淺析變頻調(diào)速壓供水控制系統(tǒng)

摘要：在生產(chǎn)和生活中水是不可缺少的重要組成部分，節(jié)水節(jié)能已經(jīng)成為這個(gè)時(shí)代顯著的特征。在現(xiàn)實(shí)的條件下，傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)，如：定速泵供水系統(tǒng)，供水系統(tǒng)和水塔高位水箱，氣壓罐供水給水系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的需要。在變頻調(diào)速技術(shù)的日臻完善的今天，智能變頻供水控制系統(tǒng)，將取代前期高水箱和壓力罐等設(shè)備的核心。高品質(zhì)，靈活性，電機(jī)起動(dòng)制動(dòng)光滑，水錘效應(yīng)，占地面積小，設(shè)備投資少，噪音低，恒壓供水系統(tǒng)具有的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也提高供水系統(tǒng)的水系統(tǒng)阻力，穩(wěn)定的水和可靠性。節(jié)能，節(jié)能效果是顯著的，其應(yīng)用前景和良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的各種水系統(tǒng)相比以前的，都要廣闊的多。

關(guān)鍵字：變頻調(diào)速 速壓供水 控制系統(tǒng)

1變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的工作原理

該控制器的主要任務(wù)是根據(jù)頻率的管道的壓力變化控制變頻器，調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速，使泵出口壓力保持恒定，同時(shí)，在水泵啟動(dòng)時(shí)，管道流量不能滿足要求時(shí)，逆變器驅(qū)動(dòng)的水泵切換到商用電源和逆變器起動(dòng)另一臺(tái)泵。這時(shí)，可以根據(jù)水量的大小來確定泵的個(gè)數(shù)。

2變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的組成

變頻調(diào)速速恒壓供水系統(tǒng)由信號(hào)檢測(cè)，變頻器，控制器，執(zhí)行器，電子控制裝置和報(bào)警裝置組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2：

（1）信號(hào)檢測(cè)。信號(hào)檢測(cè)包括了水位信號(hào)檢測(cè)。水力管網(wǎng)水壓力值的信號(hào)檢測(cè)反映主要的是供水控制是否恒壓。水泵水位信號(hào)檢測(cè)：適當(dāng)?shù)男盘?hào)控制系統(tǒng)有效實(shí)施保護(hù)，防止損壞電動(dòng)機(jī)和泵空氣抽吸泵。

（2）控制器。供水控制系統(tǒng)是整個(gè)控制器的核心。控制器通過對(duì)壓力和液位傳感器檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行分析，再由變頻調(diào)速器和接觸器來控制執(zhí)行器（泵）。

（3）頻率轉(zhuǎn)換器。頻率轉(zhuǎn)換器的作用是通過對(duì)供水控制系統(tǒng)中根據(jù)控制信號(hào)從控制器改變調(diào)速泵操作頻率，完成的速度控制的變速泵。

（4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由一組泵，它們是用于水進(jìn)入管道網(wǎng)絡(luò)用戶的中間環(huán)節(jié)。水泵分為兩種類型：泵調(diào)速泵和平衡泵。調(diào)速泵控制變頻調(diào)速器，根據(jù)用水量的變化改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到維持管網(wǎng)水壓恒定的目的。平衡泵工作電源頻率條件下，速度是常數(shù)，水泵的主要工作在夜間幾例，保持壓力的管道網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定。

（5）電氣控制設(shè)備。其中，繼電器，開關(guān)，接觸器和其他電器元件構(gòu)成了電子控制設(shè)備。在供水系統(tǒng)控制器完成水泵變頻、工頻開關(guān)和手動(dòng)、自動(dòng)切換等。

（6）報(bào)警的設(shè)備裝置。在供水的設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)了上下水位以及壓力報(bào)警的設(shè)備裝置等等，這是為了能夠?qū)┧到y(tǒng)的正常運(yùn)行做出基本的保障。

3變頻恒壓供水系統(tǒng)的特點(diǎn)

在目前的情況下，與傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)比較起來，變頻恒壓是有著以下的特點(diǎn)：

（1）節(jié)水。根據(jù)對(duì)實(shí)際使用的自來水管網(wǎng)的壓力進(jìn)行檢測(cè)，水泵的自動(dòng)控制，減少水露，漏現(xiàn)象。

（2）節(jié)能。通過變頻器調(diào)速系調(diào)節(jié)，恒壓供水系統(tǒng)節(jié)能效果顯著。同時(shí)，裝配的能量?jī)?yōu)化控制軟件，使水泵實(shí)現(xiàn)最大限度地節(jié)能。

（3）運(yùn)行可靠。通過變頻泵軟啟動(dòng)，啟動(dòng)電流從零到電機(jī)的額定電流。這樣不僅降低了起動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的沖擊，同時(shí)也降低了啟動(dòng)設(shè)備的大慣量的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的高速?zèng)_擊，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

（4） 網(wǎng)絡(luò)。配置的全中文控制軟件，在遠(yuǎn)程和本地上的控制功能和數(shù)據(jù)通過通信接口與控制信號(hào)或連接到控制軟件，實(shí)時(shí)監(jiān)控各個(gè)站點(diǎn)，供水中的相關(guān)數(shù)據(jù)，以顯示和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并打印監(jiān)測(cè)報(bào)告。

（5）靈活的控制。根據(jù)水的需求量不同分段供水，定時(shí)供水，手動(dòng)選擇工作，靈活多變。

（6）自我保護(hù)意識(shí)。當(dāng)泵發(fā)生故障時(shí)，會(huì)主動(dòng)報(bào)警信息，并停止和啟動(dòng)備用泵，以維持供水的平衡。如果自控系統(tǒng)自身出現(xiàn)故障，操作者可以通過手動(dòng)操作，以確保水的供應(yīng)不受影響。

4變頻恒壓供水系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向

隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)和速度的智能控制，不僅節(jié)約了能源，而且提高了供水管網(wǎng)的環(huán)境。目前，變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)的開發(fā)研究已成為城市供水行業(yè)的一個(gè)重要課題，其實(shí)際情況因地域差異而各有不同。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的恒壓供水系統(tǒng)研究已經(jīng)興起，并在該領(lǐng)域的快速發(fā)展。國(guó)內(nèi)逆變器體積小，其成本低的優(yōu)勢(shì)占據(jù)了相當(dāng)部分的恒壓供水市場(chǎng)。然而，大容量的逆變電源更能適應(yīng)現(xiàn)在的實(shí)際應(yīng)用需求，因而國(guó)產(chǎn)變頻器需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善。隨著時(shí)代的發(fā)展，變頻技術(shù)和變頻恒壓供水系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性，自動(dòng)化程度高的優(yōu)勢(shì)和顯著節(jié)約能源的優(yōu)勢(shì)得到大家的認(rèn)可和不斷關(guān)注后，國(guó)外許多廠家開始生產(chǎn)變頻器，并推出恒壓供水頻率的相關(guān)函數(shù)。這種微觀的結(jié)構(gòu)的電路，降低設(shè)備成本，但其輸出接口的擴(kuò)展缺乏靈活性的設(shè)備，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性都不高，與其他監(jiān)控系統(tǒng)（如BA系統(tǒng)）和組態(tài)軟件是困難的數(shù)據(jù)通信，并且有負(fù)載能力的限制，因此在實(shí)際使用中，將被限制在某固定的要求范圍內(nèi)。

為了更好的應(yīng)用于生產(chǎn)，生活實(shí)踐中，恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)在以下幾個(gè)方面發(fā)展：一，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)，壓力閉環(huán)變頻恒壓供水系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的控制；二、數(shù)字PID控制，模糊控制，自動(dòng)控制技術(shù)的系統(tǒng)，從而提高系統(tǒng)的性能和成本控制；三，高頻率供水系統(tǒng)在行業(yè)中的應(yīng)用研究。只有做到以上幾點(diǎn)，恒壓供述系統(tǒng)才能更好的應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)生活要求。以變頻器為核心結(jié)合PLC組成的控制系統(tǒng)具有可靠的性能比較高、抗干擾能力的能力比較強(qiáng)、組合相對(duì)比較靈活、編程的方法也簡(jiǎn)單、維修維護(hù)方便和成本比較低等諸多特點(diǎn)，變頻恒壓供水系統(tǒng)集變頻技術(shù)、電氣技術(shù)、防雷避雷技術(shù)、現(xiàn)代控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)與一體。供水系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，實(shí)現(xiàn)集中管理和供水系統(tǒng)的監(jiān)控；同時(shí)系統(tǒng)具有良好節(jié)能性，這在能量日益緊缺的今天尤為重要，所以研究設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，對(duì)于提高企業(yè)效率以及人民的生活水平、降低能耗等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

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