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成套變頻給水設備的變頻調速特點及分析
時間:2019-10-21 11:31 來源:中贏供水 作者:中贏供水廠家 點擊:
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一(yi)、成套變頻(pin)給水設備的變頻(pin)調速(su)特點及(ji)分析
用(yong)(yong)(yong)戶(hu)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)量一般是動態的(de)(de)，因(yin)此供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)不足或供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)過剩(sheng)的(de)(de)情況時(shi)有發(fa)生(sheng)。而(er)(er)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)和(he)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)之間(jian)的(de)(de)不平衡(heng)(heng)集中反(fan)映在供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)壓(ya)(ya)力(li)上，即用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)多而(er)(er)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)少(shao)(shao)，則(ze)壓(ya)(ya)力(li)低；用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)少(shao)(shao)而(er)(er)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)多，則(ze)壓(ya)(ya)力(li)大(da)。保持供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)壓(ya)(ya)力(li)的(de)(de)恒定，可使供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)和(he)用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)之間(jian)保持平衡(heng)(heng)，即用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)多時(shi)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)也多，用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)少(shao)(shao)時(shi)供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)也少(shao)(shao)，從而(er)(er)提高了供(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)質量。
恒(heng)壓(ya)(ya)供水(shui)系(xi)統對于用(yong)(yong)戶是非常(chang)重(zhong)要的。在生(sheng)產生(sheng)活供水(shui)時(shi)，若(ruo)自來水(shui)供水(shui)因故壓(ya)(ya)力不(bu)(bu)足(zu)或短時(shi)斷(duan)水(shui)，可(ke)能影響生(sheng)活質量(liang)，嚴重(zhong)時(shi)會影響生(sheng)存安，，，全，如發生(sheng)火(huo)災時(shi)，若(ruo)供水(shui)壓(ya)(ya)力不(bu)(bu)足(zu)或或無水(shui)供應(ying)，不(bu)(bu)能迅速滅火(huo)，可(ke)能引起重(zhong)大經濟損失和人(ren)員傷亡。所以(yi)，用(yong)(yong)水(shui)區(qu)域采(cai)用(yong)(yong)恒(heng)壓(ya)(ya)供水(shui)系(xi)統，能產生(sheng)較大的經濟效(xiao)益和社會效(xiao)益。
隨著電力技術的(de)(de)發展，變頻(pin)調速技術的(de)(de)日臻完(wan)善，以變頻(pin)調速為核心的(de)(de)智能供(gong)水(shui)(shui)控(kong)制系統取代了(le)以往高位(wei)水(shui)(shui)箱和(he)壓力罐等供(gong)水(shui)(shui)設(she)備，起動(dong)(dong)平(ping)穩，起動(dong)(dong)電流可(ke)限(xian)制在額定(ding)電流以內，從(cong)而避免了(le)起動(dong)(dong)時(shi)對電網的(de)(de)沖擊；由于(yu)泵的(de)(de)平(ping)均轉(zhuan)速降低(di)了(le)，從(cong)而可(ke)延長泵和(he)閥門等東西的(de)(de)使用壽(shou)命(ming)；可(ke)以消除起動(dong)(dong)和(he)停機(ji)時(shi)的(de)(de)水(shui)(shui)錘效應。其穩定(ding) 的(de)(de)運行性能、簡單(dan)方便的(de)(de)操作方式、以及(ji)齊全周到(dao)(dao)的(de)(de)功能，將使供(gong)水(shui)(shui)實現節水(shui)(shui)、節電、節省人力， 終達(da)到(dao)(dao)高度有效的(de)(de)運行目(mu)的(de)(de)。
二、成套變頻(pin)給水設備的變頻(pin)應用方式
通(tong)常(chang)在同一(yi)(yi)路(lu)供(gong)(gong)水(shui)系統(tong)中，設置多(duo)臺(tai)(tai)(tai)常(chang)用(yong)泵，供(gong)(gong)水(shui)量大時多(duo)臺(tai)(tai)(tai)泵全開(kai)(kai)，供(gong)(gong)水(shui)量小時開(kai)(kai)一(yi)(yi)臺(tai)(tai)(tai)或(huo)兩(liang)臺(tai)(tai)(tai)。在采用(yong)變頻(pin)調速進(jin)行恒(heng)壓供(gong)(gong)水(shui)時，就用(yong)兩(liang)種(zhong)(zhong)方(fang)式，其一(yi)(yi)是(shi)(shi)所(suo)有水(shui)泵配用(yong)一(yi)(yi)臺(tai)(tai)(tai)變頻(pin)器(qi)；其二(er)是(shi)(shi)每(mei)臺(tai)(tai)(tai)水(shui)泵配用(yong)一(yi)(yi)臺(tai)(tai)(tai)變頻(pin)器(qi)。后種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)根(gen)據壓力反饋(kui)信號，通(tong)過(guo)PID運算自動(dong)調整變頻(pin)器(qi)輸出頻(pin)率，改變電動(dong)機轉速， 終達到管網恒(heng)壓的目的，就一(yi)(yi)個閉環回路(lu)，較簡單，但成本高。前種(zhong)(zhong)方(fang)法(fa)成本低，性能不比后種(zhong)(zhong)差(cha)，但控制(zhi)程序較復雜(za)，是(shi)(shi)未來的發(fa)展方(fang)向，我公司(si)開(kai)(kai)發(fa)BC2100系列恒(heng)壓供水控制(zhi)系統就(jiu)可實現一變(bian)頻器(qi)控制(zhi)任意(yi)數馬(ma)達的(de)功能(neng)。下面講到的(de)原(yuan)理都是一變(bian)頻器(qi)拖動多馬(ma)達的(de)系統。
三、成套變頻(pin)給(gei)水設備PID控制原理
根(gen)據(ju)反饋原理：要(yao)想維持(chi)一個物(wu)理量不變(bian)或基(ji)本不變(bian)，就(jiu)應(ying)該引(yin)(yin)這(zhe)個物(wu)理量與恒(heng)值比較，形成閉(bi)環系(xi)統。我們要(yao)想保(bao)持(chi)水壓(ya)的(de)(de)恒(heng)定(ding)，因此就(jiu) 須引(yin)(yin)入水壓(ya)反饋值與給定(ding)值比較，從(cong)而(er)形成閉(bi)環系(xi)統。但被控制的(de)(de)系(xi)統特(te)點是(shi)非線性、大慣性的(de)(de)系(xi)統，現(xian)在控制和(he)PID相結合的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)，在壓(ya)力波動較大時使用模(mo)糊控制，以加快響應(ying)速度(du)；在壓(ya)力范(fan)圍較小(xiao)時采(cai)用PID來(lai)保(bao)持(chi)靜態精(jing)度(du)。這(zhe)通過PLC加智能儀(yi)表(biao)可(ke)時現(xian)該算法(fa)(fa)，同(tong)時對PLC的(de)(de)編程(cheng)來(lai)時現(xian)泵(beng)的(de)(de)工頻與變(bian)頻之(zhi)間的(de)(de)切(qie)換(huan)。實踐(jian)證明，使用這(zhe)種方(fang)法(fa)(fa)是(shi)可(ke)行的(de)(de)，而(er)且造價也不高。
要想維(wei)持供(gong)水網(wang)的壓(ya)力不(bu)變，根據反(fan)饋定理在管(guan)(guan)網(wang)系(xi)統(tong)(tong)的管(guan)(guan)理上安(an)裝了(le)壓(ya)力變送器(qi)作為反(fan)饋元件，由于(yu)供(gong)水系(xi)統(tong)(tong)管(guan)(guan)道長、管(guan)(guan)徑大(da)，管(guan)(guan)網(wang)的充壓(ya)都較慢，故系(xi)統(tong)(tong)是一個大(da)滯(zhi)后(hou)系(xi)統(tong)(tong)，不(bu)易直(zhi)接(jie)采用PID調(diao)(diao)節器(qi)進(jin)行控制，而采用PLC參與(yu)控制的方式(shi)來(lai)實(shi)現對控制系(xi)統(tong)(tong)調(diao)(diao)節作用。
四、成套(tao)變頻給水設備變頻控制原(yuan)理
用變頻(pin)調速來(lai)實現恒壓(ya)供(gong)水，與用調節(jie)閥門(men)來(lai)實現恒壓(ya)供(gong)水相比，節(jie)能效果十分顯著（可根據具體(ti)情況計(ji)算出來(lai)）。其優(you)點是：
1、 起動平衡，起動電(dian)流(liu)可限制(zhi)在額(e)定(ding)電(dian)流(liu)以內，從(cong)而(er)避免了起動時對電(dian)網的沖(chong)擊；
2、 由于泵的平(ping)均(jun)轉(zhuan)速降低了，從而可延長(chang)泵和閥(fa)門等的使用(yong)壽命(ming)；
3、 可以消除起動和停機時的水(shui)錘效應；
一(yi)般地說(shuo)，當(dang)由一(yi)臺變頻(pin)器(qi)控(kong)制(zhi)一(yi)臺電(dian)(dian)(dian)動(dong)機時，只需(xu)使變頻(pin)器(qi)的配用電(dian)(dian)(dian)動(dong)機容(rong)量(liang)(liang)與實(shi)際電(dian)(dian)(dian)動(dong)機容(rong)量(liang)(liang)相符即(ji)可(ke)。當(dang)一(yi)臺變頻(pin)器(qi)同時控(kong)制(zhi)兩(liang)(liang)臺電(dian)(dian)(dian)動(dong)機時，原則上變頻(pin)器(qi)的配用電(dian)(dian)(dian)動(dong)機容(rong)量(liang)(liang)應(ying)等于兩(liang)(liang)臺電(dian)(dian)(dian)動(dong)機的容(rong)量(liang)(liang)之和(he)。但(dan)如在高(gao)峰負載時的用水(shui)(shui)量(liang)(liang)比兩(liang)(liang)臺水(shui)(shui)泵全速供(gong)水(shui)(shui)量(liang)(liang)相差很多時，
可考慮適當(dang)減小變頻器的容(rong)量，但應注意留有足夠的容(rong)量。
雖(sui)然水(shui)泵(beng)在(zai)低(di)速運行(xing)時(shi)，電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的工(gong)作電(dian)(dian)(dian)流(liu)較小。但(dan)是(shi)，當用(yong)(yong)戶的用(yong)(yong)水(shui)量(liang)變化頻繁時(shi)，電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)將處于(yu)頻繁的升、降(jiang)速狀態(tai)，而升、降(jiang)速的電(dian)(dian)(dian)流(liu)可(ke)略超過電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的額(e)定電(dian)(dian)(dian)流(liu)，導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)過熱(re)(re)。因此，電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的熱(re)(re)保護(hu)(hu)是(shi)必需的。對于(yu)這種由于(yu)頻繁地升、降(jiang)速而積累(lei)起來的溫升，變頻器內的電(dian)(dian)(dian)子熱(re)(re)保護(hu)(hu)功能是(shi)難以(yi)起到保護(hu)(hu)作用(yong)(yong)的，所(suo)以(yi)應(ying)采用(yong)(yong)熱(re)(re)繼電(dian)(dian)(dian)器來進行(xing)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的熱(re)(re)保護(hu)(hu)。
在主(zhu)要功能預置(zhi)方面， 頻(pin)(pin)(pin)率應(ying)(ying)以電動(dong)機的(de)額定(ding)頻(pin)(pin)(pin)率為變頻(pin)(pin)(pin)器(qi)的(de) 工作頻(pin)(pin)(pin)率。升(sheng)、降(jiang)速時間在采(cai)用PID調(diao)節器(qi)的(de)情況下，升(sheng)、降(jiang)速時間應(ying)(ying)盡(jin)量設(she)(she)定(ding)得短(duan)一些，以免影響由(you)PID調(diao)節器(qi)決定(ding)的(de)動(dong)態響應(ying)(ying)過(guo)程。如變頻(pin)(pin)(pin)器(qi)本身具有PID調(diao)節功能時，只要在預置(zhi)時設(she)(she)定(ding)PID功能有效(xiao)，則所設(she)(she)定(ding)的(de)升(sheng)速和(he)降(jiang)速時間將自動(dong)失效(xiao)。
五、成套變頻(pin)給水設備系統特點(dian)
1、 節(jie)電：優(you)化的節(jie)能(neng)(neng)控制(zhi)軟件，使(shi)水泵實(shi)現 大限度地節(jie)能(neng)(neng)運行；
2、 節水(shui)(shui)：根據實(shi)際用水(shui)(shui)情況(kuang)設定(ding)管網壓力，自動控制水(shui)(shui)泵出水(shui)(shui)量，減(jian)少(shao)了(le)水(shui)(shui)的跑、漏現象；
3、 運行可(ke)靠：由(you)變(bian)頻(pin)(pin)器實(shi)現泵的軟起動(dong)，使水泵實(shi)現由(you)工頻(pin)(pin)到變(bian)頻(pin)(pin)的無沖擊切換(huan)，防止(zhi)管(guan)網沖擊、避(bi)免管(guan)網壓力超限，管(guan)道破裂。
4、 聯網功(gong)能：采用(yong)全中文(wen)工控組態(tai)軟(ruan)件，實時(shi)監(jian)控各(ge)個站點，如電(dian)(dian)機的(de)(de)電(dian)(dian)壓、電(dian)(dian)流、工作頻率、管網壓力及流量(liang)等。并且能夠累(lei)積每(mei)(mei)個站點的(de)(de)用(yong)電(dian)(dian)量(liang)，累(lei)積每(mei)(mei)臺泵(beng)的(de)(de)出水量(liang)，同(tong)時(shi)提供各(ge)種形式的(de)(de)打(da)印(yin)報表，以(yi)便(bian)分析統計。
5、 控制靈活：分段供水(shui)，定時供水(shui)，手動選(xuan)擇(ze)工作方(fang)式。
6、 自我保護功能完善：如某(mou)臺泵(beng)出(chu)現(xian)故障，主動向上(shang)位機(ji)發出(chu)報(bao)警信息，同(tong)時啟動備(bei)用泵(beng)，以(yi)(yi)維(wei)持供(gong)水平(ping)衡。萬一自控系統(tong)出(chu)現(xian)故障，用戶可(ke)以(yi)(yi)直(zhi)接操作手動系統(tong)，以(yi)(yi)保護供(gong)水。
六(liu)、成套變頻給水設備系統應用范圍
1、 自(zi)來水(shui)廠、加壓(ya)泵房
2、 居民生(sheng)活(huo)區、賓館(guan)及其它建筑
3、 企業生(sheng)產用水
4、 鍋爐循環(huan)水(shui)系統
5、 農(nong)田灌(guan)溉系統
