可选用同型号同规格水泵，根据高峰用水量选取一用一备或多用一备方案，对全部水泵进行变频控制。

2.小区规模较大时：可采用恒速泵与变频调速泵联合工作方式供水，这时对恒速水泵采用软起动器来对其进行起、停控制，整个控制系统采用“变频 + 软起动固定控制”的模式，在PLC上减少控制点数，这无论从技术上、经济上、还是运行维护上来看，综合效果都会更佳。

3. 生活、消防泵合用的供水方式：某些安装了消防泵的小区，因设备长期备而不用，可靠性会降低，既增加了工程投资，资源利用率也低，这时可以使生活、消防泵合用。电气控制应该做到：在PLC上预先设定生活、消防两种工作压力值，平时作生活正常供水，设备运行在低水压状态，当发生火灾时，系统自动把水压切换到消防高压状态，管路上有能保证消防状态需要的压力、流量的装置。为考虑到选泵的经济合理，这种方式一般是在高低水压值相差不大的情况下采用。

未来十年将是变频器发展黄金年由于市场极具吸引力，目前市场已形成一定规模，而且潜在容量也十分可观，不断吸引着行业新参与者，注塑机变频器维修推荐，变频器技术的发展，使变频器在现代化领域得到空前的推广和应用，相信变频器的应用将会更加广泛，市场将爆发巨大潜力。

随着变频高速技术的发展与综合利用，使变频器行业在水泥、电梯、印刷、电力等现代化以及医学、通讯、交通、运输、电力、电子、环保等领域得到空前的发展和应用，几乎国民经济各行各业都与变频器密不可分。

自“十二五”规划出台以来，节能减排就是各行各业发展的关键，这个时候，各种节能环保产品的应用更加广泛，前景更加明朗。受益于节能减排、绿色环保等战略的拉动，变频器作为变频调速领域内的重要设备，其产业成为未来几年市场潜力非常巨大。据测算，使用变频器的电机系统节电率普遍达30%左右，某些较高场合可达40%~60%，节能效果显著。

应节能环保的市场需求，近几年国内变频企业如雨后春笋般兴起，但是在产品质量上叫的响当当的企业却寥寥无几。据业内人士讲，目前与国外变频企业相比，走在技术顶端的几个国内企业是很有竞争优势的，国内企业的产品设计完全适合国内用户的指标需求，在性能上相当的变频器产品，在价格上，国外产品要高于国内产品的1/3，而且国外企业在售后服务方面更是费用昂贵，大多国内企业的劣势在于资金不足，所以不能大幅度的发拓市场，相信随着用户节能环保意识的进一步提高，经过两三年自身的发展壮大，国内企业一定会赶上并超过国外企业，占领更大份额的国内市场。

有市场研究显示，目前国内带变动负载，具有节能潜力的电机在中国至少有1.8亿千瓦。由此可见，能源紧张所提出的节能、降耗需求，为变频器的应用提供了更广阔的空间，也给变频器企业带来更多发展契机。

从整体看，目前我国变频器行业的竞争日趋激烈。由于市场极具吸引力，不但市场已形成一定规模，而且潜在容量也十分可观，不断吸引着行业新参与者。随着国内厂家的技术进步和质量稳定性的提升，加上服务和价格方面的优势，预计未来几年g端产品被国外厂家垄断的市场局面将有所改观。

中国变频器市场具有广阔的发展空间，目前则达到100亿元左右。随着市场的扩大和用户端需求的多样化，国内变频器产品的功能在不断完善和增加，集成度和系统化越来越高，并且已经出现某些专用变频器产品。据了解，近年来，中国变频器的市场保持着12-15%的增长率，预计至少在未来5年内将会保持10%以上的增长率。目前，中国市场上变频器安装容量(功率)的增长率实际上在20%左右，预计至少在10年以后，变频器市场才能饱和并逐渐成熟。

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