變頻器在高層恒壓供水(shui)系統生活(huo)供水(shui)方面的應用

高(gao)層恒壓供水系(xi)統的(de)特點及(ji)分析

　　用(yong)戶用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量一般是動態(tai)的(de)，因(yin)此供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)不足或供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)過剩的(de)情況(kuang)時有發(fa)生。而(er)(er)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)和供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)之間的(de)不平衡(heng)集中反(fan)映在供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)壓力(li)上(shang)，即用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)多而(er)(er)供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)少，則(ze)壓力(li)低；用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)少而(er)(er)供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)多，則(ze)壓力(li)大。保(bao)持(chi)供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)壓力(li)的(de)恒定，可(ke)使供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)和用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)之間保(bao)持(chi)平衡(heng)，即用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)多時供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)也多，用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)少時供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)也少，從而(er)(er)提高了供(gong)(gong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)質量。

　　高(gao)層恒壓供(gong)(gong)水(shui)(shui)系統對于(yu)用戶是非常(chang)重要(yao)的。在生(sheng)產生(sheng)活(huo)供(gong)(gong)水(shui)(shui)時(shi)(shi)，若自(zi)來水(shui)(shui)供(gong)(gong)水(shui)(shui)因故壓力(li)不(bu)足或短時(shi)(shi)斷水(shui)(shui)，可能影響生(sheng)活(huo)質量(liang)，嚴重時(shi)(shi)會影響生(sheng)存安全，如發(fa)生(sheng)火災時(shi)(shi)，若供(gong)(gong)水(shui)(shui)壓力(li)不(bu)足或或無水(shui)(shui)供(gong)(gong)應，不(bu)能迅(xun)速(su)滅火，可能引起(qi)重大經濟損失(shi)和人員傷亡。所以，用水(shui)(shui)區域采用高(gao)層恒(heng)壓供水系統(tong)，能產(chan)生較大的經濟效(xiao)益和(he)社(she)會效(xiao)益。

　　隨著電(dian)力技(ji)術(shu)的(de)(de)發展，變頻調速技(ji)術(shu)的(de)(de)日臻完善，以(yi)(yi)(yi)變頻調速為核心(xin)的(de)(de)智(zhi)能(neng)供(gong)水控制系統取代(dai)了(le)以(yi)(yi)(yi)往高(gao)位水箱(xiang)和(he)壓力罐(guan)等(deng)供(gong)水設備，起動平(ping)穩(wen)，起動電(dian)流(liu)可(ke)限制在額定電(dian)流(liu)以(yi)(yi)(yi)內，從(cong)而(er)避免了(le)起動時對電(dian)網的(de)(de)沖擊；由于泵的(de)(de)平(ping)均轉速降(jiang)低了(le)，從(cong)而(er)可(ke)延長泵和(he)閥門等(deng)東西(xi)的(de)(de)使(shi)(shi)用壽命；可(ke)以(yi)(yi)(yi)消除起動和(he)停(ting)機時的(de)(de)水錘效應。其穩(wen)定安(an)，，全(quan)的(de)(de)運行性能(neng)、簡(jian)單方便的(de)(de)操作方式(shi)、以(yi)(yi)(yi)及(ji)齊全(quan)周到的(de)(de)功能(neng)，將使(shi)(shi)供(gong)水實現節(jie)水、節(jie)電(dian)、節(jie)省人力， 達到高(gao)度有效 的(de)(de)運行目的(de)(de).

高層恒壓(ya)供(gong)水系統的變頻應用方式

　　通(tong)常在(zai)同(tong)一(yi)(yi)(yi)(yi)路供(gong)(gong)(gong)水(shui)(shui)系(xi)(xi)統中，設置多(duo)臺(tai)(tai)常用(yong)(yong)泵，供(gong)(gong)(gong)水(shui)(shui)量大時多(duo)臺(tai)(tai)泵全(quan)開，供(gong)(gong)(gong)水(shui)(shui)量小(xiao)時開一(yi)(yi)(yi)(yi)臺(tai)(tai)或兩臺(tai)(tai)。在(zai)采用(yong)(yong)變(bian)頻(pin)調(diao)速(su)進行恒壓(ya)供(gong)(gong)(gong)水(shui)(shui)時，就用(yong)(yong)兩種(zhong)方式，其(qi)一(yi)(yi)(yi)(yi)是所有水(shui)(shui)泵配(pei)用(yong)(yong)一(yi)(yi)(yi)(yi)臺(tai)(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)；其(qi)二(er)是每臺(tai)(tai)水(shui)(shui)泵配(pei)用(yong)(yong)一(yi)(yi)(yi)(yi)臺(tai)(tai)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)。后(hou)種(zhong)方法根(gen)據(ju)壓(ya)力反饋信號，通(tong)過PID運算自(zi)動(dong)(dong)調(diao)整變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)輸出頻(pin)率，改(gai)變(bian)電動(dong)(dong)機(ji)轉速(su)， 達到管網(wang)恒壓(ya)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)，就一(yi)(yi)(yi)(yi)個閉環回(hui)路，較簡單(dan)，但成本(ben)高(gao)。前(qian)種(zhong)方法成本(ben)低(di)，性能不比(bi)后(hou)種(zhong)差，但控制(zhi)程序較復雜，是未來的(de)(de)發展方向(xiang)，我公司開發BC2100系(xi)(xi)列(lie)恒壓(ya)供(gong)(gong)(gong)水(shui)(shui)控制(zhi)系(xi)(xi)統就可實現一(yi)(yi)(yi)(yi)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)控制(zhi)任意數馬(ma)達的(de)(de)功能。下面講到的(de)(de)原理都是一(yi)(yi)(yi)(yi)變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)拖動(dong)(dong)多(duo)馬(ma)達的(de)(de)系(xi)(xi)統。

高(gao)層恒(heng)壓供水系統控制原(yuan)理(li)

　　根據反(fan)饋(kui)原理：要(yao)想維持一個(ge)物理量不變(bian)或基(ji)本不變(bian)，就應該引這個(ge)物理量與(yu)恒值(zhi)比(bi)較(jiao)，形成(cheng)閉環系統(tong)。我(wo)們要(yao)想保持水壓的(de)(de)恒定，因此就 須引入水壓反(fan)饋(kui)值(zhi)與(yu)給定值(zhi)比(bi)較(jiao)，從而形成(cheng)閉環系統(tong)。但被控(kong)制(zhi)的(de)(de)系統(tong)特點是(shi)非線性、大慣性的(de)(de)系統(tong)，現(xian)在(zai)控(kong)制(zhi)和PID相結合的(de)(de)方(fang)法，在(zai)壓力(li)波動較(jiao)大時使用(yong)模糊控(kong)制(zhi)，以加快響應速度(du)；在(zai)壓力(li)范圍較(jiao)小時采用(yong)PID來保持靜態精(jing)度(du)。這通過PLC加智能儀(yi)表可時現(xian)該算(suan)法，同(tong)時對PLC的(de)(de)編程來時現(xian)泵(beng)的(de)(de)工(gong)頻與(yu)變(bian)頻之間的(de)(de)切換。實(shi)踐證明，使用(yong)這種方(fang)法是(shi)可行的(de)(de)，而且(qie)造(zao)價也不高。

　　要想維持供水網(wang)(wang)的壓(ya)力不變，根(gen)據(ju)反饋(kui)定理在管網(wang)(wang)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的管理上(shang)安裝了壓(ya)力變送器作為反饋(kui)元件，由于供水系(xi)(xi)統(tong)(tong)管道長、管徑大，管網(wang)(wang)的充壓(ya)都較慢，故系(xi)(xi)統(tong)(tong)是一個(ge)大滯后(hou)系(xi)(xi)統(tong)(tong)，不易(yi)直接采用PID調(diao)節器進行(xing)控(kong)(kong)制(zhi)，而采用PLC參與控(kong)(kong)制(zhi)的方式(shi)來(lai)實現(xian)對控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)調(diao)節作用。

高層恒壓供水系統(tong)變(bian)頻(pin)控制原理

　　用變頻調(diao)速來實現恒(heng)壓供水(shui)，與用調(diao)節閥門來實現恒(heng)壓供水(shui)相(xiang)比，節能效果十分顯著（可根據(ju)具體(ti)情況計算出(chu)來）。其優點是：

   1、 起動平衡(heng)，起動電(dian)流(liu)可限制在額定電(dian)流(liu)以(yi)內，從而避免了起動時對電(dian)網的沖(chong)擊(ji)；

 ;  2、 由于泵的(de)平均轉速降低(di)了，從而可延長泵和閥門等的(de)使用壽命；

   3、 可以消除起動和停機(ji)時的水(shui)錘效應；

　　一般(ban)地說，當(dang)由一臺(tai)(tai)(tai)變(bian)頻(pin)器控制一臺(tai)(tai)(tai)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)時(shi)，只需使變(bian)頻(pin)器的(de)配用電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)容量(liang)(liang)與實際(ji)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)容量(liang)(liang)相符即可(ke)。當(dang)一臺(tai)(tai)(tai)變(bian)頻(pin)器同(tong)時(shi)控制兩臺(tai)(tai)(tai)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)時(shi)，原則上(shang)變(bian)頻(pin)器的(de)配用電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)容量(liang)(liang)應等(deng)于兩臺(tai)(tai)(tai)電(dian)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)容量(liang)(liang)之和。但如在高(gao)峰負載時(shi)的(de)用水量(liang)(liang)比(bi)兩臺(tai)(tai)(tai)水泵全(quan)速供水量(liang)(liang)相差很多時(shi)，

可考(kao)慮適當減小變頻器(qi)的(de)容量，但應注意留(liu)有足夠的(de)容量。

　　雖然水泵在低速運(yun)行時(shi)，電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)的(de)(de)工(gong)作電(dian)(dian)(dian)流較小。但是，當用戶的(de)(de)用水量變化頻繁(fan)時(shi)，電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)將處(chu)于頻繁(fan)的(de)(de)升、降速狀態，而升、降速的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流可略超過(guo)電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)的(de)(de)額定電(dian)(dian)(dian)流，導致電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)過(guo)熱(re)。因此，電(dian)(dian)(dian)動(dong)機(ji)的(de)(de)熱(re)保護是必需的(de)(de)。對于這種(zhong)由于頻繁(fan)地升、降速而積累(lei)起來的(de)(de)溫升，變頻器內的電(dian)子熱(re)(re)保護(hu)(hu)(hu)功能是難以(yi)起到保護(hu)(hu)(hu)作用的，所(suo)以(yi)應采(cai)用熱(re)(re)繼電(dian)器(qi)來進行電(dian)動機的熱(re)(re)保護(hu)(hu)(hu)。

　　在主要功能(neng)預(yu)(yu)置(zhi)方面，較高頻率應以電動機的(de)(de)額定(ding)頻率為(wei)變(bian)頻器(qi)的(de)(de)較高工作頻率。升(sheng)、降速時(shi)(shi)間(jian)(jian)在采用PID調節(jie)器(qi)的(de)(de)情況下，升(sheng)、降速時(shi)(shi)間(jian)(jian)應盡量(liang)設(she)定(ding)得短一些，以免(mian)影響由PID調節(jie)器(qi)決定(ding)的(de)(de)動態響應過程。如(ru)變(bian)頻器(qi)本身具有PID調節(jie)功能(neng)時(shi)(shi)，只要在預(yu)(yu)置(zhi)時(shi)(shi)設(she)定(ding)PID功能(neng)有效(xiao)，則(ze)所設(she)定(ding)的(de)(de)升(sheng)速和降速時(shi)(shi)間(jian)(jian)將自動失效(xiao)。

高層恒壓供水(shui)系統(tong)特(te)點

   1、 節電：優化的(de)節能(neng)控(kong)制軟件，使水泵實現較(jiao)大限度地節能(neng)運行(xing)；

   2、 節水(shui)：根據實際用水(shui)情況(kuang)設(she)定管網(wang)壓力，自動控制水(shui)泵(beng)出水(shui)量，減(jian)少(shao)了水(shui)的跑、漏(lou)現象；

   3、 運行(xing)可靠：由(you)變頻(pin)器實(shi)現泵(beng)的(de)軟起動，使(shi)水(shui)泵(beng)實(shi)現由(you)工(gong)頻(pin)到變頻(pin)的(de)無(wu)沖擊切換(huan)，防(fang)止管網沖擊、避免(mian)管網壓(ya)力超限，管道破裂。

   4、 聯網功能：采(cai)用全(quan)中文(wen)工控(kong)組態軟件，實(shi)時(shi)(shi)監控(kong)各個站點，如電機的(de)(de)(de)(de)電壓、電流、工作頻率、管網壓力及流量等。并且能夠累積每(mei)個站點的(de)(de)(de)(de)用電量，累積每(mei)臺泵的(de)(de)(de)(de)出水量，同時(shi)(shi)提供各種形式的(de)(de)(de)(de)打印報表(biao)，以(yi)便分析統(tong)計。

   5、 控(kong)制(zhi)靈活：分段供(gong)水，定(ding)時供(gong)水，手動選擇工作方式。

   6、 自(zi)我(wo)保護功能完善：如某臺(tai)泵(beng)出現故障，主動向(xiang)上位(wei)機發出報警(jing)信(xin)息，同時啟動備用泵(beng)，以(yi)維持供水平衡。萬(wan)一(yi)自(zi)控系統出現故障，用戶(hu)可以(yi)直接操作手動系統，以(yi)保護供水。

高層恒壓供水(shui)系統應用范圍

   1、 自來水廠、加(jia)壓泵房(fang)

   2、 居民生(sheng)活區、賓(bin)館及其(qi)它建筑

   3、 企業生產(chan)用(yong)水

   4、 鍋爐循環(huan)水系統

   5、 農(nong)田灌溉系(xi)統(tong)